KOMPOSISI DAN KEANEKARAGAMAN MIKROARTROPODA TANAH SEBAGAI BIOINDIKATOR KARAKTERISTIK BIOLOGI PADA TANAH GAMBUT Suwondo Program studi Biologi PMIPA, FKIP, Universitas Riau Diterima 2-1-2002
Disetujui 10-3-2002
ABSTRACT This investigation was carried out to obtain composition and diversity of soil Microarthropods as biological indicators characteristic of peat soil at Rimbo Panjang Village, Kampar. The sampling covered mechanic methods at soil surface Microarthropods and dynamic methods in soil Microarthropods as vegetation and unvegetation biotipe. Parameters acquired are temperature, water content, pH, organic matters and biology parameters are composition and diversity soil of Microarthropods. The result shows Ordo Collembola and Hymenoptera are surface peat soil at high proportion, while Ordo Acarina and Collembola are high proportion in depth peat soil. Microarthropods diversity indicates amount low (1,194 1,763), level of fertility peat soil indicate moderate. Keywords: bioindicators, composition, diversity, soil microarthropoda
PENDAHULUAN Riau merupakan salah satu Provinsi yang memiliki lahan gambut yang luas dan cukup potensial untuk dikembangkan sebagai lahan pertanian. Total luas lahan gambut di Provinsi Riau mencapai lebih kurang 1,87 juta hektar, dimana hampir separuh dari total luas lahan gambut tersebut berketebalan > 2 m (Anonim 1993). Produktivitas tanah gambut umumnya rendah. Hal ini ditandai oleh pH tanah yang rendah, keter-
sediaan unsur makro dan mikro yang rendah dan tingginya nilai C/N (Taher & Zein 1989). Rendahnya produktivitas tanah gambut juga dapat dilihat dari aktivitas biologi pada tanah tersebut, dimana aktivitas biologi organismae seperti laju dekomposisi sangat rendah (Rajagukguk & Setiadi 1989). Selanjutnya Beare et al, (1995) menyebutkan bahwa organisme tanah berpengaruh terhadap karakteristik fisik, kimia dan biologi tanah. dimana struktur komunitas biotik dapat mempengaruhi siklus
biogeokimia yang terjadi di dalam tanah. Buckman & Brady (1982) menyatakan bahwa organisme tanah berperan penting dalam mempercepat penyediaan hara dan juga sebagai sumber bahan organik tanah. Beberapa mikroartropoda tanah berperan langsung dalam menghancurkan fraksi-fraksi organik tanah. Organis-me yang paling dominan dijumpai dalam tanah berasal dari golongan mikroartropoda tanah yaitu Collembola, Acarina dan Protura (Russell 1978; Lavelle et al, 1995). Selanjutnya Kuhnelt (1976); Adianto (1993); Notohadiprawiro (1985) menyebutkan bahwa komposisi spesies pada suatu habitat merupakan indikator paling baik untuk mengungkapkan kualitas habitat yang bersangkutan. Hasil penelitian Suwondo (1996) menunjukkan bahwa kelompok Acarina dan Collembola dapat dijadikan indikator tanah masam (pH rendah). Dengan demikian perlu dilakukan suatu kajian yang mendalam tentang bagaimana karakteristik biologi tanah gambut ditinjau dari aspek komposisi dan keanekaragaman mik-roartropoda tanah. Sehingga hasil penelitian yang diperoleh dapat diekstrapolasikan untuk mengetahui tingkat kematangan dan kesuburan lahan gambut yang akan dimanfaatkan sebagai lahan pertanian.
BAHAN DAN METODE Penelitian ini dilaksanakan di Desa Rimbo Panjang Kecamatan Tambang Kabupaten Kampar, yang dilaksanakan pada bulan Juli sampai September 2000. Desa Rimbo Panjang mempunyai areal tanah gambut yang cukup luas, yang sebagian besar saat ini belum dimanfaatkan secara baik untuk kegiatan pertanian. Penentuan lokasi penelitian yang dijadikan titik sampling berdasarkan Purposif Random Sampling yaitu dengan mempertimbangkan tipe habitat (biotop) yang terdapat pada lokasi penelitian. Gambut merupakan kumpulan serasah yang berasal dari sisa tumbuhan atau hewan yang selalu terendam air dan mengalami proses dekomposisi secara anaerobik (Buckman & Brady 1982). Dengan demikian kondisi vegetasi menjadi dasar pertimbangan penentuan titik sampel. Berdasarkan pada kondisi yang ada terdapat dua tipe habitat (biotop) yaitu biotop bervegetasi dan biotop tidak bervegetasi (lahan terbuka atau tidak ada tumbuhan). Metode pengambilan sampel mikroartropoda tanah yaitu metode Mekanik dengan menggunakan perangkap jebak (Pitfall trap) digunakan untuk pencuplikan mikroartropoda permukaan tanah dan metode Dinamik dengan menggunakan corong Barlesse Tullgren untuk pencuplikan mikroartropoda
dalam tanah (Lewis & Taylor 1967); Adianto (1993). Mikroartropoda tanah yang ditemukan diidentifikasi berdasarkan acuan Dindal (1990) dan Borror & Delong (1954). Parameter yang diamati pada penelitian ini antara lain faktor fisikokimia yang meliputi suhu tanah, kandungan air tanah, pH tanah, bahan organik tanah dan faktor biologi meliputi komposisi dan keanekaragaman mikroartropoda. Karakteristik biologi dianalisis melalui parameter komposisi dan keanekaragaman mikroartropoda tanah. Penentuan komposisi spesies mikroartropoda tanah dilakukan dengan menghitung cacah spesies dan cacah individu masing-masing spesies, total individu, proporsi masingmasing spesies dan penyusunan daftar spesies. Keanekaragaman mikroartropoda tanah dihitung dengan Indeks Keanekaragaman Jenis dari Shannon Wiener (Begon et al, 1986). Bila Indeks Keanekaragaman besar dari 3
berarti tingkat dekomposisi yang terjadi tinggi, antara 1-3 tingkat dekomposisi sedang dan kurang dari 1 tingkat dekomposisi rendah. Keanekaragaman tinggi. sedang dan rendah berarti tingkat kesuburan tanah baik, sedang dan rendah. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil penelitian disajikan dengan memaparkan hasil pengukuran faktor fisikokimia terlebih dahulu agar diperoleh gambaran kondisi mikro-klimat tanah gambut pada areal penelitian. Faktor Fisika dan Kimia Hasil pengukuran faktor fisik, kimia yang dilakukan pada area penelitian disajikan pada Tabel 1. Hasil pengukuran suhu tanah menunjukkan kondisi permukaan tanah pada biotop bervegetasi lebih tinggi (26,630C) dibandingkan dalam tanah (25,670C). Sedangkan suhu pada permukaan tanah pada biotop tidak bervegetasi
Tabel 1. Hasil pengukuran faktor fisik, kimia tanah pada areal penelitian. Parameter Fisik Kimia
permukaan tanah
dalam tanah
bervegetasi
tidak bervegetasi
bervegetasi
tidak bervegetasi
Suhu (0C)
26,63
27,8
25,67
26,73
pH
3,67
3,75
3,54
3,60
Kadar air (%)
69,04
67,26
74,01
70,58
Bahan organik (%)
92,22
89,94
94,52
91,98
lebih tinggi (27,80C) dibandingkan dengan dalam tanah . Hasil pengukuran pH tanah menunjukkan bahwa kondisi areal penelitian sangat masam, dengan kisaran pH pada ke dua biotop 3,60-3,75. Rendahnya nilai pH dapat disebabkan oleh tingginya konsentrasi ion-ion H+ sebagai hasil dari proses dekomposisi an aerob oleh mikroorgisme tanah seperti bakteri dan fungi yang menghasilkan asam-asam humic (Buckman & Brady 1982). Nilai pH yang sangat rendah tentu sangat mempengaruhi kehidupan mikroartropoda tanah, sekaligus sebagai faktor pembatas bagi pertumbuhan dan perkembangannya. Hasil pengukuran kadar air tanah menunjukkan bahwa tanah gambut mempunyai kemampuan yang besar dalam menyimpan air tanah.
Menurut Buckman & Brady (1982) menyebutkan bahwa tanah gambut mampu menyimpan air 3-5 kali volume tanah gambut itu sendiri. Pada areal penelitian kisaran kadar air tanah baik pada permukaan dan dalam tanah baik biotop bervegetasi maupun tidak bervegetasi menunjukkan nilai 67,26-74,01. Hasil pengukuran kadar bahan organik tanah menunjukkan kadar yang tinggi yaitu berkisar antara 89,94-94,52. Kadar bahan organik pada areal penelitian tidak menunjukkan adanya perbedaan yang besar antara biotop bervegetasi dengan tidak bervegetasi, begitu juga antara permukaan dan dalam tanah. Tingginya bahan organik pada tanah gambut merupakan karakteristik yang dimiliki oleh tanah gambut. Gambut merupakan
Tabel 2. Komposisi mikroartropoda permukaan tanah pada biotop bervegetasi dan tidak bervegetasi pada tanah gambut pada areal peneitian. No.
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.
Ordo
Collembola Hymenoptera Araneida Coleoptera Acarina Orthoptera Diptera Hemiptera Isopoda Homoptera Lepidoptera Anura Jumlah
Biotop bervegetasi tidak bervegetasi Cacah Proporsi (%) Cacah Proporsi (%) individu individu 16,41 62 34,97 156 54,57 206 32,24 144 5,82 22 7,42 33 3,97 15 6,10 27 4,57 17 4,95 22 7,67 29 4,74 21 4,23 16 3,59 16 1,58 6 2,02 9 0.00 0 1,56 7 0,08 3 1,12 5 0,06 2 1,12 5 0,00 0 0,22 1 446 100 378 100
kumpulan bahan organik sebagai hasil dekomposisi serasah yang berasal dari tumbuhan atau hewan yang telah mati (Buckman & Brady 1982). Komposisi Mikroartropoda Tanah Tabel 2 di atas menunjukkan hasil pengukuran terhadap komposisi mikroartropoda tanah pada permukaan tanah. Dari tabel terlihat bahwa cacah kelompok jenis (ordo) dan cacah individu mikroartropoda tanah pada biotop bervegetasi ditemukan sebanyak 446 dan biotop tidak bervegetasi 378. Perbedaan komposisi mikroartropoda pada tanah gambut antara biotop bervegetasi dengan biotop tidak bervegetasi diduga disebabkan oleh adanya tanggapan yang berbeda terhadap kondisi mikroklimat lingkungan. Menurut Wallwork (1970) dan Borror & Delong (1954) mikrortropoda tanah mempunyai toleransi yang berbeda terhadap fak-tor fisikokimia lingkungan. Perbedaan ini dapat juga disebabkan oleh kandungan materi organik antara biotop bervegetasi dengan tidak bervegetasi. Komposisi mikroartropoda tanah yang dijumpai menunjukkan adanya perbedaan pada cacah jenis yang ditemukan. Pada Biotop bervegetasi jenis Collembola menempati proporsi yang tinggi dibandingkan dengan jenis lainnya. Hal ini disebabkan oleh Collembola sangat toleran terhadap
kondisi tanah masam. Hal ini sejalan dengan hasil penelitian Suwondo et al, (1996) yang menyatakan bahwa kelompok Collembola dan Acarina tahan terhadap tanah masam atau pH rendah. Russell (1988) menyebutkan bahwa Collembola merupakan Mikroartropoda tanah yang paling melimpah baik jumlah maupun keanekaragamannya serta memiliki agihan yang luas. Selanjutnya Takeda (1981) menyebutkan bahwa Collembola merupakan mikroartropoda yang dominan pada habitat tanah.Selain itu Collembola menyukai habitat permukaan tanah yang banyak mengandung serasah dari jatuhan daun, ranting serta bagian tumbuhan lainnya. Hymenoptera merupakan mikroartropoda selain Collembola yang dijumpai dalam jumlah yang besar. Pada biotop tidak bervegetasi Ordo Hymenoptera menempati jumlah proporsi yang besar dibandingkan dengan ordo lainnya. Umumnya jenisjenis dari Ordo Hymenoptera berasal dari Famili Formicidae yang mempunyai proporsi 10,31%. Hal ini disebabkan oleh Formicidae lebih menyukai tempat yang terbuka tanpa naungan vegetasi, karena Formicidae umumnya bertindak sebagai pemangsa kelompok serangga lainnya (Suin et al, 1990; Borror & Delong 1954). Sedangkan ordo-ordo Mikro-
artropoda lainnya dijumpai dalam jumlah yang kecil, seperti Ordo Araneida, Acarina, Coleoptera, Orthoptera, Diptera, Hemiptera, Lepidoptera dan Anura juga ditemukan pada permukaan tanah. Hal ini disebabkan oleh peran mikroatropoda yang bertindak sebagai dekomposer pada tingkatan trofik pada suatu habitat (Wallwork 1970). Dari tabel diatas terlihat bahwa cacah kelompok jenis (ordo) dan cacah individu mikroartropoda di dalam tanah pada biotop bervegetasi ditemukan sebanyak 366 dan biotop tidak bervegetasi 272. Perbedaan komposisi mikroartropoda dalam tanah gambut antara biotop bervegetasi dengan biotop tidak bervegetasi diduga disebabkan oleh adanya tanggapan yang berbeda terhadap kondisi mikroklimat lingkungan. Menurut Borror & Delong, 1954; Wallwork (1970), Mikrortropoda tanah mempunyai toleransi yang berbeda terhadap faktor fisikokimia lingkungan. Perbedaan ini dapat juga disebabkan oleh pengaruh perbedaan faktor fisik, kimia antara biotop bervegetasi dengan tidak bervegetasi. Komposisi mikroartropoda tanah yang dijumpai menunjukkan adanya perbedaan pada cacah jenis yang ditemukan. Pada biotop bervegetasi dan tidak bervegetasi jenis Acarina dan Collembola menempati proporsi
yang tinggi dibandingkan dengan jenis lainnya. Hal ini disebabkan oleh Acarina dan Collembola sangat toleran terhadap kondisi tanah masam. Wallwork (1970), Russell (1988) dan Suwondo et al, (1996) menyebutkan bahwa Acarina dan Collembola merupakan organisme yang toleran terhadap tanah masam dibandingkan dengan mikroartropoda tanah lainnya sehingga melimpah pada tanah gambut. Acarina dan Collembola merupakan mikroartropoda yang dominan pada habitat tanah. Selain itu Acarina dan Collembola menyukai habitat dalam tanah yang banyak mengandung bahan organik yang tinggi (Wallwork 1970; Suin et al, 1990; Borror & Delong 1954; Takeda 1981). Indeks Keanekaragaman Mikroartropoda Tanah Hasil perhitungan indeks keanekaragaman mikroartropoda pada tanah gambut baik pada biotop bervegetasi dan tidak bervegetasi disajikan pada Grafik 1. Dari grafik tersebut terlihat bahwa Indeks Keanekaragaman pada biotop bervegetasi menunjukkan nilai yang lebih tinggi dibandingkan dengan biotop tidak bervegetasi. Keanekaragaman mikroartropoda pada permukaan tanah gambut lebih tinggi dibandingkan yang terdapat dalam tanah. Nilai
Indeks Keanekaragaman
2 .0 1 .5 1 .0 0 .5 0 .0 be r v e ge t a si
t ida k be r v e ge t a si
Gambar 1. Keanekaragaman Mikroartropoda tanah pada biotop bervegetasi dan tidak bervegetasi pada tanah gambut selama penelitian. permukaan tanah, dalam tanah.
Indeks Keanekaragaman mikroartropoda pada tanah gambut menunjukkan nilai yang rendah yaitu berkisar 1,194-1,763. Hal ini dapat disebabkan oleh faktor fisikokimia yang membatasi pertumbuhan dan keberadaan mikroartropoda di tanah gambut seperti pH tanah yang sangat masam. Odum (1971) menyatakan bahwa keanekaragaman jenis cenderung rendah dalam suatu ekosistem yang secara fisik terkendali, yaitu ekosistem yang dipengaruhi oleh faktor pembatas fisikokimia yang kuat. Rendahnya nilai keanekaragaman mikroartropoda tanah dapat menggambarkan bahwa tingkat kesuburan tanah gambut pada areal penelitian dalam keadaan sedang. Proses dekomposisi atau penguraian bahan organik yang terjadi berlangsung secara sedang, dimana lebih banyak terjadi secara an-aerobik oleh kelompok bakteri. Kehadiran kelompok (ordo) Collembola dan Acarina pada tanah gambut menunjukkan bahwa
jenis-jenis yang toleran terhadap pH rendah (masam) yang mampu hidup. KESIMPULAN Kesimpulan yang diperoleh dalam penelitian ini adalah sebagai berikut, 1) komposisi mikroartropoda menunjukkan bahwa Ordo Collembola dan Hymenoptera menunjukkan proporsi yang tinggi pada permukaan tanah, sedangkan dalam tanah Ordo Acarina dan Collembola menempati proporsi yang tinggi dibandingkan dengan ordo mikroartropoda lainnya, 2) keanekaragaman mikroartropoda pada tanah gambut menunjukkan kisaran nilai yang rendah (1-3), berarti dekomposisi yang terjadi dan tingkat kesuburan tanah gambut dalam keadaan sedang. DAFTAR PUSTAKA Anonim. 1993. Prospek pemanfaatan lalahan gambut di Propinsi Riau. Prosiding Seminar Nasional Gambut. Jakarta. Adianto, 1993. Biologi Pertanian, Pupuk
Kandang, Pupuk Organik Nabati dan Insektisida. Bandung: Alumni. Begon, M., Harper, J.L. & Townsend, C.C. 1986. Ecology, Individual, Population and Comunities. New York: Blackwell Scientific Publisher. Beare, M.H.D., Coleman, D.C., Crosley, D.A., Hendrix, P.F., & Odum, E.P. 1995. A Hirarchial approach to evaluating the significance of soil biodiversity to biogeochemical cycling. J. Plant and Soil. 170: 5-22. Borror, D.J. & Delong, D.M. 1954. An Introduction to the Study of Insects. New York: Holt Renhart and Winston. Buckman, M.H & Brady. 1982. Ilmu Tanah. Jakarta: Bharata Karya. Dindal, D.L. 1990. Soil Biology Guide. New York: John Wiley & Sons. Kuhnelt, W. 1976. Soil Biology; with Reference to the Animal Kingdom. London: Faber and Faber. Lavelle, P.C., Lattaced, D., & Barois, T.I. 1995. Mutualism and Biodiversity in soil. J. Plant and Soil. 170: 23-33 Lewis, T & Taylor, L.R. 1967. Introduction to experimental ecology; a student guide to fielwork and analysis. London: Academic Press. Notohadiprawiro, T. 1985. Selidik Cepat Ciri Tanah di Lapangan. Jakarta: Ghalia Indonesia.
Odum, E.P. 1971. Fundamental of Ecology. Tokyo: W.B. Saunders. Radjagukguk, B. & Setiadi, B. 1989. Studi pemanfaatan gambut di Indonesia. Proseding Seminar Gambut UISU. Medan Russell, E.W. 1978. Soil Condition and Plant Growth. London: English Language Book Society. Suin, N.M., Yafnir, & Salmah, S. 1993. Perbandingan Komunitas Hewan Tanah antara Ladang dan Hutan di Bukit Pinang-Pinang Sumatra Barat. Jakarta: Dikti. Suwondo, Tandjung, S.D. & Harminanani, S.D.T. 1996. Komposisi dan keanekaragaman Mikroartropoda tanah sebagai bioindikator deposisi asam di sekitar kawah Sikidang dataran tinggi Dieng Jawa Tengah. J. Berkala Pasca Sarjana UGM: 175-186. Taher, A. & Zein, Z. 1989. Perbaikan produktivitas lahan gambut melalui pengendalian drainase. Prosiding Seminar Gambut Nasional. Jakarta, 27 November 1989. Takeda, H. 1991. Effect of Shifting Cultivation on The Soil Meso-Fauna with Special Reference to Collembolan Population in the North East Thailand. Japan: Laboratory of Foret Ecology Kyoto University. Wallwork, J.A. 1970. Ecology of Soil Animal. London: McGraw Hill.
Zheng, W. J & Lin, P. 1996. Accumulation and distribution of Cu, Pb, Zn and Cd in Avicennia marina mangrove community of futian in Shenzhen. Oceanol. Limnol. Sin 27: 386393.
