III. METODOLOGI
3.1
Waktu dan Lokasi Penelitian Penelitian ini dimulai dari bulan Februari sampai dengan November 2009
bertempat di lapangan dan di laboratorium. Penelitian lapangan dilakukan pada lahan bekas tambang batubara yang telah direklamasi di areal PT Kaltim Prima Coal, Kabupaten Kutai Timur, Provinsi Kalimantan Timur yang memiliki luas perizinan Perjanjian Karya Pengusahaan Pertambangan Batubara (PKP2B) seluas ± 90.960 hektar dengan model penambangan tambang terbuka dengan sistem back and fill. Dalam penelitian ini dilakukan pengambilan sampel pada lima lokasi yang berbeda umur reklamasi, yaitu lahan yang tidak ditambang sama sekali (hutan asli), lahan yang baru selesai direklamasi berumur 0 tahun dan lahan yang sudah direklamasi yang berumur 5, 9 dan 13 tahun. Sampel tanah yang didapat dari lapangan kemudian dianalisis di Laboratorium Pengembangan Sumberdaya Fisik Lahan, Laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah, Laboratorium Bioteknologi Tanah, dan Laboratorium Fisika Tanah Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor dan sebagian diteliti langsung di Laboratorium
3.2
PT Kaltim Prima Coal.
Bahan dan Alat Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah tanah sebelum
ditambang, tanah hasil reklamasi (Overburden dan Topsoil yang sudah bercampur), polybag/kantong plastik, label, kertas payung, karet gelang, aquades, bahan-bahan kimia sebagai ekstraksi di laboratorium. Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah peralatan lapangan seperti bor tanah/alat gali untuk pembuatan profil, ring sampel, Threephasemeter, 1 set alat ekstraksi fauna, pH meter, 1 set alat safety standar perusahaan tambang, 1 set komputer dan printer, GPS, alat ukur, dan alat tulis serta peralatan analisis fisik, kimia, dan biologi tanah seperti alat permeabilitas, alat ukur agregat, oven, alat gelas, pH meter, Spectrophotometer, Atomic Absorption Spectrophotometer, ring sampel dan Berlese funnel extractor.
3.3
Metode Penelitian Kegiatan penelitian ini dilakukan beberapa tahapan, yaitu : 3.3.1 Pembuatan dan Pengamatan Profil Tanah Penentuan lokasi profil tanah dilakukan berdasarkan perbedaan umur reklamasi (0, 5, 9, 13 tahun), toposekuen atau kemiringan lahan (lereng atas, tengah, dan bawah) dan kedalaman lapisan tanah. Profil tanah dibuat dengan ukuran 1m x 1m dengan kedalaman 50 cm. Kemudian dilakukan pengamatan profil yang hasilnya dicatat pada kartu deskripsi. Pengamatan profil tanah merujuk pada hasil penelitian Anissa (2010). Pada masing-masing profil tanah dilakukan pengamatan tentang penentuan batas antar lapisan, warna tanah, struktur, tekstur, dan konsistensi. 3.3.2 Pengambilan Contoh Tanah Pengambilan contoh tanah dibagi menjadi 3, yaitu contoh tanah untuk sifat fisik, kimia dan contoh tanah untuk analisis biologi. Pengambilan sampel tanah diambil berdasarkan umur reklamasi (0, 5, 9, 13 tahun), toposekuen atau kemiringan lahan (lereng atas, tengah, dan bawah), dan kedalaman tanah (berdasarkan hasil deskripsi profil untuk analisis kimia dan kedalaman 0 - 20 cm, 20 - 40 cm untuk analisis biologi), termasuk contoh tanah dari hutan asli sebagai site lahan yang belum ditambang sama sekali. A. Pengambilan Contoh Tanah Untuk Analisis Sifat Fisik Pengambilan contoh tanah untuk analisis sifat fisik tanah dilakukan dalam bentuk contoh tanah utuh menggunakan ring sampel untuk menentukan kadar air, permeabilitas tanah dan contoh tanah agregat dalam bentuk bongkah utuh untuk menentukan stabilitas agregat dan tekstur tanah diambil dari profil yang diamati. B. Pengambilan Contoh Tanah Untuk Analisis Sifat Kimia Pengambilan contoh tanah untuk analisis kimia dilakukan dengan pengambilan contoh tanah terganggu pada setiap lapisan tanah pada profil yang diamati yang dibuat berdasarkan umur, kemiringan lereng dan kedalaman tanah.
C. Pengambilan Contoh Tanah Untuk Analisis Sifat Biologi Pengambilan contoh tanah untuk analisis biologi dilakukan dengan dua cara. Contoh tanah untuk ekstraksi dan identifikasi fauna tanah diambil dengan menggunakan paralon berdiameter 10 cm dengan panjang 17 cm. Paralon tersebut dimasukkan kedalam tanah dengan cara memukul dengan kayu. Kemudian diambil dan ditutup dengan kain agar fauna tanah tidak dapat keluar. Contoh tanah untuk analisis biologi yang kedua diambil pada profil yang dibuat dengan mengambil contoh tanah terganggu pada kedalaman 0 20 cm dan 20 - 40 cm untuk analisis total mikrob, total fungi, dan respirasi tanah. C1. Analisis Keragaman dan Kepadatan Populasi Fauna Tanah Ekstraksi fauna tanah dilakukan di laboratorium menggunakan Berlese funnel extractor dengan masa selama 4 - 7 hari. Sampel tanah yang berada dalam pipa paralon dilepaskan dari penutupnya kemudian diberi saringan 2.0 mm pada bagian bawah pipa yang berguna untuk menyaring fauna tanah dengan ukuran < 2.0 mm dan menahan tanah. Pipa tersebut kemudian diletakkan di atas corong plastik besar. Pada bagian atas, ± 10 cm dari pipa, diletakkan sumber panas, yaitu lampu 40 watt yang terus dinyalakan selama masa inkubasi. Pada bagian bawah corong diletakkan botol penampung yang berisi larutan etilenglikol sebanyak 25 - 30 ml. Larutan ini berfungsi sebagai pengawet fauna tanah yang terjatuh dari sampel tanah. Fauna tanah yang terkumpul kemudian dipindahkan ke dalam botol berisi 25 ml larutan alkohol 70 % untuk diidentifikasi. Sampel fauna tanah kemudian diamati menggunakan stereomikroskop. Fauna tanah yang ditemukan kemudian diidentifikasi serta dihitung jumlah dan panjang tubuhnya. Identifikasi yang dilakukan mengacu pada Borror et al. (1989) dan Chu (1949). Fauna tanah kemudian dikelompokkan berdasarkan panjang tubuhnya (Van der Drift, 1951 dalam Widyastuti, 2004).
Kepadatan populasi fauna tanah dapat dihitung menggunakan rumus berikut (Meyer, 1996 dalam Widyastuti, 2004) : IS = I cm-2 A
dimana IS
: Rata-rata jumlah individu per sampel
A
: Luas area bor tanah (cm2) *)
I
: Jumlah individu
*)Luas area bor tanah = r2.π = (10 cm)2 x 3.14 = 314 cm2 Keanekaragaman fauna tanah dihitung menggunakan Shannon Diversity Index. Shannon’s diversity index ini digunakan untuk menghitung
kepadatan populasi fauna tanah dan juga biomassa fauna tanah (Ludwig dan Reynolds, 1988 dalam Widyastuti 2004).
s
H’ = -
∑ [(ni / n)ln(ni / n )] i =1
dimana : H’
: Shannon’s diversity index
ni
: Jumlah individu fauna pada sampel ke-i per m2
n
: Jumlah total individu fauna tanah dalam sampel
Nilai H’ berkisar antara 1.5 - 3.5 1.5
: Keanekaragaman rendah
1.5 - 3.5
: Keanekaragaman sedang
3.5
: Keanekaragaman tinggi
(Rahmawaty, 2000) Biomassa fauna tanah ditetapkan berdasarkan referensi berat kering individu/m2 yang dapat dilihat pada Lampiran 4.
C2. Analisis Total Mikrob dan Total Fungi Analisis Mikrob tanah dilakukan untuk mengetahui populasi total mikrob dan total fungi. Penentuan populasi total mikrob dan total fungi, ditetapkan dengan metode cawan hitung (plate count method). Sebanyak 10 g tanah dimasukkan kedalam 90 ml larutan fisiologis (8.5 g NaCl/1 liter aquades) dan dibuat seri pengenceran sampai 10-6. Pengenceran yang digunakan untuk menetapkan populasi masing-masing parameter berbeda-beda. Untuk total mikrob digunakan seri pengenceran 10-5 dan 10-6 dengan media nutrient agar, masa inkubasi 3 - 4 hari. Sedangkan total fungi menggunakan seri pengenceran 10-3 dan 10-4 dengan media martine agar, masa inkubasi 5 - 7 hari.
C3. Respirasi Tanah Respirasi tanah ini dilakukan untuk mengetahui jumlah CO2 yang dihasilkan oleh mikroorganisme tanah. Sebanyak 10 g tanah dan botol film yang telah diisi 5 ml 0.2 N KOH dan 10 ml aquades dimasukkan dalam toples. Kemudian toples ditutup sampai kedap udara dan diinkubasi selama 7 hari di tempat yang gelap. Setelah 7 hari dititrasi dengan HCl yang sebelumnya diberi 2 tetes phenolpteline sebagai indikator. Jumlah CO2 yang dihasilkan per kilogram tanah lembab per hari (r) dapat dihitung dengan rumus : r = (a-b) x t x 120 n keterangan :
r = jumlah CO2 yang dihasilkan per kilogram tanah lembab per hari a = ml HCl untuk contoh tanah b = ml HCl untuk contoh t = normalitas HCl n = jumlah hari inkubasi
3.3.3 Analisis Tanah Analisis laboratorium sifat fisik, kimia, dan biologi tanah berikut metodenya disajikan pada Tabel 1. Tabel 1. Parameter Pengamatan dan Metode Analisis Parameter Sifat Fisik Kadar Air lapang Bulk Density Tekstur Stabilitas Agregat Permeabilitas Sifat Kimia pH H2O (1:1) C organik N total P tersedia P total K, Na Ca, Mg, S-total Al-dd KTK (me/100g) KB (%) Sifat Biologi Fauna Tanah Total Mikrob Total Fungi Respirasi Tanah
Metode Analisis Threephasemeter Threephasemeter Pipet Pengayakan Basah dan Kering Hukum Darcy pH meter Walkley and Black Kjeldahl Ekstraksi Bray I diukur dengan Spectrophotometer HCl 25% 1 N NH4OAc pH 7.0 diukur dengan Flamephotometer 1 N NH4OAc pH 7.0 diukur dengan AAS (Atomic Absorption Spectrophotometer) Gravimetri KCl 1 N NH4OAc pH 7 (Jumlah Basa-Basa/KTK)* 100% Hand Sorting dan Berlese Funnel Extraction Cawan Hitung Cawan Hitung Verstraete
