Kajian Jenis Cacing Tanah sebagai Bioindikator di Hutan Sekunder dan Agroforestri Kopi Desa Kutagugung Kecamatan Naman Teran Kabupaten Karo

  

KAJIAN JENIS CACING TANAH SEBAGAI BIOINDIKATOR

DI HUTAN SEKUNDER DAN AGROFORESTRI KOPI

DESA KUTAGUGUNG KECAMATAN NAMAN TERAN

KABUPATEN KARO

TESIS

AINI QOMARIAH MANURUNG

Oleh

117030030/BIO

  

PROGRAM PASCASARJANA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2013

  

KAJIAN JENIS CACING TANAH SEBAGAI BIOINDIKATOR

DI HUTAN SEKUNDER DAN AGROFORESTRI KOPI

DESA KUTAGUGUNG KECAMATAN NAMAN TERAN

KABUPATEN KARO

TESIS

Oleh

AINI QOMARIAH MANURUNG

  

117030030/BIO

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh

Gelar Magister Sains dalam Program Studi Magister pada

  

Program Pascasarjana Fakultas MIPA

Universitas Sumatera Utara

PROGRAM PASCASARJANA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

  2013

  PENGESAHAN TESIS

Judul Tesis : Kajian Jenis Cacing Tanah sebagai

Bioindikator di Hutan Sekunder dan

  Agroforestri Kopi Desa Kutagugung Kecamatan Naman Teran Kabupaten Karo Nama Mahasiswa : Aini Qomariah Manurung Nomor Induk Mahasiswa : 117030030 Program Studi : Magister Biologi Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Menyetujui Pembimbing I Pembimbing II Dr. Erni Jumilawaty, M.Si Dr. Nursahara Pasaribu, M.Sc NIP . 19700102 199702 2 002 NIP . 19630123 199003 2 001 Ketua Program Studi Dekan Prof. Dr. Syafruddin Ilyas, M.Biomed Dr. Sutarman, M.Sc NIP. 19660209 199203 1 003 NIP. 19631026 199103 1 001

  

PERNYATAAN ORISINALITAS

KAJIAN JENIS CACING TANAH SEBAGAI BIOINDIKATOR

DI HUTAN SEKUNDER DAN AGROFORESTRI KOPI

DESA KUTAGUGUNG KECAMATAN NAMAN TERAN

KABUPATEN KARO

TESIS

  Dengan ini saya nyatakan bahwa saya mengakui semua karya tesis ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah di jelaskan sumbernya dengan benar.

  Medan, Agustus 2013 AINI QOMARIAH MANURUNG NIM. 117030030

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

  Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan di bawah ini: Nama : Aini Qomariah Manurung NIM : 117030030 Program Studi : Magister Biologi Jenis Karya Ilmiah : Tesis

  Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyutujui untuk memberikan kepada Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif (Non-Exclusive

  Royalty Free Right ) atas Tesis saya yang berjudul:

Kajian Jenis Cacing Tanah Sebagai Bioindikator di Hutan Sekunder dan

Agroforestri Kopi Desa Kutagugung Kecamatan Naman Teran Kabupaten

Karo

  Beserta Perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih data, memformat, mengelola dalam bentuk data-base, merawat dan mempublikasikan Tesis saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis dan sebagai pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta.

  Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.

  Medan, Agustus 2013 Aini Qomariah Manurung

  Telah diuji pada Tanggal : 27 Agustus 2013 PANITIA PENGUJI TESIS Ketua : Dr. Erni Jumilawaty, M.Si Anggota : 1. Dr. Nursahara Pasaribu, M.Sc

  2. Prof. Dr. Retno Widhiastuti, M.S

  3. Dr. Salomo Hutahaean, M.Si Lulus Pada Tanggal 27 Agustus 2013

RIWAYAT HIDUP DATA PRIBADI

  Nama : Aini Qomariah Manurung Tempat dan Tanggal Lahir : Pekanbaru, 14 November 1987 Alamat Rumah : Jl. Datuk Ahmad Gg. Taqwa III No: 05 Simpang

  Tiga Pekanbaru Riau Telepon : 085276710602 e-mail

DATA PENDIDIKAN

  SD : SDN 020 Simpang Tiga Pekanbaru Tamat : 1999 SMP : MTS PPMI Assalaam Surakarta Kartasura Tamat : 2002 SMA : MA KMI Diniyyah Puteri Padang Panjang Tamat : 2005 Strata-1 : Biologi FMIPA UR Tamat : 2010 Strata-2 : Biologi PPs FMIPA USU Tamat : 2013

KAJIAN JENIS CACING TANAH SEBAGAI BIOINDIKATOR DI HUTAN SEKUNDER DAN AGROFORESTRI KOPI DESA KUTAGUGUNG KECAMATAN NAMAN TERAN KABUPATEN KARO ABSTRAK

  Penelitian mengenai cacing tanah sebagai bioindikator, populasi cacing tanah, respon pertumbuhan cacing tanah dan peranannya dalam merubah unsur hara tanah telah dilakukan di hutan sekunder dan agroforestri kopi. Penentuan lokasi menggunakan metode purposive random sampling dengan plot kuadrat 25 x 25 cm, 15 plot pada tiap lokasi. Sampel tanah dan cacing tanah dari tiap plot diuji sebagai berikut: P1 = kontrol tanpa perlakuan, P2 = Pontoscolex corethrurus, P3 = Pheretima sp. pada hutan sekunder dan K1 = kontrol tanpa perlakuan, K2 = Pontoscolex corethrurus pada agroforestri kopi. Amynthas sp., Pheretima sp. dan Pontoscolex corethrurus ditemukan pada tiap lokasi, sedangkan Peryonix sp. hanya ditemukan di agroforestri kopi. Kepadatan populasi tertinggi terdapat di

  2

  agroforestri kopi (283,73 ind/m ). Jenis cacing tanah bioindikator di hutan sekunder, yaitu Pontoscolex corethrurus dengan nilai kepadatan relatif dan frekuensi kehadiran 60,81 %, 60 %, secara berurutan dan Pheretima sp. dengan nilai kepadatan relatif dan frekuensi kehadiran 36,49 %, 53 %, secara berurutan.

  Pontoscolex corethrurus juga merupakan jenis cacing tanah bioindikator di

  agroforestri kopi dengan nilai kepadatan relatif dan frekuensi kehadiran 91,73 %, 100 %, secara berurutan. Respon pertumbuhan, produksi kokon dan juvenil tertinggi terdapat pada P2. Pengaruh berat terhadap panjang tubuh tertinggi diperoleh pada K2. Nilai unsur hara tanah terbaik pada P2, P3 dan K2.

  Kata kunci: Agroforestri kopi, bioindikator, cacing tanah, hutan sekunder.

  STUDY OF EARTHWORM AS A BIOINDICATOR IN SECONDARY FORESTS AND COFFEE AGROFORESTRY IN KUTAGUGUNG

  VILLAGE DISTRICT NAMAN TERAN KARO ABSTRACT

  An experiment has been conducted to determine the types of earthworm as a bioindicator, the population of earthworm, the growth response of earthworm and its role in changing soil nutrient on either secondary forest or coffee agroforestry. The study site was settled through purposive random sampling where square plots 25 x 25 cm were located with 15 replications for each. From all plots, earthworm and soil then sampled and treated as follow: P1 = untreated controlled, P2 = Pontoscolex corethrurus, P3 = Pheretima sp. on secondary forest and K1 = untreated controlled, K2 = Pontoscolex corethrurus on coffee agroforestry. Of all species, Amynthas sp., Pheretima sp. and Pontoscolex corethrurus were present in both locations, while Peryonix sp. was only found in coffee agroforestry. The result indicated that the highest population density was found in

  2

  coffee agroforestry (283,73 ind/m ). In secondary forest and coffee agroforestry,

  Pontoscolex corethrurus was determined as a bioindicator earthworm with

  relative density and occurrent frequency 60,81 %, 60 %, respectively and

  Pheretima sp. with relative density and occurrent frequency 36,49 %, 53 %,

  respectively. In coffee agroforestry Pontoscolex corethrurus also determined as a bioindicator earthworm with relative density and occurrent frequency 91,73 %, 100 %, respectively. Growth response that produced cocoon and juvenile was highest on P2. The effect of body weight on length was highest on K2. The best soil nutrient of all media was indicated on P2, P3 and K2.

  Keywords: Bioindicator, coffee agroforestry, earthworms, secondary forests.

KATA PENGANTAR

  Puji syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan karunianya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis yang berjudul

  

”Kajian Jenis Cacing Tanah Sebagai Bioindikator di Hutan Sekunder dan

Agroforestri Kopi Desa Kutagugung Kecamatan Naman Teran Kabupaten

Karo”.

  Penulisan tesis ini tidak terlepas dari bimbingan, arahan, motivasi dan doa dari orang- orang sekeliling penulis. Setulus hati penulis mengucapkan rasa terima kasih yang dalam kepada kedua orang tua tercinta, Ayahanda Ramli Manurung dan Ibunda Suharti yang dengan sabar membesarkan, menyayangi, mendidik, dan memberikan yang terbaik bagi penulis dari penulis lahir hingga sekarang ini. Penulis mengucapkan rasa terima kasih kepada Ibu Dr. Erni Jumilawaty, M.Si selaku dosen pembimbing I dan Ibu Dr. Nursahara Pasaribu, M.Sc selaku dosen pembimbing II yang telah banyak memberikan bimbingan saran, masukan, arahan, motivasi dan perhatian penuh selama penulisan tesis ini. Terima kasih kepada Ibu Prof. Dr. Retno Widhiastuti, M.S dan Bapak Dr. Salomo Hutahaean, M.Si yang telah memberikan masukan dan kritikan untuk kesempurnaan tesis ini. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan pada: 1.

  Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Bapak Dr. Sutarman, M.Sc.

  2. Ketua dan Sekretaris Program Pascasarjana Biologi USU Bapak Prof. Dr.

  Syafruddin Ilyas, M.Biomed dan Ibu Dr. Suci Rahayu, M.Si yang telah memberikan saran dan nasehat selama penulis menyelesaikan studi di Biologi.

  3. Dinas Pertanian Kabupaten Karo atas izin, fasilitas dan bantuan yang diberikan kepada penulis selama mengadakan penelitian

  4. Kepala Laboratorium sistematika Hewan FMIPA USU Bapak Drs. Arlen H.J, M.Si yang telah memberikan izin atas penggunaan fasilitas Laboratorium selama penelitian.

  5. Bapak Rudi Analis Laboratorium Riset dan Teknologi FP USU yang telah memberi bantuan dalam analisis faktor kimia tanah.

  6. Seluruh staff dosen Biologi yang telah memberikan ilmu, wawasan dan pengajarannya kepada penulis selama menjalani studi. Staff administrasi, Bapak Ewin dan Ibu Ros yang telah membantu dalam penyelesaian administrasi kuliah.

  7. Adik-adik tersayang Yunita, Maulina, Dian Fitria, Sahala, Zainul Arifin dan Dori Bintang. Terimakasih juga penulis ucapkan kepada sanak saudara atas motivasi yang telah diberikan kepada penulis.

  8. Rekan penelitian, Sri Jayanti yang telah banyak memberi masukan kepada penulis serta selalu setia berbagi dalam suka dan duka. Sahabat tersayang Rivo Hasper, Elvida, Mahya Ihsan dan Zulfan Arico terimakasih atas dukungan yang kalian berikan.

  9. Teman-teman seperjuangan di Biologi 2011 dan adik-adik S1 biologi, Zulfan Aris, Popo, Fika, Jubir dan Afni yang telah terlibat membantu penulis selama penelitian di lapangan dan di laboratorium.

  10. Kepada seluruh pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, yang telah membantu dalam penulisan dan penyelesaian tesis ini. Penulis menyadari masih terdapat kekurangan dan kelemahan dalam penulisan tesis ini. Penulis berharap tesis ini dapat memberikan sumbangan terhadap ilmu pengetahuan khususnya bagi orang yang membutuhkan.

  Medan, Agustus 2013 Aini Qomariah Manurung

  DAFTAR ISI Halaman ABSTRAK

  i ii

  ABSTRACT KATA PENGANTAR

  iii

DAFTAR ISI

  v

  DAFTAR TABEL

  vii viii

  DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN

  ix

  BAB I PENDAHULUAN

  1.1 Latar Belakang

  1

  1.2 Perumusan Masalah

  3

  1.3 Tujuan

  3

  1.4 Hipotesis

  4

  1.5 Manfaat

  4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA

  2.1 Cacing Tanah

  5

  2.1.1 Ekologi cacing Tanah

  6

  2.2 Hutan dan Agroforestri

  8

  2.3 Parameter Fisik dan Kimia Tanah

  11

  2.4 Peranan Cacing Tanah

  13 BAB III METODE PENELITIAN

  3.1 Waktu dan Tempat

  15

  3.2 Deskripsi Lokasi

  15

  3.3 Metode Penelitian

  16

  3.3.1 Populasi Cacing Tanah

  16

  3.3.2 Peranan Jenis Cacing Tanah Bioindikator

  16

  3.4 Prosedur Penelitian

  17

  3.5 Pengukuran Sifat Fisik dan Kimia Tanah

  19

  3.6 Analisis Data

  19

  3.6.1 Populasi Cacing Tanah

  19

  3.6.2 Peranan Jenis Cacing Tanah Bioindikator

  20 HASIL DAN PEMBAHASAN

  BAB IV

  4.1 Deskripsi Cacing Tanah yang Ditemukan

  21

  4.2 Populasi Cacing Tanah

  25

  4.3 Kelompok Ekologi Cacing Tanah

  27

  4.4 Jenis Cacing Tanah Bioindikator

  28

  4.5 Faktor Fisik Kimia Tanah Hutan Sekunder dan Agroforestri Kopi

  29

  4.5 Faktor Fisik Kimia Tanah Hutan Sekunder dan Agroforestri Kopi

  36

  43

  42 DAFTAR PUSTAKA

  5.2 Saran

  42

  5.1 Kesimpulan

  39 BAB V

  4.9 Analisis Unsur Hara Tanah Media Percobaan

  38

  37 4.8.3 pH

  4.8.2 Kelembaban

  4.8.1 Suhu

  29

  36

  4.8 Faktor Fisik Kimia Media Percobaan

  35

  4.7.2 Produksi Kokon dan Juvenil Cacing Tanah

  32

  4.7.1 Berat dan Panjang Tubuh Cacing Tanah

  32

  4.7 Respon Pertumbuhan Cacing Tanah pada Media Percobaan

  31

  4.6 Hubungan Cacing Tanah dan Faktor Fisik Kimia Tanah Hutan Sekunder dan Agroforestri Kopi

KESIMPULAN DAN SARAN

  DAFTAR TABEL

No Judul Halaman

  1 Perlakuan peranan jenis cacing tanah bioindikator pada tanah

  17 hutan sekunder dan agroforestri kopi

  2 Parameter sifat fisik kimia tanah

  19

  3 Jumlah individu genus dan spesies cacing tanah pada dua lokasi

  25 penelitian

  4 Cacing tanah yang ditemukan pada dua lokasi penelitian

  25

  5 Kepadatan spesies (K), kepadatan relatif (KR) dan frekuensi

  27 kehadiran (FK) cacing tanah yang ditemukan pada dua lokasi penelitian

  6 Kepadatan spesies (K), kepadatan relatif (KR) dan frekuensi

  28 kehadiran (FK) kelompok ekologi cacing tanah yang ditemukan pada dua lokasi penelitian

  7 Kepadatan relatif (KR), frekuensi kehadiran (FK) dan jenis

  29 bioindikator cacing tanah yang ditemukan pada dua lokasi penelitian

  8 Faktor fisik kimia tanah pada dua lokasi penelitian

  29

  9 Korelasi Pearson antara jumlah individu cacing tanah dengan

  31 faktor fisik kimia lapangan

  10 Suhu (°C) pada berbagai media percobaan sampai hari ke 60

  37

  11 Kelembaban (%) pada berbagai media percobaan sampai hari ke

  38

  60 12 pH pada berbagai media percobaan sampai hari ke 60

  39

  13 Kandungan unsur hara tanah pada berbagai media percobaan

  40

  DAFTAR GAMBAR

No Judul Halaman

  1 Morfologi cacing tanah

  5

  2 Gambaran lokasi penelitian: hutan sekunder (a), agroforestri kopi (b)

  16

  3 Peletakan plot pengambilan sampel cacing tanah

  17

  4 Cacing Amynthas sp.: morfologi tubuh (a), prostomium tipe epilobus (b), klitelum berbentuk annular (c)

  21

  5 Cacing Peryonix sp.: morfologi tubuh (a), prostomium tipe epilobus (b), klitelum berbentuk sadel (c)

  22

  6 Cacing Pheretima sp.: morfologi tubuh (a), prostomium tipe epilobus (b), klitelum berbentuk annular (c)

  23

  7 Cacing P. corethrurus: morfologi tubuh (a), prostomium tipe prolobus (b), klitelum berbentuk sadel (c)

  24

  8 Berat tubuh cacing tanah (mg/ind) pada media tanah hutan sekunder dengan P. corethrurus (P2), Pheretima sp. (P3) dan tanah agroforestri kopi dengan P. corethrurus (K2) selama 60 hari

  32

  9 Panjang tubuh cacing tanah (mm/ind) pada media tanah hutan sekunder dengan P. corethrurus (P2), Pheretima sp (P3) dan tanah agroforestri kopi dengan P. corethrurus (K2) selama 60 hari

  33

  10 Regresi linier antara berat (mg/ind) dan panjang tubuh cacing tanah (mm/ind), yaitu P2 (a), P3 (b) dan K2 (c)

  34

  11 Produksi kokon cacing tanah P. corethrurus pada media tanah hutan sekunder (P2) dan tanah agroforestri kopi (K2)

  35

  12 Produksi juvenil cacing tanah P. corethrurus pada media tanah hutan sekunder (P2) dan tanah agroforestri kopi (K2)

  36