Biologi Tanah Observasi dan Identifikasi Mikrofauna, Mesofauna, dan Makrofauna Tanah, serta Identifikasi Cacing Tanah

A.  PENDAHULUAN

1.    Latar Belakang

Tanah dihuni oleh bermacam-macam mikroorganisme. Mikroorganisme ini mempunyai pengaruh terhadap sifat fisik dan kimia tanah. Mikroorganisme bertanggung jawab atas pelapukan bahan organik dan pendauran unsur hara. Semakin banyak mikroorganisme dalam tanah, semakin subur tanah tersebut. Mikroorganisme berperan dalam menjaga kesuburan tanah. Hal ini dikarenakan dalam tanah tersebut dipastikan terdapat suplai makanan, aliran energi yang cukup, temperatur yang sesuai, serta ketersediaan air yang cukup, dan juga faktor ekologi lainnya sehingga mendukung pertumbuhan mikroorganisme dalam tanah tersebut.

Metode slide contact merupakan pengamatan mikroorganisme tanah yang menempel pada gelas slide yang dibenamkan ke dalam tanah selama beberapa waktu. Tujuannya adalah untuk mengamati populasi mikroorganisme tanah dalam keadaan alami. Pemindahan mikroorganisme kedalam gelas slide memungkinkan pengamatan yang baik karena menghilangkan kesalahan yang disebabkan oleh adanya partikel tanah.

Bakteri bintil akar atau rhizobia merupakan bakteri rizosfir yang mampu melakukan penambatan nitrogen udara melalui simbiosis dengan tanaman kacang-kacangan. Secara genetik bakteri ini sangat beragam dan secara fisiologi merupakan kelompok mikroorganisme yang heterogen, oleh karena itu diklasifikasikan sesuai kemampuannya membentuk bintil akar pada sekelompok tanaman dari famili Leguminosae. Asosiasi antara bakteri Rhizobium sp dengan tanaman famili Leguminosae ini merupakan hubungan simbiotik mutualisme. Dalam hal ini kacang-kacangan memberikan tempat tempat tinggal dan memberi makanan bagibakteri Rhizobium sp. Sedangkan, Rhizobium spmembantu kacang-kacangan untuk mendapatkan sari-sari makanan N (nitrogen) yang berasal dari udara.

Pada praktikum kali ini, praktikan akan mengamati mikrofauna, mesofauna, dan makrofauna. Praktikan akan mengamati mikroba tanah dengan metode slide kontak dan rhizobium dengan pengecatan sederhana.Tujuan pengecatan ini supaya rhizobium mudah diamati.  Selain itu praktikan juga menganalisis peran ekologis rhizobia dan mikroba tanah dalam menjaga kesuburan tanah.

b.    Tujuan Praktikum

1.    Mengamati mikroba tanah dengan metode slide kontak dan rhizobium dengan pengecatan sederhana.

2.    Menganalisis peran ekologis rhizobia dan mikroba tanah dalam menjaga kesuburan tanah.

3.    Mengidentifikasi cacing tanah.

4.    Mengetahui cara pengamatan organisme yang hidup dalam tanah, khususnya mesofauna dan makrofauna tanah.

5.    Menentukan keanekaragaman mesofauna dan makrofauna tanah dalam area pengamatan tertentu.

6.    Menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi keanekaragaman mesofauna dan makrofauna tanah.

B.  TINJAUAN PUSTAKA

Tanah memiliki peran utama  bagi kesinambungan kehidupan dipermukaan bumi. Tanah juga merupakan tempat kehidupan yang secara makro menguntungkan bagi kehidupan makhluk hidup lainya, termasuk manusia. Kehidupan mikroflora di dalam tanah yang berlapis-lapis, bersama mikroflora dan fauna tanah lainnya amat berperan bagi genesis dan perkembangan tanah serta bagi kesuburan tanah.  Bakteri, fungi dan antinomisetes paling menguasai. Populasi jasad renik tanah setiap meter persegi tanah lapisan atas(0-15 cm) hiidup disekitar 10³-10¹⁴ bakteri, fungi dan alga sampai 10¹⁰.

Organisme tanah atau disebut juga biota tanah merupakan semua makhluk hidup, baik hewan (fauna) maupun tumbuhan (flora) yang seluruh atau sebagian  dari siklus hidupnya berada dalam sistem tanah. Fauna tanah merupakan salah  satu makhluk hidup heterotrof yang hidupnya tergantung dari tersedianya makhluk hidup produsen utama di dalam tanah (Richards, 1974).

Sebuah klasifikasi umum mengkelaskan ukuran fauna tanah berdasarkan  panjang tubuhnya: mikrofauna, mesofauna, makrofauna dan megafauna.  Klasifikasi ini mencakup rentang ukuran dari yang terkecil sampai terbesar. Lebar   tubuh fauna itu berhubungan dengan mikrohabitatnya (Coleman et al., 2004).

1.    Mikrofauna, memiliki rentang ukuran tubuh 20 μm sampai 200 μm. Hanya  ada satu kelompok pada kategori ini, yaitu Protozoa, meskipun ukuran terkecil  dari Tungau, Nematoda, Rotifera, Tardigrada dan Crustacea dapat dimasukkan pada rentang ukuran tubuh ini.

2.    Mesofauna, memiliki rentang ukuran tubuh 200 μm sampai 1 cm. Kelompok  Mikroarthropoda (Acari/tungau dan Collembola) adalah anggota penting dalam grup ini yang juga meliputi Nematoda, Rotifera, Tardigrada serta sebagian besar kelompok Araneida (laba-laba), Chelonethi (kalajengking), Opiliones Enchytraeidae, larva serangga, ukuran terkecil dari kaki seribu dan  Isopoda.

3.    Makrofauna, memiliki ukuran tubuh lebih dari 1 cm. Kategori ini meliputi  kelompok Lumbricidae, Mollusca, serangga, Arachnida yang berukuran besar  dan vertebrata kecil penghuni tanah.

Beberapa fauna tanah merupakan herbivora, karena mereka memakan  langsung akar tanaman hidup, tetapi paling banyak yang memakan bahan tanaman  mati, mikroba yang berasosiasi dengan akar tanaman mati, atau kombinasi dari  keduanya. Fauna tanah lainnya adalah karnivora, parasit dan predator (Coleman et  al., 2004).

Selain itu pengelompokan fauna tanah didasarkan keberadaannya di dalam tanah dibagi menjadi empat kategori, yaitu transient, temporary, periodic dan  permanent. Pengelompokan tersebut dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Pengelompokkan Fauna Tanah Berdasarkan Keberadaan di dalam Tanah

Kategori	Keterangan	Contoh Fauna
Transient	Fauna yang meletakkan telur dan  kepompongnya di dalam tanah, tetapi  ketika masuk tahap kehidupan yang aktif  tidak lagi berada di dalam tubuh tanah	Beberapa insekta
Temporary	Awal kehidupan aktifnya berada di dalam  tanah, sedangkan kehidupan selanjutnya  berada di luar tanah	Larva dari insekta
Periodic	Fauna yang sering sekali keluar masuk tanah	Bbrapa insekta
Permanent	Seluruh siklus hidupnya berlangsung di dalam tanah	Collembola, Acari

 Sumber: Hole (1981) dalam Ma'shum et al. (2003)

Peranan Fauna Tanah

Wardle (2002) dalam Coleman et al. (2004) mengemukakan tiga tingkat  partisipasi fauna tanah terhadap proses terbentuknya tanah. Sebagai ˝perekayasa  ekosistem˝, seperti cacing tanah, rayap dan semut dapat mengubah struktur fisik  tanah serta mempengaruhi ketersediaan nutrisi dan aliran energi bagi organisme   lain. Sebagai ˝transformator serasah˝, seperti microarthropods, fragmen serasah yang membusuk dapat meningkatkan ketersediaan mikroba. Sebagai ˝mikrojejaring makanan˝, termasuk kelompok mikroba dan mikrofauna predator  (Nematoda dan Protozoa). Ketiga tingkat partisipasi ini beroperasi pada ukuran,  tata ruang dan skala waktu yang berbeda.

Serangga pemakan bahan organik yang mambusuk, membantu merubah  zat-zat yang membusuk menjadi zat-zat yang lebih sederhana. Banyak jenis  serangga yang meluangkan sebagian atau seluruh hidup mereka di dalam tanah.  Tanah tersebut memberikan serangga suatu pemukiman atau sarang, pertahanan  dan makanan. Tanah diterobos sedemikian rupa sehingga tanah menjadi lebih  mengandung udara, tanah juga dapat diperkaya oleh hasil ekskresi dan tubuhtubuh serangga yang mati. Serangga tanah memperbaiki sifat fisik tanah dan  menambah kandungan bahan organiknya (Borror et al., 1992).

Fauna tanah memainkan peranan yang sangat penting dalam perombakan zat atau bahan-bahan organik dengan cara : (1) Menghancurkan jaringan secara fisik dan meningkatkan ketersedian daerah bagi aktivitas bakteri dan jamur, (2) Melakukan perombakan pada bahan pilihan seperti gula, sellulosa dan sejenis lignin, (3) Merubah sisa-sisa tumbuhan menjadi humus, (4) Menggabungkan bahan yang membusuk pada lapisan tanah bagian atas, dan (5) Membentuk bahan organik dan bahan mineral tanah (Barnes, 1997).

Menurut Setiadi (1989), peranan terpenting dari organisme tanah di dalam ekosistemnya adalah sebagai perombak bahan anorganik yang tersedia bagi tumbuhan hijau. Nutrisi tanaman yang berasal dari berbagau residu tanaman akan mengalami proses dekompososo sehingga terbentuk humus sebagai sumber nutrisi bagi tanah. Dapat dikatakan bahwa peranan ini sangat penting dalam dinamika ekosistem alam.

Suharjono (1997) menyebutkan beberapa jenis fauna permukaan tanah dapat digunakan sebagai petunjuk (indikator) terhadap kesuburan tanah atau keadaan tanah. Fauna tanah memperbaiki sifat fisik tanah dan menambah kandungan bahan organiknya (Borror dkk, 1992). Pengaruh fauna  tanah terhadap sifat tanah dalam ekosistem dapat dilihat pada Tabel 2.

Tabel 2. Pengaruh Fauna Tanah terhadap Sifat Tanah dalam Ekosistem

Fauna Tanah	Aktivitas	Pengaruh terhadap Tanah
Mikrofauna	Mengatur populasi bakteri dan fungi Perombakan unsur hara	Mempengaruhi struktur agregat tanah dan berinteraksi dengan mikroflora
Mesofauna	Mengatur populasi fungi dan mikrofauna Perombakan unsur hara Menghancurkan sisa Tanaman	Menghasilkan fecal pellets Menciptakan biopore Meningkatkan humifikasi
Makrofauna	Menghancurkan sisa tanaman Merangsang kegiatan mikroorganisme	Mencampurkan bahan organik dan bahan mineral Penyebaran bahan organik dan mikroorganisme Menciptakan biopore Meningkatkan humifikasi Menghasilkan fecal pellets

Sumber: Hendrix et al. (1990) dalam Coleman et al. (2004)

Indeks Diversitas (Keanekaragaman) Fauna Tanah

Odum (1993) dalam Wulandari (1999), menyatakan bahwa ada beberapa parameter yang dapat diukur untuk mengetahui keadaan suatu ekosistem, misalnya dengan melihat keadaan nilai keanekaragaman. Keanekaragaman fauna tanah dapat dilihat dengan menghitung indeks diversitasnya. Ada dua faktor penting yang mempengaruhi keanekaragaman serangga tanah, yaitu kekayaan spesies dan kemerataan spesies. Pada komunitas yang stabil indeks kekayaan jenis dan indeks kemerataan jenis tinggi, sedangkan pada komunitas yang terganggu karena adanya campur tangan manusia kemungkinan indeks kekayaan jenis dan indeks kemerataan jenis rendah.

Untuk mengetahui kelimpahan, biomassa dan keanekaragaman fauna tanah serta aktivitasnya di hutan, kebun dan sawah tadah hujan dapat dievaluasi dengan berbagai metode seperti Litterbag dan Bait lamina.

Faktor yang mempengaruhi Aktivitas Fauna Tanah

Aktivitas fauna tanah pada umumnya dipengaruhi oleh pH, kelembaban dan suhu tanah, reproduksi dan metabolisme, kandungan bahan organik  (Wallwork, 1970) serta kehadiran pesaing, pemangsa dan struktur tanah  (Purwowidodo, 2005) Agroekosistem dengan pengolahan lahan yang secara fisik mempengaruhi agregasi tanah juga mempengaruhi dinamika organisme tanah. Pengaruh penghancuran agregat tanah dalam pengolahan berkaitan erat dengan peningkatan laju dekomposisi bahan organik yang akhirnya berkaitan dengan aktivitas biota tanah. Faktor-faktor lingkungan yang mempengaruhi aktivitas organisme tanah adalah ketersediaan hara dalam tanah, air tanah, atmosfer tanah,potensi redoks tanah, kemasaman (pH) tanah, temperatur tanah dan cahaya dalam tanah (Makalew, 2001).

Tian et al. (1997) menyatakan bahwa bahan organik merupakan sumber  energi bagi fauna tanah. Penambahan bahan organik dalam tanah akan  menyebabkan aktivitas dan populasi mikrobiologi dalam tanah meningkat,  terutama yang berkaitan dengan aktivitas dekomposisi dan mineralisasi bahan organik. Fauna tanah berperan dalam proses humifikasi dan mineralisasi atau  pelepasan hara, bahkan ikut bertanggung jawab terhadap pemeliharaan struktur tanah. Mikro flora dan fauna tanah saling berinteraksi karena bahan organik menyediakan energi untuk tumbuh.

Tanah dihuni oleh bermacam-macam mikroorganisme. Jumlah tiap grup mikroorganisme sangat bervariasi, ada yang terdiri dari beberapa individu, akan tetapi ada pula yang jumlahnya mencapai jutaan per gram tanah. Mikroorganisme tanah itu sendirilah yang bertanggung jawab atas pelapukan bahan organik dan pendauran unsur hara. Dengan demikian mikroorganisme tanah mempunyai pengaruh terhadap sifat fisik dan kimia tanah. Bakteri merupakan kelompok mikroorganisme yang paling banyak jumlahnya. Dalam tanah subur yang normal, terdapat 10 – 100 juta bakteri di dalam tanah. Angka ini meningkat tergantung dari kandungan bahan organik suatu tanah tertentu.

Mikroorganisme sangat erat kaitanya dengan kehidupan kita, ada beberapa diantaranya bermanfaat dan adapula yang merugikan. Mikroorganisme terdapat dimana-mana didalam lingkungan kita, merekapun ada pada tubuh kita dan disekeliling kita. Mereka merupakan komponen penting dalam ekosistem. Di habitat alamiahnya, mereka hidup dalam suatu komunitas yang terdiri dari berbagai jenis mikroorganisme, bersama spesies-spesies biologi lainnya. Didalam komunitas ini, satu spesies mikroba dapat mempengaruhi spesies lain dengan berbagai cara-cara beberapa bersifat menguntungkan beberapa merugikan.

Jumlah total mikroorganisme yang terdapat di dalam tanah digunakan sebagai indeks kesuburan tanah (fertility indeks), tanpa mempertimbangkan hal-hal lain. Tanah yang subur mengandung sejumlah mikroorganisme, yang menggambarkan adanya suplai makanan atau energi yang cukup ditambah lagi dengan temperatur yang sesuai, ketersediaan air yang cukup, kondisi ekologi lain yang mendukung perkembangan mikroorganisme pada tanah tersebut. Jumlah mikroorganisme sangat berguna dalam menentukan tempat organisme dalam hubungannya dengan sistem perakaran, sisa bahan organik dan kedalaman profil tanah.

Cara slide kontak adalah metode pengamatan mikroorganisme tanah yang menempel pada gelas slide yang dibenamkan ke dalam tanah selama beberapa waktu. Tujuan dari cara slide kontak ini adalah untuk mengamati populasi mikroorganisme tanah dalam keadaan alami. Pemindahan mikroorganisme ke dalam gelas slide memungkinkan pengamatan yang baik karena menghilangkan kesalahan yang disebabkan oleh adanya partikel tanah.

Pembenaman gelas slide dilakukan secara hati-hati ke dalam tanah, untuk mendapatkan sampel mikroorganisme tanah dilakukan dengan cara menggosokkan bongkah tanah pada permukaan slide tersebut. Pada waktu gelas slide dibenamkan untuk beberapa waktu di dalam tanah, kelompok organisme yang dapat menempel pada permukaan slide dapat diamati. Bila dikerjakan dengan hati-hati seandainya ada pembentukan spora maka spora tersebut dapat diusahakan agar tetap utuh.

Demikian pula pengamatan terhadap sifat – sifat koloni, bahan yang digunakan mikroorganisme sebagai sumber energi dan responnya terhadap faktor lingkungan dan sebagainya dapat dilakukan.Cara ini mempunyai arti yang sangat penting dalam mengamati hubungan penyusunan dan morfologi mikroorganisme dalam tanah. Pembuatan foto akan sangat berguna dalam penyampaian apa yang diperoleh. Dengan memanfaatkan gelas slide yang berbeda baik dari segi waktu dan lama inkubasinya, maka urutan proses ekologi dari mikroorganisme dapat diamati dan dipelajari. Metode ini adalah metode kualitatif dan dengan cara ini isolasi sukar dilakukan. Koloni  berkembang sesuai pada tempatnya pada gelas slide. Bila isolasi dan identifikasi lebih lanjut dikehendaki, hal ini dapat dilakukan akan tetapi tidak semua organisme dapat tumbuh pada media buatan. Pemasukan gelas slide ke dalam tanah akan mengubah keadaan alami dengan terbentuknya permukaan yang baru untuk kolonisasi, akan tetapi pengaruhnya sukar dievaluasi.

            Bakteri merupakan makhluk hidup bersel satu, kelompok cocci berukuran sekitar 1,0 µm. Sedangkan kelompok bacili berukuran sekitar 10,0 µm dan paling banyak terdapat di dalam tanah. Kromation bodies dalam sel bakteri mengandung selulosa, tetapi mampu membentuik kapsul dan selaput lendir untuk menyesuaikan diri dengan  perubahan lingkungan yang sangat cepat.

Rhizobium merupakan bakteri yang mampu mengikat nitrogen dengan membentuk bintil akar pada tanaman kacang–kacangan, Rhizobium yang efektif pada bintil akar mampu memenuhi seluruh atau sebagian kebutuhan nitrogen bagi tanaman. Berdasarkan kemampuan tersebut, rhizobium memiliki andil yang cukup besar dalam peningkatan produktivitas pertanian, terutama tanaman kacang–kacangan. Dalam fiksasi nitrogen, bakteri melakukan simbiosa mutualistis dengan tanaman (misalnya Leguminosa) membentuk bintil–bintil akar tanaman, bakteri mendapatkan makanannya dari tanaman inangnya, sedang kepentingan nitrogen bagi tanaman itu disediakan oleh bakteri tadi. Hidup bersama antara bakteri dengan tanaman yang saling menguntungkan disebut simbiosa mutualistis,

Bakteri bintil akar atau rhizobia merupakan bakteri rizosfir yang mampu melakukan penambatan nitrogen udara melalui simbiosis dengan tanaman kacang-kacangan, dan secara genetik sangat beragam dan secara fisiologi merupakan kelompok mikroorganisme yang heterogen, oleh karena itu diklasifikasikan sesuai kemampuannya membentuk bintil akar pada sekelompok tanaman dari famili Leguminosae. Klasifikasi ini mengacu pada kelompok ”inokulasi silang”, dimana satu spesies Rhizobium dapat membentuk bintil akar pada semua jenis legum dalam satu kelompok legum. Pengikatan nitrogen udara dapat dilakukan oleh mikrobia baik secara simbiotik maupun non simbiotik. Sebagai contoh pengikatan N simbiotik adalah asosiasi antara Rhizobium sp.

Cacing tanah merupakan hewan tingkat rendah karena tidak memiliki tulang belakang (vertebrae), umumnya disebut invertebrata. Cacing tanah dimasukkan dalam kelompok atau filum Annelida. Annelida berasal dari kata Annulus yang berarti cincin. Tubuh cacing tanah terdiri dari cincin-cincin atau segmen-segmen.

Filum Annelida terbagi menjadi dua kelas yaitu kelas Oligochaeta dan kelas Polychaeta. Oligochaeta memiliki banyak seta dan Polichaeta memiliki seta yang sedikit. Cacing tanah memiliki rambut yang keras dan pendek pada setiap segmennya. Rambut yang keras dan pendek disebut seta.

Cacing tanah banyak ditemukan di daratan dan lautan, kelas polychaeta banyak hidup di lautan dan kelas oligochaeta contohnya Lumbricusterretris banyak hidup di daratan. Lumbricus terrestris disebut night crawler karena cacing ini banyak berkeliaran dan merayap pada malam hari untuk mencari makanan, dan bersembunyi di lubangnya pada siang hari, dan hidup pada tempat yang lembab.

Identifikasi cacing tanah :

Cara identifikasi cacing tanah dibagi dua yaitu identifikasi secara kasar dan identifikasi secara detail. Indentifikasi secara kasar dengan cara melihat bentuk luar tubuh cacing tanah dan identifikasi secara detail dapat dilakukan dengan melihat organ atau jaringan secara mikroskopis.

Cara identifikasi secara kasar:

1. Perhatikan letak klitelum dan seta

Misalnya :

Lumbricus, Letak klitelum pada segmen 27 s/d 32
Pheretima , Letak klitelum pada segmen 14 s/d 16

2. Hitung banyaknya seta dan segmen

Misalnya :

Lumbricus, Jumlah segmen antara 90-195

Pheretima , Jumlah segmen antara 90-132

C.  METODE PRAKTIKUM

a.    Tempat dan Waktu Pelaksanaan : Lab.Lingkungan Biologi FMIPA UNY, pada bulan November, untuk pembuatan pitfall trab dilaksanakan pada Selasa, 23 Oktober 2013, di hutan UGM.

b.    Alat dan Bahan

1.    Pisau                                      

2.    Tanaman leguminosa dengan bintil akar       

3.    Cat metilaen blue                   

4.    2botol bekas aqua gelas

5.    Kamera

6.    Detergent

7.    Alat tulis

8.    Petunjuk Praktikum Biologi Tanah

9.    Air

10.  Plastik

11.  Alkohol

12.  Gelas benda+penutup

13.  Mikroskop

c.    Cara kerja

Pengamatan mikroba dengan metode slide contact :

1.    Menentukan dua jenis lahan yang berbeda kemudian membuat celah di dalam tanah dengan mengusahakan sedikit mungkin gangguan pada tanah.

2.    Memasukkan dengan hati-hati gelas slide dengan arah vertikal, sampai tersisa kira-kira 1.5 cm dari permukaan tanah. Menekan kembali tanah ke arah gelas slide. Menyimpan di dalam kantong, dan memberi label.

3.    Menginkubasi selama 2 hari.

4.    Membersihkan permukaan gelas slide sebelah atas dari tanah, kemudian menarik gelas slide dari belahan yang tidak terganggu dengan mengangkat gelas slide tersebut secara hati-hati. Setelah agregat tanah yang menempel pada gelas slide dilepaskan, mengering udarakan gelas slide tersebut. Dengan bantuan aliran air, partikel tanah yang menempel pada permukaan tanah yang tidak terganggu dilepaskan dengan hati-hati sampai hanya ada lapisan tipis yang tertinggal.

5.    Membersihkan permukaan gelas slide pada belahan yang terganggu dengan kain basah yang steril. Lengketkan mikroorganisme tanah pada gelas slide dengan membiarkan gelas slide tersebut kering udara dan panaskan di atas nyala api.

6.    Menempatkan gelas slide di atas bejana air yang mendidih dan membasahi selama 6 sampai 10 menit dengan metilen blue.

7.    Mengeringkan gelas slide tersebut dan mengamati gelas slide dengan menggunakan mikroskop; mencatat jumlah dan menggambar spora.

Pengamatan Rhizobium:

1.    Menyediakan tanaman kacang-kacangan (Fabaceae/Leguminosae) yang berbintil akar; menggambar letak, bentuk dan ukuran bintil.

2.    Membuat irisan melintang dan membujur bintil akar beserta tempat terikatnya bintil tersebut dengan bagian akarnya menggunakan silet kemudian meletakkan di gelas objek yang bersih, selanjutnya mengecat dengan metilen blue dan menunggu beberapa saat.

3.    Mengamati dengan mikroskop muli dari pembesaran kecil, menggambar dan memberi keterangan.

Identifikasi Cacing :

1.    Mengambil cacing tanah dan membiusnya dengan cara memasukkan kedalam kloroform.

2.    Mengamati di bawah mikroskop dan mengidentifikasi.

Pengamatan Mikrofauna, Mesofauna, dan Makrofauna Tanah :

1.    Menentuka dua buah lokasi sampling yang berada di hutan milik UGM

2.    Mengambil contoh seresah di sekitar lokasi sampling, yaitu  10 x 10cm sebanyak 0,5liter dan memasukkannya ke dalam kantong plastik.

3.    Mengambil sampel tanah sedalam 5-10cm dan memasukkannya ke dalam kantong plastik.

4.    Selanjutnya mengambil sampel dengan metode pitfall trap, dengan cara:

·         Menanam botol bekas aqua gelas yang telah diisi air deterjent setinggi ± ¾ gelas tersebut.

·         Menanam botol sampai setinggi permukaan tanah.

·         Membiarkan selama 24jam

·         Setelah 24 jam, kemudian memeriksa dan mengambil fauna tanah yang terjebak di dalamnya.

5.    Melakukan identifikasi dan menghitung mesofauna dan makrofauna yang tertangkap di laboratorium :

·         Untuk sampel fauna yang didapat melalui metode pitfall trap, identifikasi dilakukan dengan bantuan lub atau kaca pembesar.

·         Untuk mesofauna dan makrofauna yang didapat dengan pengambilan seresah, identifikasi dilakukan dengan menuang sedikit demi sedikit seresah ke dalam baki, dan mengamatinya.

·         Sedangkan untuk identifikasi mesofauna dan makrofauna dari sampel tanah dilakukan dengan tull green. Langkah yang dilakukan adalah meletakkan botol jam atau botol aqua gelas berisi formalin dibawah corong tull green. Selanjutnya, memasukkan sampel tanah ke dalam wadah pada tull green dan mendiamkan selama 4hari (tull green dihidupkan lampunya). Setelah empat hari diamati mesofauna maupun makrofauna yang ada.

D.  HASIL DAN PEMBAHASAN

Fauna Tanah	Kelompok
	1	2	3	4	5	6	7
Hymenoptera	1	8	-	-	9	21	3
Orthoptera	-	2	-	-	-	1	-
Arachnida	-	2	-	1	-	1	2
Gastropoda	-	-	-	9	-	4	18
Coleoptera	-	-	-	2	1	1	-
Diptera	-	-	-	-	1	1	-
Larva fauna	-	-	-	-	-	1	-
Chilopoda	1	1	-	-	-	1	2
Homoptera	-	-	-	1	-	-	-

Untuk makrofauna dan mesofauna yang didapat melalui metode pit fall trap , kelompok kami mendapatkan :

Fauna Tanah	Jumlah
Arachnida	1
Larva fauna	10

Sedangkan untuk identifikasi cacing, hasil yang teramati adalah cacing masuk dalam spesies Diplocardia singularis.

Dalam topik ini kegiatan yang dilakukan adalah mengamati mikroorganisme tanah menggunakan metode slide contact. Tujuan dari cara slide kontak ini adalah untuk mengamati populasi mikroorganisme tanah dalam keadaan alami. Metode ini merupakan salah satu cara observasi mikroorganisme tanah yang menempel pada gelas slide yang dibenamkan ke dalam tanah selama beberapa waktu. Pembenaman gelas slide dilakukan secara hati-hati ke dalam tanah. Untuk mendapatkan sampel mikroorganisme tanah dilakukan dengan cara menggosokkan bongkah tanah pada permukaan slide tersebut. Pada waktu gelas slide dibenamkan, kelompok organisme yang dapat menempel pada permukaan slide dapat diamati. Bila dikerjakan dengan hati-hati seandainya ada pembentukan spora maka spora tersebut dapat diusahakan agar tetap utuh.

Gambar 1. Pengamatan spora (perbesaran 400x)

Sumber : www.studyblue.com

Dari hasil pengamatan di bawah mikroskop, nampak 1 buah spora yang berada pada suatu benang atau disebut hifa. Spora tersebut berbentuk menyerupai percabangan dan tercat berwarna biru oleh methylene blue. Apabila diamati secara seksama dan dibandingkan dengan literature spora ini merupakan tipe Branched conidiophores, hal ini dimungkinkan karena bentuknya yang membentuk suatu percabangan. Spora ini bisa jadi dihasilkan oleh fungi yaitu organisme eukariotik yang menghasilkan spora, tidak berklorofil, hidup secara heterotrof, dan tidak memiliki flagella dalam daur hidupnya. Fungi memilik dinding yang tersusun atas zat kitin (polisakarida). Struktural fungi berupa talus yaitu tubuh sederhana yang tidak mempunyai akar, batang, dan daun. Sifat dari jamur sendiri adalah heterotrof saprofit dan heterotrof parasit.

Fungi bereproduksi dengan menggunakan spora mikrosopik, yaitu sel reproduktif yang tidak motil. Spora biasanya dihasilkan oleh hifa aerial yang terspesialisasi. Hifa aerial pada beberapa jamur membentuk struktur kompleks yang disebut badan buah (fruiting body). Spora dihasilkan dalam badan buah. Ada tiga bentuk struktur reproduktif pada jamur yaitu gametangium, sporangium dan konidiofor. Gametangium adalah strukutur tempat pembentukan gamet. Sporangium adalah struktur tempat dibentuknya spora. Konidiofor adalah hifa terspesialisasi yang menghasilkan spora aseksual yang disebut konidia.

Fungi dibedakan dalam tiga golongan yaitu ragi (yeast), kapang, dan jamur. Kapang dan jamur mempunyai arti penting bagi pertanian. Bila tidak karena fungi ini maka dekomposisi bahan organik dalam suasana masam tidak akan terjadi (Soepardi 1983). Kapang, tubuh vegetatifnya berbentuk filamen panjang bercabang yang seperti benang, disebut hifa. Hifa akan memanjang dan menyerap makanan dari permukaan substrat. Hifa akan membentuk jarring-jaring benang kusut, disebut miselium. Beberapa hifa berbentuk senositik, artinya hifa-hifa tidak terpisah dalam ruang-ruang atau sel-sel, melainkan membentuk sebuah sel raksasa berinti banyak. Jenis hifa yang lain ada yang terpisah dalam ruang-ruang oleh septa (dinding). Setiap sel dapat mengandung lebih dari 1 inti sel. Ragi (yeast), jamur dalam kelompok ini bersifat uniseluler (berinti satu), bentuknya bulat atau oval. yeast hampir ditemukan di semua tempat, seperti di tanah, daun, buah, serta pada tubuh manusia.

Dari hasil pengamatan dengan metode slide contact ini ditemukan juga suatu struktur benang yang dimungkinkan bahwa itu merupakan kapang dengan struktur hifa. Berikut ini merupakan hasil pengamatan kami dengan menggunakan mikroskop.

Gambar 2. Struktur Hifa

Jadi menurut kelompok kami spora tersebut merupakan spora yang dihasilkan oleh kapang yaitu salah satu kelompok jamur yang berstruktur benang (hifa). Fungi mempunyai peranan penting bagi tanah, yaitu berperan dalam perubahan susunan tanah. Selain itu fungi juga berperan dalam proses dekomposisi bahan organik dalam suasana masam. Fungi tidak berklorofil sehingga mereka menggantungkan kebutuhan akan energi dan karbon dari bahan organic

Pengamatan Rhizobium dengan pengecatan sederhana

Kegiatan pengamatan mikroorganisme selanjutnya adalah mengamati rhizobia atau bakteri yang terdapat pada bintil akar tanaman Leguminosae dengan metode pengecatan. Dalam praktikum ini tanaman yang digunakan adalah kacang tanah. Adapun prosedur yang dilakukan yaitu membuat irisan melintang menggunakan silet kemudian meletakkannya di atas gelas benda yang bersih dan ditetesi menggunakan methylene blue. Hasil irisan tersebut kemudian di amati di bawah mikroskop. Dari hasil pengamatan diperoleh hasil sebagai berikut

Gambar hasil pengamatan bintil akar (rhizobium)

Dari gambar hasil pengematan di atas nampak adanya sel-sel yang terinfeksi rhizobium. Bakteri ini nampak berbentuk bulat dan tercat berwarna kuning kemerahan. Bakteri bintil akar atau rhizobia merupakan bakteri rizosfir yang mampu melakukan penambatan nitrogen udara melalui simbiosis dengan tanaman kacang-kacangan (simarmarta,1995). Bakteri dalam genus Rhizobium merupakan bakteri gram negatif, berbentuk bulat memanjang, yang secara normal mampu memfiksasi nitrogen dari atmosfer. Bakteri ini hidup dalam sel-sel akar dan memperoleh makanannya dari sel-sel tersebut. Rhizobium yang tumbuh dalam bintil akar leguminoceae mengambil nitrogen langsung dari udara dengan aktifitas bersama sel tanaman dan bakteri. Nitrogen tersebut disusun menjadi senyawaan nitrogen seperti asam-asam amino dan polipeptida yang ditemukan dalam tumbuh-tumbuhan, bakteri dan tanah disekitarnya. Sebagai gantinya, bakteri rhizobia menggunakan beberapa karbohidrat tanaman yang dihasilkan melalui fotosintesis. Baik bakteri maupun legum tidak dapat menambat nitrogen secara mandiri, bila Rhizobium tidak ada dan nitrogen tidak terdapat dalam tanah maka legum tersebut akan mati. Sehingga hubungan yang terjadi antara bakteri rhizobium dan tanaman legume merupakan simbiosis mutualistik (hubungan yang saling menguntungkan)

Rhizobium menginfeksi akar leguminoceae melalui ujung-ujung bulu akar yang tidak berselulose, karena bakteri Rhizobium tidak dapat menghidrolisis selulose. Kemudian ia berkembang di dalam akar dan menyebabkan jaringan akar tumbuh berlebihan hingga membentuk tonjolan kea rah luar yang disebut bintil.

Sumber : www.biosci.ohio-state.edu

Rhizobium ini mempunyai peranan yang sangat penting, karena dengan adanya bakteri Rhizobium dapat membantu tanaman untuk mengikat nitrogen di dalam tanah sebagai kelangsungan hidup tanaman. Bintil-bintil akar melepaskan senyawa nitrogen organik ke dalam tanah tempat tanaman hidup. Dengan demikian terjadi penambahan nitrogen yang dapat menambah kesuburan tanah.

Identifikasi Cacing Tanah:

Identifikasi cacing tanah secara kasar adalah dengan melihat bentuk luarnya (morfologi) dan yang lebih teliti dengan melihat organ-organ dan jaringan-jaringannya secara mikroskopis. Cara kasar dapat dilakukan dengan dengan memperhatikan letak klitelum, letak seta, banyaknya seta dan banyaknya segmen. Dari hasil pengamatan praktikan dapat diketahui bahwa cacing tanah memiliki segmen di bagian luar dan dalam tubuhnya. Antara satu segmen dengan segmen lainya terdapat sekat yang disebut septa. Menurut teori, pembuluh darah, sistem ekskresi, dan sistem saraf di antara satu segmen dengan segmen lainnya saling berhubungan menembus septa. Rongga tubuh berisi cairan yang berperan dalam pergerakkan annelida dan sekaligus melibatkan kontraksi otot. Ototnya terdiri dari otot melingkar (sirkuler) dan otot memanjang (longitudinal).

Cacing tanah juga mempunyai struktur pembantu pergerakan yang disebut seta, fungsinya adalah sebagai jangkar supaya lebih kokoh pada tempat bergeraknya. Bila seekor cacing tanah ditarik dari lubangnya, tubuhnya akan putus. Hal ini disebabkan karen daya lekat seta. Alat bantu lainnya adalah lendir yang dihasilkan oleh kelenjar lendir pada epidermisnya. Lendir (mucus) ini terus diproduksi untuk melapisi seluruh tubuhnya, supaya lebih mudah bergerak ditempat-tempat yang kasar, misalnya pada daun-daun dan ranting-ranting tanaman yang gugur. Lendir dipakai untuk memperlicin saluran atau lubang didalam tanah, sehingga leluasa bergerak didalam lubang. Dari hasil identifikasi, dapat diketahui bahwa cacing tanah yang praktikan amati merupakan spesies Diplocardia singularis

Pengamatan Mesofauna dan Makrofauna Tanah

Kegiatan observasi mesofauna dan makrofauna ini bertujuan agar mahasiswa dapat  mengetahui cara pengamatan organisme yang hidup dalam tanah, khususnya mesofauna dan makrofauna tanah. Selain itu juga untuk menentukan keanekaragaman mesofauna dan makrofauna tanah dalam area pengamatan tertentu dan dapat menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi keanekaragaman mesofauna dan makrofauna tanah.

Teknik yang digunakan dalam kegiatan ini yaitu metode pitfall trap, hand collection dan toll green. Metode pitfall trap merupakan metoda pengumpulan hewan tanah dengan cara memasang perangkap jebak. Metode ini dapat berupa tabung atau bejana tinggi sederhana yang dibenamkan ke dalam tanah (biasanya menggunakan gelas aqua), hingga mulut tabung itu rata dengan permukaan tanah atau serasah yang menutupinya. Sedangkan untuk cacing tanah digunakan metode Hand Collection (koleksi langsung manual) namun untuk penentuan titik sampel adalah mencari titik sampel yang kemungkinan terdapat cacing tanahnya lalu dibuat tiga titik ulangan sampel. Kemudian melakukan penghitungan kuantitatif dengan cara mengumpulkan langsung dengan tangan pada tempat sampling seperti pada lapisan serasah organik yang berstruktur lepas. Tollgreen yaitu merupakan metode pemilihan organism tanah dengan menggunakan cahaya. Cahaya akan membuat organism tanah menjauhi cahaya, sehingga organism tanah masuk ke dalam seresah, dan akhirnya jatuh ke tempat penampungan yang berisi alcohol. Hal ini dikarenakan terdapat lubang pada bagian bawah dari tullgreen ini.

Salah satu organisme penghuni tanah yang berperan sangat besar dalam perbaikan kesuburan tanah adalah fauna tanah. Fauna tanah merupakan salah satu kelompok heterotrof utama di dalam tanah. Anggota fauna ini sangat beragam, berdasarkan ukuran tubuhnya, fauna tanah dibedakan menjadi 3 golongan, yaitu Mikrofauna, yaitu hewan tanah yang ukuran tubuhnya 20-200 μ, misal ; Protozoa, Acarina, Nematoda, Rotifera, dsb. Mesofauna, yaitu hewan tanah yang ukuran tubuhnya 200 μ -1 cm, misal ; Acarina, Collembola, Nematoda, Rotifera, Araneida, Larva serangga, Isopoda, dsb. Makrofauna, yaitu hewan tanah yang ukuran tubuhnya ≥ 1 cm. Misal : Megascolesidae, Mollusca, Insecta, Vertebrata kecil dsb. (Wallwork,1974)

Dari kegiatan ini diperoleh 7 jenis makrofauna yaitu Orthoptera, coleoptera, diptera, homoptera, chilopoda, larva tanah, dan hymenoptera dan 2 jenis mesofauna yaitu arachnida, dan gastropoda. Dalam pengamatan ini terdapat 7 kelompok dengan tempat pengamatan yang berbeda-beda. Pada makrofauna total orthopter yang ditemukan berjumlah 3 buah, coleopteran sebanyak 7, dipteral berjumlah 3, homoptera 1 buah, chilopoda 4 buah, larva tanah 4, dan hymenoptera sebanyak 42 buah. Sedangkan pada mesofaunanya ditemukan arachnid berjumlah 7 dan gastropoda sejumlah 32 buah.

Makrofauna tanah yang ditemukan tersebut mempunyai peranan sangat penting dalam tanah yaitu sebagai pendekomposisi bahan organik terutama seresah daun yang terdapat dalam hutan tersebut dalam penyediaan unsur hara. Proses dekomposisi dalam tanah tidak akan mampu berjalan cepat bila tidak ditunjang oleh kegiatan makrofauna tanah. Makrofauna akan meremah-remah substansi nabati yang mati, kemudian bahan tersebut dikeluarkan dalam bentuk kotoran, butiran kotoran tersebut akan dikeluarkan dalam bentuk kotoran pula, sebab kotoran organism perombak ini juga akan ditumbuhi bakteri. Bahan-bahan ini akan diromabak oleh mikroorganisme, terutama bakteri, untuk diuraikan lebih lanjut dengan bantuan enzim spesifik sehingga terjadi prose mineralisasi.

Begitu pula dengan mesofauna yang berperan sebagai subsistem dekomposisi, yaitu sebagai perombak awal bahan makanan, seresah, dan bahan organik lainnya (seperti kayu dan akar), mereka mengkonsumsi bahan-bahan tersebut dengan cara melumatkan dan mengunyah bahan-bahan tersebut. Mesofauna akan melumat bahan dan mencampurkan dengan sisa-sisa bahan orgabik lainnya, sehingga menjadi fragmen berukuran kecil yang siap untuk didekomposisi oleh mikrobia tanah (Handayantto, 1996).

Dalam praktikum ini kami juga menghitung nilai indeks keanekaragaman menggunakam rumus Shannon untuk mengetahui keanekaragaman jenis yang terdapat di lokasi pengamatan. Indeks diversitas (keanekaragaman) rumus Shannon, yaitu:

Keterangan :

H’   = indeks diversitas Shannon

Pi   = proporsi dari jumlah individu setiap jenis (∑ni/N)

ni   = jumlah individu/spesies

N   = jumlah total individu      

Nilai tolak ukur

H’ < 1,0 Keanekaragaman rendah, miskin, produktivitas sangat rendah sebagai indikasi adanya tekanan yang berat dan ekosistem tidak stabil

1,0 < H’ < 3,322 Keanekaragaman sedang, produktivitas cukup, kondisi ekosistem cukup seimbang, tekanan ekologis sedang.

H’ > 3,322 Keanekaragaman tinggi, stabilitas ekosistem mantap, produktivitas tinggi, tahan terhadap tekanan ekologis.

Dari hasil penghitungan yang telah dilakukan diketahui indeks diversitas (H’) yang diperoleh yaitu 3,92 yang berarti bahwa keanekaragaman jenis di lokasi ini sangat tinggi, stabilitas ekosistemnya mantap, mempunyai produktivitas yang tinggi dan tahan terhadap tekanan ekologis.

Keberadaan mesofauna dan makrofauna dalam tanah sangat tergantung pada ketersediaan energi dan sumber makanan untuk melengsungkan hidupnya, seperti bahan organik dan biomassa hidup yang semuanya berkaitan dengan aliran siklus karbon dalam tanah. Dengan ketersediaan energi dan hara bagi mesofauna tanah tersebut, maka perkembangan dan aktivitas mesofauna tanah akan berlangsung baik dan timbal baliknya akan memberikan dampak positif bagi kesuburan tanah. Kegiatan fauna tanah ini mampu mempengaruhi fisik tanah dan dinamika hara melalui pengaruh terhadap immobilisasi dan humifikasi (Lavelle et.al., 1992)

E.     KESIMPULAN 

Berdasarkan pengamatan dan hasil dari kegiatan pertama tentang observasi mikroorganisme, maka dapat disimpulkan  bahwa salah satu mikroorganisme yang ditemukan di dalam tanah adalah jamur (kapang) dengan struktur hifa. Dari metode slide contact ditemukan 1 spora yang tercat berwarna biru oleh methylen blue dengan tipe branched conidophore. Kehati-hatian dalam membenamkan dan membersihkan tanah  mempengaruhi jumlah spora yang dapat kita temukan di bawah mikroskop. Spora yang teramati tersebut adalah spora yang dihasilkan oleh kapang.

Dari hasil kegiatan kedua disimpulkan bahwa rhizobium merupakan bakteri penambat nitrogen yang hidup di dalam tanah dan berasosiasi simbiotik dengan sel akar legume (kacang-kacangan). Rhizobium yang tumbuh dalam bintil akar leguminoceae mengambil nitrogen langsung dari udara, nitrogen itu disusun menjadi senyawaan nitrogen seperti asam-asam amino dan polipeptida yang ditemukan dalam tumbuh-tumbuhan, bakteri dan tanak disekitarnya. Dengan demikian terjadi penambatan nitrogen yang dapat menambah kesuburan tanah.

Dari hasil identifikasi cacing tanah dapat diketahui bahwa spesies yang praktikan amati adalah Diplocardia singularis

Dari hasil pengamatan mesofauna, makrofauna tanah dapat disimpulkan bahwa teknik yang digunakan untuk mendapatkan organisme dan mengamatinya adalah metode pitfall trap, hand collection dan toll green. Hasil pengamatan mendapatkan 7 jenis makrofauna yaitu Orthoptera, coleoptera, diptera, homoptera, chilopoda, larva tanah, dan hymenoptera dan 2 jenis mesofauna yaitu arachnida, dan gastropoda. Sedangkan pada mesofaunanya ditemukan arachnida berjumlah 7 dan gastropoda sejumlah 32 buah. Makrofauna tanah yang ditemukan tersebut mempunyai peranan sangat penting dalam tanah yaitu sebagai pendekomposisi bahan organik terutama seresah daun yang terdapat dalam hutan tersebut dalam penyediaan unsur hara. Begitu pula dengan mesofauna yang berperan sebagai subsistem dekomposisi, yaitu sebagai perombak awal bahan makanan, seresah, dan bahan organik lainnya (seperti kayu dan akar), mereka mengkonsumsi bahan-bahan tersebut dengan cara melumatkan dan mengunyah bahan-bahan tersebut.