HUBUNGAN KUALITAS BAHAN ORGANIK TANAH DAN LAJU RESPIRASI TANAH DI BEBERAPA LAHAN BUDIDAYA
MAYSAROH
DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2011
ABSTRAK MAYSAROH, Hubungan Kualitas Bahan Organik Tanah dan Laju Respirasi Tanah Dibeberapa Lahan Budidaya. Dibimbing oleh TRIADIATI dan NISA RACHMANIA MUBARIK. Bahan organik tanah merupakan salah satu indikator yang mempengaruhi kesuburan tanah. Bahan organik tanah fraksi ringan memiliki pergantian lebih cepat dibandingkan dengan fraksi lainnya dan berperan sebagai substrat bagi mikroorganisme. Aktivitas mikroorganisme dapat diamati melalui laju respirasi dan dapat dinyatakan sebagai laju respirasi tanah. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui hubungan kualitas bahan organik tanah dan laju respirasi tanah di beberapa lahan budidaya yaitu sawah organik, sawah nonorganik, ladang jagung, dan hutan penelitian darmaga. Pada penelitian ini dilakukan perhitungan laju respirasi tanah dan jumlah fraksi-fraksi dari sampel tanah dari setiap lokasi di desa Situ Gede, Bogor. Laju respirasi dari beberapa lokasi penelitian di desa Situ Gede tidak berbeda nyata. Fraksi ringan tertinggi terdapat pada lokasi sawah organik. Lokasi yang mengandung bahan organik tanah tertinggi ditunjukkan oleh lokasi kebun jagung yaitu 35 g/Kg tanah. Tanah yang berasal dari sawah organik mempunyai laju respirasi sebesar 0,38 mg/jam dan jumlah fraksi ringan dalam bahan organik tanah sebanyak 0,36 g/Kg sampel tanah. Bahan organik tanah fraksi ringan dan jumlah bakteri tanah berpengaruh nyata terhadap laju respirasi tanah.
Kata kunci: Bahan organik tanah, respirasi, fraksi ringan, ludox.
ABSTRACT MAYSAROH. Relationship between Quality of Soil Organic Matter and Soil Respiration rates in some Cultivation fields. Under supervision of TRIADIATI and NISA RACHMANIA MUBARIK. Soil organic matter is one indicator that affects the soil fertility. Light fraction of soil organic matter has a faster turnover than the other factions and as a substrate for microorganisms. Activity of microorganisms can be observed through the respiration rate and activity of soil microorganisms can be expressed as the rate of soil respiration. The aims of this study were to determine the relationship between soil organic matter and soil respiration rates in organic and nonorganic paddy fields, cornfields in Situ Gede village, and forest research, Dramaga. This study was calculate the rate of soil respiration and density fractionation of soil samples study sites in Situ Gede village, Bogor. Respiration rate from study site was not significantly different. Light Fraction of soil organic matter was the highest in organic paddy field. Total soil organic matter was the highest in cornfield, that is 35 g/Kg soil sampel. Soil respiration rate and light fraction of soil organic matter in paddy field were 0,38 mg/hour, and 0,36 g/Kg soil sample respectively. Light fraction of soil organic matter and soil bacteria has significantly correlation with soil respiration rate. Keyword: Soil organic matter, respiration, light fraction, ludox.
HUBUNGAN KUALITAS BAHAN ORGANIK TANAH DAN LAJU RESPIRASI TANAH DIBEBERAPA LAHAN BUDIDAYA
MAYSAROH
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen Biologi
DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2011
Judul Nama NIM
: Hubungan Kualitas Bahan Organik Tanah Dan Laju Respirasi Tanah Dibeberapa Lahan Budidaya : Maysaroh : G34070091
Menyetujui: Pembimbing I,
Pembimbing II,
(Dr. Triadiati, M.Si) 19600224 198603 2 001
(Dr. Nisa Rachmania Mubarik, M.Si) 19671127 199302 2 001
Mengetahui: Ketua Departemen Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
(Dr. Ir. Ence Darmo Jaya Supena, M.Si) NIP 196410021989031002
Tanggal Lulus:
PRAKATA Puji syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT atas berkat dan rahmat Nya, penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini. Penulisan karya ilmiah ini merupakan salah satu syarat untuk mencapai gelar Sarjana Sains program studi Biologi. Karya ilmiah ini berjudul “Hubungan Kualitas Bahan Organik Tanah dan Laju Respirasi Tanah Dibeberapa Lahan Budidaya”. Penelitian ini dilaksanakan mulai dari bulan Februari hingga Juli 2011 yang bertujuan untuk mengetahui hubungan kualitas bahan organik tanah dan laju respirasi tanah di beberapa lahan budidaya. Terima kasih penulis ucapkan kepada Dr. Triadiati, M.Si dan Dr. Nisa Rachmania, M. Si atas bimbingan dan arahan yang diberikan. Terima kasih penulis ucapkan kepada Dr. Ir. Achmad Farajallah, M.Si selaku dosen penguji. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada pihak hutan Penelitian Dramaga dan Bapak-bapak Petani di desa Situ Gede atas bantuan perizinan pengambilan sampel. Terima kasih kepada seluruh staf Laboratorium Fisiologi Tumbuhan, staf Laboratorium Mikrobiologi, serta Pak Tisna staf di rumah kaca atas bantuan dan saran selama penulis melakukan penelitian ini. Ucapan terima kasih tidak lupa penulis sampaikan kepada PEMDA Kabupaten Rokan Hilir atas beasiswa yang telah diberikan kepada penulis selama perkuliahan. Terima kasih juga untuk keluarga yang senantiasa memberi cinta, doa dan dukungan, serta teman-teman khususnya teman-teman Biologi angkatan 44, Perwira 41 dan OWA yang selalu memberikan bantuan, doa, semangat dan kasih sayang. Semoga karya tulis ini dapat bermanfaat.
Bogor, Agustus 2011
Maysaroh
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Riau pada tanggal 14 Agustus 1988 dari ayahanda Amat Ali dan ibunda Nasrah. Penulis merupakan anak keempat dari tujuh bersaudara. Tahun 2007 penulis lulus dari SMA Negeri 1 Bangko Pusako. Pada tahun yang sama, penulis diterima sebagai mahasiswi program studi Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor melalui jalur Beasiswa Utusan Daerah Kabupaten Rokan Hilir, Riau. Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif dalam organisasi kemahasiswaan dan berbagai kepanitian yang diselenggarakan di Himabio IPB, Institut Pertanian Bogor. Penulis pernah menjadi staf divisi OWA Himabio IPB tahun 2008-2009, Penulis juga aktif sebagai asisten praktikum Fisiologi Tumbuhan tahun ajaran 2010/2011. Pada tahun 2009, penulis melaksanakan studi lapang di Wana Wisata Cangkuang, Sukabumi dengan judul laporan “Eksplorasi Begonia Sebagai Tanaman Obat di Wana Wisata Cangkuang, Sukabumi” yang dibimbing oleh Dr. Ir. Utut Widyastuti M,Si. Penulis melaksanakan praktik lapangan di Pusdiklat Serikat Petani Indonesia Bogor dengan judul laporan “Persentase Kemurnian Keturunan Kacang Tanah di Pusdiklat dan Pusat Perbenihan Serikat Petani Indonesia” di bawah bimbingan Dr. Aris Tri Wahyudi, M. Si dan Titis Priyowidodo, S. TP.
DAFTAR ISI Halaman PRAKATA ........................................................................................................................................ v DAFTAR ISI ..................................................................................................................................viii DAFTAR TABEL ..........................................................................................................................viii DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................................................... ix PENDAHULUAN Latar Belakang ............................................................................................................................. 1 Tujuan .......................................................................................................................................... 1 Waktu dan Tempat ....................................................................................................................... 1 BAHAN DAN METODE Bahan............................................................................................................................................ 1 Metode.......................................................................................................................................... 1 Pengambilan Sampel Tanah .................................................................................................... 1 Pengukuran Laju Respirasi Tanah .......................................................................................... 1 Pengukuran Jumlah sel Bakteri ............................................................................................... 2 Fraksionasi Bahan Organik Tanah .......................................................................................... 2 HASIL Sampel Tanah .......................................................................................................................... 2 Laju Respirasi dan Jumlah Sel Bakteri .................................................................................... 2 Fraksionasi Bahan Organik Tanah .......................................................................................... 3 PEMBAHASAN ............................................................................................................................... 3 SIMPULAN ...................................................................................................................................... 5 SARAN ............................................................................................................................................. 5 DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................................................... 5 LAMPIRAN ...................................................................................................................................... 8
DAFTAR TABEL Halaman 1 Berat kering fraksi-fraksi bahan organik tanah .............................................................................. 3 2 Rata-rata laju respirasi tanah dan jumlah sel bakteri tanah ............................................................ 3
DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lokasi Pengambilan Sampel Tanah .................................................................................................. 8 Pembuatan Reagen dan Media .......................................................................................................... 9
PENDAHULUAN Latar Belakang Bahan organik tanah adalah bagian dari tanah yang berasal dari sisa tanaman dan hewan yang terdapat di dalam tanah. Bahan organik tanah merupakan suatu sistem kompleks dan dinamis yang terus menerus mengalami perubahan bentuk, karena dipengaruhi oleh faktor biologi, fisika, dan kimia (Wild 1995). Bahan organik tanah merupakan hara penting untuk pertumbuhan tanaman, pemeliharaan struktur tanah, dan berkontribusi dalam kemampuan tanah untuk menahan air (Liu et al. 2003). Apabila kadar bahan organik tanah menurun, maka kemampuan tanah dalam mendukung produktivitas tanaman juga akan menurun (Janzen et al. 1992). Bahan organik tanah terdiri atas bahan organik tanah fraksi dengan pergantian cepat dan bahan organik tanah fraksi dengan pergantian lambat (Cambardella & Elliot 1992). Tingkat kecepatan pergantian (turnover) dari fraksi-fraksi bahan organik adalah fraksi ringan, fraksi sedang, dan fraksi berat. Fraksi dengan pergantian cepat (fraksi ringan) memainkan peranan dominan pada dinamika hara tanah (Janzen et al. 1992). Fraksi ringan berperan sebagai substrat untuk mikroorganisme dekomposer, dan sebagai sumber hara langsung bagi tanaman (Hassink 1995). Berdasarkan ukuran dan densitasnya bahan organik tanah dibedakan menjadi (1) fraksi ringan (LF), yaitu bahan organik yang memiliki kerapatan partikel tanah < 1,13 g cm-3 dan berasal dari sisa-sisa tanaman; (2) fraksi sedang (MF), yaitu bahan organik yang memiliki kerapatan partikel tanah 1,13-1,3 g cm-3 dan sebagian berasal dari sisa-sisa tanaman; dan (3) fraksi berat (HF), yaitu bahan organik tanah yang memiliki kerapatan partikel tanah > 1,3 g cm-3 dan berasal dari bahan organik yang tidak dapat didefinisikan (Meijboom et al. 1995). Aktivitas mikroorganisme dapat diamati melalui laju respirasi dan aktivitas mikroorganisme dalam tanah yang dinyatakan sebagai respirasi tanah. Respirasi tanah didefinisikan sebagai jumlah dari semua kegiatan metabolisme yang menghasilkan CO2 atau yang menghasilkan penyerapan O2 dari tanah. Respirasi tanah digunakan untuk mengevaluasi kemampuan dari biodegradasi karbon, dan merupakan metode yang tepat untuk mengevaluasi status bahan organik tanah dalam ekosistem alami atau yang
dibudidaya (Koutika et al. 1999). Tanah yang mengandung bahan organik yang tinggi juga mengandung jumlah mikroorganisme yang tinggi karena tanah tersebut mengandung substrat yang dapat menunjang kehidupan mikroorganisme. Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian mengenai kaitan antara kualitas bahan organik tanah dengan laju respirasi tanah di beberapa lahan budidaya. Tujuan Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui hubungan kualitas bahan organik tanah dan laju respirasi mikroorganisme tanah di beberapa lahan budidaya. Waktu dan Tempat Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Februari sampai Juli 2011 di Laboratorium Fisiologi Tumbuhan, Laboratorium Mikrobiologi, dan Rumah Kaca Departemen Biologi, FMIPA, IPB.
BAHAN DAN METODE Bahan Bahan yang digunakan ialah sampel tanah berasal dari lokasi desa Situ Gede, kecamatan Dramaga, Kabupaten Bogor yang terdiri atas Hutan Penelitian Darmaga; ladang jagung; sawah organik; dan sawah nonorganik (Lampiran 1), larutan suspensi silika (Ludox® HS-40), NaOH 0,5 N dan HCl 0,05 N. Metode Pengambilan Sampel Tanah. Sampel tanah diambil dari setiap lokasi dengan kedalaman 10-15 cm. Masing-masing lokasi diambil tiga titik dengan dua kali ulangan. Volume sampel tanah yang diambil setiap ulangan ialah satu kantong plastik yang berukuran 2 Kg. Kantong plastik diikat dengan karet dan disimpan di rumah kaca. Pengukuran Laju Respirasi Tanah. Sampel tanah yang sudah diambil mengalami penyimpanan lebih kurang satu hari ditimbang sebanyak 50 g dari masing-masing ulangan. Kemudian tanah tersebut dibasahi dengan 30 ml akuades dalam wadah terbuka. Sama juga halnya dengan larutan NaOH 0,5 N dipipet sebanyak 25 ml dan ditempatkan juga dalam wadah terbuka. Kemudian kedua wadah terbuka tersebut dimasukkan ke dalam tabung yang berukuran 1-3 L dan ditutup rapat. Kemudian diinkubasi selama 3 hari pada suhu ruangan. Setelah 3 hari wadah yang berisi NaOH ditambahkan 5 ml BaCl2 0,5 N
2
dan 3-5 tetes indikator fenolftalein. Selanjutnya dititrasi dengan HCl 0,05 N sampai terjadi perubahan warna dari tidak berwarna menjadi merah muda. Masingmasing sampel juga diukur kadar air/bobot kering sampel tanahnya menggunakan oven selama 3- 4 jam pada suhu 105 ºC. Perhitungan hasil respirasi menggunakan rumus sebagai berikut: CO2 keterangan: SW= berat sampel tanah (g); t= waktu inkubasi (jam); Vo= ml titrasi HCl blanko; V= ml titrasi HCl sampel; BK= bobot kering sampel tanah dan 1,1= faktor konversi (1 ml NaOH setara dengan 1,1 mg CO2 (Husen et al. 2010). Pengukuran Jumlah Sel Bakteri. Pengukuran jumlah sel bakteri langsung dilakukan setelah pengukuran laju respirasi selesai. Jumlah sel bakteri diukur berdasarkan angka lempeng total (ALT). ALT merupakan pengukuran kuantitatif berdasarkan jumlah sel bakteri dari setiap sampel dengan menggunakan cawan hitung dengan metode penyebaran. Lima gram tanah dikulturkan dalam media kaldu nutrien (NB) selama 24 jam, kemudian diambil 1 ml untuk diencerkan hingga faktor pengenceran 107. Selanjutnya disebar pada cawan yang berisi media NA dan dihitung jumlah koloni yang tumbuh setelah diinkubasi selama 24 jam (Hadioetomo 1993). Fraksionasi Bahan Organik Tanah. Sampel tanah yang sudah dikering udarakan ditimbang sebanyak 500 g, kemudian disaring dengan dua saringan (saringan atas berukuran lubang pori 250 µm; saringan bawah berukuran lubang pori 150 µm). Setelah penggabungan fraksi organik dari kedua saringan itu dilakukan fraksionasi dengan larutan suspensi silika (Ludox®) yang memiliki densitas sebesar 1,13 dan 1,37 gcm-3. Fraksi bahan organik yang diperoleh (diameter > 150 µm) disebut sebagai makroorganik. Makroorganik dipisahkan menjadi tiga fraksi: fraksi ringan (LF) memiliki densitas < 1,13 gcm-3, fraksi menengah (MF) memiliki densitas antara 1,13-1,37 gcm-3, dan fraksi berat (HF) dengan densitas > 1,37 gcm-3. Setiap fraksi dikeringkan menjadi berat kering konstan pada 60 ºC. Metode fraksionasi dilmulai dari pembuatan larutan suspensi silika (Ludox) menjadi dua densitas yaitu 1,13 dan 1,37 gcm-3. Pengukuran densitas menggunakan alat densitometer dengan penambahan akuades.
Bahan organik yang diperoleh difraksionasi terlebih dahulu dengan larutan ludox yang memiliki densitas 1,13 g cm-3, setelah lebih kurang 10 menit bagian yang mengapung diambil yang merupakan fraksi ringan. Bahan organik yang mengendap di fraksionasi kembali menggunakan larutan ludox yang memiliki densitas 1,37 g cm-3. Sama halnya dengan dengan sebelumnya bahan organik yang mengapung merupakan bahan organik fraksi sedang dan yang mengendap adalah bahan organik fraksi berat (Meijboom et al. 1995).
HASIL Sampel Tanah Sampel tanah diambil dari empat lokasi yaitu: Hutan Penelitian Dramaga, ladang jagung, sawah organik, dan sawah non organik di desa Situ Gede, Bogor. Hutan Penelitian Dramaga yang merupakan hutan homogen yang mulai ditanam pada tahun 1956. Sejak tahun 1956, di hutan Penelitian Dramaga telah diintroduksi 130 jenis tumbuhan, terdiri atas 127 jenis pohon, satu jenis bambu, satu jenis rotan dan satu jenis palmae. Lokasi lahan ladang jagung yang diamati merupakan lahan yang digunakan sebagai penelitian dari tahun ketahunnya. Saat pengambilan sampel lahan ini sudah ditanami jagung yang berumur sekitar 3 minggu. Lokasi sawah organik yang diamati merupakan lahan yang dikondisikan organik hingga 10 tahun belakangan ini menjadi sawah organik. Saat pengambilan sampel tanah sawah ini ditanami padi yang berumur 2 bulan. Sawah nonorganik merupakan lokasi sawah yang mendapat pemupukan nonorganik, dan pada saat pengambilan sampel tanah sawah ini ditanami padi yang berumur 3 minggu. Laju Respirasi Tanah dan Jumlah Sel Bakteri Laju respirasi yang dihasilkan tidak berbeda nyata dari masing-masing lokasi yang diamati. Jumlah total bakteri tanah yang diperoleh hasil tertinggi pada lokasi sawah nonorganik yaitu 8,7 x 108 sel/ml (Tabel 1). Laju respirasi menunjukkan korelasi positif terhadap jumlah fraksi ringan dan jumlah bakteri tanah yang diperoleh dari masing-masing sampel tanah. Laju respirasi tanah berkorelasi dengan fraksi ringan bahan organik tanah (R2= 0,82) dan jumlah bakteri (R2= 0,87). Setiap gram fraksi ringan dapat meningkatkan 0,31 mg/jam laju respirasi tanah demikian pula setiap satuan bakteri total
3
tanah dapat meningkatkan laju respirasi sebesar 0,31 mg/jam (Gambar 1). Fraksionasi Bahan Organik Tanah Masing-masing berat kering fraksi bahan organik tanah pada tiap lokasi menunjukkan jumlah yang berbeda (Tabel 2). Jumlah bahan organik tanah fraksi ringan tertinggi terdapat pada lokasi sawah organik yaitu 0,36 g/Kg.
fraksi total bahan organik tertinggi terdapat pada lokasi ladang jagung yaitu 34,98 g/Kg. Bahan organik tanah fraksi sedang tertinggi terdapat pada lokasi sawah organik yaitu 0,66 g/Kg dan bahan organik tanah fraksi berat jumlah tertinggi terdapat pada lokasi ladang jagung yaitu sebesar 34,98 g/Kg.
Tabel 1 Berat kering fraksi-fraksi bahan organik tanah pada beberapa lokasi yang diamati. Lokasi HF (g/Kg) MF (g/Kg) LF (g/Kg) Total (g/Kg) Hutan 16,72 ± 3,08 a 0,16 ± 0,08 a 0,09 ± 0,07 a 16,97 Jagung 34,58 ± 5,46 c 0,27 ± 0,07 a 0,13 ± 0,09 a 34,98 Sawah Organik 28,21 ± 3,74 b 0,66 ± 0,17 b 0,36 ± 0,07 c 29,23 Sawah Nonorganik 27,59 ± 3,22 b 0,54 ± 0,15 b 0,24 ± 0,10 b 28,37 Angka yang sama pada kolom yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata ( uji DMRT 5 %). Tabel 2 Laju respirasi tanah dan jumlah sel bakteri tanah Lokasi Laju Respirasi (mg/jam) Jumlah Sel Bakteri (sel/ml) Hutan 0,33 ± 0,06 2,9 x 108 ± 1,30 Jagung 0,34 ± 0,02 2,2 x 108 ± 1,13 Sawah Organik 0,38 ± 0,06 6,0 x 108 ± 1,90 Sawah Nonorganik 0,38 ± 0,01 8,7 x 108 ± 2,57
0.4 Rata-rata laju respirasi (mg/jam)
0.38 0.37 0.36 y = 0,205x + 0,314 R² = 0,821
0.35 0.34
Rata-rata laju respirasi (mg/jam)
0.39
0.39
0.38 0.37 0.36 y = 0,019x + 0,31 R² = 0,869
0.35 0.34 0.33
0.33
0.32
0.32 0
0.2
0.4
Rata-rata fraksi ringan (g/Kg)
0
2
4
Rata-rata jumlah bakteri ( x
6 108 sel/ml)
(a) (b) Gambar 1 Hubungan laju respirasi tanah dengan fraksi ringan (a) dan jumlah bakteri tanah (b).
PEMBAHASAN Status bahan organik tanah dapat dievaluasi dengan menggunakan hubungan antara dua variabel tanah independen yaitu berat fraksi bahan organik dan respirasi C organik (Koutika et al. 2008). Bahan organik tanah berdasarkan densitasnya terdiri atas tiga fraksi yaitu fraksi berat (HF), fraksi sedang (MF) dan fraksi ringan (LF). Bahan organik tanah fraksi ringan merupakan salah satu indikator dalam kesuburan tanah, karena fraksi ringan dapat berfungsi sebagai substrat untuk mikroorganisme dan sebagai sumber hara langsung bagi tanaman (Hassink 1995).
Input bahan organik ke dalam tanah dalam waktu jangka panjang menyebabkan tanah memiliki kandungan bahan organik tanah yang tinggi. Bahan organik tanah yang tinggi dapat meningkatkan populasi mikroorganisme dalam tanah yang dapat dicirikan oleh laju respirasi mikroorganisme tanah. Pengambilan sampel tanah pada kedalaman 10-15 cm dengan perkiraan bahwa pada kedalaman tersebut mikroorganisme banyak terdapat tumbuh. Laju respirasi yang dihasilkan dari masing-masing lokasi menunjukkan kecenderungan nilai yang sama yaitu sekitar 0,3 mg/jam (Tabel 2). Suhu tanah adalah
4
variabel lingkungan yang paling penting untuk memprediksi respirasi tanah, diikuti oleh kelembaban tanah (Janzen et al. 1992). Respirasi tanah diukur sebagai fluks CO2 dari tanah, dan berasal dari respirasi autotrofik dan heterotrofik. CO2 dalam respirasi autotrofik misalnya dari respirasi akar dan mikoriza yang terkait erat dengan laju fotosintesis. CO2 dalam respirasi heterotrofik berasal dari metabolisme mikroorganisme tanah dan fauna tanah. Respirasi heterotrofik merupakan proses respirasi yang memiliki kaitan erat dengan perubahan suhu (Vicca et al. 2010). Angka lempeng total bakteri (Tabel 2) menunjukkan bahwa jumlah bakteri terbanyak berada pada lokasi sawah nonorganik. Laju respirasi tanah tidak hanya dilakukan oleh bakteri saja, tetapi dapat juga dilakukan oleh organisme lainnya yg berada dalam tanah seperti fungi, fauna tanah, dan dipengaruhi juga oleh kontribusi akar (Kuzyakov 2006). Namun pada penelitian ini hanya melakukan pegukurann pada ALT bakteri saja. Jumlah fraksi ringan dan mikroorganisme akan mempengaruhi besar kecilnya laju respirasi atau CO2 yang dilepaskan oleh tanah. Berdasarkan hasil penelitian, laju respirasi memiliki korelasi positif dengan jumlah sel bakteri (Gambar 1b) dengan nilai koefisien korelasi 0,87. Korelasi dapat dikatakan cukup signifikan apabila nilai koefisien korelasi mendekati angka 1. Populasi mikroorganisme dalam tiap lokasi penelitian berbeda-beda, baik dari variasi komposisi, fase pertumbuhan, dan kekuatan metabolismenya. Hal ini dapat ditunjukkan oleh variasi laju respirasi tanah tersebut. Tanah yang bertekstur kasar memiliki jumlah mikroorganisme yang lebih banyak dari pada tanah yang bertekstur halus. Hal ini berkaitan dengan hara yang terdapat di dalam tanah. Jumlah mikroorganisme terkait dengan ketersediaan substrat (Wang et al. 2003). Fraksi-fraksi bahan organik yang dihasilkan dari masing-masing lokasi berbeda nyata (Tabel 1). Perbedaan berat kering fraksi ringan dapat disebabkan oleh penambahan input bahan organik dan variasi dari laju respirasi atau jumlah CO2 yang mampu dilepas oleh tanah (Janzen et al. 1992). Sawah organik memiliki jumlah fraksi ringan tertinggi karena sawah ini mendapatkan input tambahan bahan organik tanah berupa kompos dan pupuk organik lainnya. Berdasarkan jumlah total bahan organiknya, lokasi ladang jagung memiliki hasil tertinggi, hal ini terlihat pada jumlah bahan organik fraksi beratnya.
Fraksi ringan memiliki tingkat pergantian lebih tinggi dibandingkan dengan fraksi lainnya, sehingga dekomposisinya lebih cepat dan dapat digunakan langsung sebagai substrat bagi mikroorganisme tanah (Janzen et al. 1992). Selain suhu dan kelembaban respirasi juga dipengaruhi oleh ketersediaan substrat, ketersediaan oksigen, serta jenis dan umur dari tanaman (Salisbury & Ross 1995). Lokasi sawah organik dan sawah nonorganik memiliki laju respirasi dan fraksi ringan tertinggi, hal ini karena padi merupakan satusatunya tanaman budidaya yang dikenal toleran terhadap anoksia untuk jangka waktu yang lama (Salisbury & Ross 1995). Pada penelitian ini tanah hutan Penelitian Dramaga memiliki fraksi ringan paling sedikit, diduga karena bahan organik tanah hutan didekomposisi oleh mikroorganisme tanah. Jenis tanaman yang banyak terdapat di hutan penelitian Dramaga yaitu meranti (Dipterocarpaceae) yang sulit melapuk karena tanaman ini merupakan tanaman penghasil kayu utama di hutan tropis. Kemungkinan lain dapat disebabkan oleh aerasi tanah yang kurang baik sehingga minimnya jumlah O2 dalam tanah. Konversi hutan menjadi lahan budidaya biasanya disertai oleh penurunan karbon organik tanah dan nutrisi, serta penurunan struktur tanah. Pembudidayaan lahan dapat mengurangi jumlah karbon karena proses berikut: (i) mempercepat mineralisasi, (ii) pencucian dan translokasi partikulat bahan organik, dan (iii) mempercepat erosi (Bouajila & Gallali 2010). Kandungan bahan organik tanah sangat dipengaruhi oleh sistem tanam pada tanah. Bahan organik tanah fraksi ringan lebih sensitif dibandingkan kandungan bahan organik total terhadap efek pola tanam. Perbedaan bahan organik tanah fraksi ringan di lokasi yang berbeda dapat dikaitkan dengan dua faktor yaitu jumlah komponen bahan organik dan tingkat dekomposisi substrat. Karakteristik lingkungan mempengaruhi laju dekomposisi. Dalam kondisi yang relatif kering, bahan organik tanah fraksi ringan dapat terurai pada tingkat yang lebih lambat dan lebih cepat pada kondisi yang lebih lembab (Janzen et al. 1992), sehingga dibutuhkan pengolahan tanah yang baik. Pengolahan tanah ini bertujuan untuk mempertahankan konsentrasi materi bahan organik tanah, misalnya melalui penambahan bahan organik dan manipulasi kelembaban tanah dengan aplikasi pupuk dan pupuk hijau
5
yang cenderung akan meningkatkan konsentrasi bahan organik tanah fraksi ringan (Biederbeck et al. 1994). Lokasi kebun jagung merupakan lokasi yang memiliki total fraksi bahan organik tanah tertinggi. Hal ini diduga karena kebun jagung mengandung bahan organik fraksi berat yang sulit didekomposisi. Sejarah tanam dapat mempengaruhi kuantitas dan kualitas bahan organik tanah dan agregasi tanah seperti yang dipaparkan oleh Mrabeta et al. (2000), bahwa jenis tanaman dalam rotasi tampaknya telah mempengaruhi proses akumulasi bahan organik tanah dan agregasi.
SIMPULAN Sampel tanah yang berasal dari beberapa lokasi di desa Situ Gede, Bogor memiliki kualitas bahan organik yang berbeda-beda. Lokasi yang mengandung bahan organik tanah tertinggi berasal dari kebun jagung sebesar 34,98 g/Kg. Berdasarkan laju respirasi dan fraksi ringan, lahan sawah organik memiliki kualitas bahan organik yang tertinggi. Laju respirasi yang dihasilkan lahan organik ialah sebanyak 0,38 mg/jam dan fraksi ringan yang dihasilkan ialah 0,36 g/Kg sampel tanah. Bahan organik tanah fraksi ringan dan jumlah total bakteri tanah berpengaruh nyata terhadap laju respirasi tanah.
SARAN Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk mengukur keragaman dari jumlah mikroorganisme yang ada di dalam tanah seperti fungi dan fauna tanah lainnya. Kemudian perlu dilakukan pengukuran laju respirasi tanah di lokasi penelitian perperiode, seperti sebelum dan sesudah ditanami tanaman serta setelah masa panen.
DAFTAR PUSTAKA Biederbeck VO, Janzen HH, Campbell CA, Zentner RP. 1994. Labile soil organic matter as influenced by cropping practices in an arid environment. Soil boil biochem 26: 1647-1656 Bouajila A, Gallali T. 2010. Land use effect on soil and particulate organic carbon,and aggregate stability in some soils in Tunisia. Afr J Agr Res 5: 764-774.
Cambardella CA, Elliot ET. 1992. Particulate soil organic matter changes across a grassland cultivation sequence. Soil Sci Soc Am J 56 : 777–783. Husen E, Mubarik NR, Rahayu G, Astuti RI. 2010. Modul: Microbial Activities in Soil of Organic Farm Comparing to Nonorganic farm. Hadioetomo RS. 1993. Mikrobiologi Dasar Dalam Praktek : Teknik dan Prosedur Dasa Laboratorium. Gramedia: Jakarta. Hassink J. 1995. Density fractions of soil macroorganic matter and microbial biomass as predictor of C and N mineralization. Soil Biol Biochem 27: 8. Janzen H, Campbell CA, Brandt SA, Lafond GP, Townley SL. 1992. Ligh-fraction organic matter in soils from long-term crop rotations. Soil Sci Soc Am J 56: 1799-1806. Koutika LS, Andreux F, Hassink J. Chone CC. Cerri Th. 1999. Characterization of organic matter in topsoils under rain forest and pasture in the eastern Brazilian Amazon basin. Biol Fertil Soil 29: 309– 313. Koutika LS, Dassonville N, Vanderhoeven S, Lardy LC, Meerts P. 2008. Relationships between C respiration and fine particulate organic matter (250-50 μm) weight. Eur J Soil Biol 44:18-21. Kuzyakov Y. 2006. Sources of CO2 efflux from soil and review of partitioning methods. Soil Bio Biochem 38:425–448 Liu QM, Wang SJ, Piao HC, Quyang ZY. 2003. The changes in soil organic matter in a forest-culvation sequence traced be stable carbon isotop. Austr J Soil Res 41:1317-1327. Meijboom FW, Hassink J, Nordwijk MV. 1995. Density fractionation of soil macroorganic matter using silica suspension. Soil Bio Biochem 27: 11091111. Mrabeta R, Saber N, El Brahli A, Lahlou S, Bessam F. 2001. Total particulate organic matter and structural stability ofa Calcixeroll soil under different wheat rotations and tillage systems in a semiarid area of Morocco. Soil Tillage Res 57 : 225-235. Salisbury FB, Ross CW. 1995. Fisiologi Tumbuhan. Jilid 2. Bandung: ITB.
6
Vicca S, Janssens IA, Wong SC, Cernusak LA, Farquhar GD. 2010. Zea mays rhizosphere respiration, but not soil organic matter decomposition was stable across a temperature gradient. Soil Bio Biochem 42:2030-2033
Wang WJ, Dalal RC, Moody PW, Smith CJ. 2003. Relationships of soil respiration to microbial biomass, substrate availability and clay content. Soil Bio Biochem 35: 273–284 Wild A. 1995. Soil and the Environment: An Introduction. Cambridge: University Press.
LAMPIRAN
8
Lampiran 1 Lokasi pengambilan sampel tanah di desa Situ Gede, Bogor (a) hutan Penelitian Dramaga, (b) ladang Jagung, (c) sawah organik, dan (d) sawah nonorganik
(a) Sampel tanah diambil tanggal 6 Maret 2011
(b) Sampel tanah diambil tanggal 7 April 2011
(c) Sampel tanah diambil tanggal 7 April 2011
(d) Sampel tanah diambil tanggal 6 Maret 2011
9
Lampiran 2 Pembuatan Reagen dan Media Pembuatan larutan NaOH 0,05 N NaOH sebanyak 2 g ditimbang (sesuai dengan perhitungan). NaOH tersebut dilarutkan dalam akuades 500 ml, kemudian ditambahkan aquades hingga 1000 ml, dan disimpan di dalam botol bertutup rapat. Diketahui Mr NaOH=40 M= g/Mr NaOH x 1000/V (ml) Pembuatan larutan HCl 0,05 N HCl pekat diambil sebanyak 4,16 ml ditambahkan dengan akuades hingga 1000 ml. kemudian larutan dikocok sampai homogen. Cara menghitung (x) ml HCl sebagai berikut: x= (N x V x M)/(10n x K x L) keterangan: X : Banyaknya HCl yang diambil ( ml ) N : Normalitas larutan HCl yang dibuat ( 0,05 N ) V : Volume asam yang dibutuhkan ( 1000 ml ) M : Berat molekul asam ( HCl = 36,5 ) n : Valensi asam ( HCl = 1 ) L : Berat jenis asam ( HCL = 1,3-1,4 ) K : Kadar asam HCl ( %= 35-36 ) Pembuatan larutan barium klorida 0,5 N Barium klorida sebanyak 18,32 g ditambahkan dengan akuades hingga 150 ml. larutan diaduk sampai homogen. Pembuatan media NB (Nutrient broth) Kaldu Nutrien sebanyak 0,4 g ditambahkan dengan 50 ml akuades dan dipanaskan hingga mendidih dalam erlenmeyer 250 ml. Kemudian ditutup dengan alumunium foil serta plastik dan diikat dengan karet. Selanjutnya disterilisasi menggunakan autoklaf pada suhu 121 °C, 1 atm selama 15 menit. Pembuatan media NA (Nutrient agar) Kaldu Nutrien telah ditimbang sebanyak 0,8 g dan Agarosa sebanyak 1,5 g dimasukkan ke dalam erlenmeyer berukuran 500 ml, serta ditambah dengan 100 ml akuades. Kemudian media dipanaskan hingga mendidih. Selanjutnya media disterilisasi menggunakan autoklaf pada suhu 121 °C, 1 atm selama 15 menit. Setelah dingin media dituang kedalam cawan Petri steril, penuangan dilakukan di ruang laminar kemudian didinginkan hingga media memadat. Pembuatan Garam Fisiologis NaCl sebanyak 0,51 g dilarutkan ke dalam 60 ml akuades. Kemudian larutan disterilisasi menggunakan autoklaf pada suhu 121 °C, 1 atm selama 15 menit. .
