Tempat dan Waktu Penelitian
Kegiatan pengambilan data dan sampel tanah dilakukan di Desa Pamuntaran, Kecamatan Padang Bolak Julu, Kabupaten Padang Lawas Utara, Sumatera Utara. Identifikasi dan pengamatan sampel tanah serta pengolahan bahan dilakukan di Laboratorium Biologi Tanah, Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan. Penelitian dilaksanakan pada bulan November 2018–
Januari 2019. Adapun lokasi penelitian disajikan pada Gambar 1.
Gambar 1. Peta Lokasi Penelitian Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah sampel tanah komposit yang diambil di lapangan, aquades, fenolptalin, metil oranye, KOH 0,1N, HCL 0,1N untuk pengamatan respirasi tanah. Alkohol, kayu untuk sasak dalam pembuatan herbarium untuk analisis vegetasi. Buku pengenalan spesies, tally sheet, kantong plastik besar untuk analisisi vegetasi.
Alat yang digunakan adalah cangkul, alat tulis, kertas label, pisau, Global Positioning System (GPS) untuk menentukan posisi geografis, thermometer untuk mengukur suhu dan kelembaban lapangan, tali, alat ukur (meteran, penggaris),
clinometer suunto untuk mengukur kelerengan, portable soil pH meter, gelas ukur, Erlenmeyer, timbangan, buret, digetser, tabung perkolasi, tabung destilasi, tabung reaksi, kaca pengaduk, kompor.
Prosedur Penelitian
1. Pengambilan sampel tanah
Pengambilan sampel tanah dilakukan di Desa Pamuntaran, Kecamatan Padang Bolak Julu, Kabupaten Padang Lawas Utara. Contoh tanah diambil dibawah tegakan pohon malaka (Phyllanthus emblica) yang berada di dalam areal plot analisis vegetasinya. Pengambilan contoh tanah dilakukan secara acak, dengan kedalaman 0 – 5 cm dan 5 – 20 cm pada setiap lubang pengambilan sampel tanah (5 titik pengambilan) di setiap jalur dengan jarak 100 m setiap jalurnya. Contoh tanah yang diambil kemudian dikompositkan sesuai dengan kedalamannya dan diberi label. Pengambilan contoh tanah dengan komposit ditujukan untuk mendapatkan gambaran umum tentang kondisi tanah disuatu areal (Saraswati dkk, 2007).
2. Analisis Tanah
Analisis tanah meliputi parameter kesuburan tanah umum yaitu kapasitas tukar kation (KTK) menggunakan metode ekstraksi NH4Oac pH 7, pH tanah menggunakan metode pH meter, C – organik menggunakan metode Walkley dan Black, N total tanah menggunakan metode Kjeldahl, dan P tersedia dengan mengunakan metode Bray – I (Mukhlis, 2014).
3. Penetapan dan Perhitungan Total Mikroba Tanah a. Pembuatan Seri Pengenceran
Menurut Saraswati, dkk (2007) yang menyatakan bahwa teknik pengenceran bertingkat pada media cawan agar (plate count) merupakan teknik tertua yang sampai saat ini masih digunakan. Penemuan agar sebagai media padat sangat bermanfaat dalam pembiakan mikroorganisme karena sifat-sifatnya yang unik, yaitu mencair pada suhu 100oC dan membeku pada suhu 40oC serta tahan perombakan oleh mikroorganisme. Metode pengenceran bertingkat ini dilakukan dengan memasukkan 10 gr tanah kedalam erlenmeyer yang telah berisi larutan fisiologis 90 ml, kemudian dikocok dengan menggunakan shaker. Siapkan tabung
reaksi berisi 9 ml larutan fisiologis steril dengan menuliskan kode 10-1 pada tabung 1, 10-9 pada tabung 2 sampai pada tabung 9. Lakukan pemipetan 1 ml biakan murni dan dimasukkan ke tabung 1, lalu dihomogenkan menggunakan rotamixer. Selanjutnya dipipet 1 ml tabung 1 dan dimasukkan ke tabung 2, dihomogenkan dan dilakukan hal yang sama sampai tabung 9. Setelah itu dipipet 1 ml dari tabung 8 kemudian dibuang, maka diperoleh pengenceran 10-1 – 10-9. Lakukan secara aseptis untuk meminimalisir tingkat kontaminasi.
b. Penuangan
Metode penuangan ini sesuai dengan Anas (1989) pada pengenceran 10-5, 10-6, 10-7 dituang pada cawan petri yang berisi media Nutrien Agar (NA) yang bersuhu 40-45oC untuk penetapan total bakteri. Pengenceran 10-3, 10-4, 10-5 dituang pada cawan petri yang berisi media Potato Dextrose Agar (PDA) untuk penetapan total fungi.
Kemudian cawan petri digerakkan memutar kekiri dan kekanan agar suspensi mikroba dapat tersebar merata pada cawan agar. Setelah media mengental, diinkubasi biakan tersebut dengan suhu kamar selama 3 hari.
Kemudian dilakukan penghitungan manual untuk menentukan total fungi dan bakteri pada setiap cawan petri.
4. Pengukuran Respirasi Tanah
Pengukuran respirasi tanah dilakukan dengan metode modifikasi Vestraete dengan cara menimbang tanah seberat 100 g per sampel dan dimasukkan ke dalam wadah toples yang di dalamnya telah diberikan botol film yang berisi 10 ml KOH 0,1 N, dan 10 ml aquades. Kemudian sampel ditutup hingga kedap udara lalu di inkubasi ditempat gelap selama dua minggu.
Setelah inkubasi selesai, KOH hasil pengukuran dititrasi di laboratorium untuk menentukan kuantitas CO2 yang dihasilkan. Titrasi dilakukan dengan cara memindahkan KOH hasil pengukuran ke dalam gelas erlenmeyer dan ditambahkan 2 tetes fenolptalin, sehingga warna berubah jadi merah muda dan kemudian dititrasi dengan HCl sampai warna merah muda hilang (larutan berwarna bening), volume HCl yang diperlukan dicatat. Kemudian ke dalam laurtan ditambahkan 2 tetes metil oranye sehingga larutan berwarna kuning, dan larutan dititrasi kembali dengan HCl hingga warna kuning berubah menjadi warna
merah muda. HCl yang digunakan berhubungan langsung dengan jumlah CO2
yang difiksasi. Pada kontrol juga dilakukan hal yang sama. Jumlah CO2 dihitung dengan mengunakan formula :
r = (a-b) × t × 120 N Keterangan :
a = ml HCl untuk sampel tanah b = ml HCl untuk kontrol t = normalitas HCl n = jumlah hari inkubasi
r = jumlah C-CO2 yang dihasilkan tiap gram tanah lembab per hari (Anas, 1989 dalam Nasution dkk, 2015).
5. Pengambilan Data
Metode yang dilakukan dalam pegumpulan dan pengambilan data vegetasi tumbuhan malaka (Phyllanthus emblica) di kabupaten Padang Lawas, Sumatera Utara adalah dengan teknik observasi yaitu pengambilan data dilakukan dengan survey langsung ke lapangan dengan menganalisa dan melihat langsung ketersediaan dan potensi tumbuhan malaka di daerah tersebut dengan bantuan masyarakat setempat yang ahli dan studi pustaka menggunakan buku panduan identifikasi tumbuhan.
Data yang dikumpulkan di lapangan berupa data primer seperti titik koordinat, jumlah tumbuhan malaka, jenis vegetasi lain dan data sekunder berupa suhu lapangan, kelerengan, dan pH tanah.
6. Pengolahan Data
Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan 2 faktor. Faktor pertama adalah sumber tanah dan faktor kedua adalah kedalaman tanah. Faktor pertama adalah sumber tanah dari Jalur 1 (J1), Jalur 2 (J2), dan Jalur 3 (J3) dengan jarak setiap jalur 100 meter. Sedangkan faktor kedua adalah kedalaman tanah yaitu dengan kedalaman 0 – 5 cm dan kedalaman 5 – 20 cm.
Semua perlakuan diulang sebanyak 3 kali, sehingga diperoleh 18 jumlah unit percobaan. Model linear Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial yang digunakan pengolahan ini adalah :
Yijk = µ + αi + βj + (αβ)ij + €ijk Dimana :
Yijk : Respon atau nilai pengamatan keberadaan fungi dan bakteri dari sumber tanah ke-i pada kedalaman tanah ke-j ulangan ke-k µ : Rataan umum keberadaan fungi dan bakteri
αi : Pengaruh sumber tanah ke-i βj : Pengaruh kedalaman tanah ke-j
(αβ)ij : Interaksi antara sumber tanah dengan kedalaman tanah
€ijk : Pengaruh galat pada keberadaan fungi dan bakteri dari sumber tanah ke-i pada kedalaman tanah ke-j ulangan ke-k
Jika data berpengaruh nyata, dilakukan uji lanjutan dengan DMRT pada taraf 5%.
7. Analisis Vegetasi
Penelitian ini menggunakan metode survey dengan penentuan plot secara sengaja (purposive sampling) dengan ukuran 20 x 20 m2 untuk tingkat pohon, 10 x 10 m2 untuk tingkat tiang, 5 x 5 m2 untuk tingkat pancang, dan 2 x 2 m2 untuk tingkatsemai. Metode yang digunakan adalah kombinasi jalur dan garis berpetak dengan 3 jalur. Setiap jalur pengamatan sepanjang 100 m dengan 5 plot utama, hal ini sesuai dengan metode yang digunakan oleh Mudiana (2017) dengan beberapa penyesuaian kondisi di lapangan.
Gambar 2. Desain kombinasi metode jalur dan garis berpetak
Penjelasan untuk masing masing tingkat pertumbuhan pohon dan vegetasi yang diamati adalah sebagai berikut:
1. Tumbuhan bawah adalah tumbuhan selain anakan pohon yang tumbuh sebagai vegetasi penutup lantai hutan,
2. Anakan atau semai (seedling) adalah regenerasi awal pohon dengan ukuran hingga tinggi kurang dari 1,5 m,
3. Pancang adalah regenerasi pohon dengan ukuran lebih tinggi dari 1,5 m serta dengan diameter batang kurang dari 10 cm,
4. Tiang adalah regenerasi pohon dengan diameter 10-20 cm, dan
5. Pohon adalah tumbuhan berkayu dengan diameter batang lebih dari 20 cm, (Fachrul, 2008 dalam Mudiana, 2017).
Data yang dikumpulkan dalam penelitian ini adalah data primer berupa semua jenis vegetasi, tumbuhan malaka, serta diameter batang dan melakukan identifikasi spesimen. Data sekunder berupa lingkungan meliputi suhu, kelerengan, dan pH tanah, serta letak geografis penelitian berdasarkan koordinatnya.
8. Analisis data
Data vegetasi dianalisis dengan menggunakan rumus sebagai berikut.
a. Kerapatan suatu jenis (K) (ind/ha) K = Σ individu suatu jenis
Luas petak contoh
b. Kerapatan relatif suatu jenis (KR) (%) KR
=
K suatu jenis
× 100%
K seluruh jenis c. Frekuensi suatu jenis (F)
F = Σ Sub petak ditemukannya suatu jenis Σ Seluruh sub petak contoh
d. Frekuensi relatif suatu jenis (FR) (%) FR = F suatu jenis
× 100%
F seluruh jenis
e. Dominansi suatu jenis (D) (m2/ha). D hanya dihitung untuk tingkat tiang dan pohon.
D = Luas bidang dasar suatu jenis Luas petak contoh
Luas bidang dasar (LBDS) suatu pohon yang digunakan dalam menghitung dominansi jenis didapatkan dengan rumus:
LBDS = π * R2
Σ Seluruh sub – petak contoh
dimana R adalah jari-jari lingkaran dari diameter batang; D adalah DBH. LBDS yang didapatkan kemudian dikonversi menjadi m2
f. Dominansi relatif suatu jenis (DR) (%) DR = D suatu jenis
× 100%
D seluruh jenis g. Indeks Nilai Penting (INP) (%)
Untuk tingkat pohon adalah INP = KR + FR + DR
Untuk tingkat semai, pancang dan tumbuhan bawah adalah INP = KR + FR.
9. Studi Asosiasi
Studi asosiasi menggambarkan hubungan antara tumbuhan di suatu lokasi.
Studi asosiasi dilakukan untuk melihat apakah ada keterkaitan tumbuhan malaka (Phyllanthus emblica) dengan vegetasi tertentu dihabitatnya. Pendekatan yang digunakan menggunakan indeks Ochidai. Untuk mengetahui tingkat asosiasi malaka (Phyllanthus emblica) dengan vegetasi lainnya menggunakan indeks Ochiai, indeks Dice, dan indeks Jaccard (Ludwig and Reynolds, 1988 dalam Siregar, 2018).
a. Indeks Ochiai (Oi)
b. Indeks Dice (Di)
c. Indeks Jaccard (Ji)
Ketereangan :
a = jumlah petak ditemukannya kedua jenis yang diasiosiasikan (A dan B) b = jumlah petak ditemukannya jenis A tetapi tidak jenis B
c = jumlah petak ditemukannya jenis B tetapi tidak jenis A
Nilai asosiasi terjadi pada selang 0 sampai 1. Hubungan kedekatan asosiasi dapat diketahui dari selang indeks asosiasi seperti pada Tabel 2.
Tabel 2. Indeks Asosiasi pada Vegetasi
No Indeks Asosiasi Keterangan
1 1,00 – 0,75 Sangat Tinggi (ST)
2 0,74 – 0,49 Tinggi (T)
3 0,48 – 0,23 Rendah (R)
4 ≤ 0,23 Sangat Rendah (SR)
Sumber : (Ludwig and Reynolds, 1988).
Analisis asosiasi dilakukan berdasarkan ukuran kekuatan dengan menghitung indeks Ochiai, Dice, dan Jaccard. Dari ketiga indeks tersebut cenderung bernilai 0 saat tidak ada asosiasi dan bernilai 1 saat asosiasi maksimum. Indeks Ochiai (Oi) dijelaskan dalam rata rata geometrik, indeks Dice (Di) dijelaskan dalam rata – rata keseimbangan dan indeks Jaccard (Ji) adalah proporsi nilai dari plot, dimana spesies muncul sebagai nilai total dari plot saat salah satu jenis spesies ditentukan (Al amin et al, 2018).