Aktivitas Mikroorganisme Tanah Pada Kawah Putih Tinggi Raja, Kecamatan Silau Kahean, Kabupaten Simalungun
(2)
Lampiran 2. Kriteria penilaian sifat-sifat kimia tanah
Sifat tanah
Kriteria Sangat
Rendah Rendah Sedang Tinggi
Sangat Tinggi
C-organik (%)* <1 1-2 2,01-3 3,01-5 >5
KTK (me/100g)* <5 <5-16 17-24 25-40 >40
S (ppm)** <10 10-100 100-2000
pH (H2O)* <4,5 4,5-5,5 5,6-6,5 7,6-8,5 >8,5 >8,5 Sangat
masam Masam
Agam
masam Netral Agak basa Basa
Sumber : *Menurut Staf Pusat Penelitian (1983) dan BPP Medan (1982) dalam Mukhlis, **Winarso (2005)
(3)
Lampiran 2. Peta Kawasan Kawah Putih Tinggi Raja, Kecamatan Silau Kahean, Kabupaten Simalungun.
(4)
DAFTAR PUSTAKA
A’in, C. 2009. Alternatif Pemanfaatan Ex Disposal Area untuk Kegiatan Perikanan dan Pertanian di Kawasan Segara Anakan Berdasarkan Sistem Informasi Geografis. Thesis. Program Pascasarjana, Universitas Diponegoro. Semarang.
Anas, I. 1989. Petunjuk Laboratorium Biologi Tanah Dalam Praktek. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi Pusat Antar Universitas Bioteknologi IPB. Bogor
BKSDA Sumatera Utara II. 2002. Buku Informasi Kawasan Konservasi Di Sumatera Utara. Balai Konservasi Sumber Daya Alam, Sumatera Utara : 7-8
BKSDA Sumatera Utara. 2003a. Rencana Pengelolaan Cagar Alam Dolok Tinggi Raja Kabupaten Simalungun, Balai Konservasi Sumber Daya Alam, Sumatera Utara : 447-465
BKSDA Sumatera Utara. 2003b. Laporan Evaluas Fungsi Kawasan Cagar Alam Dolok Tinggi Raja Kabupaten Simalungun, Balai Konservasi Sumber Daya Alam, Sumatera Utara : 18-19
BPT. 2005. Analisis Kimia Tanah, Tanaman, Air, dan Pupuk. Balai Penelitian Tanah. Bogor.
Curtin D, Syers JK. 1990. Mechanism of sulphate adsorbtion by two tropical soils. Soil Sci. 41:295-304.
Engelstad, O.P. 1997. Teknologi dan penggunaan pupuk. (Edisi ketiga). Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.
Goeswono Soepardi. 1983. Sifat dan Ciri Tanah. Departemen Ilmu-ilmu Tanah, IPB. Bogor.
Hanafiah, A. S., T. Sabrina dan H. Guchi. 2009. Biologi dan Ekologi Tanah. Program Studi Agroekoteknologi Fakultas Pertanian. Medan.
Hardjowigeno, H.S. 2007. Ilmu Tanah . Akademika Presindo. Jakarta
Hasibuan B,E dan M, D Ritonga. 1981. Ilmu Tanah Umum. Fakultas Pertanian USU. Medan.
Hastuti, R.D dan Ginting. R. C. B. 2007. Enumerasi Bakteri, Cendawan, dan Aktinomisetes, dalam Saraswati, R., E. Husein, dan R.D.M Simanungklit (Ed.) Metode Analisis Biologi Tanah. Balai Besar Penelitian dan Pengembangan. Bogor.
(5)
Juanda, J.S dan Bambang, C. 2005. Wijen Teknik Budi Daya dan Analisis Usaha Tani. Kanisius. Yogyakarta.
Kartasapoetra A,G dan Sutedjo M,M. 2005. Pengantar Ilmu Tanah. Rineka Cipta. Jakarta
Lay. B, W. 1994. Analisis Mikroba di Laboratorium. Raja Grafindo Persada. Jakarta.
Mukhlis. 2007. Analisis Tanah Tanaman. USU Press. Medan.
Notohadiprawiro, T. 1998. Tanah dan Lingkungan. Ditjen Pendidikan Tinggi Depdikbud.
Pekzar M, J, dan Chan E, C, S. 1988. Dasar – Dasar Mikrobiologi. Universitas Indonesia Press. Jakarta.
Purwaningsih, S. 2004. Isolasi, Enumerasi, dan Karakterisasi Bakteri Rhizobium dari Tanah Kebun Biologi Wamena, Papua. Biodiversitas. 6(2):82-84.
Rao, N.S. S. 1994. Mikroorganisme Tanah dan Pertumbuhan Tanaman. UI-Press. Jakarta.
Saraswati, R. dan Sumarno. 2008. Pemanfaatan Mikroba Penyubur Tanah sebagai Komponen Teknologi Pertanian. Iptek Tanaman Pangan. 3(1):41-58.
Simanungkalit, RDM., R. Saraswati, R.D. Hastuti, and E. Husen. 2006. Organic Fertilizer and Biofertilizer. Balai Besar Litbang Sumberdaya Lahan Pertanian. Bogor.
Sumariasih, S. 2003. Mikrobiologi Dasar. Fakultas Pertanian UPN Veteran. Yogyakarta.
Syahputra, M. D. 2007. Kajian Aktivitas Mikroorganisme Tanah di Hutan Mangrove. Skripsi. Departemen Kehutanan Fakultas Pertanian. Medan. Widyati, E. 2013. Pentingnya Keragaman Fungsional Organisme Tanah Terhadap
Produktivitas Lahan. Tekno Hutan Tanaman. 6(1):29-39.
Winarso, S. 2005. Kesuburan Tanah Dasar Kesehatan dan Kualitas Tanah. Gava Media. Yogyakarta.
Yulipriyanto, H. 2010. Biologi Tanah dan Strategi Pengelolaannya. Graha Ilmu. Yogyakarta.
(6)
METODE PENELITIAN
A.Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Agustus 2015 - Oktober 2015. Pengambilan sampel tanah dilakukan di kawah putih Tinggi Raja, Kecamatan Silau Kahean, Kabupaten Simalungun (peta kawasan dapat dilihat pada lampiran 3). Analisis tanah dilakukan di Balai Pengkajian Teknologi Pertanian Sumatera Utara. Pengukuran aktivitas mikroorganisme dilakukan di Laboratorium Biologi Tanah Program Studi Agroekoteknologi, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Medan.
B.Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan adalah sampel tanah dari tanah Kawah Putih Tinggi Raja, air, media nutrien agar, larutan fisiologis steril (8,5 g NaCL per liter akuades), H2SO4 pekat, KOH 0,2 N, diphenilamine, phenophtalein, HCL 0,1 N, metil oranye, akuades, larutan K2Cr2O7 , H3PO4 85%, larutan NH4OAc, FeSO4 0,5N, NaF 4%, alkohol 80%, pereaksi nessler, parafin cair, NaOH 50%, BaCl2 dan indikator conwai.
Alat yang digunakan adalah cangkul, kantong plastik, alat tulis, kertas label, erlenmeyer, pipet tetes, tabung reaksi, rak tabung reaksi, labu ukur, tabung sentrifuse, cawan petri, beaker glass, laminar air flow, toples plastik, botol kaca kecil, botol kocok, shaker, rotamixer, gunting/cutter, selotip, pH meter dan spektrofotometer visible, bunsen.
C.Prosedur Pengambilan Sampel Tanah
Sampel tanah diambil sebanyak 250 gr per petak, dengan ukuran petak sampel tanah 20 m x 5 m. Setiap petak di bagi menjadi 5 bagian sehingga ukuran
(7)
sub petaknya 4 m x 5 m. Sampel tanah diambil pada kedalaman 0-20 cm. Dalam setiap sub petak diambil sampel tanah kemudian dikompositkan. Sampel tanah yang sudah dikompositkan, dimasukkan ke dalam kantong plastik yang telah diberi label. Seluruh sampel tanah diletakkan dalam tempat khusus agar kondisi fisik tanah tersebut terjaga untuk kemudian dianalisis.
Gambar 1. Ilustrasi Pengambilan Sampel Tanah. D.Analisis Sampel Tanah
1. Sifat kimia tanah
Sifat kimia tanah yang dianalisis adalah pH tanah, kandungan bahan organik dan kapasitas tukar kation. Prosedur analisis pH tanah menurut Mukhlis (2007) adalah dengan cara memasukkan 10 g tanah ke dalam botol
2
Kawah Putih
Tinggi Raja 2 3 4 5
1 1
2 3 4 5
1 5 4 3
2 3 4 5 1
(8)
kocok. Lalu, ditambahkan air sebanyak 25 ml air. Kemudian kocok selama 10 menit dan diukur pH nya menggunakan pH meter.
Prosedur analisis kandungan bahan organik menurut Institut Pertanian Bogor (1997) adalah dengan cara:
1. Ditimbang 0,5 gr tanah dan dimasukkan ke dalam erlenmeyer 500ml. 2. Ditambahkan 5 ml K2Cr2O7 (dengan menggunakan pipet tetes) lalu
digoncang dengan tangan.
3. Ditambahkan 10 ml H2SO4 pekat dan digoncang 2-3 menit, selanjutnya didiamkan selama 30 menit.
4. Ditambahkan 100 ml air dan 5 ml H3PO4 85%., tambahkan NaF 4% 2,5 ml. Kemudian ditambahkan 5 tetes diphenilamine dan diguncang, maka akan timbul larutan berwarna biru tua.
5. Dititrasi dengan FeSO4 0,5 N hingga warna menjadi hijau.
6. Dilakukan prosedur 2-5 tetapi tanpa sampel tanah, untuk mendapatkan blanko.
7. Dihitung C-organik dengan menggunakan rumus: C-organik = 5 (l-t/s) 0,78
Keterangan: t = titrasi s = blanko
Dihitung bahan organik dengan rumus: BO = C-organik x 1,724
` Menurut Mukhlis (2007), Prosedur analisis kapasitas tukar kation adalah dengan cara:
(9)
1. Ditimbang 5 gr contoh tanah kering udara dan dimasukkan ke dalam tabung sentrifuse 100 ml.
2. Ditambahkan 20 ml larutan NH4OAc. Diaduk sampai merata dan dibiarkan selama 24 jam.
3. Diaduk kembali lalu disentrifuse selama 10 menit sampai 15 menit dengan kecepatan 2500 rpm.
4. Didekantasi ekstrak NH4OAc, disaring lewat saringan dan ditampung dengan labu ukur.
5. Diulangi penambahan NH4OAc sampai 4 kali. Setiap kali penambahan diaduk merata, disentrifuse dan ekstraknya didekantasi kedalam labu ukur. 6. Ditambahkan 20 ml alkohol 80 % ke dalam tabung sentrifuse yang berisi
endapan tanah tersebut. Diaduk sampai merata, sentrifuse, dekantasi dan filtratnya dibuang. Pencucian NH4 dengan alkohol ini dilakukan dengan menambahkan beberapa kali sampai bebas NH4. Hal ini dapat diketahui dengan menambahkan beberapa tetes pereaksi nessler pada filtratnya tersebut. Apabila terdapat endapan kuning berarti masih terdapat ion NH4. 7. Dipindahkan secara kuantitatif dari tabung sentrifuse ke dalam labu didih.
Ditambahkan air kira-kira berisi 450 ml.
8. Ditambahkan beberapa butir batu didih, 5-6 tetes paraffin cair dan 20 ml NaOH 50 %, kemudian didestilasi
9. Ditampung destilat dalam erlenmeyer 250 ml yang berisi 25 ml H2SO4 0,1 N dan 5-6 tetes indikator Conwai. Destilasi dihentikan jika destilat yang ditampung mencapai kira-kira 150 ml
(10)
10. Dititrasi kelebihan asam dengan NaOH 0,1 N. Titik akhir titrasi dicapai bilamana warna berubah menjadi hijau
11. Dilakukan destilasi tanpa tanah sebagai blanko 12. Dihitung KTK dengan rumus:
Prosedur analisis kandungan sulfur yang terkandung pada tanah adalah sebagai berikut : Timbang teliti 0,25 gr sampel tanah lalu masukkan ke dalam labu takar 100 ml, tambahkan 10 ml HCl 4N dengan dispenser dan panaskan pada hot plate sampai larut sempurna. Dinginkan dan volume ditetapkan sampai tanda 100 ml dengan air bebas ion. Tutup dan kocok bolak balik dengan tangan sampai homogen, saring. Pipet 1 ml ekstrak lalu masukkan ke dalam tabung kimia dan tambahkan 9 ml air bebas ion (pengenceran 10x), kocok sampai homogen. Pipet masing-masing 1 ml deret standart S dan ekstrak contoh yang telah diencerkan 10x ke dalam tabung kimia. Tambahkan 7 ml asam campur dam 1 ml BaCl2 kemudian kocok sampai homogen.
Diukur dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 432 nm dengan deret standart S sebagai pembanding.
Perhitungan
Kadar S (%) = ppm kurva x (ml ekstrak 1000 ml-1) x (100 mg contoh-1) x fp x fk = ppm kurva x 100/1000 x 100/250 x 10 x fk
= ppm kurva x 0,4 x fk Keterangan
Ppm kurva : kadar contoh yang di dapat dari hubungan antara kadar deret standart dengan pembacaannya setelag dikoreksi blanko
(11)
100 : faktor konversi ke %
fk : faktor koreksi kadar air = 100/(100 - % kadar air) fp : faktor pengencer (10)
(Balai Penelitian Tanah, 2005).
2. Sifat Biologi Tanah
Parameter yang diamati untuk sifat biologi tanah yaitu total mikroorganisme tanah yang dilakukan dengan menggunakan metode agar cawan (Hastuti dan Ginting, 2007). Prosedur penetapan jumlah total mikroorganisme yaitu membuat pengenceran secara seri dengan memasukkan 10 gr tanah ke dalam erlenmeyer 250 ml yang telah berisi 90 ml larutan fisiologis steril (8,5 gr NaCl per liter akuades) kemudian dikocok menggunakan shaker selama 30 menit sehingga campuran ini sebagai pengencer 10-1. Siapkan 7 tabung reaksi yang berisi 9 ml larutan fisiologis steril. Lalu pipetilah 1 ml dari larutan 10-1 dan dimasukkan ke dalam larutan fisiologis steril pada tabung reaksi, campuran ini sebagai pengenceran 10-2 dan larutan 10-2 dipipeti kembali 1 ml untuk membuat larutan 10-3 dan seterusnya sampai pengenceran 10-8. Setelah suspensi tercampur dengan larutan fisiologis steril, pada setiap pengenceran dilakukan pengocokan menggunakan rotamixer agar tercampur sempurna.
Setelah seri pengenceran dibuat, dipipet 1 ml dari suspensi dengan pengenceran 10-6, 10-7, dan10-8 dipindahkan ke cawan petri steril. Media nutrien agar yang telah disiapkan, didinginkan sampai tempraturnya sekitar 40-45oC. Jumlah media nutrien agar yang dituangkan ke cawan petri kira-kira 10 ml. Sebelum media dituangkan, mulut wadah media nutrien agar disterilkan terlebih dahulu dengan melewatkannya pada api bunsen yang dilakukan di dalam laminar
(12)
air flow. Media nutrien agar dituangkan secara perlahan-lahan ke dalam cawan petri dan diputar kearah kanan tiga kali dan kearah kiri tiga kali supaya suspensi mikroorganisme tersebar secara merata pada cawan petri.
Setelah media benar-benar padat, cawan petri diinkubasikan pada suhu kamar dengan diletakkan secara terbalik. Setelah tiga hari inkubasi dilakukan perhitungan jumlah mikroorganisme dengan rumus:
Jumlah total mikroorganisme = rata-rata jumlah koloni per cawan petri x faktor pengenceran.
3. Pengukuran aktifitas mikroorganisme tanah
Pengukuran aktivitas mikroorganisme tanah dilakukan untuk menentukan seberapa banyaknya mikroorganisme tanah melakukan respirasi yaitu menghasilkan CO2. Metode yang digunakan adalah metode jar dan diukur dengan metode titrimetri (Anas, 1989).
Prosedur pengukuran aktivitas mikroorganisme tanah yaitu ditimbang tanah sebanyak 100 gr, lalu dimasukkan ke dalam toples plastik ukuran 1 liter dan kemudian dimasukkan juga dua botol kecil yang berisi 5 ml KOH 0,2 N dan 10 ml akuades. Tutup toples sampai kedap udara dan diinkubasikan pada temperatur sekitar 28-30oC di tempat yang gelap selama 14 hari.
Pada akhir masa inkubasi, ditentukan jumlah CO2 yang dihasilkan dengan metode titrasi yaitu menambahkan 2 tetes phenolphtalein ke dalam botol yang berisi KOH. Lalu, dititrasi dengan HCl sampai warna merah menjadi hilang. Catat volume HCl yang digunakan, kemudian ditambahkan 2 tetes indikator metil oranye dan dititrasi dengan HCl sampai warna kuning berubah menjadi pink. Perubahan warna pink ini tidak boleh terlalu ketara dan oleh karena itu diharapkan
(13)
dalam menentukan titik akhir titrasi dilakukan dengan hati-hati. Catat volume HCl yang digunakan. Jumlah HCl yang digunakan pada tahap kedua titrasi ini berhubungan dengan jumlah CO2 yang dihasilkan oleh mikroorganisme.
Menurut Anas (1989), reaksi yang akan terjadi dalam pengukuran respirasi tanah adalah:
1. Perubahan warna menjadi tidak berwarna (dengan penambahan indikator phenolphtalein)
CO2 + KOH K2CO3
K2CO3 + HCl KCl + KHCO3
2. Perubahan warna kuning menjadi pink (dengan penambahan indikator metil oranye)
3. KHCO3 + HCl KCl + H2O + CO2
Jumlah CO2 yang dihasilkan per kg tanah lembab perhari (r) dapat dihitung dengan rumus:
r =
n
(a-b) x t x 120
Keterangan :
a = ml HCl untuk contoh tanah b = ml HCl untuk blanko t = normalitas HCl yaitu 0,1
Normalitas HCl bersifat normal atau konstan n = jumlah hari inkubasi yaitu 14 hari
(14)
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Karakteristik Sifat Kimia Tanah
Jumlah dan aktivitas mikroorganisme yang ada di dalam tanah dipengaruhi oleh sifat kimia tanah. Hasil analisis sifat kimia tanah dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1. Hasil analisis sifat kimia tanah
Analisis
kimia Satuan
Jenis Tanah
Plot 1 Plot 2 Plot 3 Plot 4 Plot 5
Kriteria Kriteria Kriteria Kriteria Kriteria
pH* H2O
7,51 7,63 8,16 8,11 8,20
Netral Agak Basa Agak Basa Agak Basa Agak Basa
C-Organik* %
0,15 0,10 0,10 0,10 0,05
Sangat Rendah Sangat Rendah Sangat Rendah Sangat Rendah Sangat Rendah KTK* me/100g
2,35 2,83 1,83 1,48 2,39
Sangat Rendah Sangat Rendah Sangat Rendah Sangat Rendah Sangat Rendah
S** Ppm 53,35 48,39 45,91 49,63 48,39
Rendah Rendah Rendah Rendah Rendah
Kriteria: * Menurut Staf Pusat Penelitian (1983) dan BPP Medan (1982) dalam Mukhlis, ** Menurut Winarso (2005).
Hasil analisis sifat kimia tanah diketahui bahwa sampel tanah pada plot 1 memiliki kriteria pH yang netral, dengan C-Organik yang sangat rendah, dan KTK yang sangat rendah, serta Sulfur yang rendah. Sampel tanah pada plot 2 memiliki kriteria pH yang agak basa, dengan C-Organik yang sangat rendah, dan KTK yang sangat rendah, serta Sulfur yang rendah. Sampel tanah pada plot 3 memiliki kriteria pH yang agak basa, dengan C-Organik yang sangat rendah, dan KTK yang sangat rendah, serta Sulfur yang rendah. Sampel tanah pada plot 4 memiliki kriteria pH yang agak basa, dengan C-Organik yang sangat rendah, dan KTK yang sangat rendah, serta Sulfur yang rendah. Sampel tanah pada plot 5 memiliki kriteria pH yang agak basa, dengan C-Organik yang sangat rendah, dan KTK yang sangat rendah, serta Sulfur yang rendah.
(15)
dari netral hingga agak basa, hal ini terjadi karena banyaknya ion basa yang terjerap, sehingga pH tanah meningkat. Hal ini sesuai pernyataan Notohadiprawiro (1998) yang menyatakan bahwa, kation-kation utama yang terjerap ialah Al3+, H+, Na+, Ca2+, dan Mg2+. Dalam hal lebih banyak ion Al dan H yang terjerap, pH tanah menurun. Dalam hal ion basa lebih banyak terjerap (Na, K, Ca, dan/atau Mg), pH tanah meningkat.
pH tanah mempengaruhi perkembangan mikroorganisme tanah yang hidup didalamnya. Menurut Hasibuan dan Ritonga (1981), pH tanah mempengaruhi perkembangan mikroorganisme tanah pada kondisi yang berbeda.
Pada Tabel 1 dapat dilihat bahwa kandungan C-Organik pada semua plot sangat rendah, hal ini diduga karena di sekitar pengambilan sampel tanah tidak di temukan tumbuhan, sehingga kandungan bahan organiknya rendah. Hal ini sesuai dengan pernyataan Purwaningsih (2004) yang menyatakan bahwa, tanah yang dirajai tumbuhan memiliki kandungan bahan organik dan unsur hara makro lebih tinggi dibandingkan tanah tanpa tumbuhan. Tanah yang ada tumbuhan pohon mengandung bahan organik atau unsur C yang umumnya di atas 2,5% sedangkan C pada tanah tidak ada tumbuhan pohon, tetapi didominasi alang-alang adalah di bawah 0,7%. Hal ini disebabkan antara lain bahan organik yang dihasilkan pohon lebih mudah mengalami perombakan, bahan organik ini dihasilkan dalam jumlah banyak, sehingga cukup tersedia untuk pertumbuhan dan perkembangan mikroba tanah.
Pada Tabel 1 dapat dilihat bahwa kapasitas tukar kation pada semua plot sangat rendah, ini terjadi karena tanah pada kawah putih tinggi raja memiliki kandungan bahan organik yang sangat rendah. Hal ini sesuai dengan pernyataan
(16)
Winarso (2005) yang menyatakan bahwa, tanah-tanah yang mempunyai kadar liat/koloid yang lebih tinggi dan/atau kadar bahan organik tinggi memiliki KTK lebih tinggi dibandingkan dengan tanah yang mempunyai kadar liat rendah (tanah pasiran) dan kadar bahan organik rendah.
Hasil dari analisis sifat kimia tanah menunjukkan bahwa semua plot memiliki kandungan sulfur yang rendah, hal ini di duga karena jenis tanah di kawasan Cagar Alam Tinggi Raja sebagian besar termasuk ke dalam struktur tanah laterit berkapur, sehingga memiliki kandungan sulfur yang rendah. Hal ini sesuai pernyataan Engelstad (1997), yang menyatakan bahwa tingginya kandungan Ca2+ pada tanah dapat mengurangi kelarutan SO42-. Oleh karena itu pada tanah-tanah alkalin dan tanah yang dikapur berlebihan, tanaman sering mengalami kekurangan sulfur.
B. Total Mikroorganisme Tanah
Parameter yang diamati dalam sifat biologi tanah adalah total mikroorganisme tanah. Hasil perhitungan total mikroorganisme tanah dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Hasil perhitungan total mikroorganisme (x108) SPK/ml
Plot Jarak dari bibir kawah ke plot (m)
Bakteri Fungi Total Mikroorganisme
1 20 114,22 0,83 115,05
2 24 104,22 0,82 105,04
3 28 103,88 0,50 104,38
4 32 80,61 0,15 80,76
5 36 78,48 0,35 78,83
Pada Tabel 2 dapat dilihat bahwa jumlah total mikroorganisme pada sampel tanah pada plot 1 dengan jarak dari bibir kawah ke plot 1 sejauh 20m adalah 115,05 x 108 SPK/ml. Jumlah total mikroorganisme pada sampel tanah pada plot 2 dengan jarak dari bibir kawah ke plot 2 sejauh 24m adalah
(17)
105,04 x 108 SPK/ml. Jumlah total mikroorganisme pada sampel tanah pada plot 3 dengan jarak dari bibir kawah ke plot 3 sejauh 28m adalah 104,38 x 108 SPK/ml. Jumlah total mikroorganisme pada sampel tanah pada plot 4 dengan jarak dari bibir kawah ke plot 4 sejauh 32m adalah 80,76 x 108 SPK/ml. Jumlah total mikroorganisme pada sampel tanah pada plot 5 dengan jarak dari bibir kawah ke plot 5 sejauh 36m adalah 78,83 x 108 SPK/ml.
Jumlah total mikroorganisme tanah tertinggi terdapat pada sampel tanah plot 1 sebesar 115,05 x 108 SPK/ml dengan jarak dari bibir kawah ke plot 1 sejauh 20m, sementara jumlah total mikroorganisme tanah terendah terdapat pada sampel tanah plot 5 sebesar 78,83 x 108 SPK/ml dengan jarak dari bibir kawah ke plot 5 sejauh 36m. Hal ini terjadi karena semakin jauh jarak plot dengan bibir kawah, pH tanah semakin basa, sehingga jumlah total mikroorganisme pada tanah tersebut semakin sedikit. Karena mikroorganisme umumnya hidup pada pH netral hal isi sesuai dengan pernyataan Lay (1994), bahwa mikroorganisme tumbuh dengan baik pada pH sekitar 7. Meskipun begitu, mikroorganisme juga dapat tumbuh pada kisaran pH 5-8 dan ada juga yang tumbuh pada pH 2 dan pH 10.
Pada tabel 2 dapat dilihat bahwa jumlah fungi tidak sebanyak bakteri, hal ini terjadi karena kebanyakan spesies fungi lebih toleran dengan pH masam. Hal ini sesuai dengan pernyataan Hanafiah (2009) yang menyatakan bahwa jumlah fungi tidak sebanyak bakteri dan aktinomisetes tetapi ukurannya lebih besar. Kebanyakan spesies fungi lebih toleran terhadap kemasaman dibandingkan bakteri dan aktinomisetes sehingga pada tanah-tanah masam populasi fungi lebih banyak. Hal ini didukung oleh pernyataan Hastuti dan Ginting (2007) yang
(18)
menyatakan bahwa pH tanah juga mempengaruhi jenis dan jumlah mikroorganisme yang ada dalam tanah misalnya bakteri dan aktinomisetes di tanah biasanya lebih banyak dari pada fungi, sehingga mikroba ini memerlukan suatu medium yang mempunyai pH masam (4 sampai 5) untuk menghambat pertumbuhan mikroba lain.
Pada Tabel 2 dapat di lihat bahwa jumlah total mikroorganisme pada plot 1 lebih banyak di bandingkan pada plot 2, hal ini terjadi karena ketersediaan bahan organik pada plot 1 lebih banyak jika di bandingkan dengan ketersediaan bahan organik pada plot 2 karena bahan organik berperan sebagai suplai makanan/energi bagi mikroorganisme, hal isi sesuai pernyataan Hanafiah, dkk (2009) bahwa semakin banyaknya bahan organik sebagai suplai makanan atau energi di dalam tanah menyebabkan semakin meningkatnya pertumbuhan populasi mikroorganisme yang kemudian akan meningkatkan aktivitas mikroorganisme di dalam tanah. Hal ini juga didukung oleh pernyataan Purwaningsih (2004) yang menyatakan bahwa tingginya jumlah mikroba merupakan pertanda tingginya tingkat kesuburan tanah, karena mikroba berfungsi sebagai perombak senyawa organik menjadi nutrien yang tersedia bagi tanaman dan di dalam tanah terkandung cukup bahan organik dan senyawa lainnya untuk pertumbuhan mikroba.
Hasil perhitungan total mikroorganisme tanah menunjukkan bahwa jumlah total bakteri pada tanah tersebut termasuk banyak sedangkan kandungan bahan organik yang terdapat pada tanah tersebut sedikit hal ini diduga karena kelompok bakteri pada tanah tersebut merupakan kelompok bakteri autotrof dimana kelompok bakteri ini memperoleh persediaan karbon dari sinar matahari. Hal ini
(19)
sesuai pernyataan Yuliprianto (2010) yang menyatakan bahwa, kelompok autotrof memperoleh persediaan karbon dari sinar matahari. Pada bentuk heterotrof, menggunakan bahan organik untuk memenuhi kebutuhan energi dan karbon.
Hasil perhitungan total mikroorganisme menunjukkan bahwa jumlah total mikroorganisme pada plot 3 lebih tinggi di bandingkan pada plot 4, hal ini terjadi karena kandungan Sulfur pada plot 3 lebih rendah jika di bandingkan dengan kandungan Sulfur tanah pada plot 4, hal ini terjadi karena kandungan Sulfur di dalam tanah mempengaruhi pH tanah dan secara tidak langsung mempengaruhi jumlah total mikroorganisme di dalam tanah. Hal ini sesuai dengan pernyataan Curtin dan Syers (1990) yang menyatakan bahwa, hampir semua Sulfur organik dalam tanah yang beraerasi baik berada dalam bentuk ion sulfat yang berkombinasi dengan unsur-unsur lain seperti Ca2-, Mg2+, K+, Na+, atau NH4+. Peningkatan adsorpsi SO42- per unit meningkatkan adsorpsi Ca2+ 12 kali lebih besar dalam tanah yang mengandung Fe dan Al hidrooksida dibandingkan dengan tanah yang didominasi oleh bahan organik. Meningkatnya adsorpsi Ca2+ dengan kehadiran SO42- terjadi karena peningkatan muatan negatif yang diakibatkan oleh SO42- dan meningkatnya pH karena pertukaran SO42- dengan ion OH.
C. Aktivitas Mikrooganisme Tanah
Parameter yang diamati dalam aktivitas mikroorganisme tanah adalah jumlah CO2 yang dihasilkan oleh mikroorganisme tanah. Jumlah CO2 yang dihasilkan oleh mikroorganisme tanah dapat dilihat pada Tabel 3.
(20)
Tabel 3. Hasil respirasi mikrooganisme tanah (kg/hari)
Plot Jarak dari bibir kawah ke plot (m)
Respirasi Mikroorganisme Tanah
1 20 1,86
2 24 1,64
3 28 1.62
4 32 1,59
5 36 1,41
Pada Tabel 3 dapat dilihat bahwa jumlah respirasi mikroorganisme pada sampel tanah pada plot 1 dengan jarak dari bibir kawah ke plot 1 sejauh 20 m adalah 1,86kg/hari. Jumlah respirasi mikroorganisme pada sampel tanah pada plot 2 dengan jarak dari bibir kawah ke plot 2 sejauh 24 m adalah 1,64kg/hari. Jumlah respirasi mikroorganisme pada sampel tanah pada plot 3 dengan jarak dari bibir kawah ke plot 3 sejauh 28 m adalah 1,62kg/hari. Jumlah respirasi mikroorganisme pada sampel tanah pada plot 4 dengan jarak dari bibir kawah ke plot 4 sejauh 32 m adalah 1,59kg/hari. Jumlah respirasi mikroorganisme pada sampel tanah pada plot 5 dengan jarak dari bibir kawah ke plot 5 sejauh 36 m adalah 1,41kg/hari.
Respirasi mikroorganisme tanah tertinggi terdapat pada sampel tanah plot 1 sebesar 1,86kg/hari, sementara respirasi mikroorganisme tanah terendah terdapat pada sampel tanah plot 5 sebesar 1,41kg/hari. Hal ini terjadi karena ketersediaan bahan organik pada plot 1 adalah yang tertinggi jika dibandingkan dengan sampel tanah pada plot 5. Semakin tinggi ketersediaan bahan organik dalam tanah maka jumlah total mikroorganismenya semakin tinggi sehingga akan berpengaruh terhadap aktivitas mikroorganisme yang ada didalam tanah tersebut. Hal ini sesuai dengan pernyataan Hanafiah, dkk (2009) bahwa aktivitas mikroorganisme yang tinggi berhubungan dengan banyaknya populasi mikroorganisme dan bahan organik sebagai sumber energi mikroorganisme untuk melakukan aktivitas.
(21)
Respirasi mikroorganisme tanah pada plot 2 lebih tinggi dibandingkan dengan jumlah respirasi mikroorganisme tanah pada plot 3. Hal ini terjadi karena kapasitas tukar kation pada plot 2 lebih tinggi dibandingkan kapasitas tukar kation pada plot 3 karena kapasitas tukar kation berhubungan dengan tekstur, bahan organik, dan pH tanah yang dapat meningkatkan pertumbuhan mikroorganisme dan membuat aktivitas mikroorganisme semakin meningkat. Hal ini sesuai dengan pernyataan Hardjowigeno (2007) bahwa, kapasitas tukar kation mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme dan aktivitas mikroorganisme di dalam tanah tergantung pada tekstur, bahan organik, dan pH tanah. Semakin tinggi nilai kapasitas tukar kation maka tanah akan semakin subur dan membuat aktivitas mikroorganisme semakin meningkat.
Respirasi mikroorganisme tanah berkaitan erat dengan CO2 yang dihasilkan oleh mikroorganisme di dalam tanah. Semakin banyak CO2 yang dihasilkan oleh mikroorganisme tanah maka semakin tinggi pula respirasi mikroorganisme. Hal ini sesuai dengan pernyataan Sumariasih (2003) bahwa respirasi di dalam tanah dipengaruhi oleh aktivitas mikroorganisme, produksi CO2 yang tinggi berarti aktivitas mikoorganisme tanah juga tinggi.
Aktivitas mikroorganisme tanah dipengaruhi oleh daerah rhizosfer, karena terdapat kumpulan makanan di sekitar akar sehingga dapat merangsang pertumbuhan fungi dan bakteri. Hal ini sesuai dengan pernyataan Yulipriyanto (2010), akar mempengaruhi aktivitas mikroorganisme. Pengaruh yang paling kuat adalah daerah rhizosfer, yaitu tanah sekitar permukaan akar di mana kumpulan makanan dari tanaman merangsang fungi dan bakteri untuk meningkatkan kepadatan populasinya 10 hingga 100 kali dibanding bagian tanah yang lain.
(22)
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Aktivitas mikroorganisme tanah tertinggi, yaitu pada sampel tanah pada plot 1 sebesar 1,86 kg/hari sedangkan aktivitas mikroorganisme tanah terendah, yaitu pada sampel tanah pada plot 5 sebesar 1,41 kg/hari.
B. Saran
Penelitian ini akan menjadi lebih baik jika dilanjutkan dengan mengidentifikasi jenis mikroorganisme yang terdapat di dalam tanah Kawah Putih Tinggi Raja, Kecamatan Silau Kahean, Kabupaten Simalungun.
(23)
TINJAUAN PUSTAKA
A. Mikroorganisme
Tanah dihuni oleh bermacam-macam mikroorganisme, mikroorganisme tanah seperti bakteri dan jamur sangat mempengaruhi kesuburan tanah, oleh karena itu mikroorganisme merupakan salah satu aspek penting yang berperan dalam pembentukan suatu ekosistem. Mikroorganisme tanah juga bertanggung jawab atas pelapukan bahan organik dan pendauran unsur hara, dengan demikian mikroorganisme mempunyai pengaruh terhadap sifat kimia dan sifat fisik tanah (Anas, 1989).
Berdasarkan cara memperoleh makanan, bakteri tanah dapat dibagi menjadi dua kelompok yaitu autotrof dan heterotrof. Kelompok autotrof memperoleh persediaan karbon dari sinar matahari. Pada bentuk heterotrof, menggunakan bahan-bahan organik yang berbeda-beda, yang meliputi gula-gula,
cellulosa, asam-asam organik dan hidrokarbon untuk memenuhi kebutuhan energi dan karbon (Yuliprianto, 2010).
Peranan terpenting mikroorganisme tanah ialah fungsinya yang membawa perubahan kimiawi pada substansi-substansi di dalam tanah, terutama pengubahan persenyawaan organik yang mengandung karbon, nitrogen, sulfur dan fosfor menjadi persenyawaan anorganik atau disebut mineralisasi, didalamnya terlibat sejumlah besar perubahan kimiawi serta berperan berbagai macam spesies mikroba (Pekzar dan Chan, 1988).
Organisme (mikroorganisme) tanah penting dalam kesuburan tanah karena berperan dalam siklus energi, berperan dalam siklus hara, berperan dalam pembentukan agregat tanah, menentukan kesehatan tanah (suppressive / conducive
(24)
terhadap munculnya penyakit terutama penyakit tular tanah-soil borne pathogen). Kesuburan tanah tidak hanya bergantung pada komposisi kimiawinya, melainkan juga pada ciri alami mikroorganisme yang menghuninya. Mikroorganisme yang menghuni tanah dapat dikelompokkan menjadi bakteri, actinomysetes, fungi, alga, dan protozoa (Rao, 1994).
Akar mempengaruhi aktivitas mikroorganisme. Pengaruh yang paling kuat adalah daerah rhizosfer, yaitu tanah sekitar permukaan akar di mana kumpulan makanan dari tanaman merangsang fungi dan bakteri untuk meningkatkan kepadatan populasinya 10 hingga 100 kali dibanding bagian-bagian tanah yang lain. Dengan kata lain pada rhizosfer ini jumlah organismenya jauh lebih banyak dari pada bagian-bagian lainnya ditanah. Akar juga tempat hidup bakteri, fungi dan hewan-hewan kecil. Bakteri merupakan organisme yang paling besar jumlahnya di dalam tanah, sehingga dalam satu gram saja dapat ditemukan kurang lebih 109 SPK/ml bakteri (Yulipriyanto, 2010).
B.Pengaruh Faktor Lingkungan
1. Pengaruh pH Tanah Terhadap Mikroorganisme Tanah
Reaksi tanah (pH) adalah parameter tanah yang dikendalikan kuat oleh sifat-sifat elektrokimia koloid-koloid tanah. Istilah ini menunjukkan kemasaman atau kebasaan tanah, yang derajatnya ditentukan oleh kadar ion hidrogen dalam larutan tanah. Sebetulnya kemasaman dan kebasaan merupakan pencerminan kadar ion H+ maupun ion OH-. Kation-kation utama yang terjerap ialah Al3+, H+, Na+, Ca2+, dan Mg2+. Apabila lebih banyak ion Al dan H yang terjerap, pH tanah menurun. Apabila ion basa lebih banyak terjerap (Na, K, Ca, dan/atau Mg), pH tanah meningkat (Notohadiprawiro, 1998).
(25)
Selain itu pH tanah juga mempengaruhi jenis dan jumlah mikroorganisme yang ada dalam tanah misalnya bakteri dan aktinomisetes di tanah biasanya lebih banyak dari pada fungi, sehingga mikroba ini memerlukan suatu medium yang mempunyai pH masam (4 sampai 5) untuk menghambat pertumbuhan mikroba lain (Hastuti dan Ginting, 2007). Jika pH masam maka aktivitas mikroorganisme akan menurun. Aktivitas mikroorganisme yang menurun diakibatkan semakin sedikitnya mikroorganisme yang mampu bertahan hidup pada pH tanah yang masam (Syahputra, 2007).
Lazimnya mikroorganisme tumbuh dengan baik pada pH sekitar 7. Meskipun begitu, mikroorganisme juga dapat tumbuh pada kisaran pH 5-8 dan ada juga yang tumbuh pada pH 2 dan pH 10. Kelompok fungi dapat tumbuh pada kisaran pH yang luas dan dapat tumbuh pada pH masam (Lay, 1994).
pH tanah sangat mempengaruhi aktivitas dan perkembangan jasad-jasad renik tanah. Pada umumnya pH yang diinginkan oleh tumbuhan tingkat tinggi sesuai dengan yang diinginkan jasad-jasad renik tanah. Aktivitas jasad renik akan menurun dengan menurunnya pH tanah (Hasibuan dan Ritonga, 1981).
Jumlah fungi tidak sebanyak bakteri dan aktinomisetes tetapi ukurannya lebih besar. Kebanyakan spesies fungi lebih toleran terhadap kemasaman dibandingkan bakteri dan aktinomisetes sehingga pada tanah-tanah masam populasi fungi lebih banyak (Hanafiah, dkk., 2009).
2. Pengaruh Bahan Organik Terhadap Mikroorganisme Tanah
Mikroorganisme tanah (bakteri, fungi, aktinomisetes) memainkan peranan yang sangat penting pada proses humifikasi, mineralisasi bahan organik tanah, sehingga menjadi unsur-unsur hara yang tersedia untuk pertumbuhan tanaman.
(26)
Mikroorganisme digolongkan ke dalam perekayasa kimia (Chemical engineer), karena mereka berperan menguraikan sisa-sisa tumbuhan yang sudah mati menjadi unsur-unsur hara yang siap diserap oleh tanaman (Widyati, 2013). Semakin banyak bahan organik sebagai suplai makanan atau energi di dalam tanah menyebabkan semakin meningkatnya pertumbuhan populasi mikroorganisme yang kemudian akan meningkatkan aktivitas mikroorganisme di dalam tanah (Hanafiah, dkk., 2009).
Kegiatan mikroorganisme tanah dalam perombakan bahan organik berbeda menurut tekstur tanahnya. Pada tanah yang bertekstur halus, perombakan bahan organik akan mengalami kesulitan karena mempunyai kemampuan untuk menimbun bahan organik yang lebih tinggi yang kemudian terjerap pada kisi-kisi mineral (Kartasapoetra dan Sutedjo, 2005).
Bahan organik tanah mempengaruhi warna tanah, struktur tanah, pH tanah, dan kapasitas tukar kation tanah. Jumlah dan sifat bahan organik sangat menentukan kesuburan dan pembentukan tanah (Mukhlis, 2007).
3. Pengaruh Kapasitas Tukar Kation (KTK) Terhadap Mikroorganisme Tanah
Kation-kation yang diikat atau diadsorbsi oleh koloid tanah dapat digantikan oleh kation-kation lain, proses ini disebut pertukaran kation. Jumlah total kation yang terdapat di dalam tanah yang dapat dipertukarkan disebut kapasitas tukar kation (KTK), dapat didefinisikan bahwa KTK adalah kapasitas atau kemampuan tanah menjerap dan melepaskan kation yang dinyatakan sebagai total kation yang dapat dipertukarkan per 100 gram tanah yang dinyatakan dalam miliequivalen disingkat dengan m.e [m.e / 100g atau m.e (%) atau dalam satuan internasionalnya Cmolc/kg]. Tanah-tanah yang mempunyai kadar liat/koloid yang
(27)
lebih tinggi dan/atau kadar bahan organik tinggi memiliki KTK lebih tinggi dibandingkan dengan tanah yang mempunyai kadar liat rendah (tanah pasiran) dan kadar bahan organik rendah (Winarso, 2005).
Kapasitas tukar kation (KTK) merupakan sifat kimia yang sangat erat hubungannya dengan kesuburan tanah. Tanah dengan KTK tinggi mampu menjerap dan menyediakan unsur hara lebih baik dari pada tanah dengan KTK rendah. Tanah memiliki nilai KTK yang tinggi bila didominasi oleh kation Ca, Mg, K, Na (kejenuhan basa tinggi) dapat meningkatkan kesuburan tanah. Tetapi bila didominasi oleh kation asam Al, H (kejenuhan basa rendah) dapat mengurangi kesuburan tanah. Selain itu tanah-tanah dengan kandungan liat atau bahan organik yang tinggi mempunyai nilai KTK yang lebih tinggi dibandingkan
tanah-tanah dengan kandungan bahan organik rendah atau tanah pasir (A’in, 2009).
Kapasitas tukar kation mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme dan aktivitas mikroorganisme di dalam tanah tergantung pada tekstur, bahan organik, dan pH tanah. Semakin tinggi nilai kapasitas tukar kation maka tanah akan semakin subur dan membuat aktivitas mikroorganisme semakin meningkat (Hardjowigeno, 2007). Pertumbuhan bakteri akan optimum apabila tanah memiliki pH netral dan meningkat seiring dengan meningkatnya pH (Simanungkalit dkk, 2006).
4. Pengaruh Sulfur (S) Terhadap Mikroorganisme Tanah
Ada tiga sumber alami pokok unsur hara belerang (S) bagi tanah yang menyediakan belerang untuk tanaman. Ketiga sumber tersebut ialah: (1) mineral tanah, (2) gas belerang dalam atmosfir, dan (3) bahan organik. Disamping itu ada
(28)
4 aliran utama S ke atmosfir dengan urutan sebagai berikut; lepasan/produk bakteri < pembakaran bahan bakar fosil < penghembusan garam-garam laut < pelepasan gas volkan (Notohadiprawiro, 1998).
Belerang di dalam tanah didapatkan dalam dua bentuk utama yaitu bentuk organik dan bentuk anorganik, tetapi sebagian besar dalam bentuk organik. Bentuk S tersebut menentukan perilakunya di dalam tanah. Hampir semua S dalam tanah tropika yang tidak di pupuk terdapat dalam bentuk organik. Unsur ini diserap oleh tanaman hampir seluruhnya dalam bentuk ion sulfat (S042-) dan hanya sejumlah kecil sebagai gas belerang (SO2) yang diserap langsung dari tanah dan atmosfir. Berdasarkan bentuknya di dalam tanah, S dapat dikelompokkan menjadi sulfat organik, sulfat terlarut, sulfat terabsorpsi, S-elemen, dan sulfida. Hampir semua S organik dalam tanah yang beraerasi baik berada dalam bentuk ion sulfat yang berkombinasi dengan unsur-unsur lain seperti Ca2-, Mg2+, K+, Na+, atau NH4+. Peningkatan adsorpsi SO42- per unit meningkatkan adsorpsi Ca2+ 12 kali lebih besar dalam tanah yang mengandung Fe dan Al hidrooksida dibandingkan dengan tanah yang didominasi oleh bahan organik. Meningkatnya adsorpsi Ca2+ dengan kehadiran SO42- terjadi karena peningkatan muatan negatif yang diakibatkan oleh SO42- dan meningkatnya pH karena pertukaran SO42- dengan ion OH (Curtin dan Syers, 1990).
Sulfur anorganik dihasilkan dari dekomposisi senyawa organik yang mengandung S dan dari pupuk pembawa S. Sulfat dalam tanah aerob dapat tereduksi oleh bakteri membentuk H2S yang pada gilirannya akan bereaksi dengan logam-logam berat menghasilkan sulfida-sulfida yang sangat tidak larut. Selain itu, tingginya kandungan Ca2+ pada tanah dapat mengurangi kelarutan SO42-. Oleh
(29)
karena itu pada tanah-tanah alkalin dan tanah yang dikapur berlebihan tanaman sering mengalami kekurangan sulfur (Engelstad, 1997).
C.Jumlah dan Aktifitas Mikroorganisme Tanah
Tanah merupakan suatu ekosistem yang mengandung berbagai jenis mikroba dengan morfologi dan sifat fisiologi yang berbeda-beda. Jumlah tiap kelompok mikroba sangat bervariasi, ada yang hanya terdiri atas beberapa individu, ada pula yang jumlahnya mencapai jutaan per g tanah. Banyaknya mikroba berpengaruh terhadap sifat kimia dan fisik tanah serta pertumbuhan tanaman. Dengan mengetahui jumlah dan aktivitas mikroba di dalam suatu tanah dapat diketahui apakah tanah tersebut termasuk subur atau tidak karena populasi mikroba yang tinggi menunjukkan adanya suplai makanan/energi yang cukup, suhu yang sesuai, ketersediaan air yang cukup, dan kondisi ekologi tanah yang mendukung perkembangan mikroba. Contoh tanah yang digunakan untuk membuat seri pengenceran harus dalam keadaan alami dan tidak boleh dikeringkan. Penyimpanan contoh tanah dalam kondisi lembab pada suhu kamar tidak boleh melebihi satu hari karena mikroba akan berkembang biak pada kondisi demikian (Hastuti dan Ginting, 2007).
Istilah aktivitas mikroba ini mengacu pada semua reaksi biokimia yang dilakukan mikroba dalam tanah. Beberapa reaksi metabolisme seperti respirasi dan panas yang ditimbulkan merupakan hasil dari aktivitas semua jenis mikroba tanah (termasuk fauna), sedangkan beberapa reaksi seperti yang terkait dengan aktivitas nitrifikasi hanya dilakukan oleh mikroba tertentu yang jumlahnya terbatas. Hasil pengukuran aktivitas metabolisme mikroba di laboratorium dari contoh tanah yang bebas dari flora dan fauna diasumsikan semuanya berasal dari
(30)
aktivitas mikroba, sedangkan hasil dari pengukuran di lapangan pada tanah alami merupakan gambaran aktivitas dari semua organisme yang mendiami tanah tersebut (Widyati, 2013).
Aktivitas mikroorganisme yang tinggi berhubungan dengan banyaknya populasi mikroorganisme dan bahan organik sebagai sumber energi mikroorganisme untuk melakukan aktivitas (Hanafiah, dkk., 2009). Metode ini didasarkan pada pengukuran CO2 di dalam tanah pada periode waktu tertentu. Larutan NaOH atau KOH yang digunakan berfungsi sebagai penangkap CO2 yang kemudian dititrasi dengan HCl. Jumlah HCl yang diperlukan untuk titrasi setara dengan jumlah CO2 yang dihasilkan. Respirasi didalam tanah dipengaruhi oleh aktivitas mikroorganisme, produksi CO2 yang tinggi berarti aktivitas mikoorganisme tanah juga tinggi (Sumariasih, 2003).
Kesuburan tanah dapat diprediksi dari jumlah populasi mikroba yang hidup di dalamnya. Tingginya jumlah mikroba merupakan pertanda tingginya tingkat kesuburan tanah, karena mikroba berfungsi sebagai perombak senyawa organik menjadi nutrien yang tersedia bagi tanaman dan di dalam tanah terkandung cukup bahan organik dan senyawa lainnya untuk pertumbuhan mikroba. Tanah yang dirajai tumbuhan memiliki kandungan bahan organik dan unsur hara makro lebih tinggi dibandingkan tanah tanpa tumbuhan. Tanah yang ada tumbuhan pohon mengandung bahan organik atau unsur C yang umumnya di atas 2,5% sedangkan C pada tanah tidak ada tumbuhan pohon, tetapi didominasi alang-alang adalah di bawah 0,7%. Hal ini disebabkan antara lain bahan organik yang dihasilkan pohon lebih mudah mengalami perombakan, bahan organik ini dihasilkan dalam jumlah banyak, sehingga cukup tersedia untuk pertumbuhan dan
(31)
perkembangan mikroba tanah (Purwaningsih, 2004).
Teknik pengenceran bertingkat dalam enumerasi mikroba pada media cawan agar (plate count) merupakan teknik enumerasi mikroba tertua yang sampai saat ini masih digunakan. Penemuan agar (polisakarida dari ganggang laut) sebagai media padat sangat bermanfaat dalam mempelajari mikroorganisme karena sifat-sifatnya yang unik, yakni mencair pada suhu 100oC dan membeku pada suhu sekitar 40oC serta tahan perombakan oleh kebanyakan mikroorganisme (Saraswati dan Sumarno, 2008).
D.Keadaan Umum Lokasi Penelitian.
Sumber air panas Tinggi Raja kecamatan Silau Kahean, Kabupaten Simalungun terletak dalam suatu lokasi cagar alam (CA) dengan luas 167 ha di desa Tinggi Raja. Berjarak 80 Km dari Pematang Siantar dan 116 km dari desa Tinggi Raja. Secara geografis Tinggi Raja terletak di antara 3o 08’ s.d 3o 09’ Lintang Utara dan 98o 46’ 30” sampai 98o 48’ 30” Bujur Timur. Berdasarkan letak pada ketinggian di atas permukaan laut (dpl) maka Cagar Alam Tinggi Raja terletak pada ketinggian sampai dengan 450 m dpl. Cagar Alam ini terletak di antara desa Dolok Merawa dan Desa Bahoan (BKSDA Sumatera Utara, 2003) Cagar alam ini merupakan kawasan konservasi yang telah dilindungi sejak tahun 1924 melalui keputusan bersama raja-raja simalungun yang dituangkan dalam bentuk keputusan Zeelfbestuur Besluit no. 24 tanggal 18 april 1924 (BKSDA Sumatera Utara, 2002).
Keunikan yang khas dari cagar alam dolok tinggi raja adalah terdapatnya sumber-sumber panas bumi yang muncul ke permukaan bumi dalam bentuk sumber air panas. Endapan-endapan kapur yang terbentuk dari proses panas bumi
(32)
yang mengandung belerang membentuk teras-teras kapur berbukit-bukit. Fenomena alam unik lainnya adalah panas bumi yang aktif dapat berpindah-pindah tempat. Bukit-bukit hasil endapan kapur yang terlihat sudah tidak aktif sewaktu-waktu akan kembali aktif. Hal ini menunjukkan kondisi panas bumi dan bukit-bukit kapur tersebut tidak stabil (BKSDA Sumatera Utara, 2002).
Tanah di kawasan Cagar Alam Tinggi Raja sebagian besar termasuk ke dalam struktur tanah laterit berkapur dengan humus yang tipis (terutama pada kawasan yang dekat dengan endapan kapur), pH tanah 6,5 - > 7. Keadaan iklim menurut klasifikasi Smith dan Ferguson, di kelompokkan ke dalam iklim tipe A yaitu dengan curah hujan berkisar antara 2500-3500 mm per tahun, dengan suhu rata-rata saat ini antara 24-30oC (BKSDA Sumatera Utara, 2003).
(33)
PENDAHULUAN
A.Latar Belakang
Indonesia merupakan negara yang kaya sumber air panas. Salah satu tempat di Indonesia yang memiliki beberapa sumber air panas antara lain daerah panas bumi Tinggi Raja, di Desa Tinggi Raja, Kecamatan Silau Kahean, Kabupaten Simalungun, Sumatera Utara.
Kawah putih tinggi raja memiliki luas keseluruhan sekitar 167 hektar . Kawah putih tinggi raja ini memiliki sumber air panas yang berasal dari celah - celah bukit kapur yang memiliki suhu mencapai 90 derajat celcius (BKSDA Sumatera Utara, 2003). Dan sebagian orang menyebutnya “salju panas”, yang tak kalah indah dengan kawah putih Ciwidey yang berada di Bandung.
Sebagian besar air panas mengandung sulfur. Menurut Goeswono Soepardi (1983) sulfur merupakan penyusun asam amino metionin dan sistein. Struktur protein dalam tanaman sebagian besar ditentukan oleh gugusan S. Unsur ini juga dikenal sebagai hara penting yang diperlukan untuk produksi khlorofil.
Di dalam tanah, asam sulfat akan terionisasi menjadi ion H+ dan SO42-. Dalam keadaan yang cukup unsur S dapat menyuburkan tanah karena unsur S tersebut merupakan unsur hara esensial yang dibutuhkan oleh tanaman. Namun, jika ketersediaan unsur S di dalam tanah berlebihan maka tanah akan menjadi asam dan menyebabkan keracunan pada tumbuhan. Sifat asam pada tanah tersebut mempengaruhi sifat fisik, kimia dan biologi tanah.
Kondisi sifat fisik, kimia, dan biologi tanah menjadi indikator untuk menentukan kualitas tanah, kualitas tanah merupakan kemampuan suatu tanah
(34)
untuk mendukung produktivitas tanah. Dalam hal ini mikroorganisme yang hidup dalam tanah bertanggung jawab dalam pelapukan bahan organik dan pendauran unsur hara untuk meningkatkan produktifitas tanah.
Kandungan unsur hara dan aktivitas mikroorganisme tanah merupakan
sifat biologis tanah yang berkaitan dengan tingkat kesuburan tanah (Juanda dan Bambang, 2005). Menurut Purwaningsih (2004), kesuburan tanah
juga dapat diprediksi dari jumlah populasi mikroba yang hidup di dalamnya. Tingginya jumlah mikroba merupakan pertanda tingginya tingkat kesuburan tanah, karena mikroba berfungsi sebagai perombak senyawa organik menjadi nutrien yang tersedia bagi tanaman dan di dalam tanah terkandung cukup bahan organik dan senyawa lainnya untuk pertumbuhan mikroba. Berdasarkan hal tersebut penulis melakukan penelitian tentang aktivitas mikroorganisme tanah pada Kawah putih Tinggi Raja di Kabupaten Simalungun.
B.Tujuan Penelitian
Untuk menghitung besarnya aktivitas mikroorganisme tanah pada Kawah Putih Tinggi Raja Kecamatan Silau Kahean, Kabupaten Simalungun.
C.Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan dapat memperkaya sumber informasi tentang aktivitas mikroorganisme tanah pada tanah Kawah Putih Tinggi Raja Kecamatan Silau Kahean, Kabupaten Simalungun.
(35)
SILVIANA NOVIA FITRI RAHMAWATI: The activity of soil microorganisms
in Kawah Putih Tinggi Raja, District Glare Kahean, Simalungun. Supervised by DENI ELFIATI and DELVIAN.
Nutrient content and activity of soil microorganisms in Kawah Putih Tinggi Raja was the biological characteristic of the soil related to soil of prosperity grade. This study was conducted to quantify the activity of soil microorganisms in the Kawah Putih Tinggi Raja Simalungun. Measurement of total soil microorganisms is done by using the method to the cup, while the measurement of the activity of soil microorganisms used jar method and measured by the titrimetri method. The results showed that the analysis of chemical characteristic of the soil has a pH range of neutral to slightly alkaline, low cation exchange capacity and low sulfur content. The highest activity of soil microorganisms in plot 1 of soil samples was 1.86 kg / day, while the lowest activity of soil microorganisms in plot 5 of soil samples was 1.41 kg / day.
(36)
ABSTRAK
SILVIANA NOVIA FITRI RAHMAWATI: Aktivitas Mikroorganisme Tanah Pada Kawah Putih Tinggi Raja, Kecamatan Silau Kahean, Kabupaten Simalungun. Dibimbing oleh DENI ELFIATI dan DELVIAN.
Kandungan unsur hara dan aktivitas mikroorganisme tanah kawah putih tinggi raja merupakan sifat biologis tanah yang berkaitan dengan tingkat kesuburan tanah. Penelitian ini dilakukan untuk menghitung besarnya aktivitas mikroorganisme tanah pada Kawah Putih Tinggi Raja Kabupaten Simalungun. Pengukuran total mikroorganisme tanah dilakukan dengan menggunakan metode cawan agar, sedangkan pengukuran aktivitas mikroorganisme tanah metode yang digunakan adalah metode jar dan diukur dengan metode titrimetri. Hasil penelitian menunjukkan bahwa analisis sifat kimia tanah memiliki rentang pH dari netral hingga agak basa, kapasitas tukar kation dan kandungan sulfur yang rendah. Aktivitas mikroorganisme tanah tertinggi pada sampel tanah plot 1 sebesar 1,86 kg/hari sedangkan aktivitas mikroorganisme tanah terendah pada sampel tanah plot 5 sebesar 1,41 kg/hari
(37)
AKTIVITAS MIKROORGANISME TANAH PADA
KAWAH PUTIH TINGGI RAJA, KECAMATAN SILAU
KAHEAN, KABUPATEN SIMALUNGUN
SKRIPSI
Oleh:
Silviana Novia Fitri Rahmawati 111201068
Budidaya Hutan
PROGRAM STUDI KEHUTANAN FAKULTAS KEHUTANAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
(38)
LEMBAR PENGESAHAN
Judul Penelitian : Aktivitas Mikroorganisme Tanah Pada Kawah Putih Tinggi Raja, Kecamatan Silau Kahean, Kabupaten Simalungun. Nama : Silviana Novia Fitri Rahmawati
N I M : 111201068
Menyetujui, Komisi Pembimbing
Dr. Deni Elfiati, SP, MP Dr. Delvian, SP, MP
NIP : 19681214 200212 2 001 NIP : 19690723 200212 1 001
Mengetahui,
Ketua Program Studi Kehutanan
NIP : 19710416 200112 2 001 Siti Latifah, S. Hut., M. Si., Ph. D
(39)
SILVIANA NOVIA FITRI RAHMAWATI: The activity of soil microorganisms
in Kawah Putih Tinggi Raja, District Glare Kahean, Simalungun. Supervised by DENI ELFIATI and DELVIAN.
Nutrient content and activity of soil microorganisms in Kawah Putih Tinggi Raja was the biological characteristic of the soil related to soil of prosperity grade. This study was conducted to quantify the activity of soil microorganisms in the Kawah Putih Tinggi Raja Simalungun. Measurement of total soil microorganisms is done by using the method to the cup, while the measurement of the activity of soil microorganisms used jar method and measured by the titrimetri method. The results showed that the analysis of chemical characteristic of the soil has a pH range of neutral to slightly alkaline, low cation exchange capacity and low sulfur content. The highest activity of soil microorganisms in plot 1 of soil samples was 1.86 kg / day, while the lowest activity of soil microorganisms in plot 5 of soil samples was 1.41 kg / day.
(40)
ABSTRAK
SILVIANA NOVIA FITRI RAHMAWATI: Aktivitas Mikroorganisme Tanah Pada Kawah Putih Tinggi Raja, Kecamatan Silau Kahean, Kabupaten Simalungun. Dibimbing oleh DENI ELFIATI dan DELVIAN.
Kandungan unsur hara dan aktivitas mikroorganisme tanah kawah putih tinggi raja merupakan sifat biologis tanah yang berkaitan dengan tingkat kesuburan tanah. Penelitian ini dilakukan untuk menghitung besarnya aktivitas mikroorganisme tanah pada Kawah Putih Tinggi Raja Kabupaten Simalungun. Pengukuran total mikroorganisme tanah dilakukan dengan menggunakan metode cawan agar, sedangkan pengukuran aktivitas mikroorganisme tanah metode yang digunakan adalah metode jar dan diukur dengan metode titrimetri. Hasil penelitian menunjukkan bahwa analisis sifat kimia tanah memiliki rentang pH dari netral hingga agak basa, kapasitas tukar kation dan kandungan sulfur yang rendah. Aktivitas mikroorganisme tanah tertinggi pada sampel tanah plot 1 sebesar 1,86 kg/hari sedangkan aktivitas mikroorganisme tanah terendah pada sampel tanah plot 5 sebesar 1,41 kg/hari
(41)
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan limpahan berkat dan rahmat-Nya kepada penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Aktivitas Mikroorganisme Tanah Pada Kawah Putih Tinggi Raja, Kecamatan Silau Kahean, Kabupaten Simalungun”. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk dapat memperoleh gelar sarjana di Fakultas Kehutanan, Universitas Sumatera Utara.
Pada kesempatan ini penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Kedua orangtua Jaka Hubayanta, S.Hut dan Demas Lestariningsih atas do’a dan dukungannya selama ini. Selanjutnya, kepada ketua komisi pembimbing Dr. Deni Elfiati, SP. MP dan anggota Dr. Delvian, SP. MP, yang telah membimbing penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Penulis juga mengucapkan terimakasih kepada Balai Pengkajian Teknologi Pertanian (BPTP) Sumatera Utara, seluruh staf pengajar dan pegawai di Fakultas Kehutanan, serta semua rekan mahasiswa/i yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
Penulis berharap penelitian ini dapat bermanfaat bagi para pembaca, khususnya bagi mahasiswa Fakultas Kehutanan, Universitas Sumatera Utara.
Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih.
Medan, Agustus 2016
(42)
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRACT ... i
ABSTRAK ... ii
KATA PENGANTAR ...iii
DAFTAR ISI ... iv
DAFTAR TABEL ... v
PENDAHULUAN A. Latar Belakang ... 1
B. Tujuan Penelitian ... 2
C. Manfaat Penelitian ... 2
TINJAUAN PUSTAKA A. Mikroorganisme ... 3
B. Pengaruh Faktor Lingkungan ... 4
1. Pengaruh pH Tanah Mikroorganisme Tanah ... 4
2. Pengaruh Bahan Organik Terhadap Mikroorganisme Tanah ... 5
3. Pengaruh Kapasitas Tukar Kation (KTK) Terhadap Mikroorganisme Tanah ... 6
4. Pengaruh Sulfur Terhadap Mikroorganisme Tanah ... 7
C. Jumlah dan Aktifitas Mikroorganisme Tanah ... 9
D. Keadaan Umum Lokasi Penelitian ... 11
METODE PENELITIAN A. Waktu dan Tempat ... 13
B. Bahan dan Alat ... 13
C. Prosedur Pengambilan Sampel tanah ... 13
D. Analisis Sampel Tanah ... 14
1. Sifat Kimia Tanah ... 14
2. Sifat Biologi Tanah ... 18
3. Pengukuran Aktifitas Mikroorganisme Tanah ... 19
HASIL DAN PEMBAHASAN A. Karakteristik Sifat Kimia Tanah Kawah Putih Tinggi Raja... 21
B. Total Mikroorganisme Tanah ... 23
C. Aktivitas Mikroorganisme Tanah ... 26
KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan ... 29
B. Saran ... 29 DAFTAR PUSTAKA
(43)
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 1. Ilustrasi Pengambilan Sampel Tanah ... 12
(44)
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 1. Hasil analisis sifat kimia tanah... 21 Tabel 2. Hasil perhitungan total mikroorganisme (x108) SPK/ml ... 23 Tabel 3. Hasil respirasi mikrooganisme tanah (kg/hari) ... 27
(1)
ABSTRACT
SILVIANA NOVIA FITRI RAHMAWATI: The activity of soil microorganisms
in Kawah Putih Tinggi Raja, District Glare Kahean, Simalungun. Supervised by DENI ELFIATI and DELVIAN.
Nutrient content and activity of soil microorganisms in Kawah Putih Tinggi Raja was the biological characteristic of the soil related to soil of prosperity grade. This study was conducted to quantify the activity of soil microorganisms in the Kawah Putih Tinggi Raja Simalungun. Measurement of total soil microorganisms is done by using the method to the cup, while the measurement of the activity of soil microorganisms used jar method and measured by the titrimetri method. The results showed that the analysis of chemical characteristic of the soil has a pH range of neutral to slightly alkaline, low cation exchange capacity and low sulfur content. The highest activity of soil microorganisms in plot 1 of soil samples was 1.86 kg / day, while the lowest activity of soil microorganisms in plot 5 of soil samples was 1.41 kg / day.
(2)
ABSTRAK
SILVIANA NOVIA FITRI RAHMAWATI: Aktivitas Mikroorganisme Tanah
Pada Kawah Putih Tinggi Raja, Kecamatan Silau Kahean, Kabupaten Simalungun. Dibimbing oleh DENI ELFIATI dan DELVIAN.
Kandungan unsur hara dan aktivitas mikroorganisme tanah kawah putih tinggi raja merupakan sifat biologis tanah yang berkaitan dengan tingkat kesuburan tanah. Penelitian ini dilakukan untuk menghitung besarnya aktivitas mikroorganisme tanah pada Kawah Putih Tinggi Raja Kabupaten Simalungun. Pengukuran total mikroorganisme tanah dilakukan dengan menggunakan metode cawan agar, sedangkan pengukuran aktivitas mikroorganisme tanah metode yang digunakan adalah metode jar dan diukur dengan metode titrimetri. Hasil penelitian menunjukkan bahwa analisis sifat kimia tanah memiliki rentang pH dari netral hingga agak basa, kapasitas tukar kation dan kandungan sulfur yang rendah. Aktivitas mikroorganisme tanah tertinggi pada sampel tanah plot 1 sebesar 1,86 kg/hari sedangkan aktivitas mikroorganisme tanah terendah pada sampel tanah plot 5 sebesar 1,41 kg/hari
(3)
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan limpahan berkat dan rahmat-Nya kepada penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Aktivitas Mikroorganisme Tanah Pada Kawah Putih Tinggi Raja, Kecamatan Silau Kahean, Kabupaten Simalungun”. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk dapat memperoleh gelar sarjana di Fakultas Kehutanan, Universitas Sumatera Utara.
Pada kesempatan ini penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Kedua orangtua Jaka Hubayanta, S.Hut dan Demas Lestariningsih atas do’a dan dukungannya selama ini. Selanjutnya, kepada ketua komisi pembimbing Dr. Deni Elfiati, SP. MP dan anggota Dr. Delvian, SP. MP, yang telah membimbing penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Penulis juga mengucapkan terimakasih kepada Balai Pengkajian Teknologi Pertanian (BPTP) Sumatera Utara, seluruh staf pengajar dan pegawai di Fakultas Kehutanan, serta semua rekan mahasiswa/i yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
Penulis berharap penelitian ini dapat bermanfaat bagi para pembaca, khususnya bagi mahasiswa Fakultas Kehutanan, Universitas Sumatera Utara.
Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih.
Medan, Agustus 2016
(4)
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRACT ... i
ABSTRAK ... ii
KATA PENGANTAR ...iii
DAFTAR ISI ... iv
DAFTAR TABEL ... v
PENDAHULUAN A. Latar Belakang ... 1
B. Tujuan Penelitian ... 2
C. Manfaat Penelitian ... 2
TINJAUAN PUSTAKA A. Mikroorganisme ... 3
B. Pengaruh Faktor Lingkungan ... 4
1. Pengaruh pH Tanah Mikroorganisme Tanah ... 4
2. Pengaruh Bahan Organik Terhadap Mikroorganisme Tanah ... 5
3. Pengaruh Kapasitas Tukar Kation (KTK) Terhadap Mikroorganisme Tanah ... 6
4. Pengaruh Sulfur Terhadap Mikroorganisme Tanah ... 7
C. Jumlah dan Aktifitas Mikroorganisme Tanah ... 9
D. Keadaan Umum Lokasi Penelitian ... 11
METODE PENELITIAN A. Waktu dan Tempat ... 13
B. Bahan dan Alat ... 13
C. Prosedur Pengambilan Sampel tanah ... 13
D. Analisis Sampel Tanah ... 14
1. Sifat Kimia Tanah ... 14
2. Sifat Biologi Tanah ... 18
3. Pengukuran Aktifitas Mikroorganisme Tanah ... 19
HASIL DAN PEMBAHASAN A. Karakteristik Sifat Kimia Tanah Kawah Putih Tinggi Raja... 21
B. Total Mikroorganisme Tanah ... 23
C. Aktivitas Mikroorganisme Tanah ... 26
KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan ... 29
(5)
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 1. Ilustrasi Pengambilan Sampel Tanah ... 12
(6)
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 1. Hasil analisis sifat kimia tanah... 21 Tabel 2. Hasil perhitungan total mikroorganisme (x108) SPK/ml ... 23 Tabel 3. Hasil respirasi mikrooganisme tanah (kg/hari) ... 27