STRUKTUR DAN PRODUKTIVITAS RERUMPUTAN DI
KAWASAN DANAU TOBA DESA TOGU DOMU NAULI
KECAMATAN DOLOK PARDAMEAN KABUPATEN
SIMALUNGUN SUMATERA UTARA
SKRIPSI
PINTA OMAS PASARIBU
080805034
DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
STRUKTUR DAN PRODUKTIVITAS RERUMPUTAN DI
KAWASAN DANAU TOBA DESA TOGU DOMU NAULI
KECAMATAN DOLOK PARDAMEAN KABUPATEN
SIMALUNGUN SUMATERA UTARA
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
PINTA OMAS PASARIBU
080805034
DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERSETUJUAN
Judul : STRUKTUR DAN PRODUKTIVITAS
RERUMPUTAN DI KAWASAN DANAU TOBA DESA TOGU DOMU NAULI KECAMATAN DOLOK PARDAMEAN KABUPATEN SIMALUNGUN SUMATERA UTARA
Kategori : SKRIPSI
Nama : PINTA OMAS PASARIBU
Nomor Induk Mahasiswa : 080805034
Program Studi : SARJANA (S1) BIOLOGI
Departemen : BIOLOGI
Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Diluluskan di
Medan, Pebruari 2013
Komisi Pembimbing :
Pembimbing I Pembimbing II
Drs. M. Zaidun Sofyan, M.Si Dr. Nursahara Pasaribu, M.Sc NIP. 19680515 199303 1 001 NIP. 19630123 199003 2 001
Diketahui/ Disetujui oleh
Departemen Biologi FMIPA USU Ketua,
iii
PERNYATAAN
STRUKTUR DAN PRODUKTIVITAS RERUMPUTAN DI KAWASAN DANAU TOBA DESA TOGU DOMU NAULI KECAMATAN DOLOK PARDAMEAN
KABUPATEN SIMALUNGUN SUMATERA UTARA
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa hasil penelitian ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Pebruari 2013
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis sampaikan ke hadirat Tuhan Yang Maha atas segala berkat, anugerah, dan penyertaanNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul ” STRUKTUR DAN PRODUKTIVITAS RERUMPUTAN DI KAWASAN DANAU TOBA DESA TOGU DOMU NAULI KECAMATAN DOLOK PARDAMEAN KABUPATEN SIMALUNGUN SUMATERA UTARA”, sebagai syarat untuk mencapai gelar Sarjana Sains pada Program Studi Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara, Medan.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Drs. M. Zaidun Sofyan, M.Si selaku Dosen Pembimbing I dan Ibu Dr. Nursahara Pasaribu, M.Sc selaku Dosen Pembimbing II dan Ketua Departemen Biologi FMIPA USU yang telah banyak memberikan bimbingan, motivasi, arahan, serta dukungannya hingga selesainya skripsi ini. Ucapan terima kasih juga penulis ucapkan kepada Bapak Riyanto Sinaga S.Si, M.Si selaku Dosen Penguji I dan Bapak Drs. Nursal, M.Si selaku Dosen Penguji II yang telah memberikan banyak masukan demi kesempurnaan penulisan skripsi ini.
Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Bapak Drs. Kiki Nurtjahja, M.Sc selaku Sekretaris Departemen Biologi FMIPA USU dan selaku Dosen Penasehat Akademik yang telah banyak memberikan arahan dan motivasi mulai awal perkuliahan hingga penulisan skripsi ini, Ibu Roslina Ginting dan Bang Erwin selaku staff pegawai di Departemen Biologi, Ibu Nurhasni Muluk selaku analis laboran di laboratorium Departemen Biologi, dan kepada seluruh dosen di Departemen Biologi atas segala ilmu pengetahuan dan perkuliahan yang diberikan yang sangat bermanfaat sebagai bekal di masa depan.
Teristimewa penulis sampaikan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada orang tua tersayang: S. Pasaribu dan L. Sihite yang telah memberikan doa, harapan, dukungan, materi sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini. Kepada abang Roy Marthin Pasaribu, SE/Rud Masta Butar-butar, Amd, Sudarman Pasaribu, SPi/Lely Tampubolon, SPi, kakak Miryam Pasaribu, SE/Rapen Sihaloho, SIP, Lamtiar Pasaribu,AmKeb/Rikardo Sitinjak, Irene Pasaribu, SP, serta keponakanku Jonathan Christian Marhara Pasaribu, Jeremy Natamaro Pasaribu, Agnetha Zefanya Pasaribu, Vilfredo Timothy Sihaloho, Beatrix Paulina Sihaloho, dan Cahaya Naomi Klarensyah Sitinjak yang telah memberikan doa dan semangat serta motivasi pada penulis sehingga dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini.
v
Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam penyusunan skripsi ini, untul itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari semua pihak demi kesempurnaan skripsi ini. Akhir kata semoga skripsi ini bermanfaat bagi pembaca. Sebelum dan sesudahnya penulis mengucapkan terima kasih.
Medan, Pebruari 2013
STRUKTUR DAN PRODUKTIVITAS RERUMPUTAN DI KAWASAN DANAU TOBA DESA TOGU DOMU NAULI, KECAMATAN DOLOK PARDAMEAN, KABUPATEN SIMALUNGUN SUMATERA UTARA
ABSTRAK
vii
THE STRUCTURE AND PRODUCTIVITY OF GRASSES IN TOBA LAKE AREA TOGU DOMU NAULI VILLAGE, DOLOK PARDAMEAN SUBDISTRICT, SIMALUNGUN REGENCY, NORTH SUMATRA
ABSTRACT
The Structure and Productivity of Grasses in Toba Lake Area Togu Domu Nauli Village, Dolok Pardamean Subdistrict, Simalungun Regency, North Sumatra has been studied from March to June 2012. The study site is determined by purposive sampling method and it is divided into three locations based on altitude with 20 plots of 1 x 1 m in size for each area. There are 21 species of grasses that belong to two families found at three study sites. The first area was dominated by Imperata cylindrica, the second was dominated by Leersia hexandra, and the third was dominated by Imperata cylindrica with importance values are 58.408 %, 72.202 %, and 81.316 %, respectively. The diversity index (H’) of grasses are 1.826, 1.432, 1.010 at area I, II, and III, respectively and equitability index (E) of grasses are 0.658, 0.597, 0.519 at area I, II, and III, respectively. The Similarity index of grasses range from 46.91% to 62.56%, with the highest similarity index is 62.56% that is found between area II and III. The productivity of grasses at area I, II, and III were 538.6 g/m2, 462.91 g/m2 and 280.3 g/m2.
DAFTAR ISI
Bab 2. Tinjauan Pustaka 2.1 Rumput 5
Bab 3. Bahan dan Metode 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian 9
Bab 4. Hasil dan Pembahasan 4.1 Jenis Rerumputan di Lokasi Penelitian 18
4.2 Nilai KR, FR, dan INP 22
4.3 Indeks Keanekaragaman dan Indeks Keseragaman 25
4.4 Indeks Similaritas 27
4.5 Produktivitas Rerumputan 28
Bab 5. Kesimpulan dan Saran 5.1 Kesimpulan 32
5.2 Saran 32
ix
DAFTAR TABEL
Tabel Judul
Halaman
4.1 Jenis-jenis Rumput yang terdapat pada Lokasi Penelitian 18
4.2 Nilai KR, FR, dan INP 23
4.3 Indeks Keanekaragaman dan Indeks Keseragaman Rerumputan 26
4.4 Indeks Similaritas Rerumputan 27
4.5 Nilai Produktivitas Rerumputan di Lokasi Penelitian 28
4.5.1 Hasil Analisis Kimia Tanah di Lokasi Penelitian 29
DAFTAR GAMBAR
Gambar Judul
Halaman
xi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran Judul
Halaman
1 Peta Lokasi 36
2 Plot Penelitian 37
3 Data Faktor Fisik Kimia dan Ketinggian Lokasi Penelitian 38
4 Hasil Analisis Vegetasi Nilai KR, FR, dan INP 39
5 Produktivitas Rerumputan pada Lokasi Penelitian 40
6 Kadar Air Tanah pada Lokasi Penelitian 41
7 Analisis Kimia Tanah di Lokasi Penelitian 42
8 Contoh Perhitungan K, KR, F, FR, INP, H’, E, dan IS 43
9 Hasil Identifikasi Herbarium 46
10 Analisis Korelasi Pearson dengan Metode Komputerisasi SPSS Ver 17.00 47
STRUKTUR DAN PRODUKTIVITAS RERUMPUTAN DI KAWASAN DANAU TOBA DESA TOGU DOMU NAULI, KECAMATAN DOLOK PARDAMEAN, KABUPATEN SIMALUNGUN SUMATERA UTARA
ABSTRAK
vii
THE STRUCTURE AND PRODUCTIVITY OF GRASSES IN TOBA LAKE AREA TOGU DOMU NAULI VILLAGE, DOLOK PARDAMEAN SUBDISTRICT, SIMALUNGUN REGENCY, NORTH SUMATRA
ABSTRACT
The Structure and Productivity of Grasses in Toba Lake Area Togu Domu Nauli Village, Dolok Pardamean Subdistrict, Simalungun Regency, North Sumatra has been studied from March to June 2012. The study site is determined by purposive sampling method and it is divided into three locations based on altitude with 20 plots of 1 x 1 m in size for each area. There are 21 species of grasses that belong to two families found at three study sites. The first area was dominated by Imperata cylindrica, the second was dominated by Leersia hexandra, and the third was dominated by Imperata cylindrica with importance values are 58.408 %, 72.202 %, and 81.316 %, respectively. The diversity index (H’) of grasses are 1.826, 1.432, 1.010 at area I, II, and III, respectively and equitability index (E) of grasses are 0.658, 0.597, 0.519 at area I, II, and III, respectively. The Similarity index of grasses range from 46.91% to 62.56%, with the highest similarity index is 62.56% that is found between area II and III. The productivity of grasses at area I, II, and III were 538.6 g/m2, 462.91 g/m2 and 280.3 g/m2.
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang
Rumput merupakan famili tumbuhan yang sangat luas penyebarannya, memiliki sistem perakaran serabut yang berperan dalam pembentukan struktur tanah, titik tumbuh yang terdapat pada pangkal tanaman memungkinkan tumbuh kembali setelah pemotongan dan memiliki kemampuan membantu menutup tanah dengan cepat pada saat fase pertumbuhan pertama. Sifat-sifat pertumbuhan ini sangat erat hubungannya dengan keadaan air, unsur hara, keadaan tanah, cahaya dan temperatur (Mcilroy, 1976).
Rerumputan yang terdapat pada suatu lahan dapat memperbaiki kondisi tanah dan membuat tanah menjadi lebih gembur. Lahan yang ditanami rumput juga tahan terhadap kekeringan, hal ini terjadi karena perakaran yang dalam (Gonggo et al., 2005). Sistem perakaran rerumputan berhubungan dengan ruang poros dan struktur tanah, karena sistem perakaran dari rumput memegang dan mengikat partikel-partikel tanah, dan membantu memperbaiki struktur tanah (Mcilroy, 1976).
Rumput sebagai penutup tanah berperan dalam menahan daya tumbuk butir-butir hujan secara langsung kepada permukaan tanah sehingga penghancuran agregat tanah dapat dicegah, selain itu dapat menghambat daya laju aliran air sehingga dapat mengurangi pengikisan dan penghanyutan partikel-partikel tanah. Menurut hasil penelitian, jenis rumput tertentu sangat baik dikembangkan dalam usaha mengawetkan tanah-tanah kritis, karena selain pertumbuhan dan perkembangannya cepat, juga menunjang pembentukan agregat tanah, dan mengikat partikel-partikel tanah dengan kuat (Kartasapoetra, 1990).
2
manajemen. Mcilroy (1976) dalam Sinaga (2008), menjelaskan bahwa produktivitas rumput tergantung pada faktor-faktor seperti persistensi, agresivitas, kemampuan tumbuh kembali, sifat tahan kering dan tahan dingin, penyebaran produksi musiman, kesuburan tanah, dan iklim. Resosoedarmo et al., (1989), menyatakan bahwa produktivitas pada berbagai macam ekosistem berbeda dan hal ini banyak berkaitan dengan berbagai faktor lingkungan, seperti iklim, topografi, sifat tanah, letak geografis, air dan ketinggian dari permukaan laut atau elevasi.
Biomassa tanaman merupakan ukuran yang paling sering digunakan untuk menggambarkan dan mempelajari pertumbuhan tanaman, karena relatif mudah diukur dan merupakan gambaran semua peristiwa yang dialami tanaman untuk mendapatkan penampilan keseluruhan pertumbuhan tanaman atau suatu organ tertentu. Semakin besar ukuran biomassa tanaman semakin baik fungsinya sebagai penutup tanah, pelindung tanah dari erosi, penyumbang bahan organik dan sumber pakan ternak (Ahmad, 2009).
Kawasan Danau Toba Desa Togu Domu Nauli Kecamatan Dolok Pardamean Kabupaten Simalungun memiliki lahan terbuka dengan topografi berbukit yang didominasi oleh vegetasi rerumputan (BPS, 2010). Ciri-ciri utama lahan terbuka adalah gundul, terkesan gersang dengan produktivitas yang rendah dan bahkan muncul bebatuan di permukaan tanah. Umumnya lahan terbuka tersebut ditandai dengan vegetasi rerumputan yang mendominasinya (Aswandi dan Sunandar, 2007). Sejauh ini, data tentang informasi bagaimanakah struktur dan produktivitas rerumputan di kawasan ini belum pernah dilaporkan. Berdasarkan hal tersebut dilakukan penelitian tentang struktur dan produktivitas rerumputan di kawasan ini.
1.2. Permasalahan
1.3. Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui struktur dan produktivitas rerumputan pada beberapa ketinggian di kawasan Danau Toba Desa Togu Domu Nauli Kecamatan Dolok Pardamean Kabupaten Simalungun Sumatera Utara.
1.4. Hipotesis
Terdapat perbedaan struktur dan produktivitas rerumputan pada beberapa ketinggian di kawasan Danau Toba Desa Togu Domu Nauli Kecamatan Dolok Pardamean Kabupaten Simalungun Sumatera Utara.
1.5. Manfaat Penelitian
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Rumput
Rumput dapat dikatakan sebagai salah satu tumbuh-tumbuhan darat yang paling berhasil dan terdapat dalam semua tipe tempat tumbuh dan pada bermacam-macam keadaan. Bentuk kehidupannya bervariasi dari tumbuh-tumbuhan berumur pendek sampai tumbuh-tumbuhan berumur panjang yang akan mati tergantung pada keadaan tempat tumbuhnya (Mcilroy, 1976). Rerumputan sering tumbuh cepat dan dapat mencapai ketinggian sedemikian rupa sehingga sangat menonjol dengan tumbuh menembus percabangan yang rendah-rendah pada pepohonan. Rumput seperti Pennisetum purpureum (rumput gajah) dapat mencapai ketinggian lebih dari lima meter (Ewusie, 1990).
Rumput menunjukkan kisaran toleransi yang luas, terutama dalam hubungannya dengan tipe-tipe dan kondisi-kondisi tanah. Reaksi terhadap berbagai macam kondisi dinyatakan dalam perkembangan akar, unsur-nsur hara dan keadaan air. Rumput tidak mengikat nitrogen, tetapi tergantung dalam dan luasnya sistem perakaran, dan jangka panjang menampung membantu menghasilkan bahan organik dalam jumlah yang banyak. Rumput-rumput tidak memperbaiki tanah yang hilang oleh erosi, tetapi sifat fisiknya, terutama bila terjadi penutupan yang lebat, membantu mengurangi pencucian, menahan butir debu yang dibawa dari tempat lain dan mengurangi hempasan air hujan pada permukaan tanah. Rumput-rumput berperan penting untuk pengawetan tanah (Mcilroy, 1976).
2.1.1 Poaceae
Poaceae adalah tumbuhan perennial dan herba, bentuk seperti pohon tetapi tanpa penebalan sekunder, dinding sel, dan memiliki epidermis kuat. Batang biasanya slinder dan dengan ruas kosong (internodus). Akar sering dengan rambut-rambut akar tetapi juga sering dengan endomikorhiza, memiliki pelepah daun. Penyerbukan bunga biasanya dengan bantuan angin, dan biasanya biseksual (Gibson, 2009). Famili rumput (Poaceae) adalah famili terbesar keempat tanaman berbunga di dunia dan berjumlah sekitar 11.000 spesies dengan 800 marga. Ciri-ciri yang paling penting dari rumput adalah biji yaitu kulit biji menyatu dengan dinding buah yang dikenal sebagai kariopsis. Endosperm kaya akan pati, walaupun juga terdiri dari protein dan lipid. Embrio terletak pada bagian basal dari caryopsis dan mengandung lebih banyak protein, lemak, dan vitamin (Peterson dan Soreng, 2007).
Anggota dari famili ini bersifat kosmopolit dalam penyebarannya. Tumbuhan ini biasanya tersebar di kawasan beriklim sedang, tetapi juga terdapat di kawasan tropik dan sub tropik. Contoh dari famili ini yaitu Poa, Festuca, Andropogon, Cynodon, Cymbopogon, dan bambu. Kemampuan adaptasi yang besar dari pada spesises lainnya memungkinkan famili ini untuk tetap bertahan pada berbagai kondisi (Pandey, 2003).
2.1.2 Cyperaceae
6
2.2 Manfaat Rumput
Kartasapoetra (1990), menyatakan beberapa manfaat dalam mengembangkan tanaman rerumputan pada tanah-tanah yang mempunyai kemiringin, mengalami pengikisan dan penghanyutan bagian-bagian tanahnya adalah :
a. Mengendalikan pengikisan dan penghanyutan tanah serta konservasinya dengan laju pesatnya aliran air permukaan
b. Kegunaan tanah menjadi lebih baik dan menguntungkan
2.3 Analisis Vegetasi
Analisis vegetasi tumbuhan merupakan suatu cara mempelajari susunan atau komposisi jenis dan bentuk atau struktur vegetasi. Suatu vegetasi yang dipelajari atau diselidiki merupakan komunitas tumbuhan yang merupakan asosiasi konkret dari semua spesies tumbuhan yang menempati suatu habitat. Tujuan dari analisis vegetasi adalah untuk mengetahui komposisi spesies dan struktur komunitas pada suatu wilayah yang dianalisis. Hasil analisis vegetasi tumbuhan disajikan dengan mendeskripsi komposisi spesies dan struktur komunitasnya (Indriyanto, 2006).
2.4 Biomassa
Proses metabolisme merupakan proses fisiologi yang terdapat pada tubuh organisme hidup dan proses ini menjadi ciri yang membedakan antara organisme hidup dengan benda mati. Metabolisme meliputi proses anabolisme dan katabolisme. Anabolisme yaitu proses penyusunan (asimilasi) kimiawi yang dilakukan dalam proses fotosintesis dan menghasilkan zat-zat kimia seperti karbohidrat, protein, lemak dan sebagainya. Katabolisme yaitu proses pembongkaran (disimilasi) energi yang tersimpan dalam zat-zat kimia hasil anabolisme untuk menyelenggarakan proses kehidupan, katabolisme ini dikenal juga sebagai proses respirasi. Hasil dari kegiatan metabolisme adalah pertumbuhan dan penambahan biomassa dan penimbunan biomassa disebut produksi (Indriyanto, 2006).
Energi matahari yang diubah menjadi energi kimia oleh tumbuh-tumbuhan hijau digunakan untuk memebentuk bahan-bahan organik tumbuhan dan hewan, yang makin tinggi kadar energinya. Bahan-bahan tersebut lazim disebut dengan nama biomas dan dinyatakan dengan unit produksi fotosintesa kotor per luas tertentu. Kesatuan atau derajat produksi (produktivitas) dalam ekosistem dinyatakan dalam berat (berat kering oven) atau kalori per satuan luas (meter persegi) dan persatuan waktu (hari, bulan dan tahun) (Thohir, 1991). Lebih lanjut Brown (1997), menyatakan bahwa biomassa adalah total berat atau volume organisme dalam suatu area atau volume tertentu. Biomassa juga didefinisikan sebagai total jumlah materi hidup di atas permukaan pada suatu pohon dan dinyatakan dengan satuan ton berat kering per satuan luas.
8
2.5 Bahan Organik Tanah
BAB 3
BAHAN DAN METODE
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilaksanakan pada bulan Maret 2012 sampai dengan Juni 2012 di Desa Togu Domu Nauli Kecamatan Dolok Pardamean Kabupaten Simalungun Sumatera Utara, Laboratorium Sistematika Tumbuhan Departemen Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Laboratorium Ilmu Tanah Fakultas Pertanian dan Laboratorium Ilmu Dasar Universitas Sumatera Utara.
3.2 Deskripsi Area a) Letak dan Luas
Desa Togu Domu Nauli Kecamatan Dolok Pardamean Kabupaten Simalungun Sumatera Utara (Lampiran 1) secara administratif terletak 02 49’ 22,58” LU dan 98 45’ 16,79” BT dengan batas-batas sebagai berikut :
Sebelah Utara : Kecamatan Raya Sebelah Barat : Kecamatan Purba Sebelah Selatan : Kecamatan Sidamanik Sebelah Timur : Kecamatan Panei
b) Topografi
Berdasarkan pengamatan di lapangan, pada umumnya memiliki topografi berbukit, relatif bergelombang sampai dengan curam.
c) Iklim
10
d)Curah Hujan
Berdasarkan informasi dari Badan Meteorologi dan Geofisika Marihat, diperoleh data curah hujan kawasan Kecamatan Dolok Pardamean Kabupaten Simalungun adalah rata-rata 246,83 mm pertahunnya.
d) Vegetasi
Berdasarkan pengamatan di sekitar areal penelitian, vegetasi yang umum ditemukan yaitu dari famili Gramineae, Cyperaceae, Eucalyptus urophylla, Pinus mercusii, Coffea sp., Alleurites mollucana, Calliandra calithyrsus, Cinnamomum burmanii, Toona sureni, Ficus benjamina, Mangifera sp.
3.3 Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah kuadrat bambu, meteran/pita ukur, soil tester, lux meter, altimeter, pH meter, GPS, kamera (dokumentasi), oven, timbangan, bor tanah, alat tulis dan buku lapangan, buku identifikasi.
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah label gantung, tali raffia, lakban, alkohol 70%, kantung plastik 15 kg, kanting plastik 10 kg, dan kertas koran.
3.4 Metode Penelitian
3.5 Pelaksanaan Penelitian 3.5.1 Di Lapangan
a) Struktur Rerumputan
Pengamatan dilakukan dengan menggunakan metode kuadrat secara beraturan (systematic sampling). Lokasi penelitian dibagi tiga berdasarkan ketinggian yakni :
o lokasi I : 1000 mdpl o lokasi II : 1100 mdpl o lokasi III : 1200 mdpl
Pada masing-masing lokasi penelitian dibuat 1 jalur transek dengan panjang 220 m, pada setiap jalur transek tersebut diletakkan 20 plot berukuran 1x1 m dengan jarak antar plot 10 m. Ukuran plot digunakan sesuai dengan pendapat Oosting (1956) dalam Soerianegara dan Indrawan (1998) yaitu berukuran 1x1 m (Lampiran 2).
Spesimen rerumputan yang terdapat di dalam plot kuadrat 1x1 m, dikoleksi dan diberi label gantung setelah lebih dahulu dicatat ciri-ciri morfologinya. Spesimen dibungkus dengan koran, dimasukkan ke dalam kantong plastik dan diberi alkohol 70%. Kantong plastik berisi spesimen ditutup dengan lakban dan dibawa ke laboratorium Sistematika Tumbuhan FMIPA USU untuk diidentifikasi.
Dilakukan pengukuran faktor abiotik yang meliputi: pengukuran suhu udara dengan termometer, kelembaban udara dengan higrometer, ketinggian tempat dengan alti meter, dan intensitas cahaya dengan lux meter.
b) Biomassa Rerumputan
12
c) Kadar Air Tanah
Penentuan kadar air tanah dilakukan dengan pengambilan sampel tanah pada masing-masing lokasi penelitian dengan menggunakan bor tanah sampai kedalaman 20 cm secara diagonal, dihomogenkan, diambil 100 g sampel tanah, dan dibawa ke laboratorium untuk di oven.
d) Pengambilan Sampel Tanah
Pengambilan sampel tanah dilakukan dengan menggunakan bor tanah sampai kedalaman 20 cm dengan sistem diagonal pada masing-masing lokasi penelitian, sampel tanah yang diambil di homogenkan, diambil sebanyak 100 g untuk dianalisis di laboratorium, dan ditentukan pH tanah, kadar karbon (C) organik, nitrogen (N), kalsium (Ca), kalium (K), Fosfor (P) (Mukhlis, 2007).
3.5.2 Di Laboratorium a) Identifikasi Tumbuhan
Spesimen yang berasal dari lapangan dikeringkan dengan menggunakan oven yang selanjutnya diidentifikasi dengan menggunakan buku-buku acuan antara lain : 1) Plant Classification (Benson , 1957).
2) Rumput Pegunungan (Sastrapradja & Afriastini, 1981). 3) Flora (Van Steenis, 1987).
4) Weeds of Rice in Indonesia (Soerjani, Kostermans dan Tjitrosoepomo, 1987). 5) Tumbuhan Monokotil (Sudarnadi, 1995).
6) Prosea, Plant Resources of South-East Asia 4 (Volkenburg dan Bunyapraphatsara, 2002).
b) Pengukuran Biomassa
c) Pengukuran Kadar Air Tanah
Tanah dari lapangan dibawa ke dalam laboratorium. Pengukuran kadar air tanah dilakukan dengan mengeringkan tanah didalam oven pada suhu 105 ºC selama 24 jam sampai suhu konstan. Ditimbang dan dicatat berat keringnya (Wirosoedarmo, 2005).
d) Analisis Tanah
Sampel tanah yang dibawa dari lapangan dikeringkan di ruangan terbuka yang tidak langsung terkena sinar matahari. Pengeringan di ruangan terbuka dapat dilakukan dengan menempatkan sampel tanah pada wadah yang permukaannya luas. Wadah dilapisi dengan plastik agar tidak terkontaminasi. Sampel tanah ditabur secara merata agar lebih cepat kering dan temperatur udara tidak lebih dari 35 0 C. Dianalisis unsur hara karbon, nitrogen, kalsium, kalium, fosfor pada tanah di Laboratorium Ilmu Tanah Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara. Proses dan perhitungan analisiss tanah mengacu pada Mukhlis, 2007.
e) Proses Analisis Tanah
Penetapan C-organik dengan Metode Walkley & Black
Sampel tanah kering ditimbang 0,5 g, sampel tanah kering dimasukkan ke dalam erlenmeyer 500 cc, ditambahkan 5 ml K2Cr2O7 1 N dan secara perlahan-lahan ditambahkan 10 ml H2SO4 pekat, yang digoncang selama 3-4 menit, didiamkan selama 30 menit. Ditambahkan 100 ml aquadest dan 5 ml H3PO4 85%, NaF 4% 2,5%, ditambahkan 5 tetes diphenilamine, digoncang sehingga terbentuk larutan berwarna biru tua kehijauan. Dititrasi dengan Fe(NH4)2(SO4)2 0,5 N hingga larutan berubah warna menjadi hijau terang.
Penetapan Nitrogen (N) dengan Metode Kjeldhal
14
dan dilanjutkan selama 30 menit. Didinginkan dan diencerkan dengan menambahkan 15 ml H2O.
Pada tahapan destilasi, ditempatkan tabung destruksi pada alat destilasi, ditambahkan 25 ml H3BO3 4% yang ditempatkan pada erlenmeyer 250 cc dan ditambahkan 3 tetes indikator campuran, yang ditempatkan sebagai penampung hasil destilasi. Ditambahkan 25 ml NaOH 40% ke tabung destilasi dan langsung didestilasi. Amoniak hasil destilasi ditampung pada erlenmeyer yang berisi H3BO3, destilasi dihentikan jika larutan pada erlenmeyer menjadi berwarna hijau dan volumenya mencapai ± 75 ml. Pada tahapan titrasi, dipindahkan erlenmeyer hasil destilasi dan dititrasi dengan HCl 0,02 N. Titik akhir titrasi ditandai dengan perubahan warna dari hijau menjadi merah.
Penetapan Fosfor dengan Metode Bray II
Ditimbang 2 g contoh tanah dan ditempatkan pada gelas erlenmeyer 250 cc. Ditambahkan larutan Bray II sebanyak 20 ml dan digoncang pada shaker selama 30 menit. Disaring dengan kertas saring Whatman nomor 42. Dipipet filtrat sebanyak 5 ml dan ditempatkan pada tabung reaksi. Ditambahkan pereaksi fosfat B sebanyak 10 ml dan dibiarkan selama 5 menit. Diukur transmitan pada spectronic dengan panjang gelombang 660 nm. Disaat bersamaan dipipet juga masing-masing 5 ml larutan standar P 0 - 0,5 - 1,0 - 2,0 - 3,0 - 4,0 dan 5,0 ppm P ke tabung reaksi, ditambahkan 10 ml pereaksi fosfat B. Diukur transmitan standar pada spectronic dengan panjang gelombang 660 nm.
Penetapan Kalium Tukar Tanah
3.6 Analisis Data
a) Analisis Vegetasi Rerumputan
Data vegetasi rerumputan yang dikumpulkan dianalisis untuk mendapatkan nilai Kerapatan Mutlak, Kerapatan Relatif (KR), Frekuensi Relatif (FR), Indeks Nilai Penting (INP), Indeks Keanekaragaman dan Indeks Keragaman (Indriyanto, 2006). Jumlah Individu
Kerapatan = Luas Keseluruhan Plot K Suatu Spesies
K Relatif = X 100 % K Total Seluruh Spesies
Jumlah Plot Ditemukan Suatu spesies Frekuensi =
Jumlah Seluruh Plot F Suatu Spesies
F Relatif = X 100 % F Seluruh Spesies
Indeks Nilai Penting = K relatif (KR) + F relatif (FR)
Indeks KeanekaragamanShannon –Wiener
H’= -Σpi Ln pi Ni
pi = N dengan :
ni = jumlah individu suatu jenis N = jumlah total individu seluruh jenis Indeks Keragaman
H’ E =
H maks Keterangan :
16
A = Jumlah jenis yang terdapat pada lokasi A B = Jumlah jenis yang terdapat padalokasi B
C = Jumlah jenis yang terdapat pada kedua lokasi yang dibandingkan b) Perhitungan Biomassa
Menurut Hariah dan Rahayu (2007) perhitungan biomassa pada rerumputan dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut:
Total Biomassa = BK1 + BK2 + BK3 …..BKn Total Berat Kering (g) Biomassa per satuan luas =
Luas Area (m2)
• Perhitungan Kadar Air Tanah
Kadar air tanah dihitung berdasarkan persamaan (Rasyid et al., 2010)
• Perhitungan Kandungan Karbon (C) Organik dan Nitrogen (N) Perhitungan Kandungan Karbon (C) Organik
Perhitungan C-organik dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut: mampu mengoksidasi 0,003 g C-organik, 1
0,77= pada metode ini hanya 77% C-organik
• Perhitungan Kandungan Nitrogen (N)
Perhitungan nitrogen (N) dihitung dengan menggunakan rumus berikut: ml titrasi (contoh-blanko) x NHCl x 14 x 100
N (%) = Berat Contoh Tanah x 1000
• Perhitungan Kandungan Fosfor (P)
Perhitungan fosfat (P) dihitung dengan menggunakan rumus berikut: Plrt x 20 x faktor pengencer
Pavl (ppm)= 2
• Perhitungan Kandungan Kalium
Perhitungan Kalium (K) dihitung dengan menggunakan rumus berikut:
Klrt x 20 x faktor pengencer
Ktukar (me/100g) = 390
• Analisis Korelasi
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Jenis Rerumputan di Lokasi Penelitian
Penelitian di Kawasan Danau Toba Desa Togu Domu Nauli Kecamatan Dolok Pardamean Kabupaten Simalungun, menemukan 21 jenis rumput seperti terlihat pada tabel berikut ini.
Tabel 4.1. Jenis-Jenis Rumput Yang Terdapat Pada Lokasi Penelitian
No Famili Spesies Lokasi
Cyperaceae Cyperus cyperoides Cyperus iria
Poaceae Botriochloa glabra Sorghum nitidium
Lokasi I ketinggian : 1000 mdpl Lokasi II ketinggian : 1100 mdpl
Tabel 4.1 dapat dilihat bahwa di kawasan Danau Toba Desa Togu Domu Nauli terdapat dua famili rumput yang terdiri dari 21 jenis. Pada lokasi I terdapat 16 jenis dengan jumlah individu 5.721, pada lokasi II terdapat 11 jenis dengan jumlah individu 3.879, sedangkan pada lokasi III terdapat 7 jenis dengan jumlah individu sebanyak 1.901. Jumlah individu jenis famili Poaceae yang ditemukan pada ketiga lokasi penelitian sebanyak 10.740, sedangkan jumlah individu dari famili Cyperaceae sebanyak 765 individu. Perbedaan jumlah jenis dari dua famili tersebut dan jumlah individu diduga akibat perbedaan respon terhadap faktor lingkungan alam sebagai penyusun habitat yang beragam seperti iklim, penetrasi cahaya, kadar air tanah, pH tanah dan temperatur. Suin (2003), menyatakan bahwa penyebaran suatu organisme juga tergantung pada tanggapannya terhadap faktor lingkungan. Organisme yang dapat hidup pada selang faktor lingkungan yang lebar akan cenderung tersebar luas pula di permukaan bumi ini, sebaliknya jenis organisme yang dapat hidup pada selang faktor lingkungan yang sempit penyebarannya sangat terbatas.
Dari tiga lokasi, jumlah jenis dan jumlah individu terendah ditemukan di lokasi III. Rendahnya jumlah jenis dan jumlah individu rerumputan di lokasi III tidak terlepas dengan faktor abiotik lingkungannya. Hasil pengukuran faktor fisik dilapangan diperoleh bahwa suhu udara dan intensitas cahaya pada lokasi III lebih tinggi dari pada lokasi lainnya. Kondisi ini mengakibatkan kelembaban di lokasi III semakin rendah. Selanjutnya, kadar air tanah di lokasi III juga lebih rendah dari lokasi lainnya. Hal ini diduga akibat jumlah individu di lokasi III lebih sedikit bila dibandingkan dengan jumlah individu di lokasi lainnya. Mcnaughton & Wolf (1990), menyatakan bahwa iklim, intensitas cahaya, ketersediaan air, dan temperatur merupakan variabel-variabel yang berhubungan dengan sifat-sifat umum rumput.
20
jumlah jenis dan jumlah total individu tertinggi karena semua anggota suku ini merupakan tumbuhan bawah, mudah dipencarkan karena memiliki alat perkembangbiakan yang ringan serta persyaratan hidupnya yang sederhana sehingga mudah hidup pada berbagai tipe habitat.
Pada ketiga lokasi terdapat 3 jenis rumput dari kelompok Poaceae yang selalu ditemukan yaitu, Imperata cylindrica, Leersia hexandra, dan Sorghum nitidium. Hal ini menunjukkan bahwa ketiga jenis ini memiliki kemampuan adapatasi yang besar dan penyebaran yang luas. Imperata cylindrica merupakan rumput yang sangat luas penyebarannya. Rumput ini mempunyai kemampuan berkembang biak dengan cepat melalui biji maupun rhizom. Tumbuhan ini mampu tumbuh pada tempat yang kering, tempat yang subur atau tandus sekalipun dan dapat tumbuh dengan baik pada lahan yang terbuka dengan intensitas cahaya yang tinggi. Steenis (1975), menyatakan, Imperata cylindrica kebanyakan tumbuh pada daerah kering dengan intensitas cahaya yang tinggi. Jenis ini dapat ditemukan pada ketinggian 1- 2700 m dari permukaan laut. Rumput ini sukar diberantas karena terdapat banyak tunas pada rhizomnya yang menyebar di bawah permukaan tanah.
Leersia hexandra merupakan salah satu jenis rumput yang mempunyai tingkat penyebaran yang luas. Spesies ini mampu beradaptasi terhadap lingkungan tempat tumbuhnya dan dapat memperbanyak diri dengan biji dan rhizom, sehingga dapat mendominasi pada suatu lokasi. Syarif (2009), menyatakan Leersia hexandra dinamakan pepadian, memiliki bulir seperti bulir padi dengan ukuran lebih kecil. Rumput ini tumbuh pada daerah-daerah kering dan ditemukan sampai pada ketinggian 1750 m dari permukaan laut. Sorghum nitidium merupakan jenis yang memiliki penyebaran yang luas. Tumbuhan ini mampu berkembang biak secara vegetatif dan generatif serta memiliki biji yang mudah diterbangkan oleh angin sehingga memudahkan pemencaran. Sastrapradja & Afriastini (1981), menyatakan bahwa Sorghum nitidium dapat ditemukan pada ketinggian 5 sampai 1400 m dari permukaan laut.
yang terdapat di lokasi I dan II adalah Cyperus rotundus, Fimbristylis ovata, Fimbristylis tomentosa, Scleria lacustris, dan Saccioplepis indica. Hal ini menunjukkan bahwa kelima jenis ini hanya mampu beradaptasi pada lingkungan di lokasi I dan II. Menurut Steenis (1975), Cyperus rotundus dapat tumbuh di bermacam-macam keadaan tanah dan ditemukan pada ketinggian 1-1000 m. Genus Fimbristylis dapat tumbuh di bermacam-macam keadaan tanah yang kering pada ketinggian 1-1000 m. Sastrapradja & Afriastini (1981), menyatakan bahwa Saccioplepis indica merupakan rumput yang tidak saja tumbuh di tempat basah seperti rawa atau parit, akan tetapi dapat tumbuh dengan subur di tempat yang kering.
Jenis rumput yang terdapat di lokasi I dan III adalah Kylingga monocepala. Menurut Steenis (1975), Kylingga monocepala dapat ditemukan pada ketinggian 1-1200 m. Kylingga monocepala tidak ditemukan di lokasi II dikarenakan Kylingga monocepala tidak dapat beradaptasi dengan keadaan abiotik di lokasi II. Jenis rumput yang terdapat di lokasi II dan III adalah Themeda gigantea. Jenis rumput ini tumbuh tegak dan memiliki ukuran yang lebih tinggi dari jenis rumput lainnya.
Dari 16 jenis yang ditemukan di lokasi I, tujuh jenis diantaranya adalah Botriochloa glabra, Setaria geniculata, Cyperus iria, Cyperus pumilus, Digitaria
22
Jenis rumput yang hanya terdapat di lokasi II adalah Kyllinga brervifollius dan Cyperus cyperoides. Kedua spesies ini hanya mampu tumbuh dan beradaptasi di ketinggian 1100. Jenis rumput yang hanya terdapat di lokasi III adalah Eleusine indica dan Eragrostis sp. Steenis (1975), menyatakan bahwa Eleusine indica dapat ditemukan di tempat terbuka dengan intensitas cahaya yang tinggi dan terdapat juga di tanah-tanah keras. Lokasi III merupakan lokasi terbuka dengan intensitas cahaya matahari yang tinggi. Sehingga hal ini mungkin yang menyebabkan jenis ini hanya terdapat di lokasi III. Eragrostis sp. dapat tumbuh subur di tanah yang kering, tumbuhnya berkelompok dalam jumlah banyak, akan tetapi lebih umum dijumpai tumbuh bercampur dengan jenis rumput lain.
4.2 Nilai KR, FR dan INP
24
Tabel 4.2 menunjukkan Kerapatan Relatif tertinggi di lokasi I ditemukan pada Imperata cylindrica dengan nilai sebesar 41,741 %, di lokasi II ditemukan Leersia hexandra dengan nilai sebesar 51,946 %, dan lokasi III Imperata cylindrica dengan nilai sebesar 53,919 %. Tingginya nilai ini menunjukkan banyaknya jenis tersebut di Desa Togu Domu Nauli. Syahbudin (1987) dalam Pitra (2008), menyatakan bahwa Kerapatan Relatif dari masing-masing jenis merupakan gambaran persentase penyebaran suatu jenis tumbuhan pada suatu areal yang disebabkan oleh faktor penyebaran, daya tumbuh biji dan faktor lingkungan. Dengan demikian semakin besar KR maka jenis tersebut cenderung tesebar merata pada suatu areal.
KR terendah di lokasi I ditemukan pada Fimbristylis tomentosa dengan nilai sebesar 0,420 %, di lokasi II Kyllinga brervifolius dengan nilai sebesar 0,593 %, dan di lokasi III Eleusine indica dengan nilai sebesar 0,526 %. Kerapatan Relatif terendah menunjukkan bahwa jenis-jenis dari famili tersebut mempunyai jumlah yang paling sedikit ditemukan, dan memiliki penyebaran yang sempit. Hal ini disebabkan oleh faktor lingkungan yang ekstrim bagi tumbuhan itu sendiri seperti suhu yang tinggi, kelembaban yang rendah, pH rendah, unsur hara tanah yang sedikit, angin yang kuat serta intensitas cahaya yang tinggi. Resosoedarmo et al., (1989), menyatakan bahwa dalam suatu komunitas pengendali kehadiran jenis-jenis dapat berupa satu atau beberapa jenis tertentu atau dapat pula sifat-sifat fisik habitat. Meskipun demikian tidak ada batas yang nyata antara keduanya, sebab kedua-duanya dapat saja beroperasi secara bersama-sama atau saling mempengaruhi, misalnya saja kondisi tanah, topografi, elevasi dan iklim.
Tingginya nilai FR menunjukkan banyaknya jumlah jenis tersebut pada masing-masing lokasi, mampu bertahan hidup dan berkembang serta memiliki penyebaran yang luas. Keadaan ini juga menunjukkan bahwa jenis-jenis tersebut toleran terhadap kondisi yang ada. Sebaliknya, jika semakin sedikit jumlah jenis yang terdapat pada masing-masing lokasi berarti semakin kecil frekuensi jenis tersebut. Loveless (1989), menyatakan bahwa sebagian tumbuhan dapat berhasil tumbuh pada kondisi lingkungan yang beraneka ragam sehingga tumbuhan tersebut cenderung tersebar luas. Selanjutnya Indriyanto (2006), menyatakan bahwa sesungguhnya frekuensi dapat menggambarkan tingkat penyebaran spesies dalam suatu habitat meskipun belum dapat menggambarkan tentang pola penyebarannya. Spesies organisme yang penyebarannya luas akan memiliki nilai frekuensi yang besar pula.
INP rerumputan pada lokasi I berkisar antara 2,086 % - 58,408 %. Lokasi II berkisar antara 4,081 % - 75,202 % dan di lokasi III berkisar antara 6,005 % - 81,316 %. INP tertinggi pada lokasi I dan III terdapat pada Imperata cylindrica dan INP tertinggi pada lokasi II terdapat pada Leersia hexandra. Kemampuan Imperata cylindrica dan Leersia hexandra dalam menempati sebagian besar lokasi penelitian menunjukkan bahwa kedua jenis ini merupakan jenis dominan yang memiliki kemampuan beradaptasi dengan kondisi lingkungan pada seluruh wilayah penelitian.
Resosoedarmo et al., (1989), menyatakan bahwa suatu jenis dalam suatu komunitas menentukan atau mengendalikan kehadiran jenis lain disebut jenis dominan atau dapat dikatakan sebagai jenis yang berkuasa. Selanjutnya Indriyanto, 2006, menyatakan bahwa spesies-spesies yang dominan (yang berkuasa) dalam suatu komunitas tumbuhan akan memiliki indeks nilai penting yang tinggi, sehingga spesies yang paling dominan tentu saja memiliki indeks nilai penting yang paling besar.
4.3 Indeks Keanekaragaman dan Indeks Keseragaman
26
Tabel 4.3. Indeks Keanekaragaman dan Indeks Keseragaman Rerumputan
Lokasi H’ E
I II III
1,826 1,432 1,010
0,658 0,597 0,519
Tabel 4.3 menunjukkan bahwa indeks keanekaragaman berkisar dari 1,010 sampai 1, 826. Indeks keanekaragaman ini menunjukkan jumlah jenis diantara jumlah total individu seluruh jenis yang ada di lokasi penelitian termasuk dalam kategori sedang. Menurut Mason (1980), menyatakan bahwa jika indeks keanekaragaman lebih kecil dari 1 berarti keanekaragaman jenis rendah, jika diantara 1-3 berarti keanekaragaman sedang, jika lebih besar dari 3 berarti keanekaragaman jenis tinggi. Hal ini dikarenakan keadaan faktor lingkungan yang mempengaruhi terhadap pertumbuhan dan penyebaran sehingga keanekaragaman rerumputan tergolong sedang. Keadaan ini sejalan dengan Resosoedarmo et al., (1989), menyatakan bahwa keadaan lingkungan dan faktor fisik kimia lingkungan juga mempengaruhi keanekaragaman dan keseragaman jenis tumbuhan di suatu lokasi. Keanekaragaman kecil terdapat pada komunitas yang terdapat pada daerah dengan lingkungan yang ekstrim, misalnya daerah kering, tanah miskin akan unsur-unsur hara, dan pegunungan tinggi. Sementara itu keanekaragaman tinggi terdapat di daerah dengan lingkungan yang optimum.
Indriyanto (2006), menyatakan bahwa suatu komunitas dikatakan memiliki keanekaragaman spesies yang rendah jika komunitas itu disusun oleh sedikit spesies dan jika hanya ada sedikit saja spesies yang dominan, sedangkan suatu komunitas dikatakan memiliki kenekaragaman spesies yang tinggi jika komunitas itu disusun oleh banyak spesies.
Indeks Keanekaragaman dan Indeks Keseragaman di lokasi I, II, dan III dapat dilihat pada Gambar 4.3.
Gambar 4.3 Indeks Keanekaragaman dan Indeks Keseragaman
4.4 Indeks Similaritas
Hasil analisis data menunjukkan indeks similaritas rerumputan pada tabel berikut.
Tabel 4. 4. Indeks Similaritas Rerumputan
IS I (%) II(%) III(%)
I (%) 54,5 46,91
II (%) 62,56
III (%)
Dari tabel 4.4 dapat diketahui bahwa indeks similaritas rumput tertinggi terdapat antara lokasi II dan III yaitu 62,56 %. Hal ini menunjukkan bahwa jenis yang ada di kedua lokasi memiliki kesamaan jenis. Indeks similaritas terendah terdapat di lokasi I dan III yaitu 46,91 %. Semakin tinggi nilai indeks similaritas maka semakin tinggi tingkat kesamaan jenis dari rerumputan yang ada di kedua lokasi tersebut. Indriyanto (2006), menyatakan Indeks kesamaan atau index of similarity (IS) diperlukan untuk mengetahui tingkat kesamaan antara beberapa tegakan, antara beberapa unit sampling, atau beberapa komunitas yang dipelajari dan dibandingkan komposisi dan struktur komunitasnya. Oleh karena itu, besar kecilnya indeks
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2
I II III
H'
E
28
kesamaan tersebut, menggambarkan tingkat kesamaan komposisi spesies dan struktur dari dua komunitas,atau tegakan, atau unit sampling yang dibandingkan.
4.5 Produktivitas Rerumputan
Nilai produktivitas rerumputan di setiap lokasi dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 4.5. Nilai Produktivitas Rerumputan di Lokasi Penelitian
Lokasi Total Berat Kering (g) Biomassa (g/m2)
I 3231,6 538,6
II 2777,5 462,91
III 1681,8 280,3
Tabel 4.5 memperlihatkan bahwa total berat kering rerumputan yang tertinggi pada ketiga lokasi penelitian terdapat di lokasi I dengan jumlah 3231,6 g dan terendah di lokasi III 1681,8 g. Berat biomassa rerumputan yang tertinggi di ketiga lokasi penelitian terdapat pada lokasi I dengan berat sekitar 538,6 g/m2. Total biomassa tumbuhan secara umum dalam suatu ekosistem sangat bervariasi tergantung pada struktur dan komposisi jenis tumbuhannnya. Struktur dan komposisi rerumputan pada lokasi I memiliki jumlah individu dan spesies yang lebih banyak dibandingkan dengan kedua lokasi lainnya. Ini menunjukkan bahwa semakin banyak jumlah individu rerumputan yang ditemukan pada pada suatu area, maka berat basah dan biomassa rerumputan akan semakin banyak pula.
Berdasarkan penelitian, kadar air tanah yang tertinggi ditemukan di lokasi I sebesar 37,174 %, lokasi II sebesar 35,685 % dan kadar air tanah terendah terdapat pada lokasi III sebesar 29,870 % (Lampiran 6). Keadaaan ini menunjukkan bahwa semakin banyak air maka biomassa rerumputan juga semakin besar. Kadar air yang lebih besar akan menghasilkan pertumbuhan dan berat kering yang lebih besar.
Rasyid et al., (2010), menyatakan bahwa air diperlukan oleh tanaman untuk transpirasi dalam proses asimilasi untuk pembentukan karbohidrat serta pengangkutan hasil-hasil fotosintesis ke seluruh jaringan tanaman. Sebagian besar air yang diperlukan oleh tanaman berasal dari tanah yang disebut dengan air tanah. Gardner et al., (1991), menyatakan ketersediaan air akan mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan suatu tanaman. Pertumbuhan suatu tumbuhan dapat diukur melalui berat kering dan laju pertumbuhan relatifnya.
Selanjutnya Jumin (2002), menyatakan pada prinsipnya semua jenis tanaman memerlukan air bagi kelangsungan hidupnya. Air yang terdapat pada jaringan tanaman secara fungsional berperan sebagai pelarut pada proses fisiologis dan merupakan alat yang dapat membawa zat hara serta gas dari luar ke dalam jaringan tanaman. Kebutuhan air tanaman dinyatakan sebagai jumlah satuan air yang diserap per satuan berat kering tanaman yang dibentuk, atau banyaknya air yang diperlukan untuk menghasilkan satu satuan berat kering tanaman.
Berat biomassa di lokasi penelitian tidak didukung dari hasil analisis kimia tanah pada lokasi penelitian, tetapi sejalan dengan kemampuan adaptasi rerumputan yang dapat tumbuh pada lahan-lahan marginal dengan kandungan unsur hara tanaman yang sedikit. Hasil analisa kimia tanah dapat dilihat pada tabel 4.5.1 berikut.
Tabel 4.5.1. Hasil Analisa Kimia Tanah di Lokasi Penelitian
Unsur Hara Lokasi
I II III
Carbon 3,53% 3,07% 1,29%
Nitrogen 0,13% 0,14% 0,12%
Posfor 17 ppm 17 ppm 15 ppm
Kalium 0,51 me/100 0,50 me/100 0,26 me/100
30
Tabel 4.5.1 menunjukkan bahwa hasil analisa kimia tanah pada ketiga lokasi bervariasi, namun jumlah karbon, fosfor dan kalium tertinggi diantara ketiga lokasi terdapat pada lokasi I. Nitrogen pada ketiga lokasi penelitian tergolong rendah dan calsium pada ketiga lokasi tergolong sangat rendah. Fauzi (2008), menyatakan bahwa ketersediaan unsur hara bagi tanaman, peningkatan aktivitas mikroorganisme dan reaksi-reaksi kimia lainnya di dalam tanah sangat dipengaruhi oleh reaksi tanah, yang secara tidak langsung berpengaruh terhadap pertumbuhan tanaman. Unsur hara tanaman merupakan penentu produktivitas tanah dan merupakan sumber makanan organisme dalam tanah melalui reaksi-reaksi kimia. Tidak lengkapnya unsur hara makro dan mikro dapat mengakibatkan hambatan bagi pertumbuhan/ perkembangan tanaman dan produktivitasnya.
Mcnaughton & Wolf (1990), menyatakan bahwa zat hara tanah dapat secara langsung membatasi produktivitas primer (biomassa) pada beberapa ekosistem. Suryani (2007), menyatakan bahwa bahan organik memiliki peran penting dalam menentukan kemampuan tanah untuk mendukung tanaman, sehingga jika kadar bahan organik tanah menurun, kemampuan tanah dalam mendukung produktivitas tanaman juga menurun.
Nilai Korelasi yang diperoleh antar parameter unsur hara tanaman dengan biomassa rerumputan dapat dilihat pada Tabel 4.5.2 berikut.
Tabel 4.5.2. Analisis Korelasi Pearson antara Biomassa dengan Bahan Organik Tanah, Kadar Air Tanah, dan Intensitas Cahaya
Korelasi Pearson (R)
Carbon Nitrogen Fosfor Kalium Calsium Kadar
Air Tanah
Intensitas Cahaya
Biomassa .996 .688 .959 .968 .270 .996 -.999*
Nilai+ =Arah korelasi Searah Nilai - =Arah korelai Berlawanan
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari penelitian yang telah dilakukan diperoleh kesimpulan sebagai berikut:
a) Ditemukan 21 jenis rerumputan (dua belas jenis Poaceae dan sembilan jenis Cyperaceae). Struktur rerumputan di lokasi I (1000 mdpl) didominasi oleh Imperata cylindrica dengan INP sebesar 58.408%, lokasi II (1100 mdpl) didominasi oleh Leersia hexandra sebesar 75.202% dan lokasi III (1200 mdpl) didominasi oleh Imperata cylindrica sebesar 81.316%.
b)Indeks keanekaragaman rerumputan di seluruh lokasi penelitian tergolong sedang (1,010 sampai 1,826) dan Indeks Keseragaman rerumputan di seluruh lokasi tergolong tinggi.
c) Berat biomassa rerumputan tertinggi ditemukan di ketinggian 1000 mdpl sebesar 533 g/m2, di ketinggian 1100 mdpl sebesar 462,91 g/m2 dan di ketinggian 1200 mdpl sebesar 280,3 g/m2, dengan kadar air tanah tertinggi ditemukan di ketinggian 1000 mdpl.
5.2 Saran
DAFTAR PUSTAKA
Ahmad, Z. 2009. Produksi Biomassa Tanaman Legum Penutup Tanah pada Beberapa Jarak Alur Tanam dan Bobot Benih Campuran. Jurnal Agroscientiae. 16(3): hal. 174.
Alikodra, H. S. 1983. Konservasi Alam dan Pengelolaan Margasatwa Bagian I.Bogor: Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor.
Ambriyanto, K. 2010. Isolasi dan Karekterisasi dan Bakteri Aerob Pendegradasi Selulosadari Srasah Rumput Gajah (Pennisetum purpureum Schaum). Skripsi SarjanaBiologi. Surabaya: FMIPA-ITS. hal. 6.
Aswandi dan Sunandar, A. 2007. Peningkatan Kapasitas Rehabilitasi Lahan Kritis pada Daerah Tangkapan Air Danau Toba. Ekspose Hasil-Hasil Penelitian Parapat. hal: 12.
Aththorick, A. 2005. Kemiripan Komunitas Tumbuhan Bawah pada Beberapa Tipe Ekosistem Perkebunan di Kabupaten Labuhan Batu. Jurnal Komunikasi Penelitian. 17(5): hal. 45-46.
Brown, S. 1997. Estimating Biomass and Biomass Change of Tropical Forests: a Primer. (FAO Forestry Paper - 134). FAO, Rome.
[BPS] Badan Pusat Statistik. 2010. Statistik Kecamatan Dolok Pardamean 2010. Simalungun: Badan Pusat Statistik.
Ewusia, J.Y. 1990. Pengantar Ekologi Tropika. Terjemahan oleh Usman Tanuwidjaja. Bandung: Penerbit ITB. hal. 161, 312.
Fachrul, M. 207. Metode Sampling Bioekologi. Jakarta : Bumi Aksara. hal. 32-33. Fauzi, 2008. Analisis Kadar Unsur Hara Karbon Organik dan Nitrogen didalam Tanah
Perkebunan Kelapa Sawit Bengkalis Riau. Tugas Akhir Diploma 3 Kimia Analis. Medan: FMIPA-USU. hal. 21,23.
Gardner, F. P., Perace, R. B., Mitchell, R. L. 1991. Fisiologi Tanaman Budidaya. Jakarta : UI Press.
Gibson, D. 2009. Grasses and Grasssland Ecology. New York: Oxford University Press. hal. 21-22.
34
Hasanbahri, S. dan Purwanta, S. 1996. Produktivita Rumput di bawah Acacia nilotica di Savana Bekol Taman Nasional Baluran Jawa Timur. Buletin Kehutanan 30. Yogyakarta : Fakultas Kehutanan Universitas Gadjah Mada.
Hariah, K. dan Rahayu, S. 2007. Pengukuran Karbon Tersimpan di Berbagai Macam Lahan. Bogor: World Agroforestry Centre –CRAF, SEA Regional Office.
Hipp, A. 2008. Field Guide to Wisconsin Sedges. England: The University of Wisconsin Press. hal. 2.
Indriyanto. 2006. Ekologi Hutan. Jakarta: Bumi Aksara. hal. 120, 144-147.
Jumin, H. 2002. Agroekologi Suatu Pendekatan Fisiologis. Jakarta: PT Raja Grafindo Persada. hal. 112, 132.
Kartasapoetra, A. 1990. Kerusakan Tanah Pertanian dan Usaha Untuk Merahabilitasinya. Jakarta: Cileles Jaya. hal. 83, 94-96.
Krebs, C. J. 1985. Ecology: The Experimental Analysis of Distribution and Abundance. Third Edition. New York: Harper & Row Publisher. page. 106. Loveless, A. 1989. Prinsip-prinsip Biologi Tumbuhan untuk Daerah Tropik. Jakarta:
PT Gramedia. hal. 242.
Mason, C. F. 1980. Ecology. Second Edision. New York: Longman Inc. page. 23.
Mcilroy, R. 1976. Pengantar Budidaya Padang Rumput Tropika. Jakarta: Pradanya Paramita. hal. 14-16, 126, 146.
Mcnaughton, S. J. dan Wolf, L. 1990. Ekologi Umum. Edisi Kedua. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press. hal. 189.
Mukhlis, 2007.Analisis Tanah Tanaman. Medan: USU Press. hal. 61-63.
Pandey, B. 2003. A Textbook of Botany Angiosperms. New Delhi: S.Chand & Company LTD. hal. 378-382.
Peterson, P. dan Soreng, R. 2007. Systematics of California Grasses (Poaceae). London: University of California Press. hal. 7
Pitra. 2008. Keanekaragaman Tumbuhan Penutup Lantai Hutan Gunung Sinabung Kabupaten Karo Sumatera Utara. Skripsi Sarjana Biologi (tidak dipublikasi). Medan: FMIPA-USU. hal. 40.
Rasyid, B., Samosir, S., Sutomo, F. 2010. Respon Tanaman Jagung (Zea mays) pada Berbagai Regim Air Tanah dan Pemberian Pupuk Nitrogen. Di dalam: Prosiding Pekan Serealia Nasional 2010. hal. 26-28.
Resosoedarmo, R., Kartawinata, K., Soegiarto, A. 1993. Pengantar Ekologi. Bandung: PT Remaja Rosdakarya. hal. 32, 40-41.
Sastrapradja,S dan Afriastini, J. 1981. Rumput Pegunungan. Bogor: Lembaga Biologi Nasional LIPI. hal. 51.
Sinaga, R. 2008. Keterkaitan Nisbah Tajuk Akar dan Efisiensi Penggunaan Air pada Rumput Gajah dan Rumput Raja Akibat Penurunan Ketersediaan Air Tanah. Jurnal Biologi Sumatera. 3(1): hal. 29.
Soerianegara, I. dan Indrawan, A. 1998. Ekologi Hutan Indonesia. Bogor: Fakultas Kehutanan IPB.
Steenis,V. 1975. Flora. Jakarta: Pradnya Paramita. hal. 121.
Suin, N. 2003. Ekologi Populasi. Padang: Andalas University Press. hal. 59.
Suryani, 2007. Perbaikan Tanah Media Tanaman Jeruk dengan Berbagai Bahan Organik dalam Bentuk Kompos. Tesis Sarjana Pertanian. Bogor: IPB. hal. 5. Syarif, F. 2009. Serapan sianida (Cn) pada Mikania cordata (Burm.f) B.L. Robinson,
Centrosema pubescens Bth dan Leersia hexandra Swartz yang ditanam pada media limbah tailing terkontaminasi Cn. Jurnal Teknologi Lingkungan. 10(1): hal. 70-71.
Thohir, K. 1991. Butir-butir Tata Lingkungan. Jakarta: Rineka Cipta. hal. 16.
36
LAMPIRAN 1 : PETA LOKASI PENELITIAN
Keterangan:
LAMPIRAN 2 : PLOT PENELITIAN
Lokasi 1 (1000 mdpl)
Lokasi 2 (1100 mdpl)
Lokasi 3 (1200 mdpl)
10 m 10 m
1x1 m
10 m
220 m
10 m 1x1 m
10 m
220 m 10 m
10 m 10 m
1x1 m
10 m
38
LAMPIRAN 3 : DATA FAKTOR FISIK KIMIA DAN KETINGGIAN LOKASI PENELITIAN
Faktor Fisik Kimia
Intensitas Cahaya (Lux) pH tanah
Suhu Tanah (0C) Kelembaban (%) Suhu Udara (0C)
LOKASI
I II III
125 X 20.000 6,7
18 84 25
180 X 20.000 6,5
21 76 26
290 X 20.000 6,4
26 60 30,5 - Lokasi I : 1000 meter dpl
LAMPIRAN 4 : HASIL ANALISIS VEGETASI NILAI K, KR, F, FR, DAN INP Lokasi I pada Ketinggian 1000 Mdpl
No Nama Spesies K KR F FR INP
Lokasi II pada Ketinggian 1100 Mdpl
No Nama Spesies K KR F FR INP
Lokasi III pada Ketinggian 1200 Mdpl
40
LAMPIRAN 5 : PRODUKTIVITAS RERUMPUTAN PADA LOKASI PENELITIAN
Plot
Berat Basah (g) Berat Kering (g)
Lokasi I Lokasi II Lokasi III Lokasi I Lokasi II Lokasi III
1 1287,3 1237,3 687,3 504,3 490,1 304,5
2 987,3 1387,3 487,3 456,3 531,2 214,7
3 1787,3 1187,3 687,3 731,6 447,9 306,4
4 987,3 837,3 487,3 453,8 403,8 168,1
5 1137,3 887,3 537,3 492,2 422,9 223,5
6 1587,3 937,3 887,3 593,4 451,6 418,6
LAMPIRAN 6 : KADAR AIR TANAH PADA LOKASI PENELITIAN
Lokasi Berat Basah (g) Berat Kering (g) % Kadar Air Tanah
I 100 72,9 37,174
II 100 73,7 35,685
42
LAMPIRAN 7 : ANALISIS KIMIA TANAH DI LOKASI PENELITIAN Lokasi C (%) N (%) P (ppm) K me/100 Ca me/100
I 3,53 0,13 17 0,51 1,21
II 3,07 0,14 17 0,50 1,43
LAMPIRAN 8 : CONTOH PERHITUNGAN K, KR, F, FR, INP, H’, E DAN IS
A. Perhitungan Kerapatan
Jumlah Individu Suatu Jenis Kerapatan (K) =
Luas Plot Contoh/ Plot Pengamatan 447 individu
= 20 m2
= 22, 35 individu/ m2 (Sorghum nitidium pada lokasi I) Kerapatan Mutlak Suatu jenis
Kerapatan Relatif (KR) = X 100 % Jumlah Total Kerapatan Mutlak
447/20 m2
= X 100 % 5721/ 20 m2
= 7,813 % (Sorghum nitidium pada lokasi I)
B. Perhitungan Frekuensi
Jumlah plot yang ditempati suatu jenis Frekuensi (F) =
Jumlah seluruh plot pengamatan 16
= 20
= 0,8 (Sorghum nitidium) Frekuensi Suatu jenis
Frekuensi Relatif (FR) = X 100 % Frekuensi Total Seluruh Jenis
0,8
= X 100 % 6
44
C. Perhitungan Indeks Nilai Penting INP = KR + FR
= 7,813% + 13,333%
= 21,147 % (Sorghum nitidium pada lokasi I)
D. Perhitungan Indeks Keanekaragaman dari Shannon-Wiener H’ = -Σpi ln pi
Dimana Pi: Ratio jumlah spesies dengan jumlah total individu dari seluruh jenis (Sorghum nitidium = 447 individu, total individu seluruh jenis = 5721 individu)
ni pi = N 447 = 5721 = 0,078
Maka pi ln pi = 0,078 X ln 0,078 = -0.1991
H’ = -Σpi ln pi = - (-1,826) = 1,826
E. Perhitungan Indeks Keseragaman H’
E =
H Maks 1,862
= Ln 16
1,826 =
2,772
H. Perhitungan Indeks Similaritas
2C
IS = X 100 % A + B
2 (729 + 1025 + 34 )
= X 100 % 5721 + 1901
3576
= X 100 % 7622
46
LAMPIRAN 9 : HASIL IDENTIFIKASI HERBARIUM
HERBARIUM MEDANENSE
(MEDA)
UNIVERSITAS SUMATERA
UTARA
JL. Bioteknologi No.1 Kampus USU, Medan – 20155 Telp. 061 – 8223564 Fax. 061 – 8214290 2 Pn 02 Poaceae Imperata cylindrica Raenschel 3 Pn 03 Poaceae Sorghum nitidium (Vahl) Pres 4 Pn 04 Poaceae Themeda gigantea (Kav) Hack 5 Pn 05 Cyperaceae Scleria lacustris
6 Pn 06 Poaceae Eragrostis sp.
7 Pn 09 Poaceae Eleusine indica (L) Gaertn 8 Pn 10 Cyperaceae Fimbristylis tomentosa Vahl 9 Pn 11 Cyperaceae Kyllinga brervifolius Rottb 10 Pn 12 Poaceae Sacciolepis indica (L) Chase 11 Pn 13 Cyperaceae Fimbristylis ovata (Burm.f) Kern 12 Pn 14 Cyperaceae Cyperus cyperoides (L) O.K. 19 Pn 21 Poaceae Digitaria violascens Link 20 Pn 22 Cyperaceae Cyperus pumilus L.
21 Pn 23 Cyperaceae Kyllinga monocephala Rottb
Kepala Herbarium Medanense.
LAMPIRAN 10 : ANALISA KORELASI PEARRSON DENGAN METODE
48
LAMPIRAN 11 : FOTO-FOTO PENELITIAN
Pembuatan Plot Penelitian Plot Penelitian
Deskripsi Jenis-jenis Dominan pada Lokasi Penelitian
Botriochloa glabra (Roxb) A Camus Herba, perennial. Batang: tinggi 1-1,5 m, diameter 0,1-0,3 cm, tegak, bulat, jarak antar nodus 13-24 cm, permukaan licin. Daun: bentuk linear, 10-20 cm x 0,3-0,5 cm, ujung meruncing, tepi daun rata, permukaan daun atas kasar, bawah licin. Bunga: terminal, majemuk, malai panjang malai 8-15 cm, spikelet bewarna hijau, bulir berekor, warna ungu.
Imperata cylindrical (L) Raenschel Herba, perennial. Batang: tinggi 20-150 cm, diameter 1-2 mm, tegak, bulat, permukaan licin. Daun: bentuk linear, 12-100 cm x 0,5-1,5 cm, ujung meruncing, tepi daun rata, tajam, permukaan daun atas kasar, bawah licin. Bunga: terminal, majemuk, malai, panjang malai 6-20 cm, spikelet bewarna putih, berbulu keperakan atau keunguan.
Leersia hexandra Swartz
50
Themeda gigantean (Cav) Hack Herba, perennial. Batang: tinggi 2-3 m, diameter 0,6-1,2 cm, tegak, bulat, jarak antar nodus 60-90 cm, permukaan licin. Daun: bentuk linear, 1-2 m x 0,6-1 cm, ujung meruncing, tepi daun rata, tajam, permukaan daun atas kasar, bawah licin. Bunga: terminal, majemuk, malai, panjang malai 40-50 cm, spikelet bewarna kuning kecoklatan.
Sacciolepis indica (L) Chase
Herba, perennial. Batang: tinggi 80-100 cm, diameter 0,1-0,2 cm, tegak, bulat, jarak antar nodus 5-13 cm, permukaan licin. Daun: bentuk linear, 5-20 cm x 0,2-0,4 cm, ujung meruncing, tepi daun rata, permukaan daun atas kasar, bawah licin. Bunga: terminal, majemuk, malai, panjang malai 5-7 cm, spikelet bewarna hijau kekuning-kuningan.
Scleria lacustris
Sorghum nitidum (Vahl) Pers
