Sri Widat i
Respirasi tanah merupakan salah satu indikator aktivitas mikroba di dalam tanah. Pada proses respirasi terjadi penggunaan O2 dan pembebasan CO2, sehingga tingkat respirasi dapat ditentukan dengan mengukur O2 yang digunakan oleh mikroba tanah (Alexander, 1971; Anas, 1989). Pengukuran respirasi dapat dilakukan pada tanah tidak terganggu
(undisturbed soil sample) di lapangan maupun dari contoh tanah yang
diambil (disturbed soil sample).
Pengukuran respirasi di lapangan dilakukan dengan memompa udara tanah atau dengan menutup permukaan tanah dengan bejana yang volumenya diketahui. Selain itu, bisa juga dengan membenamkan tabung untuk mengambil contoh udara di dalam tanah. Pengukuran di laboratorium meliputi penetapan CO2 yang dihasilkan dari sejumlah contoh tanah yang kemudian diinkubasi dalam jangka waktu tertentu.
Tingkat respirasi tanah ditetapkan dari tingkat evolusi CO2. Evolusi CO2 tanah dihasilkan dari dekomposisi bahan organik. Dengan demikian, tingkat respirasi adalah indikator tingkat dekomposisi bahan organik yang terjadi pada selang waktu tertentu.
Penetapan CO2 yang berlangsung dengan KOH sebagai penangkap CO2, adalah sebagai berikut:
KOH+ CO2 Æ K2CO3 + H2O K2CO3 + HCl Æ KCl + KHCO3 KHCO3 + HCl Æ KCl + H2O + CO2
3.2.1 Prinsip
Metode ini didasarkan pada pengukuran CO2 di dalam tanah pada periode waktu tertentu. Larutan NaOH atau KOH yang digunakan berfungsi sebagai penangkap CO2 yang kemudian dititrasi dengan HCl. Jumlah HCl yang diperlukan untuk titrasi setara dengan jumlah CO2 yang dihasilkan.
Alat
- Buret
- Stoples plastik kedap udara - Botol plastik - Stirer - Labu Erlenmeyer - Corong - Beker gelas Bahan - KOH 0,2 N - BaCl2 3 N - HCl 0,2 N
- Indikator fenoptalin dan metil orange 0,1% (1 g/100 ml alkohol 96%).
Prosedur
- Masukkan 100 g contoh tanah pada kapasitas lapang ke dalam stoples, dan 1 botol plastik terbuka berisi 10 ml 0,2 N KOH (untuk mengikat gas CO2 yang dilepaskan dari respirasi mikroba dalam contoh tanah), lalu stoples ditutup rapat (kedap udara) selama inkubasi 7 hari. Cara yang sama dilakukan untuk kontrol, yaitu stoples yang tidak diisi contoh tanah. Setelah 7 hari, ambil botol plastik yang berisi KOH dan CO2 yang sudah terikat, lalu tambahkan 2 tetes indikator fenoptalin dan titrasi dengan 0,2 N HCl sampai warna larutan berubah dari merah muda (pink) menjadi bening.
- Selanjutnya tetesi KOH dengan 2 tetes metil orange sehingga larutan berubah menjadi kuning. Titrasi kembali dengan HCl 0,2 N sampai warna kuning berubah menjadi oranye.
- Kadar CO2 pada masing-masing perlakuan diperoleh setelah dikurangi kadar CO2 pada stoples tanpa tanah (blanko). Kadar air tanah ditentukan setelah pengukuran CO2 dan hasil dinyatakan dalam berat kering oven 1050 C.
Perhitungan
r = —————————— n
Keterangan:
r = jumlah CO2 yang dihasilkan
a = ml HCl untuk stoples dengan contoh tanah b = ml HCl untuk stoples tanpa contoh tanah (blanko) t = normalitas HCl (lihat perhitungan t di bawah) n = jumlah hari inkubasi
100 = 100 g contoh tanah 2,4 = dari perhitungan sbb : 1 ml HCl 0,2 N = 1 x 0,2 = 0,2 me HCl 0,2 me HCl setara 0,2 me CO2 0,2 x 44 mg CO2 = 8,8 mg CO2 (berat molekul CO2 = 44) C / CO2 = (12 / 44) x 8,8 mg = 2,4 mg CO2-C Penentuan normalitas :
- Masukkan 16,67 ml HCl 37% (12 N) ke dalam labu ukur 1 l, kemudian encerkan dengan akuades sampai volume 1.000 ml.
- Masukkan 9,535 g boraks (Na2B4O7.H2O BM = 381,42) ke dalam labu ukur 250 ml dan encerkan dengan akuades sampai volume 250 ml. - Masukkan 10 ml boraks dan 2 tetes indikator metil orange ke dalam
labu Erlenmeyer, lalu titrasi dengan HCl. Perhitungan :
a mg t = ——————
381,42 / 2 t = normalitas HCl
Catatan: Karena HCl yang distandarisasi 0,2 N maka larutan yang dipakai boraks 0,2 N
3.2.3 Pengukuran CO2 di lapang (Alef, 1995)
Alat
- Logam silinder atau ring PVC (tinggi 30 cm, diameter 25 cm) - Botol gelas bertutup (tinggi 7 cm, diameter 6,5 cm)
- Tripod terbuat dari logam atau plastik atau ring PVC Bahan
- Larutan NaOH 1 N - BaCl2 3 N
- HCl 1 N
- Indikator fenoptalin
Larutkan 1 g fenoptalin dengan 80 ml alkohol 95%, kemudian tambahkan alkohol 95% sampai volume 100 ml.
- Indikator metil orange
Larutkan 1 g metil orange dengan 80 ml alkohol 95%, kemudian tambahkan alkohol 95% sampai volume 100 ml.
Prosedur
- Pipet 20 ml larutan NaOH ke dalam botol gelas dan tempatkan di atas tripod di permukaan tanah. Dengan segera tempatkan ring PVC menutupi larutan NaOH dan tekan sisinya sampai kedalaman 2 cm dari permukaan tanah.
- Rangkaikan peralatan dan usahakan terlindung dari sinar matahari langsung (gunakan alumunium foil).
- Setelah inkubasi selama 24 jam atau lebih, ambil NaOH pada botol gelas dan bawa ke laboratorium untuk titrasi dengan HCl.
- Masukkan 100 g contoh tanah pada kapasitas lapang ke dalam stoples, dan 1 botol plastik terbuka berisi 10 ml 0,2 N KOH (untuk mengikat gas CO2 yang dilepaskan dari respirasi mikroba dalam contoh tanah), lalu stoples ditutup rapat (kedap udara) selama inkubasi 7 hari. Cara yang sama dilakukan untuk kontrol, yaitu stoples tidak diisi contoh tanah. - Setelah 7 hari, ambil botol plastik yang berisi KOH dan CO2 yang sudah
terikat, lalu tambahkan 2 tetes indikator fenoptalin dan titrasi dengan 0,2 N HCl sampai warna larutan berubah dari merah jambu menjadi bening. - Tetesi KOH tersebut dengan 2 tetes metil orange hingga larutan
berubah menjadi kuning. Selanjutnya, titrasi kembali dengan HCl 0,2 N sampai warna kuning berubah menjadi oranye.
Perhitungan:
Evaluasi jumlah CO2 yang dihasilkan dengan persaman sebagai berikut:
C atau CO2 (m -2
jam-1) = (B – V) NE
B = HCl yang diperlukan untuk titrasi NaOH pada kontrol.
V = HCl yang diperlukan untuk titrasi larutan NaOH pada contoh
N = Normalitas HCl yang digunakan (=1N)
E = Berat equivalent (22 untuk CO2 dan 6 untuk C) Data dihitung sebagai mg CO2 m
-2 jam-1 3.2.4 Ulasan
Pelepasan CO2 sangat tergantung pada sifat fisik dan kimia tanah yang diteliti. Suhu dan kandungan air tanah mempengaruhi kecepatan produksi CO2. Kadar CO2 yang diukur pada dasarnya merupakan hasil dari respirasi mikroba, binatang, akar tanaman, dan produksi CO2 abiotik. Dalam pengukuran, perlu diusahakan agar struktur tanah tidak terganggu.
Daftar Pustaka
Alef, K. 1995. Estimation of soil respiration. p 464-467. In K. Alef & P. Nannipieri (Eds.) Methods in Applied soil microbiology and Biochemistry. Academic Press. London.
Alexander, M. 1971. Introduction to Soil Microbiology. John Wiley and Sons. New York.
Anas, I. 1989. Petunjuk Laboratorium Biologi Tanah dan Praktek. Pusat Antar Universitas Bioteknologi. Institut Pertanian Bogor. Bogor.
3.3