RESPIRASI TANAH

(Laporan Akhir Praktikum Biologi Tanah dan Kesehatan Tanah)

PROGAM STUDI AGROTEKNOLOGI

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS LAMPUNG

2012

I.  PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Salah satu faktor penentu subur tidaknya suatu tanah adalahbbesarnya populasi mikroorganisme dalam tanah tersebut.  Semakin banyak mikroorganisme tanah yang terkandung, maka semakin subur tanah tersebut.  Hal ini dikarenakan bahan organic yang terdapat dalam tanah hanya dapat didekomposisikan
oleh mikroorganisme-mikroorganisme tersebut yang nantinya akan menyumbangkan nutrisi-nutrisi yang dibutuhkan oleh tanaman serta memperbaiki keadaan tanah.  Salah satu cara untuk dapat menghitung populasi dari mikroorganisme tanah tersebut adalah dengan mengukur respirasi tanahnya yang diasumsikan bahwa ketika semakin besar respirasi tanahnya maka jumlah mikroorganisme yang terkandung dalam tanah tersebut pun semakin besar.

Respirasi tanah merupakan pencerminan aktivitas mikroorganisme tanah.  Pengukuran respirasi (mikroorganisme tanah) merupakan cara yang pertama kali digunakan untuk menentukan tingkat aktivitas mikroorganisme tanah.  Salah satu cara untuk mempelajari aktivitas semua mikroorganisme dalam tanah adalah dengan menghitung jumlah organism tanah dan karbondioksida yang dilepaskan oleh organisme tanah selama waktu tertentu.  Sedangkan penetapan respirasi tanah adalah berdasarkan penetapan jumlah CO₂ yang dihasilkan oleh mikroorganisme tanah dan jumlah O₂ yang digunakan oleh mikroorganisme tanah (Anonim^b,2011).

Pengukuran respirasi ini berkorelasi baik dengan peubah kesuburan tanah yang berkaitan dengan aktivitas mikroba seperti

1.      Kandungan bahan organik

2.      Transformasi N atau P

3.      Hasil antara

4.      pH

5.      Rata-rata jumlah mikroorganisme (Anonim^a,2009)

1.2  Tujuan

Tujuan dari dilakukannya praktikum ini adalah untuk

1.      Mengetahui jumlah O2 yang dihasilkan mikroorganisme tanah

2.      Mengetahui jumlah CO2 yang dikeluarkan mikroorganisme tanah

3.      Menetahui tingkat respirasi setiap sampel tanah

II.                TINJAUAN PUSTAKA

Respirasi tanah merupakan pencerminan populasi dan aktifitas mikroba tanah.  Pengukuran respirasi (mikroba tanah) merupakan cara yang pertama kali digunakan untuk menentukan tingkat aktivitas mikroba tanah.  Penetapan respirasi tanah didasarkan pada :

1.      Penetapan jumlah CO₂ yang dihasilkan oleh mikroba tanah.

2.      Jumlah O₂ yang digunakan oleh mikroba tanah.

Respirasi mikroba tanah sangat kompleks, banyak metode yang telah diusulkan untuk menangkap gas yang dihasilkan dan menganalisisnya sesuai dengan tujuan dan lingkungan peneliti, bisa dikatakan tidak ada metode yang sepenuhnya memuaskan.  Oleh karena itu, para peneliti diharapkan dapat memilih metode yang paling tepat.  Adapun cara penetapan tanah di laboratorium lebih disukai.  Prosedur di laboratorium meliputi penetapan pemakaian O₂ atau jumlah CO₂ yang dihasilkan dari sejumlah contoh tanah yang diinkubasi dalam keadaan yang diatur di laboratorium.  Dua macam inkubasi di laboratorium adalah :

1.      Inkubasi dalam keadaan yang stabil (steady-stato)

2.      Keadaan yang berfluktuasi

Untuk keadaan yang stabil, kadar air, temperatur, kecepatan, aerasi, dan pengaturan ruangan harus dilakukan dengan sebaik mungkin.  Peningkatan respirasi terjadi bila ada pembasahan dan pengeringan, fluktuasi aerasi tanah selama inkubasi.  Oleh karena itu, peningkatan respirasi dapat disebabkan oleh perubahan lingkungan yang luar biasa.  Hal ini bisa tidak mencerminkan keadaan aktivitas mikroba dalam keadaan lapang, cara steady-stato telah digunakan untuk mempelajari dekomposisi bahan organik, dalam penelitian potensi aktivitas mikroba dalam tanah dan dalam perekembangan penelitian.(Iswandi A. 1989).

Respirasi tanah merupakan suatu proses yang terjadi karena adanya kehidupan mikrobia yang melakukan aktifitas hidup dan berkembang biak dalam suatu masa tanah.  Mikrobia dalam setiap aktifitasnya membutuhkan O₂ atau mengeluarkan CO₂ yang dijadikan dasar untuk pengukuran respirasi tanah.  Laju respirasi maksimum terjadi setelah beberapa hari atau beberapa minggu populasi maksimum mikrobia dalam tanah, karena banyaknya populasi mikrobia mempengaruhi keluaran CO₂ atau jumlah O₂ yang dibutuhkan mikrobia.  Oleh karena itu, pengukuran respirasi tanah lebih mencerminkan aktifitas metabolik mikrobia daripada jumlah, tipe, atau perkembangan mikrobia tanah (anonim^d,2010).

Respirasi tanah dilakukan oleh mikroorganisme tanah baik berupa bakteri maupun cendawan.  Interaksi antara mikroba dengan lingkungan fisik di sekitarnya mempengaruhi kemampuannya dalam respirasi, tumbuh, dan membelah.  Salah satu faktor lingkungan fisik tersebut adalah kelembapan tanah yang berkaitan erat dengan respirasi tanah (Cook & Orchard 2008).

Respirasi tanah merupakan salah satu hal yang penting yang berkaitan dengan perubahan iklim dan pemanasan global di masa depan.  Respirasi tanah yang berkaitan dengan suhu tanah digunakan sebagai salah satu kunci karakteristik tanah atau bahan organik dan bertanggung jawab dalam pemanasan global

(Subke & Bahn 2010)

III.             METODOLOGI PERCOBAAN

3.1  Alat dan Bahan

Adapun alat-alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah toples plastik, 2 buah tempat rol film, timbangan, selotipe, serta tempat titrasi.

Sedangkan bahan-bahan yang diperlukan untuk praktikum adalah 100 gram tanah lembab, KOH, akuades, penolptalin, HCl, dan metil orange.

3.2  Langkah Kerja

Langkah kerja yang dilakukan selama praktikum ini adalah

1.      Dimasukkan 100 gram sampel tanah ke dalam toples plastik

2.      Dimasukkan 5,0 ml 0,2 N KOH dan 10 ml aquades ke dalam masing-masing tempat rol film

3.      Dimasukkan 2 tempat rol film ke dalam toples plastik yang berisi tanah

4.      Ditutup botol sampai kedap udara

5.      Diinkubasi botol pada temperatur kamar selama satu minggu

6.      Dimasukkan indikator pp ke dalam gelas beker yang berisi KOH, dititrasi hingga warna merah hilang

7.      Ditambahkan 2 tetes metil orange

8.      Dibuat kontrol/blanko

IV.             HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN

4.1  Hasil Pengamatan

Tabel 1. Hasil Pengamatan Respirasi Tanah

Kelompok	Lokasi Pengambilan	Jumlah CO2 yang dihasilkan (mg/hari/100 g)
1.	Tanah Hutan	20,5714
2.	Tanah Alang-alang	20,5714
3.	Kebun Semusim	18,5142
4.	Tanah Tercemar	17,14
5.	Tanah Urukan	15,42
6.	Tanah Perkebunan	15,42
7.	Tanah Tumpukan Sampah	10,28
8.	Tanah Hutan Danau	12

4.2  Pembahasan

Tabel hasil pengamatan di atas diperoleh berdasarkan perhitungan tingkat respirasi yang terjadi pada sampel tanah yang berbeda-beda sesuai dengan perlakuan masing-masing kelompok.  Sampel tanah yang digunakan pada kelompok 1 berasal dari tanah hutan, kelompok 2 berasal dari tanah alang-alang, kelompok 3 berasal dari kebun semusim, kelompok 4 berasal dari tanah tercemar, kelompok 5 berasal dari tanah urukan, kelompok 6 berasal dari tanah perkebunan, kelompok 7 berasal dari tanah tumpukan sampah, serta kelompok 8 berasal dari tanah hutan danau.

Hasil percobaan diperoleh dengan melakukan percobaan sederhana.  Tanah sampel dari masing-masing kelompok tersebut dimasukkan ke dalam toples kemudian dimasukkan pula tabung kecil yang berisi akuades yang diletakkan disisi toples serta tabung berisi KOH pada sisi toples lainnya.  Toples kemudian ditutup dan tanah diinkubasi selama 1 minggu.

Prinsip kerja yang dilakukan pada percobaan ini adalah dengan menetapkan jumlah CO₂ yang dihasilkan oleh mikroorganisme tanah sehingga nantinya akan diketahui besarnya respirasi yang terjadi dan secara tidak langsung juga akan menentukan seberapa banyak mikroorganisme yang ada di sampel tanah tersebut.

Akuades yang diletakkan di dalam toples berfungsi untuk menyuplai oksigen yang akan digunakan mikroorganisme yang ada di dalam sampel tanah tersebut untuk berespirasi.  Hasil respirasi yang ada yaitu berupa karbondioksida akan diikat oleh KOH yang juga diletakkan di dalam toples.  Larutan KOH inilah yang nantinya akan dititrasi untuk dapat mengetahui jumlah CO₂ yang diikat di dalamnya (jumlah CO₂ yang dilepas mikroorganisme).

Proses titrasi yang dilakukan pada larutan KOH tersebut berlangsung selama 2 tahap.  Proses pertama yaitu mentitrasi larutan KOH menggunakan indikator penolptalein.  Indikator ini digunakan karena larutan bersifat asam.  Reaksi kimia yang berlangsung adalah :

K₂CO₃ + HCl             KCl + KHCO₃

Reaksi tersebut menunjukkan adanya pengikatan antara hidrogen dengan K₂CO₃ menjadi senyawa yang lebih kompleks.  Pada tahap ini kita belum dapat mengetahui jumlah CO₂ yang terkandung di dalam larutan tersebut sehingga dilanjutkan dengan titrasi berikutnya yaitu menggunakan indikator metil orange sebagai indikator kelebihan basa.  Reaksi kimia yang berlangsung yaitu :

KHCO₃ + HCl            KCl + H₂O + CO₂

Pada reaksi diatas dapat diketahui hasilnya yaitu terjadi proses penguraian menjadi KCl, H₂O, dan CO₂ sehingga jumlah dari CO₂ yang sudah terlepas tersebut dapat diketahui yaitu berdasarkan volume dari HCl yang dibutuhkan selama proses titrasi kedua dan memasukkannya ke dalam rumus perhitungan.  Sebelum itu, dicari juga volume titrasi blanko terlebih dahulu.

Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa kandungan CO₂ yang paling besar berasal dari dua sampel tanah yaitu dengan perlakuan pada tanah hutan dan tanah alang-alang, serta hasil terendah diperoleh pada sampel tanah ke-7 yang berasal dari tanah tumpukan sampah.  Hal ini menunjukkan bahwa tingkat respirasi yang paling tinggi yang juga menunjukkan jumlah mikroorganisme yang paling banyak terdapat tanah dari hutan dan dari lahan alang-alang.

Pada sampel tanah dari hutan dan dari lahan alang-alang diperoleh jumlah CO₂ yang paling banyak dikarenakan tanahnya mengandung banyak bahan organic dan zat makanan sebagai sumber karbon dan sumber energi bagi mikroorganisme tanah.  Kondisi lingkungannya pun cocok untuk tempat tinggal mikroorganisme karena tanahnya tertutupi serasah sehingga terlindungi dari panas matahari.  Mikroorganisme tersebut akan tumbuh di bawah serasah yang nantinya akan membantu dalam penghancuran serasah, penyedia unsur hara untuk metabolisme serta pertumbuhan tanaman (anonim^c,2011).

Sedangkan hasil yang paling rendah diperoleh dari tanah tumpukan sampah.  Hal ini dikarenakan banyak terdapat sampah-sampah plastik yang susah terurai meskipun ada juga sampah-sampah organik yang telah terdekomposisi.

Sampah-sampah plastik tersebut akan membuat suhu lapisan tanah menjadi meningkat, sedangkan suhu tanah merupakan salah satu faktor fisik tanah yang sangat menentukan kehadiran dan kepadatan organisme tanah (Suin,1997).

V.                KESIMPULAN

Kesimpulan yang diperoleh dari kegiatan praktikum ini adalah

1.      Salah satu cara untuk mengetahui banyaknya mikroorganisme dalam tanah adalah dengan mengukur banyaknya CO2 yang dikeluarkan oleh mikroorganisme tanah

2.      Setelah dilakukan titrasi sebanyak 2 tahap, kandunga CO2 yang terdapat pada larutan KOH terurai/ terlepas sehingga dapat dilakukan perhitungan

3.      Tingkar respirasi yang paling tinggi terjadi pada sampel tanah dari hutan dan lahan alang-alang karena terdapat banyak serasah sebagai sumber energi mikroorganisme tanah

4.      Tingkat respirasi yang paling rendah terdapat pada sampel tanag dari tumpukan sampah karena suhu permukaan tanah yang tinggi

DAFTAR PUSTAKA

Anonim a, 2009. http://Boymarpaung.wordpress.com/2009/02/19/ sifat. biologi. tanah/ diakses pada 6 Oktober 2012.

Anonim b, 2011. http://Respository.unila.ac.id:8180/dispace/bitsream/.../2/ pendahuluan.docx. diakses pada 6 Oktober 2012.

Anonim c, 2011. http://forestryinformation.wordpress.com/2011/06/30/biologi tanah.hutan/ . diakses pada 20 Oktober 2012.

Anonim^d,2010. http://andibyan.blogspot.com/2010/06/analisa-berbagai-ekologi-tanah.html. diakses pada 1 Desember 2012

Anas, Iswandi. 1989. Biologi Tanah dalam Praktek. IPB, Bogor

Cook VJ, Orchard VA. 2008. Relationships between soil respiration and soil moisture. Soil Biology & Biochemistry 40: 1013–1018.

Subke JA, Bahn M. 2010. On the ‘temperature sensitivity’ of soil respiration: Can we use the immeasurable to predict the unknown?. Soil Biology & Biochemistry 42: 1653-1656.

Suin, N.M.,1997. Ekologi Fauna Tanah. Bumi Aksara. Jakarta