PENGUKURAN FAKTOR LINGKUNGAN Lasri Susanti Email
[email protected] [email protected] Fakultas Keguruan Dan Ilmu Pendidikan Program Studi Pendidikan Biologi Universitas Riau 28293 ABSTRAK Tujuan dilakukannya praktikum ini adalah untuk mengetahui kondisi faktor fisika dan kimia lingkngan mikro yang berbeda (dibawah naungan pohon, daerah transisi / peralihan dan didaerah terbuka/terdedah) . Kegiatan praktikum ini dilakukan pada hari Senin, 10 10 Oktober 2016 di Laboratorium Pendidikan Biologi Biologi FKIP Universitas Riau. Berdasarkan pengamatan yang kami lakukan dalam melihat faktor fisika kimia tanah yaitu di tempat terdedah didapatkan hasil bahwa kondisi tanah yang kami amati memiliki suhu rata-rata 51oC , pH 4. Secara umum, terdapat perbedaan antara tempat terdedah dengan ternaung, baik dari segi suhu, pH ini dikarenakan oleh kapasitas sinar matahari yang dapat ditangkap pada daerah tersebut. Suhu udara pada tempat yang berbedabeda (dalam ruangan, tempat terbuka, di bawah pohon dan areal terbuka). Setelah diukur selang waktu 5 menit, ternyata suhu di tempat terbuka cenderung tinggi dari pada didaerah transisi dan daerah ternaung. areal terbuka ratarata kelembaban udaranya paling rendah. Sedangkan yang yang paling tinggi adalah di daerah ternaung. ternaung. kandungan kandungan air tanah (KAT) digunakan tanah sebanyak 20 gram dan dimasukkan ke dalam oven selama 3 jam kemudian melakukan pengukuran kembali terhadap tanah tersebut hasil yang yang diperoleh adalah untuk tanah ternaung 15,79 gram kemudian menghitung jumlah persentase kandungan air dan didapatkan hasil sebesar 21,05%. Bahan organik umumnya ditemukan di permukaan tanah. Jumlahnya tidak besar, hanya sekitar 35 %, tetapi pengaruhnya terhadap sifatsifat tanah sangat besar sekali. Kata Kunci : pH, transisi, ternaung, KAT, KOT PENDAHULUAN Dalam studi ekologi dikenal faktorfaktor yang mempengaruhi keberadaan dan keadaan organisme di alam, yaitu faktor nonbiotik dan faktor biotik. Faktor nonbiotik sendiri dibagi menjadi dua faktor, yaitu faktor fisik dan faktor kimia. Faktor fisik meliputi temperatur, kelembaban, intensitas cahaya, komposisi substrat berdasar substrat, dan arus. Sedangkan factor kimia meliputi salinitas, pH, DO, BOD, dan COD. Dari tiga medium yang ada di alam, yaitu air, darat dan
udara, ada yang parameternya sama, ada pula yang khusus untuk medium maupun habitat tertentu yang dipengaruhi oleh faktorfaktor di atas (Hari yanto, dkk., 2008). Tinggi rendahnya suhu dipengaruhi oleh kedudukan matahari terhadap bumi (sudut datang sinar matahari), beserta lamanya penyinaran matahari. Di samping itu wujud permukaan bumi (daratan, lautan, pegunungan, kota, hutan, dan lainlain) dan ketinggian suatu tempat, yaitu semakin tinggi suatu tempat, maka semakin rendah suhu, dan sebaliknya. Perubahan suhu umumnya dipengaruhi oleh waktu, udara, musim, tekanan udara, arus air pada geomorfologi, latitude, altitude, dan angin. Alat pengukur suhu adalah termometer. Untuk mengukur suhu di dalam suatu ruangan dan suhu di udara terbuka kita biasa menggunakan termometer maksimum dan minimum (Hariyanto, dkk., 2008). Kelembaban juga merupakan salah satu faktor fisika yang mempunyai kaitan erat dengan suhu. Kelembaban menunjukkan banyaknya uap air di udara, bila di tanah biasanya disebut kandungan air. Alat untuk mengukur kelembaban udara adalah Sling psycrhometer . Biasanya dalam alat yang mencatat temperatur basah dan kering sudah tersedia tabel kelembaban udara. Alat ini ada yang ditempel di dinding, ada pula yang harus diputarputar ( sling psychrometer ). Asumsinya adalah temperatur basah menunjukkan suhu pada kelembaban 100% atau absolut, sedang temperatur kering menunjukkan suhu pada kelembaban seadanya. Bila suhu pada temperatur kering sama dengan suhu pada temperatur basah berarti kelembaban 100%. Tampaklah bahwa ada hubungan antara suhu dan kelembaban udara (Hariyanto, dkk., 2008). Analisis tanah pada dasarnya bertujuan memberikan data sifat fisika dan kimia serta unsur hara dalam tanah (Puslittanak 2005). dengan metode gravimetri. Gravimetri merupakan cara penentuan jumlah zat berdasarkan pada penimbangan hasil reaksi setelah bahan yang dianalisis direaksikan (Harjadi 1993). Metode gravimetri terdiri atas dua jenis, yaitu gravimetri secara langsung dan tidak langsung. Pada metode gravimetric langsung zat yang akan ditentukan merupakan suatu hasil analisis yang bobotnya dapat ditimbang, sedangkan dalam metode tidak langsung zat yang akan ditentukan bobotnya diperoleh dari bobot sebelum dan sesudah proses. Kadar air tanah dapat mempengaruhi ekosistem yang terdapat pada tanah, oleh karena itu pada proses analisis dilakukan pengukuran sebagai faktor koreksi dari setiap kondisi tanah yang berbeda. Teknik pengukuran kadar air tanah diklasifikasikan ke dalam dua cara, yaitu langsung dan tidak langsung. Pengukuran secara langsung adalah berupa pemisahan air dari matrik tanah dan pengukuran langsung dari jumlah air yang
dipisahkan tersebut. Pemisahan air dari matriks tanah dapat dicapai melalui: (1) pemanasan; (2) ekstraksi dan penggantian oleh larutan; atau (3) reaksi kimia. Jumlah air yang dipisahkan ditentukan dengan: (1) mengukur perubahan massa/berat setelah pemanasan dan (2) pengukuran kuantitatif dari hasil reaksi. Pemisahan air dengan pemanasan biasa disebut dengan metode gravimetrik , dan merupakan metode pengukuran secara langsung (Topp and Ferre, 2002) yang akan dibahas dalam bab ini. Metode tidak langsung adalah dengan mengukur beberapa sifat fisik atau kimia tanah yang berhubungan dengan kadar air tanah. Sifat ini meliputi konstanta dielektrik ( permitivity relatif ), konduktivitas elektrik, kapasitas panas, kandungan ion H, dan kepekaan magnetik. Berlawanan dengan metode langsung, metode tidak langsung bersifat lebih tidak merusak atau nondestruktif, sehingga kandungan air dalam contoh tidak berubah selama pengukuran. Akurasi dan ketepatan dari metode ini tergantung kepada kedekatan hubungan antara sifat yang diukur dan kadar air volumetrik ( θv). Metode gravimetrik adalah metode yang paling sederhana secara konseptual dalam menentukan kadar air tanah. Pada prinsipnya mencakup pengukuran kehilangan air dengan menimbang contoh tanah sebelum dan sesudah dikeringkan pada suhu 105 – 110 oC dalam oven. Hasilnya dinyatakan dalam presentase air dalam tanah, yang dapat diekspresikan dalam presentase terhadap berat kering, berat basah atau terhadap volume. Masing-masing dari presentase berat ini dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut: 1. % H2O berat kering = (berat H2O/ berat tanah kering oven) x 100% 2. % H2O berat basah = (berat H2O/ berat basah tanah) x 100% 3. % H2O volume = % H2O berat kering x BD ( bulk density) Air ditahan oleh komponen tanah pada kisaran energi yang lebar dan tidak ada waktu yang pasti pada level energi yang mana, tanah mencapai kondisi kering ketika suhu mencapai 105 oC. Contoh tanah terus menurun massanya secara perlahan-lahan pada 105 oC untuk beberapa hari. Selain itu, beberapa contoh tanah mengandung bahan organik yang sebagian tervolatilisasi pada suhu 105 oC. Jadi penurunan massa, mungkin disebabkan oleh volatilisasi dari komponen bukan air. Bahan organik pada tanah hutan merupakan komponen penting ditinjau dari siklus hara, siklus hidrologi, produktivitas hutan, dan neraca karbon global. Secara global, tanah mengandung cadangan karbon lebih besar daripada kawasan daratan lainnya dan bahan organik pada tanah hutan merupakan ekosistem yang sangat dinamis (Jobággy dan Jackson 2000). Zat organik umumnya berasal dari proses pelapukan/penguraian serasah pada lapisan teratas tanah. Secara teoritis palisan
yang kaya zat organiknya adalah lapisan humus. Penentuan kandungan organik dan anorganik tanah yang paling sederhana adalah dengan cara pengabuan. Kandungan air tanah secara kuantitatif dapat ditentukan dengan menghitung jumlah air yang terkandung didalam tanah dengan berat segar tertentu. Kandungan air dapat dinyatakan sebagai persentase air terhadap berat segar tanah. Nilai pH tanah adalah nilai negatif logaritma dari aktivitas ion hidrogen tanah. Besarnya nilai pH tanah dipengaruhi oleh banyak factor diantaranya jenis batuan induk, tipe vegetasi dan aktivitas pemupukan. pH tanah menentukan kelarutan unsurunsur hara dalam larutan tanah, sehingga pH akan memengaruhi ketersediaan unsurunsur hara bagi tumbuhan (Barbour et al , 1999). Pengukuran pH tanah dapat dilakukan dengan pHmeter elektronik, soil tester dan kertas pH universal. METODE
Praktikum ini dilakukan di ruangan Laboratorium Biologi ,Fkip Universitas Riau, Pekanbaru pada hari Senin, 10 Oktober 2016. Dalam kegitan ini dilakukan dua macam pengamatan yaitu pengukuran faktor iklim (iklim mikro) dan pengukuran faktor fisika dan kimia tanah. Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum kali ini adalah termohygrometer, thermometer Hg, penggaris, aquades 25ml, kertas indikator pH, aqua gelas, neraca analitik, oven, cawan porselen, dan tungku pembakar (furnace muffle). Untuk praktikum pengukuran faktor iklim (iklim mikro) yang harus dilakukan ialah dilakukan pengukuran temperature udara dan kelembaban relative udara menggunakan termohygrometer pada ketinggian 1 dan 2 meter dari permukaan tanah, masing- masing selama 5 menit. Lalu ditulis hasil pengukurannya pada tabel pengamatan. Untuk praktikum pengukuran factor fisika dan kimia tanah dilakukan pengukuran suhu pada permukaan tanah dan pada kedalaman 30 cm menggunakan thermometer Hg. Diukur pH tanah (ternaung, terbuka dan transisi) dengan cara dicampur 10 gram tanah dengan 25 ml aquades kemudian di aduk, lalu diukur pHnya dengan menggunakan kertas indikator. Di ukur Kadar Air Tanah dengan cara pengeringan. Di timbang sample tanah sebanyak 20 gram, kemudian keringkan didalam oven pada suhu 105 oC selama 2 jam, lalu ditimbang beratnya. Kadar Air Tanah =
) ( ℎ− ×100% ℎ
Di ukur Kadar Organik Tanah (KOT) dengan cara dibakar 5 gram tanah yang sudah dikeringkan dalam tungku pembakar ( furnace muffle) pada suhu 600 oC selama 3 jam, lalu ditimbang beratnya. Ditulis hasil pengamatan pada tabel Kadar Organik Tanah =
− ) ( ×100%
HASIL DAN PEMBAHASAN A. PENGUKURAN FAKTOR IKLIM (IKLIM MIKRO)
Tabel 1. Hasil Pengukuran Temperatur udara pada daerah ternaung, transisi dan terbuka (terdedah) Ketinggian
1 meter
Daerah
Ternaung Transisi Terbuka
Rerata 2 meter Rerata
Ternaung Transisi Terbuka
Temperatur Udara (0C) 35,7 37,7 38,3 37,23 35 38,6 40,3 37,97
Kelembaban Udara (%) 34 31 29 31,33 35 30 25 30
Penyajian data : Tabel grafik dan grafik batang (x=faktor lingkungan, y=skala pengukuran) Suhu udara pada tempat yang berbedabeda (dalam ruangan, tempat terbuka, di bawah pohon dan areal terbuka). Setelah diukur selang waktu 5 menit, ternyata suhu di tempat terbuka cenderung tinggi dari pada didaerah transisi dan daerah ternaung. Hal ini terjadi karena pada areal terbuka mendapatkan pancaran sinar matahari secara langsung, sehingga menyebabkan makin lama suhunya semakin meningkat. Hal yang sebaliknya terjadi di dalam daerah yang tidak mendapatkan pancaran sinar matahari secara langsung, sehingga rata-rata suhunya rendah. Sedangkan suhu didaerah transisi relatif karena ada beberapa tempat yang terlindungi dari cahaya matahari langsung, misalnya dengan adanya pohonpohon ataupun atap bangunan, sehingga suhunya tidak terlalu panas dan juga tidak terlalu dingin. Kegiatan yang kedua adalah mengukur kelembaban udara pada tempat yang berbedabeda (dalam ruangan, tempat terbuka, di bawah pohon dan areal terbuka). Setelah diukur dengan 2 kali pengulangan yaitu dengan ketinggian 1m dan ketinggian 2m dari permukaan tanah, ternyata di areal terbuka ratarata kelembaban udaranya paling rendah. Sedangkan yang paling tinggi adalah di daerah ternaung. Hal ini terjadi karena pada areal ternaung suhu udara sejuk sebagai akibat dari penyinaran cahaya matahari tidak lansung mengenai tanah.
Sebaliknya, di daerah terbuka suhu udara rendah, sehingga kelembaban udaranya rendah. B. PENGUKURAN FAKTOR FISIKA DAN KIMIA TANAH
Tabel 2. Hasil Pengukuran Temperatur tanah dan pH pada daerah ternaung, transisi dan terbuka (terdedah)
NO
Daerah
1 Ternaung 2 Transisi 3 Terbuka Rerata
Temperature Tanah 0C Permukaan 1 2 Rerata 28 29 28,5 30 30 30 50 52 51 36 37 36,5
Dalam tanah = 30 cm 1 2 Rerata 25 25 25 28 28 28 34 34 34 29 29 29
pH
4 5 4 4,33
Penyajian data : Tabel grafik dan grafik batang (x=faktor lingkungan, y=skala pengukuran) Berdasarkan pengamatan yang kami lakukan dalam melihat faktor fisika kimia tanah yaitu di tempat terdedah didapatkan hasil bahwa kondisi tanah yang kami amati memiliki suhu rata-rata 51oC , pH 4. Secara umum, terdapat perbedaan antara tempat terdedah dengan ternaung, baik dari segi suhu, pH ini dikarenakan oleh kapasitas sinar matahari yang dapat ditangkap pada daerah tersebut. Dengan kata lain, daerah terdedah memiliki suhu dan kelembapan yang lebih tinggi dibandingkan dengan daerah ternaung. Setelah diukur ternyata pH tertinggi terdapat pada daerah transisi yaitu 5 . dan yang terendah yaitu pada darah terbuka dan ternaung yaitu 4 (asam). Seharusnya tanah di daerah ternaung tidak bersifat asam, karena tanah di bawah pohon banyak mengandung air dan garamgaram mineral lainnya yang diserap oleh akar pepohonan. Sehingga tanahnya agak basah karena kandungan air di dalamnya. Sehingga seharusnya kisaran pH ditempat ternaung harusnya mendekati 7. Hal ini dapat disebabkan oleh kandungan organik tanah atau saat pengujian pH wadahnya sudah terkontaminasi zat lain . Sedangkan pada tempat terbuka dan areal terbuka, ratarata pH tanahnya lebih rendah. Hal ini menunjukkan bahwa tanahnya cenderung bersifat asam, karena pHnya dibawah 7. Selain itu, karena pengaruh penyinaran matahari secara langsung, suhu udara menjadi panas. Hal ini menyebabkan tanah menjadi kering dan kekurangan air, sehingga tanah cenderung bersifat asam. Tabel 3. Hasi pengukuran Kadar Air Tanah (KAT) Daerah
Ternaung (A) Transisi (B)
Berat Basah (gram) 20 20
Berat Kering (gram) 15,79 19,01
Kadar Air Tanah (%) 21,05 4,95
Kadar Air Tanah A
=
) ( ℎ− ×100% ℎ
=
gram ) (2 gram−5,79 ×100% 2 gram
=
gram 4,2 2 gram ×100% = 21,05%
Kadar Air Tanah A
=
) ( ℎ− ×100% ℎ
=
gram) (2 gram−9, ×100% 2 gram
=
gram ,99 2 gram ×100% = 4,95%
Fungsi utama dari kelembaban tanah adalah mengontrol pembagian air hujan yang turun ke bumi menjadi run off ataupun infiltrasi. Untuk memperoleh kandungan air digunakan tanah sebanyak 20 gram dan dimasukkan ke dalam oven selama 3 jam kemudian melakukan pengukuran kembali terhadap tanah tersebut hasil yang diperoleh adalah untuk tanah ternaung 15,79 gram kemudian menghitung jumlah persentase kandungan air dan didapatkan hasil sebesar 21,05% .Presentase ini menunjukkan bahwa tanah tempat dilakukannya pengamatan adalah tanah yang lembab. Sedangkan untuk tanah transisi pengukuran kembali terhadap tanah tersebut hasil yang diperoleh adalah untuk tanah transisi 19,01 gram kemudian menghitung jumlah persentase kandungan air dan didapatkan hasil sebesar 4,95%. Presentase ini menunjukkan bahwa tanah tempat dilakukannya pengamatan adalah tanah yang kering Tabel 4. Hasi pengukuran Kadar Organik Tanah (KOT) Daerah Ternaung (A) Transisi (B)
Berat Basah (gram) 5 5
Kadar Organik Tanah A =
Berat Abu (gram) 4,49 4,82
− ) ( ×100%
=
gram) (5 gram−4,49 ×100% 5 gram
=
gram ,5 5 gram ×100% = 10,2%
Kadar Organik Tanah B =
Kadar Organik Tanah (%) 10,2 3,6
− ) ( ×100%
=
gram) (5 gram−4,82 ×100% 5 gram
=
gram ,8 5 gram ×100% = 3,6%
Bahan organik umumnya ditemukan di permukaan tanah. Jumlahnya tidak besar, hanya sekitar 35 persen, tetapi pengaruhnya terhadap sifatsifat tanah sangat besar sekali. Adapun pengaruh bahan organik terhadap sifatsifat tanah dan akibatnya juga terhadap pertumbuhan tanaman adalah Sumber unsur hara N, P, S, unsur mikro, dll, Sebagai granulator, yaitu untuk memperbaiki struktur tanah. Menambah kemampuan tanah untuk menahan air.Sumber energi bagi mikroorganisme. Menambah kemampuan tanah untuk menahan unsurunsur hara. Kandungan bahan organik dalam tanah juga mempengaruhi kehidupan ekosistem yang ada didalam tanah. Jika kandungan bahan organiknya terdiri atas unsurunsur yang mampu membantu kesuburan tanah maka dilingkungan tersebut akan banyak ditumbuhi tanamantanaman dan akanm menjadi sumber energi bagi mikroorganisme Bahan organik dalam tanah terdiri dari bahan organik kasar dan bahan organik halus (humus). Humus terdiri dari bahan organik halus berasal dari hancuran bahan organik kasar serta senyawasenyawa baru yang dibentuk dari hancuran bahan organik tersebut melalui kegiatan mikroorganisme di dalam tanah. Humus merupakan senyawa yang resisten (tidak mudah hancur) berwarna hitam atau coklat dan mempunyai daya menahan air dan unsur hara yang tinggi. Tingginya daya menahan (menyimpan) unsur hara adalah akibat tingginya kapasitas tukar kation dari humus, karena humus mempunyai beberapa gugus aktif terutama gugus karboksil.
KESIMPULAN Suhu udara suatu daerah sangat dipengaruhi oleh pancaran sinar matahari. Daerah yang menerima pancaran sinar matahari secara langsung suhu udaranya lebih tinggi atau lebih panas dibandingkan dengan daerah yang terlindung atau tidak menerima pancaran sinar matahari secara langsung. Kadar pH tanah dipengaruhi oleh kandungan air dan garamgaram mineral di dalamnya. Dalam hal ini, tanah yang basah dan mengandung banyak air pHnya cenderung bersifat netral atau basa, sedangkan tanah yang kering dan mengandung sedikit air cenderung bersifat asam. Tinggi rendahnya kelembaban tanah dipengaruhi oleh kandungan air yang terdapat di dalam tanah. Tanah yang banyak mengandung air memiliki kelembaban yang lebih tinggi. Sedangkan tanah yang kering dan mengandung sedikit air memiliki kelembaban yang rendah.
DAFTAR PUSTAKA Barbour, B.M., J.K. Burk, and W.D. Pitts. 1999. Terrestrial Plant Ecology.
Durmishi, et al. 2008. The physical, physicalchemical and chemical parameters determination of river water Shkumbini part A. Phil: Balwois Faisal nento.2014.Pengukuran Faktor Lingkungan Abiotik Terrestrial. http://faisalnento.blogspot.co.id/2014/04/laporanpraktikumpengukuranfakt or.html Faisal,hezim. 2013. Parameter Fisika dan Kimia. Diakses tanggal 15 Oktober 2016.http://faisolhezim1994.blogspot.co.id/2013/11/laporanparameterfisika dankimia.html. Handayanto, E. Hiriah, K. 2009. Biologi Tanah. Yogyakarta: Pustaka Adipura. Hariyanto, Sucipto, dkk. 2008. Teori dan Praktik Ekologi. Surabaya: Penerbit Universias Airlangga (Airlangga Press) Harjadi, S. S. 1979. Pengantar Agronomi. Jakarta : Gramedia. Jobággy E.G. and R.B Jackson. 2000. The vertical distribution of soil organic carbon and its relation to climate and vegetation. Ecol. Appl. 10: 423-36. New York: The Benjamin/Cummings. Puslittanak. 2000. Sumber Daya Lahan Indonesia dan Pengelolaannya . Pusat Penelitian Tanah dan Agroklimat. Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian. Departemen Pertanian. Bogor. hlm 169-172.
