MODUL 1

Pengukuran Faktor Abiotik Lingkungan

1.1 Tujuan

1. Mengetaui komponen abiotik lingkungan

2. Mengetaui prinsip, cara kerja, dan cara menggunakan alat-alat pengukur faktor abiotik

lingkungan

3. Menjelaskan pengaruh komponen abiotik teradap lingkungan

1.2 Faktor Abiotik Lingkungan

Kata abiotik secara harfiah berarti tidak hidup. Faktor abiotik adalah setiap

parameter tidak hidup, komponen, aspek atau faktor yang mengontrol distribusi

(persebaran geografis) dan kelimpaan (jumlah individu) dari organisme biologi di bumi

(Magguran, 1988). Faktor abiotik terbagi menjadi dua kategori, yaitu sumber daya fisik

(physical resources) dan faktor fisik (physical factors) (Magurran, 1988).

1. Sumber Daya Fisik (Physical Resources)

Sumber daya fisik adalah faktor abiotik yang dibutuhkan oleh organisme

untuk bertahan hidup. Sumber daya fisik untuk tumbuhan adalah cahaya, air, karbon

dioksida, dan nutrisi. Sumber daya fisik untuk hewan adalah oksigen, air, dan nutrisi.

Bila salah satu sumber daya fisik tidak terpenuhi maka organisme tersebut tidak

mampu bertahan hidup (akan mati), karena sumber daya fisik tersebut merupakan

faktor utama (absolute factors) (Magurran, 1988).

2. Faktor Fisik (Physical Factors)

Faktor fisik adalah faktor abiotik yang membatasi derajat (kualitas hidup)

organisme untuk bertahan hidup. Tidak ada perbedaan faktor fisik yang dibutuhkan

oleh hewan dan tumbuhan untuk bertahan hidup seperti pH, salinitas, dan suhu tanah.

Ketika faktor-faktor tersebut menentukan ada atau tidaknya organisme di suatu

lingkungan, makan faktor-faktor tersebut disebut faktor pembatas (Magurran, 1988).

1.2.1 Cahaya

Cahaya matahari merupakan sumber energi utama suatu ekosistem. Seluruh

rantai makanan diawali dengan organisme fotosintetik (produsen primer), tanpa caaya

matahari maka semua kehidupan akan mati. Cahaya merupakan bentuk energi yang

memiliki spektrum yang luas yang disebut Spektrum elektro magnetik (EMS). Cahaya

berasal dari matahari yang menghasilkan spektrum cahaya terutama dalam bentuk

yang terlihat cahaya dan panas (infra merah), ultraviolet, dan energi radiasi yang lebih

rendah (gelombang mikro, gelombang radio) (Krohne, 2001).

Sebagaimana yang telah disebutkan bahwa cahaya matahari yang turun ke

bumi digunakan oleh tumbuhan untuk melakukan fotosintesis dan proses tersebut

merupakan hal terpenting dari semua faktor abiotik karena tanpa fotosintesis tidak ada

oksigen yang dihasilkan dan semua organisme yang bernapas tidak bisa hidup

(meskipun banyak mikro-organisme bisa hidup tanpa oksigen). Energi cahaya juga

mempengaruhi faktor-faktor lain seperti suhu melalui interaksi dengan air, tanah dan

udara. Faktor-faktor seperti kualitas cahaya, intensitas cahaya, dan periode cahaya

memainkan peranan penting dalam ekosistem. Alat yang digunakan untuk mengukur

intensitas cahaya adalah lux meter.

a. Lux meter

Lux meter adalah alat yang digunakan untuk mengukur besarnya intensitas

cahaya di suatu tempat. Untuk mengetahui besarnya intensitas cahaya ini maka

diperlukan sebuah sensor yang cukup peka dan linier terhadap cahaya. Sehingga

cahaya yang diterima oleh sensor dapat diukur dan ditanpilkan pada sebuah tampilan

digital ataupun non digital. Pengkalibrasian alat ukur ini dilakukan dengan jarak

antara sumber cahaya ke sensor sebesar 100 cm atau 1meter dan dalam posisi tegak

lurus. Untuk mendapatkan sumber cahaya digunakan sebuah lampu dan

pengkalibrasian ini dilakukan dalam sebuah ruangan dengan kondisi ruangan gelap

(Magurran, 1988).

Cara penggunaan lux meter

1. Tekan tombol on

2. Lakukan kalibrasi

3. Arahkan sensor ke sumber cahaya

4. Catat hasil pengukuran intensitas cahaya

5. Lakukan pengukuran sebanyak tiga kali

Gambar 1. Lux meter

1.2.2 Temperatur

Distribusi hewan dan tumbuhan sangat dipengaruhi oleh suhu. Misalnya,

perbedaan musim di suatu wilayah menyebabkan perbedaan jenis satwa atau

tumbuhan di antara wilayah tersebut. Beberapa contoh pengaruh suhu terhadap

ekosistem adalah waktu mekarnya bunga, waktu perkecambahan biji, hewan berdarah

panas dan dingin (homoioterm dan polikioterm), waktu hibernasi reptil dan mamalia,

migrasi beberapa hewan, dll. Alat yang digunakan untuk mengukur suhu udara adalah

termometer udara (termometer air raksa) (Magurran, 1988).

a. Termometer raksa

Termometer yang di dalamnya terdapat air raksa yang bisa memuai dan menyusut.

Termometer ini bisa digunakan untuk mengukur suhu udara maupun tanah.

Cara menggunakan termometer

1. Letakan termometer pada objek yang akan diukur suhunya

2. Tunggu selama 15 menit (hingga suhu stabil)

3. Catat hasil pengukuran

Temperatur erat hubungannya dengan kelembaban dan kecepatan angin.

Kelembaban udara merupakan perbandingan jumlah uap air di udara. Alat yang

digunakan untuk mengukur kelembaban udara relatif adalah sling psychrometer.

Kecepatan angin adalah kecepatan udara yang bergerak secara horizontal pada

ketinggian dua meter diatas tanah. Perbedaan tekanan udara antara asal dan tujuan

angin merupakan faktor yang menentukan kecepatan angin. Kecepatan angin akan

berbeda pada permukaan yang tertutup oleh vegetasi dengan ketinggian tertentu,

misalnya tanaman padi, jagung, dan kedelai. Oleh karena itu, kecepatan angin

dipengaruhi oleh karakteristik permukaan yang dilaluinya. Kecepatan angin dapat

diukur dengan menggunakan alat yang disebut anemometer. Jenis anemometer yang

paling banyak digunakan adalah anemometer manual.

b. Sling psychrometer

Sling psychrometer terdiri atas dua termometer yaitu termometer kering dan

basah. Kelembaban udara relatif diketahui dengan melihat suhu kering dan selisih

antara suhu kering dan suhu basah (yang tertera di termometer) pada tabel

kelembaban udara relatif.

Cara menggunakan sling psychrometer

1. Basahi kasa pada termometer basah dengan aquadest

2. Sling diputar satu arah (menjauhi badan) selama tiga menit

3. Baca suhu yang tertera di masing-masing termometer

4. Lihat kelembaban udara relatif pada tabel

c. Anemometer

Sensornya terdiri dari tiga sampai empat buah baling-baling yang dipasang

pada jari-jari yang berpusat pada suatu sumbu vertikal. Seluruh baling-baling

menghadap ke satu arah melingkar sehingga bila angin bertiup maka rotor akan

berputar pada arah tetap. Kecepatan putar rotor tergantung pada kecepatan tiupan

angin. Perputaran rotor mengatur sistem akumulasi angka penunjuk jarak tiupan

angin. Dengan alat ini penambahan nilai yang dapat dibaca dari satu pengamatan

ke pengamatan berikutnya, menyatakan akumulasi jarak tempuh angin selama

waktu pengamatan sehingga, kecepatan angin adalah akumulasi jarak tempuh

dibagi dengan waktu pengamatan.

Cara menggunakan anemometer

1. Kalibrasi anemometer

2. Arahkan anemometer ke sumber angin

3. Lakukan selama tiga menit

4. Kunci termometer

5. Catat hasil pengukuran kecepatan angin

Gambar 3. Termometer, anemometer, sling psychrometer

1.2.3 Faktor abiotik geografi dan geologi

Ada beberapa faktor yang termasuk dalam faktor abiotik geografi dan geologi di

antaranya adalah ketinggian, garis lintang, bujur, kapasitas resapan air, dan kondisi

tanah. Dari beberapa faktor tersebut kita hanya akan membahas kondisi tanah.

1.2.3.1 Tanah

Faktor abiotik tanah terdiri dari tekstur, suhu, pH, kadar air, bobot isi (bulk density)

dan kandungan organik serta anorganik tanah. Berikut penjelasan masing-masing

parameter.

a. Tekstur tanah

Ukuran partikel tanah bervariasi dari partikel mikroskopis (tanah liat) hingga

partikel terbesar (pasir). Tanah lempung adalah campuran pasir dan partikel tanah

liat pasir tanah cocok untuk tanaman yang tumbuh karena aerasi yang baik

kelebihan air mengalir dengan cepat, hangat dengan cepat pada siang hari dan

mudah untuk dibudidayakan. Tanah liat cocok untuk pertumbuhan tanaman

karena mengandung sejumlah besar air dan kaya nutrisi mineral (Undang, dkk.,

2006).

b. Suhu tanah

Suhu tanah merupakan faktor ekologi yang penting. Diketahui bahwa suhu tanah

di bawah kedalaman sekitar 30cm hampir konstan sepanjang hari namun suhu

musiman berbeda. Suhu yang rendah menyebabkan pembusukan yang dilakukan

oleh dekomposer. Alat yang digunakan untung mengukur suhu tanah adalah

termometer tanah.

Cara menggunakan termometer tanah

1. Buat lubang pada tanah untuk menancapkan termometer

2. Tancapkan termometer pada lubang tersebut selama tiga menit

3. Cabut termometer dari lubang, catat suhu yang tertera

4. Bersihkan termometer dengan aquadest

c. pH, kadar air, kadar organik dan anorganik tanah

pH tanah berpengaruh terhadap aktivitas biologi tanah dan tersedianya

mineralt tanah. Oleh karena itu, pH tanah sangat mempengaruhi pertumbuhan dan

perkembangan tumbuhan. Kelembaban tanah adalah jumlah air yang ditahan di

dalam tanah setelah kelebihan air dialirkan, apabila tanah memiliki kadar air yang

tinggi maka kelebihan air tanah dikurangi melalui evaporasi, transpirasi, dan

transport air bawah tanah. Alat yang digunakan untuk mengukur pH dan

kelembaban tanah adalah soil moisture tester.

Cara menggunakan soil moisture tester

1. Buat lubang pada tanah sedalam 10 cm

2. Tancapkan sensor soil moisture tester pada lubang tersebut selama 3 menit

3. Tekan tombol pada soil moisture tester

4. Catat hasil pengukuran pH dan kelembaban tanah

5. Bersihkan sensor dengan aquadest

Pengukuran kelembaban tanah (kadar air tanah) juga bisa dengan

menggunakan metode gravimetri. Metode gravimetri adalah teknik pemisahan air

dari matriks tanah melalui pemanasan, metode ini merupakan pengukuran secara

langsung. Umumnya dalam skala lab digunakan oven untuk mengeringkan tanah.

Pengukuran kadar air di laboratorium dengan menggunakan oven (Undang, dkk.,

2006).

Alat dan bahan

1. Cawan porselen

2. Neraca analitik

3. Oven

4. Desikator

Cara kerja

1. Timbang tanah pada cawan sebanyak 10 g sebagai berat basah tanah

2. Masukan cawan berisi 10 g tanah ke dalam oven pada suhu 105 - 110 C

selama 24 jam.

3. Setelah 24 jam, biarkan/dinginkan tanah di dalam desikator selama 1 jam

4. Timbang cawan berisi tanah, sebagai berat kering tanah.

Kandungan Organik Tanah

Cara kerja:

1. Cawan yang akan digunakan dioven 30 menit pada suhu 100 - 105C

2. Dinginkan cawan di dalam desikator, timbang cawan (A)

3. Sampel ditimbang sebanyak 2 g ke dalam cawan yang sudah dikeringkan (B)

4. Sampel dimasukkan ke dalam tanur dengan suhu 550 - 600C sampai

pengabuan sempurna

5. Setelah pengabuan selesai, sampel dimasukkan ke dalam desikator, ditimbang

(C)

6. Kadar abu dihitung dengan rumus:

Dari hasil perhitungan kadar abu, maka bisa dihitung kandungan organik tanah

dan kandungan mineral tanah dengan rumus sebagai berikut:

d. Bobot isi (Bulk density)

Bobot isi tanah (Bulk density) adalah perbandingan antara massa tanah dengan

volume partikel ditambah dengan ruang pori diantaranya. Massa tanah ditentukan

setelah kering oven 105 C dan volumenya merupakan volume dari contoh tanah

yang di ambil di lapangan, sehingga dinyatakan dalam g.cm-3. Bobot isi dapat

diukur dengan metode : (1) silinder, (2) clod, (3) boring, (4) radioaktif (sinar

Kadar air tanah (%) = Berat Basah Berat Kering

Berat Kering

X 100%

Kadar Abu = C A

B - A

X 100 %

Kandungan organik = Berat kering Berat abu

Berat abu X 100 %

Kandungan Mineral = Berat abu

Berat kering

X 100 %

gama) dan ring blok. Praktikum kali ini, kita menggunakan metode silinder,

karena mudah diaplikasikan dalam skala lab dengan alat yang sederhana (Undang,

dkk., 2006).

Pengukuran bobot isi tanah dengan metode silinder

Alat dan Bahan

1. Pipa silinder

2. Neraca

3. Mistar/jangka sorong

Cara kerja

1. Ukur tinggi tabung dan jari-jari tabung silinder

2. Timbang pipa silinder kosong sebagai Y gram

3. Tancapkan pipa silinder pada tanah (sampai terambil tanah yang padat di pipa)

4. Timbang pipa silinder dan tanah tersebut sebagai X gram

5. Hitung kadar air tanah sebagai Z gram

6. Hitung volume tanah pada silinder

7. Hitung bobot isi (bulk density) dengan rumus:

e. Porositas Tanah

Porositas atau ruang pori tanah adalah volume seluruh pori-pori dalam suatu

volume tanah utuh, yang dinyatakan dalam persen. Porositas terdiri dari ruang

diantara partikel pasir, debu dan liat serta ruang diantara agregat-agregat tanah.

Menurut ukuranya porositas tanah dikelompokkan ke dalam : ruang pori kapiler yang

dapat menghambat pergerakan air menjadi pergerakan kapiler, dan ruang pori

nonkapiler yang dapat memberi kesempatan pergerakan udara dan perkolasi secara

cepat sehingga sering disebut pori drainase. Berat jenis partikel tanah 1,3 -1,5 g/cm

(Undang, dkk., 2006).

Bulk density = 100 (X Y ) / (100 + Z) g

Volume tanah cm

Porositas tanah = (1- Voume tanah )

Berat jenis partikel

X 100%

DAFTAR PUSTAKA

Krohne.D.T. 2001. General Ecology 2nd Ed. Brooks Cole Publishing. Pacific Grove CA

USA.

Magurran, A.E. 1988. Ecological Diversity and Its Measurments. Princeton University Press.

New Jersey

Undang, K., F. Agus., A. Dariah & A. Adimihardja. 2006. Sifat Fisik Tanah Dan Metode

Analisisnya. Balai Besar Litbang Sumber Daya Lahan Pertanian Departemen

Pertanian. Jakarta