Dampak Ketebalan Abu Vulkanik Erupsi Gunung Sinabung Terhadap Sifat Biologi Tanah Di Kecamatan Naman Teran Kabupaten Karo
DAMPAK KETEBALAN ABU VULKANIK ERUPSI GUNUNG SINABUNG TERHADAP SIFAT BIOLOGI TANAH DI KECAMATAN NAMAN TERAN KABUPATEN KARO SKRIPSI OLEH: BEATRIX I. L. J. SINAGA 100301205 AGROEKOTEKNOLOGI – ILMU TANAH
PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2015
DAMPAK KETEBALAN ABU VULKANIK ERUPSI GUNUNG SINABUNG TERHADAP SIFAT BIOLOGI TANAH DI KECAMATAN NAMAN TERAN KABUPATEN KARO SKRIPSI OLEH: BEATRIX I. L. J. SINAGA 100301205 AGROEKOTEKNOLOGI – ILMU TANAH
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana di Fakultas Pertanian Universitas Sumatra Utara
PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2015
Judul Skipsi
Nama Nim Program Studi Minat
: Dampak Ketebalan Abu Vulkanik Erupsi Gunung Sinabung Terhadap Sifat Biologi Tanah di Kecamatan Naman Teran Kabupaten Karo. : Beatrix I. L. J. Sinaga : 100301205 : Agroekoteknologi : Ilmu Tanah
Disetujui Oleh Komisi Pembimbing:
(Mariani Sembiring, SP. MP.) Ketua
(Ir.Alida Lubis, MS.) Anggota
Mengetahui,
(Prof. Dr. Ir. T. Sabrina, M.Sc.) Ketua Program Studi Agroekoteknologi
ABSTRAK
Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui dampak ketebalan abu vulkanik pada erupsi Gunung Sinabung terhadap sifat biologi tanah di Kecamatan Naman Teran, Kabupaten Karo. Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Biologi Tanah Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Medan dan di Balai Pengkajian Tanaman Pertanian (BPTP), Medan pada bulan Mei-September 2014. Pengambilan sampel tanah diambil di daerah kecamatan Naman Teran, Kabupaten Karo dan dilakukan sebanyak 2 kali yaitu pada bulan April dan Juli dengan pengambilan sampel berdasarkan ketebalan abu yang tidak terkena A0 (tanpa), A1 (≤2cm), A2 (2-8 cm) dan A3 ( >8cm). Parameter yang diamati adalah jumlah total mikroorganisme tanah berupa bakteri dan jamur, respirasi CO2, perhitungan jumlah dan jenis artrophoda tanah, nilai pH dan kandungan bahan organik tanah.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa jumlah total mikroorganisme tanah baik jenis bakteri dan jamur menunjukkan bahwa semakin tebal abu yang menutupi tanah maka semakin banyak jumlah mikroorganisme yang mampu bertahan hidup, selain itu kandungan bahan organik tanah dan nilai pH juga mempengaruhi aktivitas mikroorganisme di dalam tanah yaitu pada proses respirasi C02, sedangkan untuk kelompok arthropoda semakin tebal abu yang menutupi tanah maka semakin sedikit fauna tanah yang mampu bertahan hidup.
Kata kunci : abu vulkanik, ketebalan abu, sifat biologi tanah.
ABSTRACT
This research was done to investigate the impact of volcanic ash thickness from Mount Sinabung eruption about the biological characteristic of the soil in the Naman Teran sub District, Karo District. This research was carried out at the Laboratory of Soil Biology, Faculty of Agriculture Medan in May-August 2014. Soil sampling was taken from Naman Teran sub district area, Karo District and it was done 2 times that in April and July with sampling based on the thickness of the ash that was not affected A0 (without), A1 (≤2 cm), A2 (2-8 cm) and A3 (>8 cm). The parameters measured were the total number of soil microorganisms, CO2 production (respiration), the determination of the amount and type of soil artrophod, determination of pH and soil organic matter.
The results showed that t The results showed that the total number of soil microorganisms both types of bacteria and fungi showed that the thick ash covering the ground, the more the number of microorganisms that are able to survive, in addition to the soil organic matter content and pH value also affects the activity of microorganisms in the soil that is in the process of C02 respiration, whereas for arthropod groups increasingly thick ash covering the ground the less soil fauna to survive
Keywords: volcanic ash, thickness of ash, biological characteristic of the soil.
RIWAYAT HIDUP Beatrix I. L. J. Sinaga lahir pada tanggal 17 November 1991 di Medan. merupakan anak keempat dari empat bersaudara dari pasangan St. M. Sinaga, SH dan Dra.Ratna Lhynda W. Silalahi yang bertempat tinggal di Medan. Adapun pendidikan yang pernah ditempuh adalah SD Swasta Antonius Medan, SMP Swasta Putri Cahaya Medan dan SMA Cahaya Medan. Saat ini masih terdaftar sebagai mahasiswi Agroekoteknologi di Fakultas Pertanian Universitas Sumatera yang masuk pada tahun 2010 melalui jalur Seleksi Nasional Masuk Perguuan Tinggi Negeri (SNMPTN). Penulis melaksanakan Praktek Kerja Lapangan (PKL) di PT. Perkebunan Nusantara II Kebun Sei-Serdang, Kabupaten Langkat pada bulan Juli – Agustus 2013.
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena berkat dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini tepat pada waktunya. Adapun judul dari skripsi ini adalah “Dampak Ketebalan Abu Vulkanik Pada Erupsi Gunung Sinabung Terhadap Sifat Biologi Tanah di Kecamatan Naman Teran Kabupaten Karo” sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana di Program Studi Agroekoteknologi Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan. Penulis mengucapkan terima kasih kepada bapak M. Sinaga, SH dan ibu Dra. R. Lhynda Silalahi selaku orang tua penulis serta kepada dosen pembimbing yaitu ibu Mariani Sembiring, SP, MP. dan ibu Ir. Alida Lubis, M.S. yang bersedia membimbing penulis dalam pembuatan skripsi ini. Penulis juga berterima kasih kepada seluruh staf pengajar, pegawai di Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada seluruh teman-teman yang tidak dapat disebutkan satu per satu dalam membantu menyelesaikan skripsi ini. Akhir kata penulis meminta maaf apabila ada kekurangan atau kesalahan dalam penyusunan skripsi ini. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi pihak-pihak yang membutuhkan.
Medan, Februari 2015
Penulis
DAFTAR ISI
ABSTRAK ...................................................................................................... i
ABSTRACT ..................................................................................................... ii
RIWAYAT HIDUP ........................................................................................ iii
KATA PENGANTAR.................................................................................... iv
DAFTAR ISI................................................................................................... v
DAFTAR TABEL .......................................................................................... viii
DAFTAR GAMBAR...................................................................................... xi
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. xii
PENDAHULUAN Latar Belakang........................................................................................ Tujuan Penelitian .................................................................................... Kegunaan Penelitian ...............................................................................
1 3 4
TINJAUAN PUSTAKA Abu Vulkanik.................................................................................................5 Mikroorganisme Tanah ..................................................................................7 Jamur .............................................................................................................. 9 Bakteri ............................................................................................................ 10 Arthropoda ......................................................................................................11 Bahan Organik ................................................................................................ 12 Aktivitas Mikroorganisme Tanah ...................................................................13
KONDISI UMUM PENELITIAN Lokasi ............................................................................................................. 16 Tanah.............................................................................................................. 16 Topografi dan Iklim ....................................................................................... 16
BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Percobaan .......................................................................17 Bahan dan Alat.............................................................................................. 17 Metode Penelitian ......................................................................................... 17 Pelaksanaan Penelitian ..................................................................................18 Pengambilan Sampel Tanah Tidak Terkena dan Terkena Abu..........18 Pembuatan Media Potato Dextrose Agar (PDA) .............................. 18 Isolasi Jamur dan Bakteri...................................................................19 Peubah Amatan ................................................................................. ……... 19 Penetapan Jumlah Total Mikroorganisme Tanah…………………....19
Pengukuran Aktivitas Mikroorganisme Tanah ..................................20 Jumlah Atrhopoda ..............................................................................21 Analisis Kimia Tanah ........................................................................21
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil ............................................................................................................... 23 Pembahasan.................................................................................................... 28
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ...................................................................................................34 Saran ..............................................................................................................34
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 35
LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
No. Hal. 1. Nilai pH Pada Tanah yang Tidak Terkena Abu dan Terkena Abu Vulkanik
pada Berbagai Ketebalan ................................................................................. 23
2. Perhitungan Jumlah Total Bakteri pada Tanah yang Tidak Terkena Abu dan Terkena Abu Vulkanik Pada Berbagai Ketebalan .......................................... 24
3. Perhitungan Jumlah Total Jamur pada Tanah yang Tidak Terkena Abu dan Terkena Abu Vulkanik Pada Berbagai Ketebalan .......................................... 25
4. Pengukuran Aktivitas Mikroorganisme(Reaspirasi) pada Tanah yang Tidak Terkena Abu dan Terkena Abu Vulkanik Pada Berbagai ketebalan................ 26
5. Perhitungan Jumlah dan Jenis Makrofauna Kelompok Arthropoda Pada Tanah yang Tidak Terkena Abu dan Terkena Abu Vulkanik Pada berbagai Ketebalan.......................................................................................................... 27
6. Perhitungan Kandungan Bahan Organik pada Tanah yang Tidak Terkena Abu dan Terkena Abu Vulkanik pada Berbagai Ketebalan ............................ 27
DAFTAR GAMBAR
No. Hal. 1. Biakan Jamur dan Bakteri Pada Ketebalan A0 (0-20 cm) ................................ 38 2. Biakan Jamur dan Bakteri Pada Ketebalan A1 (0-20 cm) ................................ 39 3. Biakan Jamur dan Bakteri Pada Ketebalan A2 (0-20 cm) ................................ 40 4. Biakan Jamur dan Bakteri Pada Ketebalan A3 (0-20 cm) ................................ 41 5. Biakan Jamur dan Bakteri Pada Ketebalan A0 (20-40 cm) .............................. 42 6. Biakan Jamur dan Bakteri Pada Ketebalan A1 (20-40 cm) .............................. 43 7. Biakan Jamur dan Bakteri Pada Ketebalan A2 (20-40 cm) .............................. 44 8. Biakan Jamur dan Bakteri Pada Ketebalan A3 (20-40 cm) .............................. 45 9. Pengukuran CO2 Mikroorganisme Tanah ........................................................ 46 10. Perhitungan Jumlah dan Jenis Arthropoda....................................................... 47 11. Peta Administrasi Kecamatan Naman Teran Kabupaten Karo ........................ 49 12. Peta Titik Sampel Kecamatan Naman Teran Kabupaten Karo........................ 50
DAFTAR LAMPIRAN
No. Hal. 1. Data pengamatan Jumlah Total Mikroorganisme dan Produksi CO2 pada
Pengambilan Sampel Bulan April di Kedalaman Tanah 0-20 cm ................... 37
2. Data Pengamatan Jumlah Total Mikroorganisme dan Produksi CO2 pada Pengambilan Sampel Bulan April di Kedalaman Tanah 20-40 cm ................ 37
3. Data Pengamatan Jumlah Total Mikroorganisme dan Produksi CO2 Pada Pengambilan Sampel Bulan Juli di Kedalaman Tanah 0-20 Cm .................... 37
4. Data Pengamatan Jumlah Total Mikroorganisme dan Produksi CO2 Pada Pengambilan Sampel Bulan Juli di Kedalaman Tanah 20-40 Cm ................... 37
5. Sertifikat Pengujian Analisis Tanah................................................................. 51
6. Peta Sebaran Tutupan Gunung Sinabung Kab.Karo-Sumatera Utara.............. 52
ABSTRAK
Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui dampak ketebalan abu vulkanik pada erupsi Gunung Sinabung terhadap sifat biologi tanah di Kecamatan Naman Teran, Kabupaten Karo. Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Biologi Tanah Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Medan dan di Balai Pengkajian Tanaman Pertanian (BPTP), Medan pada bulan Mei-September 2014. Pengambilan sampel tanah diambil di daerah kecamatan Naman Teran, Kabupaten Karo dan dilakukan sebanyak 2 kali yaitu pada bulan April dan Juli dengan pengambilan sampel berdasarkan ketebalan abu yang tidak terkena A0 (tanpa), A1 (≤2cm), A2 (2-8 cm) dan A3 ( >8cm). Parameter yang diamati adalah jumlah total mikroorganisme tanah berupa bakteri dan jamur, respirasi CO2, perhitungan jumlah dan jenis artrophoda tanah, nilai pH dan kandungan bahan organik tanah.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa jumlah total mikroorganisme tanah baik jenis bakteri dan jamur menunjukkan bahwa semakin tebal abu yang menutupi tanah maka semakin banyak jumlah mikroorganisme yang mampu bertahan hidup, selain itu kandungan bahan organik tanah dan nilai pH juga mempengaruhi aktivitas mikroorganisme di dalam tanah yaitu pada proses respirasi C02, sedangkan untuk kelompok arthropoda semakin tebal abu yang menutupi tanah maka semakin sedikit fauna tanah yang mampu bertahan hidup.
Kata kunci : abu vulkanik, ketebalan abu, sifat biologi tanah.
ABSTRACT
This research was done to investigate the impact of volcanic ash thickness from Mount Sinabung eruption about the biological characteristic of the soil in the Naman Teran sub District, Karo District. This research was carried out at the Laboratory of Soil Biology, Faculty of Agriculture Medan in May-August 2014. Soil sampling was taken from Naman Teran sub district area, Karo District and it was done 2 times that in April and July with sampling based on the thickness of the ash that was not affected A0 (without), A1 (≤2 cm), A2 (2-8 cm) and A3 (>8 cm). The parameters measured were the total number of soil microorganisms, CO2 production (respiration), the determination of the amount and type of soil artrophod, determination of pH and soil organic matter.
The results showed that t The results showed that the total number of soil microorganisms both types of bacteria and fungi showed that the thick ash covering the ground, the more the number of microorganisms that are able to survive, in addition to the soil organic matter content and pH value also affects the activity of microorganisms in the soil that is in the process of C02 respiration, whereas for arthropod groups increasingly thick ash covering the ground the less soil fauna to survive
Keywords: volcanic ash, thickness of ash, biological characteristic of the soil.
PENDAHULUAN Latar Belakang
Gunung Sinabung kembali meletus pada bulan September 2013, sebelumnya gunung ini sudah pernah meletus pada tahun 2010, tepatnya pada tanggal 3 September 2010. Letusan ini melepaskan awan panas dan abu vulkanik. Abu vulkanik selain menutupi jalan, rumah-rumah penduduk juga menutupi tanaman pertanian sekitar. Akibat letusan ini terdapat 6 kecamatan di sekitar Gunung Sinabung yaitu Kecamatan Naman Teran, Kecamatan Simpang Empat, Kecamatan Merdeka, Kecamatan Dolat Rayat, Kecamatan Barusjahe, dan Kecamatan Berastagi yang terkena abu vulkanik (BPTP Sumatera Utara, 2013).
Abu vulkanik merupakan bahan material vulkanik jatuhan yang disemburkan ke udara pada saat terjadi letusan. Secara umum komposisi abu vulkanik terdiri atas Silika. Bahan letusan gunung api yang berupa padatan dapat disebut sebagai bahan piroklastik (pyro = api, klastik = bongkahan). Bahan padatan ini berdasarkan diameter partikelnya terbagi atas debu vulkan (< 0.26 mm) yang berupa bahan lepas dan halus, pasir (0.25 – 4 mm) yang lepas dan tumpul, lapilli atau „little stone‟ (4 – 32 cm) yang berbentuk bulat hingga persegi dan bom (> 32 mm) yang bertekstur kasar. Batuan hasil erupsi gunung api berdasarkan kadar silikanya dapat dikelompokkan menjadi batu vulkanis masam (kadar SiO2 > 65%), sedang (35 – 65%) dan basa / alkali (10 cm.
Penulis juga ingin mengetahui bagaimana dampak dari ketebalan abu vulkanik terhadap kandungan bahan organik serta melihat jumlah total mikroorganisme tanah seperti jamur, bakteri dan kelompok fauna tanah yang tergolong arthropoda. Sifat biologi tanah seperti populasi mikroorganisme merupakan parameter penting guna melihat produktivitas suatu lahan karena mikroorganisme tanah merupakan pemecah/pengurai primer
Masalah ini menjadi latar belakang penulis untuk melakukan penelitian guna melihat bagaimana pengaruh ketebalan abu vulkanik pada tanah yang terkena abu terhadap sifat biologi tanah .
Tujuan Penelitian Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk dapat mengetahui dampak
ketebalan abu vulkanik pada erupsi gunung Sinabung terhadap sifat biologi tanah di Kecamatan Naman Teran Kabupaten Karo. Kegunaan Penelitian
Sebagai bahan informasi untuk kepentingan ilmu pengetahuan dan dapat dimanfaatkan oleh petani yang berada di daerah sekitar gunung Sinabung.
Sebagai salah satu syarat untuk dapat memperoleh gelar sarjana di Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Medan.
TINJAUAN PUSTAKA Abu Vulkanik
Tanah vulkanik merupakan tanah yang berasal dari hasil letusan gunung api, dimana pada saat gunung api meletus mengeluarkan tiga jenis bahan berupa bahan padatan, cair dan gas. Bahan padatan dapat berupa pasir, debu dan abu vulkan, bahan cair dapat berupa lava, sedangkan bahan gas dapat berupa asap yang dihasilkan dari erupsi. Bahan-bahan vulkanis tersebut nantinya akan menjadi bahan induk penyusun tanah. Tanah yang berkembang dari abu vulkan tergolong subur dan cocok untuk dijadikan sebagai lahan pertanian. Menurut Lembaga Penelitian Tanah 1972, bahwa luas tanah ini di Indonesia sekitar 6,5 juta ha atau 34 % tersebar di daerah-daerah vulkan dan dijadikan sebagai daerah untuk lahan pertanian terutama bagi tanaman hortikultura dan perkebunan (Hardjowigeno, 2007).
Awan debu vulkanik merupakan material debu vulkanik yang diejeksikan ke atmosfer menyerupai bentuk kolom jamur/cendawan membumbung vertikal yang dapat diamati secara visual, kemudian terdispersi mengikuti arah angin. Dampak yang ditimbulkan oleh awan debu vulkanik bisa secara langsung maupun tidak langsung terhadap kehidupan manusia. Material debu vulkanik merupakan materil pyroclastic berukuran antara 0,3 sampai 30 mikron, apabila terdispersi dan terhirup oleh manusia (Krisbiantoro, 2011).
Abu dan pasir vulkanik adalah bahan material vulkanik jatuhan yang disemburkan ke udara saat terjadi suatu letusan. Abu maupun pasir vulkanik terdiri dari batuan berukuran besar sampai berukuran halus, yang berukuran besar biasanya jatuh di sekitar kawah sampai radius 5-7 km dari kawah, sedangkan yang
berukuran halus dapat jatuh pada jarak mencapai ratusan kilometer bahkan ribuan kilometer dari kawah disebabkan terbawa oleh hembusan angin (Sudaryo dan Sutjipto, 2009).
Abu vulkanik gunung berapi juga mengandung logam berat dan zat-zat mikro berbahaya yang bersifat mudah mengendap dalam air. Logam berat merupakan unsur mikro yang ada di semua jenis batuan. Jenis logam berat pada abu vulkanik, antara lain, Cd dan Cu.
Tanah yang bercampur abu vulkanik (tanah lapisan atas) tergolong masam dengan nilai pH 4,83. Kemasaman yang tinggi atau nilai pH yang rendah hingga sangat rendah dari debu vulkanik ini, disebabkan kadar sulfur (belerang) yang tinggi sebesar 3,36 persen. Selain itu ketebalan abu yang menutup permukaan tanah menjadi faktor penting dalam menentukan kecepatan penggunaan kembali tanah yang tertutup debu. Untuk ketebalan debu yang tipis, kurang dari 1 cm dapat hilang dengan segera ketika hujan turun. Ketebalan 1 cm hingga 4 cm dapat hilang dengan pengolahan menggunakan cangkul dan ketebalan antara 5-10 cm dapat hilang saat dilakukan pengolahan tanah secara mekanik menggunakan traktor. Pada ketebalan abu mencapai 40 cm atau lebih memerlukan waktu cukup lama, agar tanah dapat digunakan kembali untuk bercocok tanam, menunggu terjadi proses pelapukan dan dekomposisi dari abu (Rauf, 2014).
Banyaknya hara yang disumbangkan oleh abu letusan tergantung dari tebalnya tutupan dan kandungan hara mineralnya. Secara umum sifat kimia abu letusan dapat dibedakan berdasarkan kandungan silika (SiO2%) yaitu abu bersifat basis (45-55%), intermedier (55-62%) dan masam (>62%). Makin masam abu letusan makin sedikit cadangan unsur hara yang dikandungnya.
Mikroorganisme Tanah Jasad hidup yang ukurannya kecil sering disebut sebagai mikroba atau
mikroorganisme atau jasad renik. Jasad renik disebut sebagai mikroba bukan hanya karena ukurannya yang kecil, sehingga sukar dilihat dengan mata biasa, tetapi juga pengaturan kehidupannya yang lebih sederhana dibandingkan dengan jasad tingkat tinggi. Ukuran mikroba biasanya dinyatakan dalam mikron (μ), 1 mikron adalah 0,001 mm (Sumarsih, 2003).
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 suatu pembentukan ekosistem. Mikroorganisme tanah juga bertanggungg jawab atas pelapukan bahan organik dan pendauran unsur hara, dengan demikian mikroorganisme mempunyai pengaruh terhadap sifat fisik dan sifat kimia tanah (Anas, 1989).
Mikroorganisme ditemukan dalam jumlah besar di tanah, biasanya antara satu hingga sepuluh juta mikroorganisme yang hadir per gram tanah dengan bakteri dan jamur yang paling umum. Namun ketersediaan nutrisi sering membatasi pertumbuhan mikroba dalam tanah dan sebagian besar ketersedian nutrisi yang dibutuhkan mikroorganisme berupa air, sumber nitrogen, mineral dan sumber energi. Jika keterssediaan ini mengalami keterhambatan aktivitas mikroorganisme dalam tanah akan tidak aktif secara fisiologis sampai kebutuhan akan nutrisi dapat terpenuhi.
Bakteri dan fungi merupakan mikroorganisme yang paling penting dalam tanah yang berhubungan dengan dekomposisi dan siklus hara, selain itu menurut
Alexander (1977), pada tanah tanah yang mempunyai aerasi yang baik, bakteri dan fungi sangat dominan, sebaliknya bakteri sendiri terlibat pada hampir semua proses biologi dan perubahan kimia dalam lingkungannya yang mengandung sedikit atau tanpa O2 .
Dalam beberapa kasus, populasi mikroba tanah dapat mendeteksi perubahan sifat fisik dan kimia tanah, sehingga hal ini dapat menjadi tanda awal dalam perbaikan tanah akibat degradasi tanah. Mikroorganisme tanah merupakan salah satu indikator dalam menentukan kesehatan tanah yang merespon dengan cepat perubahan yang terjadi dalam tanah serta memiliki hubungan yang erat dengan lingkungan tempatnya hidup (Nielseen and Winding, 2002).
Mikroba bersama dengan fauna tanah melaksanakan berbagai metabolisme yang secara umum disebut sebagai aktivitas biologi tanah. Perannya yang penting dalam perombakan bahan organik dan siklus hara menempatkan organisme tanah sebagai faktor sentral dalam memelihara kesuburan dan produktivitas tanah. Kemampuan mengukur kapasitas metabolisme berbagai mikroba dan fauna tanah menjadi basis bagi konsep perlindungan dan penyehatan tanah, terutama pada masa kini dan mendatang dimana laju degradasi lahan terus mengancam sejalan dengan makin terbatasnya sumber daya lahan. Oleh sebab itu, tersedianya metode analisis biologi tanah yang memadai sangat diperlukan untuk mempelajari tanggap organisme tanah yang terkait dengan perubahan sifat fisik dan kimia di lingkungan tanah serta memanfaatkannya, baik sebagai agen penyubur dan pembaik tanah maupun sebagai indikator laju degradasi lahan (Saraswati, dkk, 2007).
Jamur Jamur adalah sel mikroskopik yang biasanya tumbuh sebagai benang
panjang atau helai yang disebut hifa. Hifa berinteraksi dengan partikel tanah, akar, untuk mengambil makanan. Umumnya membentuk 10-20% dari jumlah mikroorganisme di rizosfir tanah. Jamur umumnya memiliki jumlah individu yang banyak pada tanah-tanah yang sehat, dan juga jamur mendominasi biomassa tanah karena ukurannya lebih besar. Selain itu, karena ukuran tubuh jamur yang lebih kecil maka jamur sangat efisiensi dalam menutrisi unsur hara N dan P di dalam tanah (Hoorman, 2011).
Mikrobia tanah ini dijumpai sangat bervariasi di dalam tanah. Jamur tanah yang dikenal sampai sekarang ini adalah sebagai berikut Absida, Acrostalagus, Alternaria, Aspergillus, Botrytis, Cephalosporium, Chaetomium, Cladosporium, Clyndocarpon, Fusarium, Mortierella, Mucor, Penicillium, Rhizopus, Stemphylium, Trichoderma, Veticilium, Zygorrhynchus, yang paling sering dijumpai Penicillium, Fusarium, Mucor, Aspergillus (Hanafiah, dkk, 2009).
Berdasarkan sistem respirasinya, mikroba terdiri dari: 1. Kelompok aerobik, yang hidup hanya pada kondisi adanya ketersediaan
oksigen. 2. Kelompok anaerobik, yang hidup hanya pada kondisi tidak ada gas
didalam tanah. 3. Kelompok fakultatif anaerobik, yang dapat hidup pada keadaan ada atau
tidak adanya oksigen.
Fungi umumnya termasuk kelompok aerobik karena membutuhkan kondise aerasi yang baik. Bakteri dapat dijumpai dalam berbagai kondisi baik aerob, anaerob atau fakultatif anaerob (Hanafiah, dkk., 2009). Bakteri
Bakteri merupakan mikrobia prokariotik uniseluler, termasuk klas Schizomycetes, berkembang biak secara aseksual dengan pembelahan sel. Bakteri tidak berklorofil kecuali ada beberapa yang bersifat fotosintetik. Cara hidup bakteri ada yang dapat hidup bebas, parasitik, saprofitik, patogen pada manusia, hewan dan tumbuhan (Sumarsih, 2003).
Bakteri berkembang dengan baik pada pH 5,5. Fungi dapat berkembang baik pada segala tingkat kemasaman tanah. Pada pH lebih dari 5,5 jamur harus bersaing dengan bakteri (Hardjowigeno, 2007). Beberapa fungi dapat tetap hidup dalam pH diatas 9,0 (Rao, 1994). Aktinomisetes berkembang dengan baik pada pH diatas 5 (Hanafiah, dkk., 2009).
Secara umum bakteri dikelompokkan atas 4 kelompok utama yaitu dekomposer, mutualistik, patogen, lithrotoph (kemoautotroph). Bakteri merupakan mikroba yang penting, disamping sebagai dekomposer utama bahan tanaman hijau/organik. Beberapa jenis bakteri berperan penting dalam siklus nitrogen dengan kemampuan memfiksasi N2 dari udara sehingga dapat menambah ketersediaan N dalam tanah (Hanafiah, dkk, 2009).
Bakteri merupakan kelompok paling dominan yang meliputi separuh dari biomassa mikroba dalam tanah. Bakteri terdapat dalam segala macam tipe tanah tetapi populasinya akan menurun dengan bertambahnya kedalaman tanah. Faktor–
faktor yang mempengaruhi populasi bakteri dalam tanah adalah pH, praktik pertanian, pemakaian pestisida dan penambahan bahan organik (Rao, 1994 ).
Jumlah bakteri yang ada di dalam tanah dipengaruhi oleh berbagai kondisi yang mempengaruhi pertumbuhannya, seperti temperatur, kelembaban, aerasi, dan sumber energi. Tetapi secara umum populasi yang terbesar terdapat di horison permukaan. Mikroorganisme tanah lebih banyak ditemukan pada permukaan tanah karena bahan organik lebih tersedia. Oleh karena itu mikroorganisme lebih banyak berada pada lapisan tanah atas (Alexander, 1977).
Bakteri perombak selulosa yang aerobik tidak tahan teradap kondisi aerasi yang jelek dan kemasaman yang tinggi. Aktivitas mereka terhenti pada pH kisaran
PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2015
DAMPAK KETEBALAN ABU VULKANIK ERUPSI GUNUNG SINABUNG TERHADAP SIFAT BIOLOGI TANAH DI KECAMATAN NAMAN TERAN KABUPATEN KARO SKRIPSI OLEH: BEATRIX I. L. J. SINAGA 100301205 AGROEKOTEKNOLOGI – ILMU TANAH
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana di Fakultas Pertanian Universitas Sumatra Utara
PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2015
Judul Skipsi
Nama Nim Program Studi Minat
: Dampak Ketebalan Abu Vulkanik Erupsi Gunung Sinabung Terhadap Sifat Biologi Tanah di Kecamatan Naman Teran Kabupaten Karo. : Beatrix I. L. J. Sinaga : 100301205 : Agroekoteknologi : Ilmu Tanah
Disetujui Oleh Komisi Pembimbing:
(Mariani Sembiring, SP. MP.) Ketua
(Ir.Alida Lubis, MS.) Anggota
Mengetahui,
(Prof. Dr. Ir. T. Sabrina, M.Sc.) Ketua Program Studi Agroekoteknologi
ABSTRAK
Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui dampak ketebalan abu vulkanik pada erupsi Gunung Sinabung terhadap sifat biologi tanah di Kecamatan Naman Teran, Kabupaten Karo. Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Biologi Tanah Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Medan dan di Balai Pengkajian Tanaman Pertanian (BPTP), Medan pada bulan Mei-September 2014. Pengambilan sampel tanah diambil di daerah kecamatan Naman Teran, Kabupaten Karo dan dilakukan sebanyak 2 kali yaitu pada bulan April dan Juli dengan pengambilan sampel berdasarkan ketebalan abu yang tidak terkena A0 (tanpa), A1 (≤2cm), A2 (2-8 cm) dan A3 ( >8cm). Parameter yang diamati adalah jumlah total mikroorganisme tanah berupa bakteri dan jamur, respirasi CO2, perhitungan jumlah dan jenis artrophoda tanah, nilai pH dan kandungan bahan organik tanah.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa jumlah total mikroorganisme tanah baik jenis bakteri dan jamur menunjukkan bahwa semakin tebal abu yang menutupi tanah maka semakin banyak jumlah mikroorganisme yang mampu bertahan hidup, selain itu kandungan bahan organik tanah dan nilai pH juga mempengaruhi aktivitas mikroorganisme di dalam tanah yaitu pada proses respirasi C02, sedangkan untuk kelompok arthropoda semakin tebal abu yang menutupi tanah maka semakin sedikit fauna tanah yang mampu bertahan hidup.
Kata kunci : abu vulkanik, ketebalan abu, sifat biologi tanah.
ABSTRACT
This research was done to investigate the impact of volcanic ash thickness from Mount Sinabung eruption about the biological characteristic of the soil in the Naman Teran sub District, Karo District. This research was carried out at the Laboratory of Soil Biology, Faculty of Agriculture Medan in May-August 2014. Soil sampling was taken from Naman Teran sub district area, Karo District and it was done 2 times that in April and July with sampling based on the thickness of the ash that was not affected A0 (without), A1 (≤2 cm), A2 (2-8 cm) and A3 (>8 cm). The parameters measured were the total number of soil microorganisms, CO2 production (respiration), the determination of the amount and type of soil artrophod, determination of pH and soil organic matter.
The results showed that t The results showed that the total number of soil microorganisms both types of bacteria and fungi showed that the thick ash covering the ground, the more the number of microorganisms that are able to survive, in addition to the soil organic matter content and pH value also affects the activity of microorganisms in the soil that is in the process of C02 respiration, whereas for arthropod groups increasingly thick ash covering the ground the less soil fauna to survive
Keywords: volcanic ash, thickness of ash, biological characteristic of the soil.
RIWAYAT HIDUP Beatrix I. L. J. Sinaga lahir pada tanggal 17 November 1991 di Medan. merupakan anak keempat dari empat bersaudara dari pasangan St. M. Sinaga, SH dan Dra.Ratna Lhynda W. Silalahi yang bertempat tinggal di Medan. Adapun pendidikan yang pernah ditempuh adalah SD Swasta Antonius Medan, SMP Swasta Putri Cahaya Medan dan SMA Cahaya Medan. Saat ini masih terdaftar sebagai mahasiswi Agroekoteknologi di Fakultas Pertanian Universitas Sumatera yang masuk pada tahun 2010 melalui jalur Seleksi Nasional Masuk Perguuan Tinggi Negeri (SNMPTN). Penulis melaksanakan Praktek Kerja Lapangan (PKL) di PT. Perkebunan Nusantara II Kebun Sei-Serdang, Kabupaten Langkat pada bulan Juli – Agustus 2013.
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena berkat dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini tepat pada waktunya. Adapun judul dari skripsi ini adalah “Dampak Ketebalan Abu Vulkanik Pada Erupsi Gunung Sinabung Terhadap Sifat Biologi Tanah di Kecamatan Naman Teran Kabupaten Karo” sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana di Program Studi Agroekoteknologi Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan. Penulis mengucapkan terima kasih kepada bapak M. Sinaga, SH dan ibu Dra. R. Lhynda Silalahi selaku orang tua penulis serta kepada dosen pembimbing yaitu ibu Mariani Sembiring, SP, MP. dan ibu Ir. Alida Lubis, M.S. yang bersedia membimbing penulis dalam pembuatan skripsi ini. Penulis juga berterima kasih kepada seluruh staf pengajar, pegawai di Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada seluruh teman-teman yang tidak dapat disebutkan satu per satu dalam membantu menyelesaikan skripsi ini. Akhir kata penulis meminta maaf apabila ada kekurangan atau kesalahan dalam penyusunan skripsi ini. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi pihak-pihak yang membutuhkan.
Medan, Februari 2015
Penulis
DAFTAR ISI
ABSTRAK ...................................................................................................... i
ABSTRACT ..................................................................................................... ii
RIWAYAT HIDUP ........................................................................................ iii
KATA PENGANTAR.................................................................................... iv
DAFTAR ISI................................................................................................... v
DAFTAR TABEL .......................................................................................... viii
DAFTAR GAMBAR...................................................................................... xi
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. xii
PENDAHULUAN Latar Belakang........................................................................................ Tujuan Penelitian .................................................................................... Kegunaan Penelitian ...............................................................................
1 3 4
TINJAUAN PUSTAKA Abu Vulkanik.................................................................................................5 Mikroorganisme Tanah ..................................................................................7 Jamur .............................................................................................................. 9 Bakteri ............................................................................................................ 10 Arthropoda ......................................................................................................11 Bahan Organik ................................................................................................ 12 Aktivitas Mikroorganisme Tanah ...................................................................13
KONDISI UMUM PENELITIAN Lokasi ............................................................................................................. 16 Tanah.............................................................................................................. 16 Topografi dan Iklim ....................................................................................... 16
BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Percobaan .......................................................................17 Bahan dan Alat.............................................................................................. 17 Metode Penelitian ......................................................................................... 17 Pelaksanaan Penelitian ..................................................................................18 Pengambilan Sampel Tanah Tidak Terkena dan Terkena Abu..........18 Pembuatan Media Potato Dextrose Agar (PDA) .............................. 18 Isolasi Jamur dan Bakteri...................................................................19 Peubah Amatan ................................................................................. ……... 19 Penetapan Jumlah Total Mikroorganisme Tanah…………………....19
Pengukuran Aktivitas Mikroorganisme Tanah ..................................20 Jumlah Atrhopoda ..............................................................................21 Analisis Kimia Tanah ........................................................................21
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil ............................................................................................................... 23 Pembahasan.................................................................................................... 28
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ...................................................................................................34 Saran ..............................................................................................................34
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 35
LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
No. Hal. 1. Nilai pH Pada Tanah yang Tidak Terkena Abu dan Terkena Abu Vulkanik
pada Berbagai Ketebalan ................................................................................. 23
2. Perhitungan Jumlah Total Bakteri pada Tanah yang Tidak Terkena Abu dan Terkena Abu Vulkanik Pada Berbagai Ketebalan .......................................... 24
3. Perhitungan Jumlah Total Jamur pada Tanah yang Tidak Terkena Abu dan Terkena Abu Vulkanik Pada Berbagai Ketebalan .......................................... 25
4. Pengukuran Aktivitas Mikroorganisme(Reaspirasi) pada Tanah yang Tidak Terkena Abu dan Terkena Abu Vulkanik Pada Berbagai ketebalan................ 26
5. Perhitungan Jumlah dan Jenis Makrofauna Kelompok Arthropoda Pada Tanah yang Tidak Terkena Abu dan Terkena Abu Vulkanik Pada berbagai Ketebalan.......................................................................................................... 27
6. Perhitungan Kandungan Bahan Organik pada Tanah yang Tidak Terkena Abu dan Terkena Abu Vulkanik pada Berbagai Ketebalan ............................ 27
DAFTAR GAMBAR
No. Hal. 1. Biakan Jamur dan Bakteri Pada Ketebalan A0 (0-20 cm) ................................ 38 2. Biakan Jamur dan Bakteri Pada Ketebalan A1 (0-20 cm) ................................ 39 3. Biakan Jamur dan Bakteri Pada Ketebalan A2 (0-20 cm) ................................ 40 4. Biakan Jamur dan Bakteri Pada Ketebalan A3 (0-20 cm) ................................ 41 5. Biakan Jamur dan Bakteri Pada Ketebalan A0 (20-40 cm) .............................. 42 6. Biakan Jamur dan Bakteri Pada Ketebalan A1 (20-40 cm) .............................. 43 7. Biakan Jamur dan Bakteri Pada Ketebalan A2 (20-40 cm) .............................. 44 8. Biakan Jamur dan Bakteri Pada Ketebalan A3 (20-40 cm) .............................. 45 9. Pengukuran CO2 Mikroorganisme Tanah ........................................................ 46 10. Perhitungan Jumlah dan Jenis Arthropoda....................................................... 47 11. Peta Administrasi Kecamatan Naman Teran Kabupaten Karo ........................ 49 12. Peta Titik Sampel Kecamatan Naman Teran Kabupaten Karo........................ 50
DAFTAR LAMPIRAN
No. Hal. 1. Data pengamatan Jumlah Total Mikroorganisme dan Produksi CO2 pada
Pengambilan Sampel Bulan April di Kedalaman Tanah 0-20 cm ................... 37
2. Data Pengamatan Jumlah Total Mikroorganisme dan Produksi CO2 pada Pengambilan Sampel Bulan April di Kedalaman Tanah 20-40 cm ................ 37
3. Data Pengamatan Jumlah Total Mikroorganisme dan Produksi CO2 Pada Pengambilan Sampel Bulan Juli di Kedalaman Tanah 0-20 Cm .................... 37
4. Data Pengamatan Jumlah Total Mikroorganisme dan Produksi CO2 Pada Pengambilan Sampel Bulan Juli di Kedalaman Tanah 20-40 Cm ................... 37
5. Sertifikat Pengujian Analisis Tanah................................................................. 51
6. Peta Sebaran Tutupan Gunung Sinabung Kab.Karo-Sumatera Utara.............. 52
ABSTRAK
Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui dampak ketebalan abu vulkanik pada erupsi Gunung Sinabung terhadap sifat biologi tanah di Kecamatan Naman Teran, Kabupaten Karo. Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Biologi Tanah Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Medan dan di Balai Pengkajian Tanaman Pertanian (BPTP), Medan pada bulan Mei-September 2014. Pengambilan sampel tanah diambil di daerah kecamatan Naman Teran, Kabupaten Karo dan dilakukan sebanyak 2 kali yaitu pada bulan April dan Juli dengan pengambilan sampel berdasarkan ketebalan abu yang tidak terkena A0 (tanpa), A1 (≤2cm), A2 (2-8 cm) dan A3 ( >8cm). Parameter yang diamati adalah jumlah total mikroorganisme tanah berupa bakteri dan jamur, respirasi CO2, perhitungan jumlah dan jenis artrophoda tanah, nilai pH dan kandungan bahan organik tanah.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa jumlah total mikroorganisme tanah baik jenis bakteri dan jamur menunjukkan bahwa semakin tebal abu yang menutupi tanah maka semakin banyak jumlah mikroorganisme yang mampu bertahan hidup, selain itu kandungan bahan organik tanah dan nilai pH juga mempengaruhi aktivitas mikroorganisme di dalam tanah yaitu pada proses respirasi C02, sedangkan untuk kelompok arthropoda semakin tebal abu yang menutupi tanah maka semakin sedikit fauna tanah yang mampu bertahan hidup.
Kata kunci : abu vulkanik, ketebalan abu, sifat biologi tanah.
ABSTRACT
This research was done to investigate the impact of volcanic ash thickness from Mount Sinabung eruption about the biological characteristic of the soil in the Naman Teran sub District, Karo District. This research was carried out at the Laboratory of Soil Biology, Faculty of Agriculture Medan in May-August 2014. Soil sampling was taken from Naman Teran sub district area, Karo District and it was done 2 times that in April and July with sampling based on the thickness of the ash that was not affected A0 (without), A1 (≤2 cm), A2 (2-8 cm) and A3 (>8 cm). The parameters measured were the total number of soil microorganisms, CO2 production (respiration), the determination of the amount and type of soil artrophod, determination of pH and soil organic matter.
The results showed that t The results showed that the total number of soil microorganisms both types of bacteria and fungi showed that the thick ash covering the ground, the more the number of microorganisms that are able to survive, in addition to the soil organic matter content and pH value also affects the activity of microorganisms in the soil that is in the process of C02 respiration, whereas for arthropod groups increasingly thick ash covering the ground the less soil fauna to survive
Keywords: volcanic ash, thickness of ash, biological characteristic of the soil.
PENDAHULUAN Latar Belakang
Gunung Sinabung kembali meletus pada bulan September 2013, sebelumnya gunung ini sudah pernah meletus pada tahun 2010, tepatnya pada tanggal 3 September 2010. Letusan ini melepaskan awan panas dan abu vulkanik. Abu vulkanik selain menutupi jalan, rumah-rumah penduduk juga menutupi tanaman pertanian sekitar. Akibat letusan ini terdapat 6 kecamatan di sekitar Gunung Sinabung yaitu Kecamatan Naman Teran, Kecamatan Simpang Empat, Kecamatan Merdeka, Kecamatan Dolat Rayat, Kecamatan Barusjahe, dan Kecamatan Berastagi yang terkena abu vulkanik (BPTP Sumatera Utara, 2013).
Abu vulkanik merupakan bahan material vulkanik jatuhan yang disemburkan ke udara pada saat terjadi letusan. Secara umum komposisi abu vulkanik terdiri atas Silika. Bahan letusan gunung api yang berupa padatan dapat disebut sebagai bahan piroklastik (pyro = api, klastik = bongkahan). Bahan padatan ini berdasarkan diameter partikelnya terbagi atas debu vulkan (< 0.26 mm) yang berupa bahan lepas dan halus, pasir (0.25 – 4 mm) yang lepas dan tumpul, lapilli atau „little stone‟ (4 – 32 cm) yang berbentuk bulat hingga persegi dan bom (> 32 mm) yang bertekstur kasar. Batuan hasil erupsi gunung api berdasarkan kadar silikanya dapat dikelompokkan menjadi batu vulkanis masam (kadar SiO2 > 65%), sedang (35 – 65%) dan basa / alkali (10 cm.
Penulis juga ingin mengetahui bagaimana dampak dari ketebalan abu vulkanik terhadap kandungan bahan organik serta melihat jumlah total mikroorganisme tanah seperti jamur, bakteri dan kelompok fauna tanah yang tergolong arthropoda. Sifat biologi tanah seperti populasi mikroorganisme merupakan parameter penting guna melihat produktivitas suatu lahan karena mikroorganisme tanah merupakan pemecah/pengurai primer
Masalah ini menjadi latar belakang penulis untuk melakukan penelitian guna melihat bagaimana pengaruh ketebalan abu vulkanik pada tanah yang terkena abu terhadap sifat biologi tanah .
Tujuan Penelitian Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk dapat mengetahui dampak
ketebalan abu vulkanik pada erupsi gunung Sinabung terhadap sifat biologi tanah di Kecamatan Naman Teran Kabupaten Karo. Kegunaan Penelitian
Sebagai bahan informasi untuk kepentingan ilmu pengetahuan dan dapat dimanfaatkan oleh petani yang berada di daerah sekitar gunung Sinabung.
Sebagai salah satu syarat untuk dapat memperoleh gelar sarjana di Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Medan.
TINJAUAN PUSTAKA Abu Vulkanik
Tanah vulkanik merupakan tanah yang berasal dari hasil letusan gunung api, dimana pada saat gunung api meletus mengeluarkan tiga jenis bahan berupa bahan padatan, cair dan gas. Bahan padatan dapat berupa pasir, debu dan abu vulkan, bahan cair dapat berupa lava, sedangkan bahan gas dapat berupa asap yang dihasilkan dari erupsi. Bahan-bahan vulkanis tersebut nantinya akan menjadi bahan induk penyusun tanah. Tanah yang berkembang dari abu vulkan tergolong subur dan cocok untuk dijadikan sebagai lahan pertanian. Menurut Lembaga Penelitian Tanah 1972, bahwa luas tanah ini di Indonesia sekitar 6,5 juta ha atau 34 % tersebar di daerah-daerah vulkan dan dijadikan sebagai daerah untuk lahan pertanian terutama bagi tanaman hortikultura dan perkebunan (Hardjowigeno, 2007).
Awan debu vulkanik merupakan material debu vulkanik yang diejeksikan ke atmosfer menyerupai bentuk kolom jamur/cendawan membumbung vertikal yang dapat diamati secara visual, kemudian terdispersi mengikuti arah angin. Dampak yang ditimbulkan oleh awan debu vulkanik bisa secara langsung maupun tidak langsung terhadap kehidupan manusia. Material debu vulkanik merupakan materil pyroclastic berukuran antara 0,3 sampai 30 mikron, apabila terdispersi dan terhirup oleh manusia (Krisbiantoro, 2011).
Abu dan pasir vulkanik adalah bahan material vulkanik jatuhan yang disemburkan ke udara saat terjadi suatu letusan. Abu maupun pasir vulkanik terdiri dari batuan berukuran besar sampai berukuran halus, yang berukuran besar biasanya jatuh di sekitar kawah sampai radius 5-7 km dari kawah, sedangkan yang
berukuran halus dapat jatuh pada jarak mencapai ratusan kilometer bahkan ribuan kilometer dari kawah disebabkan terbawa oleh hembusan angin (Sudaryo dan Sutjipto, 2009).
Abu vulkanik gunung berapi juga mengandung logam berat dan zat-zat mikro berbahaya yang bersifat mudah mengendap dalam air. Logam berat merupakan unsur mikro yang ada di semua jenis batuan. Jenis logam berat pada abu vulkanik, antara lain, Cd dan Cu.
Tanah yang bercampur abu vulkanik (tanah lapisan atas) tergolong masam dengan nilai pH 4,83. Kemasaman yang tinggi atau nilai pH yang rendah hingga sangat rendah dari debu vulkanik ini, disebabkan kadar sulfur (belerang) yang tinggi sebesar 3,36 persen. Selain itu ketebalan abu yang menutup permukaan tanah menjadi faktor penting dalam menentukan kecepatan penggunaan kembali tanah yang tertutup debu. Untuk ketebalan debu yang tipis, kurang dari 1 cm dapat hilang dengan segera ketika hujan turun. Ketebalan 1 cm hingga 4 cm dapat hilang dengan pengolahan menggunakan cangkul dan ketebalan antara 5-10 cm dapat hilang saat dilakukan pengolahan tanah secara mekanik menggunakan traktor. Pada ketebalan abu mencapai 40 cm atau lebih memerlukan waktu cukup lama, agar tanah dapat digunakan kembali untuk bercocok tanam, menunggu terjadi proses pelapukan dan dekomposisi dari abu (Rauf, 2014).
Banyaknya hara yang disumbangkan oleh abu letusan tergantung dari tebalnya tutupan dan kandungan hara mineralnya. Secara umum sifat kimia abu letusan dapat dibedakan berdasarkan kandungan silika (SiO2%) yaitu abu bersifat basis (45-55%), intermedier (55-62%) dan masam (>62%). Makin masam abu letusan makin sedikit cadangan unsur hara yang dikandungnya.
Mikroorganisme Tanah Jasad hidup yang ukurannya kecil sering disebut sebagai mikroba atau
mikroorganisme atau jasad renik. Jasad renik disebut sebagai mikroba bukan hanya karena ukurannya yang kecil, sehingga sukar dilihat dengan mata biasa, tetapi juga pengaturan kehidupannya yang lebih sederhana dibandingkan dengan jasad tingkat tinggi. Ukuran mikroba biasanya dinyatakan dalam mikron (μ), 1 mikron adalah 0,001 mm (Sumarsih, 2003).
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 suatu pembentukan ekosistem. Mikroorganisme tanah juga bertanggungg jawab atas pelapukan bahan organik dan pendauran unsur hara, dengan demikian mikroorganisme mempunyai pengaruh terhadap sifat fisik dan sifat kimia tanah (Anas, 1989).
Mikroorganisme ditemukan dalam jumlah besar di tanah, biasanya antara satu hingga sepuluh juta mikroorganisme yang hadir per gram tanah dengan bakteri dan jamur yang paling umum. Namun ketersediaan nutrisi sering membatasi pertumbuhan mikroba dalam tanah dan sebagian besar ketersedian nutrisi yang dibutuhkan mikroorganisme berupa air, sumber nitrogen, mineral dan sumber energi. Jika keterssediaan ini mengalami keterhambatan aktivitas mikroorganisme dalam tanah akan tidak aktif secara fisiologis sampai kebutuhan akan nutrisi dapat terpenuhi.
Bakteri dan fungi merupakan mikroorganisme yang paling penting dalam tanah yang berhubungan dengan dekomposisi dan siklus hara, selain itu menurut
Alexander (1977), pada tanah tanah yang mempunyai aerasi yang baik, bakteri dan fungi sangat dominan, sebaliknya bakteri sendiri terlibat pada hampir semua proses biologi dan perubahan kimia dalam lingkungannya yang mengandung sedikit atau tanpa O2 .
Dalam beberapa kasus, populasi mikroba tanah dapat mendeteksi perubahan sifat fisik dan kimia tanah, sehingga hal ini dapat menjadi tanda awal dalam perbaikan tanah akibat degradasi tanah. Mikroorganisme tanah merupakan salah satu indikator dalam menentukan kesehatan tanah yang merespon dengan cepat perubahan yang terjadi dalam tanah serta memiliki hubungan yang erat dengan lingkungan tempatnya hidup (Nielseen and Winding, 2002).
Mikroba bersama dengan fauna tanah melaksanakan berbagai metabolisme yang secara umum disebut sebagai aktivitas biologi tanah. Perannya yang penting dalam perombakan bahan organik dan siklus hara menempatkan organisme tanah sebagai faktor sentral dalam memelihara kesuburan dan produktivitas tanah. Kemampuan mengukur kapasitas metabolisme berbagai mikroba dan fauna tanah menjadi basis bagi konsep perlindungan dan penyehatan tanah, terutama pada masa kini dan mendatang dimana laju degradasi lahan terus mengancam sejalan dengan makin terbatasnya sumber daya lahan. Oleh sebab itu, tersedianya metode analisis biologi tanah yang memadai sangat diperlukan untuk mempelajari tanggap organisme tanah yang terkait dengan perubahan sifat fisik dan kimia di lingkungan tanah serta memanfaatkannya, baik sebagai agen penyubur dan pembaik tanah maupun sebagai indikator laju degradasi lahan (Saraswati, dkk, 2007).
Jamur Jamur adalah sel mikroskopik yang biasanya tumbuh sebagai benang
panjang atau helai yang disebut hifa. Hifa berinteraksi dengan partikel tanah, akar, untuk mengambil makanan. Umumnya membentuk 10-20% dari jumlah mikroorganisme di rizosfir tanah. Jamur umumnya memiliki jumlah individu yang banyak pada tanah-tanah yang sehat, dan juga jamur mendominasi biomassa tanah karena ukurannya lebih besar. Selain itu, karena ukuran tubuh jamur yang lebih kecil maka jamur sangat efisiensi dalam menutrisi unsur hara N dan P di dalam tanah (Hoorman, 2011).
Mikrobia tanah ini dijumpai sangat bervariasi di dalam tanah. Jamur tanah yang dikenal sampai sekarang ini adalah sebagai berikut Absida, Acrostalagus, Alternaria, Aspergillus, Botrytis, Cephalosporium, Chaetomium, Cladosporium, Clyndocarpon, Fusarium, Mortierella, Mucor, Penicillium, Rhizopus, Stemphylium, Trichoderma, Veticilium, Zygorrhynchus, yang paling sering dijumpai Penicillium, Fusarium, Mucor, Aspergillus (Hanafiah, dkk, 2009).
Berdasarkan sistem respirasinya, mikroba terdiri dari: 1. Kelompok aerobik, yang hidup hanya pada kondisi adanya ketersediaan
oksigen. 2. Kelompok anaerobik, yang hidup hanya pada kondisi tidak ada gas
didalam tanah. 3. Kelompok fakultatif anaerobik, yang dapat hidup pada keadaan ada atau
tidak adanya oksigen.
Fungi umumnya termasuk kelompok aerobik karena membutuhkan kondise aerasi yang baik. Bakteri dapat dijumpai dalam berbagai kondisi baik aerob, anaerob atau fakultatif anaerob (Hanafiah, dkk., 2009). Bakteri
Bakteri merupakan mikrobia prokariotik uniseluler, termasuk klas Schizomycetes, berkembang biak secara aseksual dengan pembelahan sel. Bakteri tidak berklorofil kecuali ada beberapa yang bersifat fotosintetik. Cara hidup bakteri ada yang dapat hidup bebas, parasitik, saprofitik, patogen pada manusia, hewan dan tumbuhan (Sumarsih, 2003).
Bakteri berkembang dengan baik pada pH 5,5. Fungi dapat berkembang baik pada segala tingkat kemasaman tanah. Pada pH lebih dari 5,5 jamur harus bersaing dengan bakteri (Hardjowigeno, 2007). Beberapa fungi dapat tetap hidup dalam pH diatas 9,0 (Rao, 1994). Aktinomisetes berkembang dengan baik pada pH diatas 5 (Hanafiah, dkk., 2009).
Secara umum bakteri dikelompokkan atas 4 kelompok utama yaitu dekomposer, mutualistik, patogen, lithrotoph (kemoautotroph). Bakteri merupakan mikroba yang penting, disamping sebagai dekomposer utama bahan tanaman hijau/organik. Beberapa jenis bakteri berperan penting dalam siklus nitrogen dengan kemampuan memfiksasi N2 dari udara sehingga dapat menambah ketersediaan N dalam tanah (Hanafiah, dkk, 2009).
Bakteri merupakan kelompok paling dominan yang meliputi separuh dari biomassa mikroba dalam tanah. Bakteri terdapat dalam segala macam tipe tanah tetapi populasinya akan menurun dengan bertambahnya kedalaman tanah. Faktor–
faktor yang mempengaruhi populasi bakteri dalam tanah adalah pH, praktik pertanian, pemakaian pestisida dan penambahan bahan organik (Rao, 1994 ).
Jumlah bakteri yang ada di dalam tanah dipengaruhi oleh berbagai kondisi yang mempengaruhi pertumbuhannya, seperti temperatur, kelembaban, aerasi, dan sumber energi. Tetapi secara umum populasi yang terbesar terdapat di horison permukaan. Mikroorganisme tanah lebih banyak ditemukan pada permukaan tanah karena bahan organik lebih tersedia. Oleh karena itu mikroorganisme lebih banyak berada pada lapisan tanah atas (Alexander, 1977).
Bakteri perombak selulosa yang aerobik tidak tahan teradap kondisi aerasi yang jelek dan kemasaman yang tinggi. Aktivitas mereka terhenti pada pH kisaran