Amali 1 Biota Tanah.docx.pdf

Tajuk Ekosistem Tanah: Biota tanah dan jaringan makanan Tujuan Untuk mengenalpasti jenis dan bilangan makrofauna yang ditemui dalam dua jenis tanah yang berbeza. Hipotesis Tanah gambut memiliki kepelbagaian makrofauna yang lebih tinggi berbanding tanah kebun. Pemboleh ubah (i)

Dimanipulasi: Jenis tanah

(ii)

Bergerak balas: Bilangan dan jenis makrofauna

(iii)

Dimalarkan: Isipadu tanah

Bahan dan Radas Plastik, sarung tangan, sekop tanah, tanah kebun, tanah gambut, kanta pembesar, forsep, bikar 50ml, bikar 150ml, corong Tulgren, kain maslin, kaki Retort, neraca tiga palang, kasa dawai, spatula, mikroskop, mentol, penitis, etanol, kertas turas, piring petri, slaid dan penutup slaid. Pengenalan Ekosistem terdiri daripada komponen biotik dan abiotik yang saling berinteraksi antara satu sama lain membentuk keseimbangan dinamik (Beckett, 1986). Lebih khusus lagi, ekosistem terdiri daripada tumbuhan pengeluar, haiwan sebagai pengguna dan faktor-faktor abiotik yang saling bergantung antara satu dengan yang lain untuk menjana, menyimpan, dan mengalirkan tenaga, nutrien dan air. Interaksi setiap organisma dalam sesebuah ekosistem ini memastikan kestabilan ekosistem sentiasa terjaga. Tanah merupakan satu contoh ekosistem yang mudah untuk dikaji. Melalui kajian tanah, kita dapat mengenalpasti makrofauna-makrofauna yang terlibat secara langsung dalam pemindahan tenaga dan nutrien menerusi aras trofik sehingga diserap kembali oleh tumbuhan pengeluar setelah melalui proses penguraian oleh organisma pengurai (Solomon, Berg, & Martin, 2004). Melalui penyiasatan ini juga, kita dapat mengenalpasti kepelbagaian biologi yang terkandung dalam habitat-habitat yang berbeza dengan mengkaji dua sampel tanah yang diperoleh daripada lokasi yang berbeza. Makrofauna merupakan organisma yang mempercepatkan kadar pereputan bahan organik (Solomon, Berg, & Martin, 2004). Organisma-organisma jenis ini memecahkan bahanbahan seperti tisu haiwan dan tumbuhan menjadi lebih kecil dan membantu mencampuraduk bahan organik dengan tanah bagi membantu penyerapan nutrien daripada bahan organik tersebut oleh tumbuhan.

1

Susunan radas

Mentol Kaki retort

Corong Tulgren

Piring petri berisi etanol

Foto 1 – Susunan radas untuk mengkaji tanah kebun (kiri) dan tanah gambut (kanan) Prosedur 1. Satu sampel tanah di bawah litupan daun luruh (O Horizon) dan tanah atas (A Horizonmelebihi kedalaman 3cm) daripada dua lokasi berbeza dikumpul. 2. Sampel-sampel tanah dimasukkan ke dalam beg plastik, dimaterikan, dan dilabelkan dengan nama pengkaji dan lokasi kutipan. 3. Jenis-jenis tanaman dan ciri-ciri seperti tahap naungan, kelembapan, pH tanah, kemampatan tanah, warna tanah dan tekstur tanah direkodkan ke dalam jadual untuk membandingkan habitat tanah daripada dua lokasi yang dipilih (Jadual 1). 4. Kemudian, di makmal, sampel tanah dan litupan daun daripada lokasi yang sama dicampurkan. 5. Kedua-dua sampel tanah ditimbang sebanyak 400g dan diperiksa menggunakan kanta pembesar untuk mengeluarkan dan menghitung makrofauna yang hadir sebelum dimasukkan ke dalam corong Tulgren secara berasingan dan dibiarkan selama dua hari. 6. Selepas dua hari, air dialirkan melalui corong Tulgren dan dikumpulkan ke dalam piring petri berisi alkohol. 7. Sampel daripada piring petri diambil dan diletakkan ke dalam slaid dan diperiksa di bawah mikroskop. 8. Semua organisma dan makrofauna yang dijumpai dikenalpasti, dikelaskan, dan dihitung mengikut kumpulan (Jadual 2(i), 2(ii)). 9. Rantaian dan jaringan makanan untuk kedua-dua habitat dibina (Gambar rajah 1, Gambar rajah 2). 2

Keputusan Ciri-ciri Lokasi

Lokasi 1 – Tanah kebun

Lokasi 2 – Tanah gambut

Jenis tanaman

Ubi keledek

Kelapa sawit

Tahap naungan

Rendah

Tinggi

Kelembapan/ Tanah

Kekeringan Sederhana lembap

Sangat lembap

pH tanah

5

7

Kemampatan tanah

Kemampatan tinggi

Kemampatan rendah

Tekstur tanah

Kasar dan melekit

Lembut dan melekit

Warna tanah

Kelabu keperangan Jadual 1

Hitam

Makrofauna terbesar

Bilangan individu Tanah kebun (400g)

Tanah gambut (400g)

3

19

1

0

1

0

Cacing tanah (Lumbricina sp.)

Semut hitam (Formicidae sp.)

Kumbang kura-kura atau ‘ladybird’ (Coccinellidae sp.)

3

0

1

1

0

Kumbang badak atau ‘Rhinoceros’ (Dynastes Hercules)

Labah-labah (Araneae sp.) Jadual 2(i)

Foto 2 – Perbandingan antara saiz dan bilangan cacing dalam tanah kebun (kiri) dan tanah gambut (kanan)

4

Makrofauna terkecil

Bilangan individu Tanah kebun (400g)

Tanah gambut (400g)

1

3

1

1

0

1

Semut kecil

Kutu tanah (Aphaniptera sp.)

Ulat / larva Jadual 2(ii)

5

Berikut merupakan gambar rajah siratan makanan yang terdapat dalam habitat tanah kebun.

Gambar rajah 1

Berikut merupakan gambar rajah siratan makanan yang terdapat dalam habitat tanah gambut.

Gambar rajah 2

6

Perbincangan Habitat berbeza menampung ekosistem dan kepelbagaian makrofauna yang berbeza. Melalui penyiasatan ini, dapat diperhatikan bahawa kandungan makrofauna di tanah kebun dan tanah gambut mempunyai kepelbagaian yang tersendiri. Menurut Gobat, Aragno, & Matthey (2004), tanah dengan pH neutral, memiliki tahap naungan tinggi, dan ditumbuhi pelbagai jenis tumbuhan pengeluar cenderung kaya dengan kepelbagaian biologi. Walaubagaimanapun, daripada penyiasatan ini, didapati bahawa tanah kebun mempunyai enam jenis makrofauna manakala tanah gambut mempunyai lima jenis makrofauna sahaja (rujuk Jadual 3). Oleh itu, kepelbagaian biologi di tanah kebun lebih tinggi berbanding tanah gambut. Hal ini kemungkinan disebabkan oleh kepelbagaian jenis tumbuhan yang banyak terdapat di tanah kebun berbanding tanah gambut yang hanya ditumbuhi oleh kelapa sawit. Selain itu, pemasangan radas yang tidak kedap juga boleh menjadi faktor yang membolehkan makrofauna-makrofauna di tanah gambut yang bersaiz terlalu kecil keluar daripada corong Tulgren melalui kasa dawai. Lokasi Makrofauna terbesar

Makrofauna terkecil

Tanah Kebun   

Tanah Gambut 



Cacing tanah (Lumbricina sp.) Semut hitam (Formicidae sp.) Kumbang kura-kura atau ‘ladybird’ (Coccinellidae sp.) Labah-labah (Araneae sp.)

 

Semut kecil Kutu tanah (Aphaniptera)

 





Cacing tanah (Lumbricina sp.) Kumbang badak atau ‘Rhinoceros’ (Dynastes Hercules) Semut kecil Kutu tanah (Aphaniptera sp.) Ulat / larva

Jadual 3 Parameter-parameter yang digunakan untuk menjelaskan perbezaan kandungan biota kedua-dua sampel tanah yang dikaji adalah ciri-ciri makrofauna yang terdapat dalam sampel tersebut. Ciri-ciri yang dimaksudkan adalah saiz makrofauna dan bilangan makrofauna. Daripada kedua-dua sampel tanah yang diambil, makrofauna yang memiliki perbezaan yang ketara adalah cacing tanah. Parameter cacing tanah

Tanah Kebun

Tanah Gambut

Saiz

Besar dan panjang

Halus dan pendek

Bilangan

3

19 Jadual 4

Melalui perbandingan tersebut, dapat disimpulkan bahawa tanah kebun menyediakan nutrien yang mencukupi untuk menampung tumbesaran cacing tanah. Hal ini kemungkinan disebabkan oleh kawasan litupan tanah yang kaya dengan luruhan daun-daun dan buah7

buahan daripada tumbuhan seperti ubi keledek yang telah reput dan menjadi sumber utama pemakanan cacing tanah. Bilangan cacing di tanah kebun pula sedikit kerana kawasan tanah kebun ditumbuhi oleh tanaman-tanaman yang ditanam secara berselerak dan berjarak tidak terlalu jauh antara satu dengan yang lain. Oleh itu, cacing tanah di dalam habitat tersebut tidak mengalami persaingan kerana memperoleh nutrien yang mencukupi di seluruh kawasan tanah. Dalam habitat tanah gambut yang ditumbuhi kelapa sawit pula, bilangan cacing amat banyak tetapi bersaiz kecil dan halus. Hal ini kemungkinan disebabkan oleh kaedah penanaman pokok kelapa sawit yang berjarak jauh antara satu sama lain dan dibatasi oleh tanah yang lapang dan sentiasa dibersihkan. Oleh itu, hanya bahagian bawah pokok kelapa sawit sahaja yang sesuai untuk menampung keperluan hidup cacing tanah. Maka, cacing tanah yang membiak di kawasan yang terhad ini mengalami persaingan dari segi nutrien dan ruang. Hal ini menyebabkan cacing tanah di kawasan tanah gambut hidup dalam bilangan yang banyak tetapi bersaiz kecil dan pendek. Makrofauna dalam kedua-dua habitat ini memainkan peranan masing-masing. Pada asasnya, pengeluar iaitu tumbuh-tumbuhan seperti ubi keledek dan kelapa sawit merupakan makanan kepada makrofauna herbivor seperti kutu tanah dan kumbang Rhinoceros. Seterusnya, makrofauna nematoda seperti cacing tanah pula berperanan sebagai pengurai kepada bahan organik seperti luruhan dedaun dan bangkai organisma lain. Makrofauna pengurai ini amat penting bagi meneruskan kitar nutrien yang seterusnya dapat diserap dan digunakan oleh tumbuhan pengeluar. Selain itu, sisa buangan cacing tanah yang berbentuk ‘casting’ juga membantu menggembur tanah bagi memudahkan pertumbuhan akar-akar tumbuhan dan pergerakan makrofauna lain dalam tanah. Makrofauna lain seperti kumbang kura-kura atau ‘ladybird’ pula berperanan sebagai pemangsa kepada makrofauna kecil yang memakan tumbuhan pengeluar seperti kutu dan aphid. Kumbang kura-kura berperanan penting dalam memastikan bilangan serangga perosak dalam sesuatu habitat terkawal untuk mengelakkan kepupusan spesies flora. Kewujudan kepelbagaian makrofauna juga penting untuk membolehkan pengaliran tenaga berlaku di sepanjang rantai makanan dalam suatu ekosistem. Daripada penyiasatan ini, rantai makanan yang dibina menunjukkan aliran tenaga bermula daripada fotoautotrof iaitu pengeluar yang menyerap tenaga cahaya matahari dan menukarkannya kepada bentuk tenaga adenosina trifosfat (ATP) yang boleh diserap oleh pengguna yang seterusnya dalam bentuk tenaga kimia. Pertama sekali, tenaga ini dipindahkan ke pengguna primer. Pengguna primer selalunya adalah makrofauna herbivor yang mendapatkan tenaga melalui pemakanan tumbuh-tumbuhan pengeluar.

Kemudian, aliran tenaga diteruskan lagi sehingga tenaga

dipindahkan kepada pengguna tertier iaitu pemangsa apeks seperti haiwan omnivor atau karnivor di mana aliran tenaga ini berakhir. Setiap kali perpindahan tenaga daripada satu aras 8

trofik ke aras trofik yang seterusnya, sebanyak 90% tenaga akan hilang (Solomon, Berg, & Martin, 2004). Sebagai contoh, pengguna primer memperoleh 10% tenaga daripada pengeluar, manakala pengguna sekunder menerima hanya 1% tenaga dan diikuti dengan pengguna tertier yang menerima 0.1% tenaga. Oleh itu, organisma yang menduduki aras trofik paling tinggi menerima jumlah tenaga yang paling sedikit. Dalam sesebuah habitat yang dinamik, faktor-faktor biota dan abiota amat memberi kesan terhadap ekosistem dan rantai makanan dalam sesuatu habitat sehingga boleh menyebabkan organisma pada puncak rantai makanan (pemangsa apeks) mati. Sekiranya perkara ini terjadi, kesan yang boleh berlaku adalah bilangan individu pengguna sekunder akan bertambah secara dan menyebabkan piramid rantai makanan menjadi songsang seperti yang ditunjukkan dalam Gambar rajah 4 di bawah (keluasan trapezium mewakili bilangan individu bagi setiap kategori).

Gambar rajah 3 Walaubagaimanapun, menurut Gobat, Aragno, & Matthey (2004) keadaan di mana bilangan pengguna adalah lebih besar berbanding pengeluar bukanlah suatu ekosistem yang normal. Disebabkan oleh sifat dinamik ekosistem, habitat akan berubah sekali lagi untuk kembali normal. Disebabkan oleh kekurangan pengeluar sebagai sumber makanan kepada pengguna primer, bilangan pengguna primer akan berkurang diikuti dengan bilangan pengguna sekunder (Gambar rajah 5).

9

Gambar rajah 4 Lama-kelamaan, hal ini memberi peluang kepada pengeluar untuk membiak dan bertambah banyak semula. Pertambahan semula spesies pengeluar akan menyediakan sumber makanan mencukupi untuk menampung pertambahan bilangan pengguna primer serta sekunder. Pertambahan bilangan pengguna sekunder ini pula akan menarik pemangsa baru untuk memasuki habitat ini disebabkan oleh sumber makanan yang mencukupi. Akhirnya, piramid rantaian makanan kembali kepada struktur yang normal (Gambar rajah 6).

Gambar rajah 5

10

Masalah yang dihadapi dan jalan penyelesaian Sepanjang menjalankan penyiasatan ini, kami mendapati bahawa bilangan makrofauna selain daripada cacing adalah amat sedikit. Pada hari kedua, kami tidak memperoleh sebarang makrofauna daripada penggunaan corong Tulgren. Hal ini berkemungkinan disebabkan oleh lubang pada kain maslin yang dipasangkan pada dasar corong memiliki lubang yang terlalu halus untuk membenarkan makrofauna untuk menembusinya. Selain itu, kami juga mendapati bahawa permukaan tanah dalam corong Tulgren tidak menerima tenaga haba yang mencukupi daripada mentol untuk menggalakkan makrofauna bergerak menuruni corong. Bagi menyelesaikan masalah-masalah tersebut, kami mengeluarkan kain maslin daripada corong Tulgren dan mengurangkan jarak antara mentol dan permukaan tanah pada corong Tulgren. Pada hari yang seterusnya, kami berjaya memperoleh beberapa spesies makrofauna seperti labah-labah, kutu tanah, dan semut. Seterusnya, saya menggunakan kaedah pengapungan untuk memisahkan makrofauna daripada mendakan tanah. Melalui kaedah ini, saya dapat mengenalpasti kehadiran beberapa anggota badan makrofauna terutamanya serangga seperti kumbang Rhinoceros dan semut hitam. Walaubagaimanapun, secara keseluruhannya, kehadiran makrofauna yang kami temui amat sedikit dan tidak dapat mewakili kepadatan populasi spesies tersebut dalam habitat yang sebenar. Oleh itu, kami mengambil keputusan untuk memilih cacing tanah sebagai makrofauna utama untuk dikaji ekoran daripada bilangan dan perbezaan saiz yang dapat dibandingbezakan dengan sangat ketara pada kedua-dua sampel tanah. Kesimpulan Tanah kebun memiliki kepelbagaian makrofauna yang lebih banyak berbanding tanah gambut. Walaubagaimanapun, bilangan makrofauna di tanah gambut mengatasi bilangan makrofauna yang terdapat dalam tanah kebun. Hal ini dipengaruhi oleh kepelbagaian tanaman, tahap naungan, kelembapan tanah, pH tanah, kemampatan tanah, dan tekstur tanah. Makrofauna berbeza memerlukan keadaan hidup yang berbeza untuk meneruskan kemandirian spesies dalam sesuatu habitat. Oleh itu, dapat disimpulkan bahawa keseimbangan sesuatu ekosistem dipengaruhi oleh interaksi komponen biotik dan abiotik dalam ekosistem itu sendiri.

11

Rujukan Beckett, B. S. (1986). Biology: A modern introduction. New York, NY: Oxford University Press, USA. Gobat, J., Aragno, M., & Matthey, W. (2004). The living soil: Fundamentals of soil science and soil biology. Science publishers. Solomon, E. P., Berg, L., & Martin, D. W. (2004). Biology. Boston, MA: Cengage Learning

Lampiran

Foto 3 – Radas makmal

Foto 4 – Tanah gambut (kiri) dan tanah kebun (kanan)

12

Foto 5 – Proses mencampuraduk tanah dan menimbang tanah

Foto 6 – Proses mengasingkan makrofauna terbesar daripada sampel tanah

Foto 7 – Proses pemasangan corong Tulgren

Foto 8 – Proses mengisi sampel tanah ke dalam corong Tulgren dan pemasangan mentol 13