Sabtu, 03 Mei 2014

ekosistem sawah

MAKALAH EKOLOGI TUMBUHAN
Ekosistem Sawah Bertingkat Tanah Datar
Dosen Pembimbing: Prima wahyu titisari, M.Si
Disusun Oleh:
Nila Afrilia Anwar
116511986
6A

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI
JURUSAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS ISLAM RIAU
PEKANBARU
2013/2014




KATA PENGANTAR


Ucapan puji syukur penulis ucapakan kehadirat Allah SWT, karena lipahan rahmat karunia dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan penulisan laporan pratikum ini dengan judul Ekosistem Sawah Bertingkat Kabupaten Tanah Datar Kecamatan Sungai Tarab Sumatera Barat.
Shalawat serta salam penulis hadiahkan kepada Nabi Muhammad SAW karena telah membawa umat manusia dari alam kebodohan menuju alam  yang penuh dengan ilmu pengetahuan.
Dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada ibu Prima wahyu titisari, M.Si yang telah membimbing penulis dalam menyelesaikan penulisan makalah ini dan semua pihak yang telah membantu, baik secara materil dan spiritual.
Selanjutnya penulis menyadari bahwa dalam penulisan laporan ini masih banyak terdapat kesalahan dalam penulisan maupun isi dari laporan ini, untuk itu penulis mengharapakan kritik dan saran dari pembaca. Semoga makalah ini bermanfaat bagi pembaca.

                                                                         Pekanbaru, 1 Mei 2014


                                                                                         Penulis




DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR................................................................................         i
DAFTAR ISI................................................................................................        ii
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1.Latar belakang.........................................................................................        1
1.2.Tujuan......................................................................................................        1
BAB 2 PEMBAHASAN
2.1.Konsep Ekosistem Sawah......................................................................        2
2.2.. Faktor Klimatologis dan Edaphis Ekosistem Sawah Bertingkat.....        4
2.2.1.      Faktor Edaphis Ekosistem Sawah..............................................        4
2.2.2.      Faktor Klimatologis Ekosistem Sawah Bertingkat....................        9
2.2.3.       Rantai Makanan........................................................................      13
BAB 3 EKOSISTEM SAWAH BERTINGKAT.....................................       14
3.1. Gambaran Umum Lokasi Penelitian Ekosistem Sawah Bertingkat..........................................................................................................     14
3.2. Komponen Ekosistem Sawah Bertingkat...............................................      15
      3.2.1. Komponen Biotik..........................................................................      16
      3.2.2. Komponen Abiotik..........................................................................    25
Daftar gambar.................................................................................................    53
BAB 4 PENUTUP
4.1 Kesimpulan..............................................................................................     56
DAFTAR PUSTAKA.................................................................................      57








BAB 1
PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
Ekosistem adalah suatu sistem ekologi yang terbentuk oleh hubungan timbal balik antara makhluk hidup dengan lingkungannya. Ekosistem bisa dikatakan juga suatu tatanan kesatuan secara utuh dan menyeluruh antara segenap unsur lingkungan hidup yang saling mempengaruhi (Agnez Anitha, 2009). Suatu ekosistem pada dasarnya merupakan suatu sistem ekologi tempat berlangsungnya sistem pemrosesan energi dan perputaran materi oleh komponen-komponen ekosistem dalam waktu tertentu. Unsur-unsur ekosistem terdiri dari komponen abiotik yang terdiri dari habitat seperti tanah, air, udara, cahaya matahari, iklim, materi organik dan anorganik hasil dekomposisi makhluk hidup dan komponen biotik yang terdiri dari semua unsur makhluk hidup seperti tumbuhan, hewan, dan mikrobiota yang tersusun dari unsur autotrof sebagai produsen (tumbuhan hijau), unsur heterotrof sebagai konsumen dan dekomposer (Elfis, 2010a).
Lebih lanjut Elfis (2010a) menyatakan bahwa ekosistem adalah suatu sistem ekologi yang terbentuk oleh hubungan timbal balik antara makhluk hidup dengan lingkungannya. Ekosistem bisa dikatakan juga suatu tatanan kesatuan secara utuh dan menyeluruh antara segenap unsur lingkunagn hidup yang saling mempengaruhi. Ekosistem terbagi atas tiga tipe ekosistem, yaitu ekosistem air, ekosistem darat, dan ekosistem buatan. Salah satu contoh ekosistem buatan adalah ekosistem sawah.
Menurut Soemarno (2010) bahwa sawah adalah lahan usaha pertanian yang secara fisik berpermukaan rata, dibatasi oleh pematang, serta dapat ditanami padi, palawija atau tanaman budidaya lainnya. Kebanyakan sawah digunakan untuk bercocok tanam padi.

1.2.Tujuan Penelitian
Berdasarkan latar belakang diatas, adapun tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut:
1)      Untuk mengetahui komponen biotik dan abiotik penyusun ekosistem sawah
2)      Untuk mengetahui interaksi antara komponen biotik dengan komponen biotik dan komponen biotik dengan komponen abiotik


BAB 2
PEMBAHASAN
2.1  Konsep Ekosistem Sawah
Ekosistem adalah hubungan timbal balik antara makhluk hidup dan lingkungannya. Hubungan saling mempengaruhi antara makhluk hidup dengan lingkungannya membentuk suatu sistem disebut Ekosistem. Ekosistem dikatakan seimbang apabila komposisi di antara komponen-komponen tersebut dalam keadaan seimbang. Ekosistem yang seimbang, keberadaannya dapat bertahan lama atau kesinambungannya dapat terpelihara. Perubahan ekosistem dapat mempengaruhi keseimbangannya. Perubahan ekosistem dapat terjadi secara alamiserta dapat pula karena aktivitas dan tindakan manusia (Wikipedia, 2014).
Menurut Elfis (2010) bahwa ekosistem merupakan suatu interaksi yang kompleks dan memiliki penyusun yang beragam. Dilihat dari susunan dan fungsinya, suatu ekosistem tersusun atas komponen sebagai berikut:
1)   Komponen autotrof
(Auto = sendiri dan trophikos = menyediakan makanan). Autotrof adalah organisme yang mampu menyediakan/mensintesis makanan sendiri yang berupa bahan organik dengan bantuan energi seperti matahari dan kimia. Komponen autotrof berfungsi sebagai produsen, contohnya tumbuh-tumbuhan hijau.
2)      Komponen heterotorof
(Heteros = berbeda, trophikos = makanan). Heterotrof merupakan organisme yang memanfaatkan bahan-bahan organik sebagai makanannya dan bahan tersebut disediakna oleh organisme lain. Yang tergolong heterotrof adalah manusia, hewan, jamur, dan mikroba.
3)      Bahan tak hidup
Bahan tak hidup yaitu komponen fisik dan kimia yang terdiri dari tanah, airi, udara, sinar matahari. Bahan tak hidup merupakan medium atau substrat tempat berlangsungnya kehidupan atau lingkungan tempat hidup.
4)      Pengurai (Dekomposer)
Pengurai adalah organisme heterotrof yang menguraikan bahan organik yang berasal dari organisme mati (bahan organik kompleks). Organisme pengurai menyerap sebagian hasil pengurain tersebut dan melepaskan bahan-bahan yang sederhana yang dpat digunakan kembali oleh produsen. Termasuk pengurai ini adalah bakteri dan jamur.
Lebih lanjut Elfis (2010a) menyatakan bahwa ekosistem adalah suatu sistem ekologi yang terbentuk oleh hubungan timbal balik antara makhluk hidup dengan lingkungannya. Ekosistem bisa dikatakan juga suatu tatanan kesatuan secara utuh dan menyeluruh antara segenap unsur lingkunagn hidup yang saling mempengaruhi. Ekosistem terbagi atas tiga tipe ekosistem, yaitu ekosistem air, ekosistem darat, dan ekosistem buatan. Salah satu contoh ekosistem buatan adalah ekosistem sawah.
Menurut Soemarno (2010) bahwa sawah adalah lahan usaha pertanian yang secara fisik berpermukaan rata, dibatasi oleh pematang, serta dapat ditanami padi, palawija atau tanaman budidaya lainnya. Kebanyakan sawah digunakan untuk bercocok tanam padi. Untuk keperluan ini, sawah harus mampu menyangga genangan air karena padi memerlukan penggenangan pada periode tertentu dalam pertumbuhannya. Untuk mengairi sawah digunakan sistem irigasi dari mata air, sungai atau air hujan. Sawah yang terakhir dikenal sebagai sawah tadah hujan, sementara yang lainnya adalah sawah irigasi.
Gambar 1. Tanaman padi yang masih muda

Tarumingkeng (1994), Populasi adalah sehimpunan individu atau kelompok individu dalam satu spesies (atau kelompok lain yang dapat melangsungkan interaksi genetik dengan jenis yang bersangkutan), dan pada waktu tertentu menghuni suatu wilayah atau tata ruang tertentu. Smith (1990) mendefinisikan populasi sebagai kelompok organisme spesies yang sama yang mengalami interbreeding . Krebs (2001) populasi adalah sekelompok organisme sejenis yang menempati ruang tertentu pada waktu tertentu.
Lebih lanjut Elfis (2010a) menyatakan populasi memiliki karakterisitik kelompok (statistical measure) yang tidak dapat diterapkan pada individu. Karakteristik dasar populasi yang banyak didiskusikan adalah kepadatan (density). Empat parameter populasi yang mengubah kepadatan populasi adalah natalitas ( telur, biji, produksi spora, kelahiran), mortalitas (kematian), imigrasi dan emigrasi.
Komunitas ialah kumpulan dari berbagai populasi yang hidup pada suatu waktu dan daerah tertentu yang saling berinteraksi dan mempengaruhi satu sama lain. Komunitas memiliki derajat keterpaduan yang lebih kompleks bila dibandingkan dengan individu dan populasi.
Cara yang paling baik untuk menamakan komunitas itu adalah dengan mengambil beberapa sifat yang jelas dan mantap, baik hidup maupun tidak. Ringkasannya pemberian nama komunitas dapat berdasarkan :
1) Bentuk atau struktur utama seperti jenis dominan, bentuk hidup atau indikator lainnya seperti hutan pinus, hutan agathis, hutan jati, atau hutan Dipterocarphaceae, dapat juga berdasarkan sifat tumbuhan dominan seperti hutan sklerofil
2) Berdasarkan habitat fisik dari komunitas, seperti komunitas hamparan lumpur, komunitas pantai pasir, komunitas lautan
3) Berdasarkan sifat-sifat atau tanda-tanda fungsional misalnya tipe metabolisme komunitas. Berdasarkan sifat lingkungan alam seperti iklim, misalnya terdapat di daerah tropik dengan curah hujan yang terbagi rata sepanjang tahun, maka disebut hutan hujan tropik.
Di alam terdapat bermacam-macam komunitas yang secara garis besar dapat dibagi dalam dua bagian yaitu:
(1) Komunitas akuatik, komunitas ini misalnya yang terdapat di laut, di danau, di sungai, di parit atau di kolam,
(2) Komunitas terrestrial, yaitu kelompok organisme yang terdapat di pekarangan, di hutan, di padang rumput, di padang pasir, dll.
Karakter komunitas diantaranya : 
1) Kualitatif, seperti komposisi, bentuk hidup, fenologi dan vitalitas. Vitalitas menggambarkan kapasitas pertumbuhan dan perkembangbiakan organisme.
2) Kuantitatif, seperti Frekuensi, densitas dan densitas relatif. Frekuensi kehadiran merupakan nilai yang menyatakan jumlah kehadiran suatu spesies di dalam suatu habitat. Densitas (kepadatan) dinyatakan sebagai jumlah atau biomassa per unit contoh, atau persatuan luas/volume, atau persatuan penangkapan
3) Sintesis adalah proses perubahan dalam komunitas yang berlangsung menuju ke satu arah yang berlangsung lambat secara teratur pasti terarah dan dapat diramalkan. Suksesi-suksesi terjadi sebagai akibat dari modifikasi lingkungan fisik dalam komunitasnya dan memerlukan waktu. Proses ini berakhir dengan sebuah komunitas atau ekosistem yang disebut klimas. Dalam tingkat ini komunitas sudah mengalami homoestosis. Menurut konsep mutahir suksesi merupakan pergantian jenis-jenis pioner oleh jenis-jenis yang lebih mantap yang sangat sesuai dengan lingkungannya.
Suksesi dapat dibagi menjadi dua, yaitu :
1) Suksesi primer yaitu bila ekosistem mengalami gangguan yang berat sekali, sehingga komunitas awal (yang ada) menjadi hilang atau rusak total, menyebabkan ditempat tersebut tidak ada lagi yang tertinggal dan akhirnya terjadilah habitat baru.
2) Suksesi sekunder yaitu prosesnya sama dengan yang terjadi pada suksesi primer, perbedaannya adalah pada keadaan kerusakan ekosistem atau kondisi awal pada habitatnya. Ekologi tersebut mengalami gangguan, akan tetapi tidak total, masih ada komunitas yang tersisa.
Dalam komunitas, semua organisme merupakan bagian dari komunitas dan antara komponennya saling berhubungan melalui keragaman interaksinya. Interaksi antarkomponen ekologi dapat merupakan interaksi antarorganisme, antarpopulasi, dan antarkomunitas.
1. Interaksi antar organisme
Semua makhluk hidup selalu bergantung kepada makhluk hidup yang lain. Tiap individu akan selalu berhubungan dengan individu lain yang sejenis atau lain jenis, baik individu dalam satu populasinya atau individu-individu dari populasi lain. Interaksi demikian banyak kita lihat di sekitar kita.
Interaksi antar organisme dalam komunitas ada yang sangat erat dan ada yang kurang erat. Interaksi antarorganisme dapat dikategorikan sebagai berikut
:
1) Netral adalah hubungan tidak saling mengganggu antarorganisme dalam habitat yang sama yang bersifat tidak menguntungkan dan tidak merugikan kedua belah pihak, disebut netral. Contohnya : antara capung dan sapi.
2) Predasi adalah hubungan antara mangsa dan pemangsa (predator). Hubungan ini sangat erat sebab tanpa mangsa, predator tak dapat hidup. Sebaliknya, predator juga berfungsi sebagai pengontrol populasi mangsa. Contoh : Singa dengan mangsanya, yaitu kijang, rusa,dan burung hantu dengan tikus.
3) Parasitisme adalah hubungan antarorganisme yang berbeda spesies, bilasalah satu organisme hidup pada organisme lain dan mengambil makanan dari hospes/inangnya sehingga bersifat merugikan inangnya. Contoh : Plasmodium dengan manusia, Taeniasaginata dengan sapi, dan benalu dengan pohon inang. 
4) Komensalisme adalah merupakan hubunganantara dua organisme yang berbeda spesies dalam bentuk kehidupan bersama untuk berbagi sumber makanan; salah satu spesies diuntungkan dan spesies lainnya tidak dirugikan. Contohnya anggrek dengan pohon yang ditumpanginya.
5) Mutualisme adalah hubungan antara dua organisme yang berbeda spesies yang saling menguntungkan kedua belah pihak. Contoh, bakteri Rhizobium yang hidup pada bintil akar kacang-kacangan.
2. Interaksi Antarpopulasi
Antara populasi yang satu dengan populasi lain selalu terjadi interaksi secara langsung atau tidak langsung dalam komunitasnya.Contoh interaksi antarpopulasi adalah sebagai berikut:
Alelopati merupakan interaksi antarpopulasi, bila populasi yang satu menghasilkan zat yang dapat menghalangi tumbuhnya populasi lain. Contohnya, di sekitar pohon walnut (juglans) jarang ditumbuhi tumbuhan lain karena tumbuhan ini menghasilkan zat yang bersifat toksik. Pada mikroorganisme istilah alelopati dikenal sebagai anabiosa.Contoh, jamur Penicillium sp. dapat menghasilkan antibiotika yang dapat menghambat pertumbuhan bakteri tertentu.
Kompetisi merupakan interaksi antarpopulasi, bila antarpopulasi terdapat kepentingan yang sama sehingga terjadi persaingan untuk mendapatkan apa yang diperlukan. Contoh, persaingan antara populasi kambing dengan populasi sapi di padang rumput.
3. Interaksi Antar Komunitas
Komunitas adalah kumpulan populasi yang berbeda di suatu daerah yang sama dan saling berinteraksi. Contoh komunitas, misalnya komunitas sawah dan sungai. Komunitas sawah disusun oleh bermacam-macam organisme, misalnya padi, belalang, burung, ular, dan gulma. Komunitas sungai terdiri dari ikan, ganggang, zooplankton, fitoplankton, dan dekomposer. Antara komunitas sungai dan sawah terjadi interaksi dalam bentuk peredaran nutrien dari air sungai ke sawah dan peredaran organisme hidup dari kedua komunitas tersebut.
Interaksi antarkomunitas cukup komplek karena tidak hanya melibatkan organisme, tapi juga aliran energi dan makanan. Interaksi antarkomunitas dapat kita amati, misalnya pada daur karbon. Daur karbon melibatkan ekosistem yang berbeda misalnya laut dan darat. 
4. Interaksi Antarkomponen Biotik dengan Abiotik
Interaksi antara komponen biotik dengan abiotik membentuk ekosistem. Hubunganantara organisme dengan lingkungannya menyebabkan terjadinya aliran energi dalam sistem itu. Selain aliran energi, di dalam ekosistem terdapat juga struktur atau tingkat trofik, keanekaragaman biotik, serta siklus materi.
Dengan adanya interaksi-interaksi tersebut, suatu ekosistem dapat mempertahankan keseimbangannya. Pengaturan untuk menjamin terjadinya keseimbangan ini merupakan ciri khas suatu ekosistem. Apabila keseimbangan ini tidak diperoleh maka akan mendorong terjadinya dinamika perubahan ekosistem untuk mencapai keseimbangan baru.



2.2  Faktor Klimatologis dan Edaphis Ekosistem Sawah Bertingkat
2.2.1     Faktor Edaphis Ekosistem Sawah
Edaphis adalah hutan yang terbentuk karena pengaruh tanah. Tanah merupakan suatu benda alam yang tersusun dari padatan (bahan mineral dan bahan organik), cairan dan gas, yang menempati permukaan daratan, menempati ruang, dan dicirikan oleh salah satu atau keduanya (Wikipedia,2014).
Warna tanah adalah petunjuk untuk beberapa sifat tanah. Perbedaan warna permukaan tanah dipengaruhi oleh perbedaan bahan kandungan organik, misalnya; Warna gelap, memiliki bahan organik yang tinggi. Warna abu-abu,  menunjukkan tanah memiliki sistem drainase buruk (Wikipedia, 2014).
Menurut Aryulina (2007), tanah merupakan hasil pelapukan batuan yang disebabkan oleh iklim atau lumut dan pembusukan bahan organik.
Tanah (bahasa Yunani: pedon; bahasa Latin: solum) adalah bagian kerak bumi yang tersusun dari mineral dan bahan organik. Tanah berasal dari pelapukan batuan dengan batuan organisme, membentuk tubuh unik yang menutupi batuan. Proses pembentukan tanah dikenal sebagai “pedagonesis” (Wikipedia, 2013).
Tanah sawah adalah tanah yang digunakan untuk bertanam padi sawah, baik terus-menerus sepanjang tahun maupun bergiliran dengan tanaman palawija. Istilah tanah sawah bukan merupakan istilah taksonomi, tetapi merupakan istilah umum seperti  halnya tanah hutan, tanah perkebunan, tanah pertanian dan sebagainya. Segala macam jenis tanah dapat disawahkan asalkan air cukup tersedia.
Proses pembentukan tanah sawah meliputi berbagai proses; yaitu proses yang dipengaruhi oleh kondisi reduksi – oksidasi ( redoks yang bergantian); penambahan dan pemindahan bahan kimia atau partikel tanah; perubahan sifat fisik, kimia, dan mikrobiologi tanah akibat irigasi (pada tanah kering yang disawahkan) atau perbaikan drainase ( pada tanah rawa yang disawahkan). Secara lebih rinci, proses tersebut meliputi: gleisasi dan eluviasi, pembentukan karatan besi dan mangan, pembentukan warna kelabu (grayzation), pembentukan lapisan tapak baja, pembentukan selaput (cutan), penyebaran kembali basa- basa, dan akumulasi atau dekomposisi dan perubahan bahan organik.
Tanah sawah adalah tanah yang digunakan untuk bertanam padi sawah, baik terus-menerus sepanjang tahun maupun bergiliran dengan tanaman palawija. Istilah tanah sawah bukan merupakan istilah taksonomi, tetapi merupakan istilah umum seperti  halnya tanah hutan, tanah perkebunan, tanah pertanian dan sebagainya. Segala macam jenis tanah dapat disawahkan asalkan air cukup tersedia. Kecuali itu padi sawah juga ditemukan pada berbagai macam iklim yang jauh lebih beragam dibandingkan dengan jenis tanaman lain. Karena itu tidak mengherankan bila sifat tanah sawah sangat beragam sesuai dengan sifat tanah asalnya.
Tanah sawah dapat berasal dari tanah kering yang diairi kemudian disawahkan, atau dari tanah rawa-rawa yang “dikeringkan” dengan membuat saluran-saluran drainase. Sawah yang airnya berasal dari air irigasi disebut sawah irigasi, sedang yang menerima langsung dari air hujan disebut sawah tadah hujan. Di daerah pasang surut ditemukan sawah pasang surut, sedangkan yang dikembangkan di daerah rawa-rawa lebak disebut sawah lebak.
Tanah sawah biasanya tergenang dalam jangka waktu yang lama hal ini akan menyebabkan tanah ini akan mengalami perubahan morfologi kimia, fisika dan biologi dari tanah sawah. Perubahan sifat ini akan lebih menampakkan pada sifat fisik diamana kita akan lebih terlihat dari perubahan warna, dan tekstur.
Tanah sawah dapat terbentuk dari tanah kering dan tanah basah atau tanah rawa sehingga karakterisasi sawah-sawah tersebut akan sangat dipengaruhi oleh bahan pembentuk tanahnya. Tanah sawah dari tanah kering umumnya terdapat didaerah dataran rendah , dataran tinggi volkan atau non volkan yang pada awalnya merupakan tanah kering yang tidak pernah jenuh air sehingga morfologinya akan sangat berbeda dengan tanah sawah dari tanah rawa yang awalnya memang sudah jenuh air.
2.2.2     Faktor Klimatologis Ekosistem Sawah Bertingkat
Menurut Lakitan (2002), Klimatologi adalah hutan yang terbentuk  karena pengaruh iklim. Klimatologi dibagi menjadi dua yaitu makro klimatologi adalah klimatologi yang mempelajari sifat-sifat atmosfer pada daerah yang luas. Sedangkan  Mikro klimatologi adalah klimatologi yang mempelajari sifat-sifat atmosfer pada daerah yang luas.
Klimatologi adalah ilmu yang mempelajari atau menyelidiki tentang iklim. Yang dimaksud dengan iklim adalah keadaan cuaca pada suatu daerah tertentu pada jangka waktu yang panjang. Sedangkan cuaca adalah keadaan atmosfer pada suatu waktu (Wikipedia, 2013).
Menurut Elfis (2010) salah satu faktor penting yang mempengaruhi penyebaran dan pertumbuhan tumbuh-tumbuhan adalah iklim. Unsur-unsur iklim seperti temperatur, curah hujan, kelembapan, dan tekanan uap air berpengaruh terhadap pertumbuhan pohon. Hubungan iklim dengan tumbuhan sangat erat. Iklim berpengaruh terhadap berbagai proses fisiologi (fotosintesis, respirasi, dan transpirasi), pertumbuhan dan reproduksi (pembungaan, pembentukan buah dan biji) dan sebagainya. Hubungan tumbuhan dengan faktor lingkungan iklim merupakan hubungan yang tidak terpisahkan dan bersifat menyeluruh (holocoenotik).
Menurut Elfis (2010) unsur-unsur klimatologis terdiri dari :
a)      Temperatur
Temperatur merupakan komponen abiotik klimatologi pada suatu ekosistem tumbuhan. Suhu dikatakan sebagai derajat panas atau dingin yang diukur dengan skala tertentu.
Suhu merupakan faktor lingkungan yang berpengaruh terhadap pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Suhu berkolerasi positif dengan radiasi matahari. Tinggi rendahnya suhu di sekitar tanaman ditentukan oleh radiasi matahari, kerapatan tanaman, distribusi cahaya dalam tajuk tanaman, dan kandungan lengas tanah. Suhu mempengaruhi beberapa proses fisiologis penting seperti membuka dan menutup stomata, laju transpirasi, laju penyerapan air dan nutrisi, fotosintesis, dan respirasi.
b)      Curah hujan
Curah hujan adalah banyaknya air yang tersedia di bumi. Kecukupan air disepanjang tahun atau musim tumbuh menyebabkan pembentukan hutan-hutan. Curah hujan memberi peranan dan konstribusi, jika curah hujan cukup maka hutan di daerah dengan iklim yang lebih tinggi masih dapat bertahan. Di daerah yang hujannya turun pada musim panas dan di daerah lain yang periode keringnya panjang disitu terbentuk rerumputan dengan selingan hutan-hutan pada tempat-tempat yang tanahnya basah.
Besarnya curah hujan adalah volume air yang jatuh pada suatu areal tertentu. Intensitas hujan menyatakan besarnya hujan yang jatuh dalam suatu waktu yang singkat, setiap hari terdapat kejadian butir hujan, namun demikian terdapat korelasi yang nyata antara intensitas hujan dengan ukuran medium butir-butir hujan yang membagi butir-butir besar dan butir-butir kecil dalam kelompok yang volumenya bervariasi (Arsyad, 2006).
c)      Angin
Angin merupakan gerakan atau perpindahan massa udara dari satu tempat ke tempat lain secara horizontal. Massa udara adalah dalam ukuran sangat besar yang mempunyai sifat fisik (temperatur dan kelembapan) yang seragam dalam arah yang horizontal. Kecepatan angin penting karena dapat menentukan besarnya kehilangan air melalui proses evapotranpirasi dan mempengaruhi kejadian-kejadian hujan. Untuk terjadinya hujan, diperlukan adanya gerakan udara lembab yang berlangsung terus-menerus. Dalam hal ini, gerakan udara berfungsi sebagai penggerak terjadinya gerakan udara lembab tersebut. Angin juga dapat merugikan ekosistem yang ada. Di bebarapa daerah, angin merupakan faktor yang menentukan bagi vegetasi. Kadang-kadang angin pada tanaman akan mengakibatkan layu, karena tanaman tidak dapat mengimbangi jumlah air yang hilang dengan pengambilan air dari dalam tanah.
d)     Kualitas cahaya matahari atau posisi panjang gelombang
Cahaya merupakan faktor lingkungan yang sangat penting sebagai sumber energi utama bagi ekosistem. Berdasarkan hasil pengamatan di Kabupaten Tanah Datar Provinsi Sumatera Barat memiliki intensitas cahaya yang cukup tinggi karena sinar matahari yang datang tidak dihalangi dan juga terletak pada daerah pegungungan yang memungkinkan sinar matahari tidak terhalangi oleh apapun.
Secara fisika, radiasi matahari merupakan gelombang-gelombang elektromagnetik dengan berbagai panjang gelombang. Umumnya tumbuhan beradaptasi untuk mengelola cahaya dengan panjang gelombang antara 0,39-7,6 mikron. Pada ekosistem perairan cahaya merah dan biru di serap oleh fitoplankton yang hidup di permukaan sehingga cahaya hijau akan lewat atau dipenetrasikan ke lapisan paling bawah. Sinar matahari mempengaruhi sistem secara global, karena sinar matahari menentukan suhu. Sinar matahari juga merupakan unsur vital yang dibutuhkan oleh tumbuhan sebagai produsen untuk berfotosintesis. Radiasi matahari dalam suatu lingkungan berasa dari dua sumber utama yaitu temperatur matahari yang tinggi dan radiasi termal dari tanah, pohon, awan dan atmosfir. Beberapa tumbuhan memiliki karakteristik yang dianggap sebagai adaptasinya dalam mereduksi kerusakan akibat cahaya yang terlalu kuat.
e)      Lengas udara
Lengas kelembapan adalah komponen abiotik yang memberikan kontribusi dan peranan terhadap klimatologi suatu ekosistem tumbuhan. Adanya evaporasi dan juga transpirasi adalah sebab adanya pemanfaatan lengas. Lengas sangat tergantung pada suhu, curah hujan, dan angin.
Salah satu fungsi kelembapan udara adalah sebagai lapisan pelindung permukaan bumi. Kelembapan udara dapat menurunkan suhu dengan cara menyerap atau memantulkan, sekurang-kurangnya setengah radiasi matahari gelombang pendek yang menuju permukaan bumi. Ia juga membantu menahan kelurnya radiasi matahari gelombang panjang dari permukaan bumi pada waktu siang hari dan malam hari.
Menurut Daldjoeni (1986) antara pola iklim dengan persebaran aneka jenis tanaman saling berhubungan, pengaruh panas, kelembapan udara dan sinar matahari pada tanaman dan tanpa adanya unsur-unsur iklim tersebut pertumbuhan akan terhenti meskipun ada juga tanaman yang dapat menyesuaikan dirinya sehingga dalam periode yang lama dapat juga bertahan hidup tanpa terpenuhi kebutuhan tersebut. Susunan tipe optimal atau tanaman klimaks bergantung dari berbagai dari berbagai faktor yang mempengaruhi faktor-faktor iklim
1)      Faktor-faktor edaphis, yakni faktor yang bertalian dengan susunan tanah
2)      Faktor-faktor tofografis, yakni yang bertalian dengan tempat tumbuhnya seperti lereng, letak, dan relief.
Adanya ketergantungan antara tanaman dengan faktor lingkungannya, maka perlu diketahui faktor-faktor yang berkaitan dengan syarat tumbuh tanaman. Faktor-faktor tersebut dibagi menjadi 4 golongan, yaitu iklim, tanah, tofografi, dan air (Indriyani: 6).
a.       Suhu
Suhu merupakan faktor lingkungan yang berpengaruh terhadap pertumbuhan dan perkembangan tanaman.
b.      Cahaya matahari
Cahaya merupakan faktor lingkungan yang sangat penting sebagai sumber energi utama bagi ekosistem.
c.       Kelembapan udara
Salah satu fungsi kelembapan udara adalah sebagai lapisan pelindung permukaan bumi. Kelembapan udara dapat menurunkan suhu dengan cara menyerap atau memantulkan, sekurang-kurangnya setengah radiasi matahari gelombang pendek yang menuju permukaan bumi.
d.      Angin
Angin merupakan gerakan atau perpindahan massa udara dari satu tempat ke tempat lain secara horizontal. Massa udara adalah dalam ukuran sangat besar yang mempunyai sifat fisik (temperatur dan kelembapan) yang seragam dalam arah yang horizontal. Kecepatan angin penting karena dapat menentukan besarnya kehilangan air melalui proses evapotranpirasi dan mempengaruhi kejadian-kejadian hujan.

2.2.3     Rantai Makanan
Rantai makanan adalah pengalihan energi dari sumbernya dalam tumbuhan yaitu dengan melalui sederetan organisme yang makan dan yang dimakan.Organisme dalam kelompok ekologis yang terlibat dalam rantai makanan digolongkan dalam tingkat-tingkat trofik. Tingkat trofik tersusun dari seluruh organisme pada rantai makanan yang bernomor sama dalam tingkat memakan.Sumber asal energi adalah matahari. Tumbuhan yang menghasilkan gula lewat proses fotosintesis hanya memakai energi matahari dan C02 dari udara.



BAB 3
EKOSISTEM SAWAH BERTINGKAT KECAMATAN SUNGAI TARAB KABUPATEN TANAH DATAR

3.1. Gambaran Umum Lokasi Penelitian Ekosistem Sawah Bertingkat Kabupaten Tanah Datar
Kabupaten Tanah Datar merupakan salah satu kabupaten yang berada dalam Provinsi Sumatera Barat, Indonesia, dengan ibu kota Batusangkar 0°27′12″LU100°35′38″BT. Kabupaten ini merupakan kabupaten terkecil untuk luas wilayahnya, yaitu 133.600 Ha (1.336 km2), dengan jumlah penduduknya berdasarkan sensus pada tahun 2006 adalah 345.383 jiwa yang terbagi atas 14 kecamatan, 75 nagari, dan 395 jorong. Kabupaten Tanah Datar merupakan daerah agraris, lebih 70% penduduknya bekerja pada sektor pertanian, baik pertanian tanaman pangan, perkebunan, perikanan, maupun peternakan (Wikipedia, 2013).
Kabupaten Tanah Datar merupakan Tujuh Kabupaten Terbaik di Indonesia dari 400 kabupaten yang ada. Penghargaan ini diberikan pada tahun 2003 oleh Lembaga International Partnership dan Kedutaan Inggris. Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) menobatkan Kabupaten Tanah Datar sebagai satu dari empat daerah paling berprestasi dan berhasil melaksanakan otonomi daerah.
Secara geografis wilayah Kabupaten Tanah Datar terletak di tengah-tengah Provinsi Sumatera Barat, yaitu pada 00º17" LS - 00º39" LS dan 100º19" BT – 100º51" BT[3] . Ketinggian rata-rata 400 sampai 1000 meter di atas permukaan laut.
Kabupaten Tanah Datar terletak di antara dua gunung, yaitu Gunung Merapi dan Gunung Singgalang. Kondisi topografi ini didominasi oleh daerah perbukitan, serta memiliki dua pertiga bagian danau Singkarak.
Kondisi topografis Kabupaten Tanah Datar adalah sebagai berikut:
1)      Wilayah Datar 0–3% dengan luas 6.189 Ha atau 6.63% dari luar wilayah Kabupaten Tanah Datar
2)      Wilayah Berombak 3–8% dengan luas 3.594 Ha atau 2,67% dari luar wilayah Kabupaten Tanah Datar
3)      Wilayah Bergelombang 8-15% dengan luas 43.922 Ha atau 32.93% dari luas Kabupaten Tanah Datar
4)      Kemiringan di atas 15% dengan luas wilayah 79.895 Ha atau 59.77% dari luas Kabupaten Tanah Datar
Secara umum iklim di kawasan Kabupaten Tanah Datar adalah sedang dengan temperatur antara 12 °C–25 °C dengan curah hujan rata-rata lebih dari 3.000 mm per tahun. Hujan kebanyakan turun pada bulan September hingga bulan Februari. Curah hujan yang cukup tinggi ini menyebabkan ketersediaan air cukup, sehingga memungkinkan usaha pertanian secara luas dapat dikembangkan.
Kabupaten Tanah Datar memiliki perbatasan dengan beberapa kabupaten/kota di Sumatera Barat, yaitu:
Utara
Kabupaten Agam dan Kabupaten Lima Puluh Kota
Selatan
Kota Sawah Lunto dan Kabupaten Solok
Barat
Kabupaten Padang Pariaman
Timur
Kabupaten Sijunjung
Kabupaten Tanah Datar merupakan daerah yang kaya dengan sumber air. Selain Danau Singkarak, di Kabupaten Tanah Datar terdapat lebih dari 25 buah sungai.

3.2. Komponen Ekosistem Sawah Bertingkat Kabupaten Tanah Datar Kecamatan Sungai Tarab Sumatera Barat
Suatu daerah dapat disebut ekosistem jika dihuni oleh beberapa populasi makhluk hidup, dimana dalam suatu ekosistem akan terjadi interaksi antar komponen-komponennya, sehingga terbentuk suatu kesatuan fungsional. Keseimbangan  ekosistem akan terganggu jika terjadi gangguan pada salah satu komponennya (syarif, 2010).
Selanjutnya Syarif (2010) menyatakan bahwa ekosistem tersusun atas komponen biotik dan komponen abiotik. Komponen biotik merupakan komponen penyusun ekosistem yang terdiri dari tumbuhan, hewan, dan mikroorganisme. Komponen abiotik merupakan komponen penyusun ekosistem yang terdiri dari semua makhluk tidak hidup, contohnya, air, tanah, cahaya, dan udara.
Dari hasil pengamatan, dapat dilihat bahwa pada ekosistem sawah terdiri dua komponen, yaitu komponen biotik dan komponen abiotik. Dimana pada ekosistem sawah juga terjadi interaksi antar komponen-komponennya, sehingga terbentuk suatu kesatuan yang fungsional.

3.2.1. Komponen Biotik
Berdasarkan hasil pengamatan pada ekosistem sawah dan tegalan di kabupaten Agam Sumatera Barat pada tanggal 20 April 2014, dimana komponen biotiknya meliputi semua makhluk hidup hidup yang ada pada ekosistem sawah dan tegalan. Dalam ekosistem sawah dan tegalan tersebut, tumbuhan berperan sebagai produsen, hewan berperan sebagai konsumen, dan mikroorganisme berperan sebagai dekomposer. Hal ini sesuai dengan yang disebutkan oleh Elfis (2010) bahwa faktor biotik adalah faktor hidup yang meliputi semua makhluk hidup di bumi, baik tumbuhan maupun hewan. Dalam ekosistem, tumbuhan berperan sebagai produsen, hewan sebagai konsumen, dan mikroorganisme berperan sebagai dekomposer. Faktor biotik juga meliputi tingkatan-tingkatan organisme yang meliputi individu, populasi, komunitas, ekosistem, dan biosfer. Tingkatan-tingkatan organisme makhluk hidup tersebut dalam ekosistem akan saling berinteraksi, saling mempengaruhi membentuk suatu sistem yang menunjukkan kesatuan.

3.2.1.1 Produsen
1) Tanaman Padi (Oryza Sativa)
Tanaman padi merupakan tanaman penghasil bahan pangan yang pokok di kebanyakkan daerah tropis, terutama di negara Asia dan Afrika. Tanaman ini selalu tumbuh dengan baik pada tanah yang terairi dengan cukup, akan tetapi dapt pula tumbuh pada tanah yang sangat kurang pengairannya.
Padi sawah dibudidayakan pada kondisi tanah tergenang. Penggenangan tanah akan mengakibatkan perubahan- perubahan sifat kimia tanah yang akan mempengaruhi pertumbuhan tanaman padi. Perubahan- perubahan kimia tanah sawah yang terjadi setelah penggenangan antara lain : penurunan kadar oksigen dalam tanah, penurunan potensial redoks, perubahan pH tanah, reduksi besi (Fe) dan mangan (Mn), peningkatan suplai dan ketersediaan nitrogen, peningkatan ketersediaan fosfor
Dari sudut pandang mikrobiologi, tanaman padi memberikan dua lingkungan untuk mikroflora, yaitu bagian tanaman yang terendam dan rizosfer. Bagian tunas padi yang terendam yang dikoloni oleh bakteri epifit dan alga. Secara ekologi, epifit penting pada tanaman padi air dalam tempat biomassa tanaman tergenang, termasuk akar nodal yang sangat besar.
Menurut Karim dan Suhartatik (2010) bahwa pertumbuhan tanaman padi terbagi menjadi tiga fase, yaitu: 1) vegetatif (awal pertumbuhan sampai pembentukkan bakal malai/primordia); 2) Reproduktif (primodia sampai pembungaan); 3) Pembuangan sampai gabah matang.

2) Vegetasi Rumput di ekosistem sawah Padang Mutung
Berdasarkan hasil pengamatan pada ekosistem sawah di Kabupaten Agam Sumatera Barat didominasi oleh berbagai jenis vegetasi rumput yang juga berperan sebagai produsen dalam ekosistem tersebut. Hal ini mengakibatkan terjadinya kompetisi dalam penyerapan nutrisi dan zat hara yang dibutuhkan untuk bagi kedua tanaman. Berbagai jenis vegetasi rumput di ekosistem sawah dan tegalan dapat dilihat pada lampiran profil tumbuhan di sawah dan tegalan Kabupaten Agam Sumatera Barat.
                                              
3.2.1.2. Konsumen Ekosistem Sawah Bertingkat Kabupaten Agam Sumatera Barat
Konsumen adalah organisme yang memanfaakan bahan organik dari makhluk hidup lain sebagai sumber makanannya. Berdasarkan asal bahan organiknya, konsumen dibedakan menjadi herbivora dan karnivora. Herbivora merupakan konsumen pemakan tumbuhan, contohnya kambing, sapi, marmut, kelinci sedangkan karnivora merupakan pemakan hewan (daging), contohnya kucing, serigala, singa (Syarif, 2010). Berdasarkan tingkatannya konsumen dibedakan menjadi:
1)   Konsumen tingkat pertama/primer
Konsumen tingkat pertama/primer merupakan konsumen yang memperoleh zat dan energi langsung dari produsen. Berdasarkan hasil pengamatan ekosistem sawah di Kabupaten Agam Sumatera Barat konsumen tingkat pertama/primer adalah sebagai berikut:
a)    Keong
Berdasarkan hasil pengamatan pada ekosistem sawah bertingkat, maka diperoleh konsumen tingkat I adalah keong sawah. Keong sawah (Pila Ampullacea) adalah sejenis siput air yang mudah dijumpai di perairan tawar Asia tropis, seperti di sawah, aliran parit serta danau. Hewan bercangkang ini dikenal pula sebagai keong gondang, siput sawah, siput air, atau tutut. Bentuknya agak menyerupai siput murbat yang masih berkerabat, tetapi keong sawah memiliki warna cangkang hijau pekat sampai hitam. Sebagaiman anggota Ampullaridae lainnya, ia memiliki operculum semacam penutup pelindung tubuhnya yang lunak ketika menyembunyikan diri di dalam cangkangnya.
Keong sawah adalah inang dari beberapa penyakit parasit. Selain itu, hewan yang diambil dari dekat persawahan dapat menyimpan sisa pestisida didalam tubuhnya (wikipedia, 2013).
Gambar 2. Keong sawah kuning dan keong sawah hitam
Berdasarkan hasil wawancara yang dilakukan pada salah satu petani yang ada di sawah Kabupaten Agam Sumatera Barat menyatakan bahwa telur yang dihasilkan oleh keong sawah dapat menganggu pertumbuhan tanaman padi.
Gambar 3. Telur keong sawah menempel pada batu dan tanaman
b)   Belalang
Berdasarkan hasil pengamatan di sawah Kabupaten Agam Sumatera Barat, maka diperoleh konsumen tingkat I/primer lainnya adalah belalang. Belalang memakan tanaman padi yang masih muda berumur ± 30-60 hari.
 
Gambar 4. Belalang pada tanaman padi
c)    Tikus
Berdasarkan hasil pengamatan di sawah bertingkat Kabupaten Agam Sumatera Barat konsumen tingkat I/primer selanjutnya adalah tikus. Pada saat melakukan observasi di sawah tidak terlihat tikus, ternyata di sawah tersebut tikus muncul 5 tahun sekali. Hal ini sesuai dengan hasil wawancara terhadap salah satu petani yang ada di sawah pada tanggal 29 April 2013.
Tikus sawah bersarang pada lubang di tanah yang digalinya (terutama untuk reproduksi dan membesarkan anaknya) dan di semak-semak (refuge area/habitat pelarian). Sebagai hewan omnivora (pemakan segala.Apabila makanan berlimpah, tikus sawah cenderung memilih pakan yang paling disukainya yaitu padi. Tikus menyerang padi pada malam hari. Pada siang harinya, tikus bersembunyi di dalam lubang pada tanggul-tanggul irigasi, jalan sawah, pematang, dan daerah perkampungan dekat sawah. Kehadiran tikus pada daerah persawahan dapat dideteksi dengan memantau keberadaan jejak kaki (foot print), jalur jalan (run way), kotoran/feses, lubang aktif, dan gejala serangan (Firdaus, 2007).
 
Gambar 5. Tikus sawah
2)   Konsumen Tingkat  II
Konsumen tingkat kedua/sekunder yaitu konsumen yang memperoleh zat dan energi dari konsumen tingkat pertama/primer. Berdasarkan hasil pengamatan di sawah bertingkat Kabupaten Agam Sumatera Barat konsumen tingkat II/sekunder adalah sebagai berikut:
a)    Kodok
Berdasarkan hasil pengamatan di sawah bertingkat Kabupaten Agam Sumatera Barat, maka diperoleh konsumen tingkat II adalah kodok. Dimana pada ekosistem sawah tersebut belalang akan dimakan oleh kodok sawah.
Kodok dan katak hidup menyebar luas, terutama di daerah tropis yang berhawa panas. Makin dingin tempatnya, seperti di atas gunung atau di daerah bermusim empat (temperate), jumlah jenis kodok cenderung semakin sedikit. Salah satunya ialah karena kodok termasuk hewan berdarah dingin, yang membutuhkan panas dari lingkungannya untuk mempertahankan hidupnya dan menjaga metabolisme tubuhnya. Hewan ini dapat ditemui mulai dari hutan rimba, padang pasir, tepi-tepi sungai dan rawa, perkebunan dan sawah, hingga ke lingkungan pemukiman manusia.
 
Gambar 6. Kodok sawah
b)   Bebek
Berdasarkan hasil pengamatan di sawah bertingkat Kabupaten Agam Sumatera Barat, maka diperoleh konsumen tingkat II lainnya adalah bebek. Dimana keong sawah yang terdapat di sawah akan di makan bebek.
Gambar 7. Bebek
3)      Konsumen Tingkat III
Konsumen tingkat ketiga/tersier yaitu konsumen yang memperoleh zat dan energi dari konsumen tingkat kedua/sekunder.
Berdasarkan hasil pengamatan di sawah bertingkat Kabupaten Agam Sumatera Barat, maka diperoleh konsumen tingkat III adalah ular sawah. Dimana berdasarkan hasil wawancara pada salah satu petani di sawah tersebut mengatakan bahwa ular sawah akan mendominasi pada saat tikus sawah.
Gambar 8. Ular sawah
4)   Dekomposer (Pengurai)
Pengurai adalah makhluk hidup yang dapat menguraikan sisa-sisa makhluk hidup yang telah mati (menjadi sampah dan bangkai) menjadi komponen penyusun tanah. Misalnya: Jamur/Fungi dan Bakteri (wordpress,2009). Berdasarkan hasil pengamatan pada ekosistem sawah bertingkat, maka pengurai pada kedua ekosistem tersebut adalah cacing.
Gambar 9. Cacing tanah


Tabel 1 tumbuhan (Biotik) penyusun ekosistem sawah bertingkat
No
Tumbuhan
1.
oryza sativa
2.
Ludwigia  perennis
3.
Ludwigia hysofolia
4.
Mimosa sp
5.
Cyperus pilosus
6.
Frimbristylis
7.
Musa paradisiacal

Tabel 2 Hewan  (Biotik) penyusun ekosistem sawah bertingkat
No
Nama hewan
Nama Ilmiah
1
Wereng
Nephotettix ssp
2
Keong
Mendominasi
3
Katak
Ranae
4
Tikus
Mus
5
Ulat
Anguis
6
Itik
Anas moscha
7
Ayam
Python retculatus
8
Ular

9
Burung


3.2.2. Komponen Abiotik
Komponen abiotik adalah komponen ekosistem yang berupa benda-benda tidak hidup, seperti tanah, air, udara, cahaya, suhu, serta kondisi geografis seperti kelembapan, pH, iklim, dan yang lainnya (Syarif, 2010). Dari hasil pengamatan, dapat dilihat bahwa komponen abiotik ekosistem sawah desa memiliki kelembapan udara yang lebih tinggi, temperatur tanah yang lebih rendah, intensitas cahaya yang lebih rendah, angin yang lebih kencang, pH tanah yang lebih netral, serta air yang lebih jernih dibanding dengan ekosistem sawah kota. . Masing-masing dari komponen abiotik tersebut dapat mempengaruhi jenis komponen biotik yang ada di masing-masing ekosistem sawah. Dari komponen abiotik yang berbeda akan memberikan perbedaan pula pada komponen biotik yang ada pada ekosistem sawah.
Komponen abiotik suatu ekosistem merupakan keadaan fisik dan kimia yang menyertai kehidupan organisme sebagai medium dan substrat kehidupan. Komponen ini terdiri dari segala sesuatu tak hidup dan secara langsung terkait pada keberadaan organisme, antara lain sebagai berikut:
1)   Tanah
Tanah berperan penting bagi tumbuhan, hewan, dan manusia, sebagai tempat tumbuh dan hidupnya tanaman, melakukan aktivitas kehidupan, tempat berlindungnya hewan tertentu seperti tikus dan serangga, serta sumber nutrisi bagi tanaman. Kondisi tanah ditentukan oleh derajat keasaman (pH) tanah, tekstur atau komposisi tanah yang mempengaruhi kemampuan tanah terhadap penyerapan air, garam mineral dan nutrisi yang sangat penting bagi tanaman.
Tanah yang baik adalah tanah yang mampu menyediakan unsur-unsur hara secara lengkap. Namun pertumbuhan tanaman juga di pengaruhi faktor-faktor penunjang kesuburan tanah. Selain harus mengandung zat organik dan anorganik, air dan udara, yang tidak kalah penting adalah pengolahan tanah yang bertujuan memperbaiki struktur tanah. Tanah yang gembur akibat pengolahan memiliki rongga-rongga yang cukup untuk menyimpan air dan udara yang di butuhkan untuk pertumbuhan tanaman (litbang, 2010).
Menurut Widya (2007) bahwa: 1) Tanah yang subur lebih disukai untuk usaha pertanian, karena menguntungkan. Sebaliknya terhadap tanah yang kurang subur dilakukan usaha untuk menyuburkan tanah tersebut sehingga keuntungan yang diperoleh meningkat; 2) Kesuburan Tanah adalah kemampuan suatu tanah untuk menghasilkan produk tanaman yang diinginkan, pada lingkungan tempat tanah itu berada. Produk tanaman tersebut dapat berupa: buah, biji, daun, bunga, umbi, getah, eksudat, akar, trubus, batang, biomassa, naungan atau penampilan; 3) Tanah memiliki kesuburan yang berbeda-beda tergantung faktor pembentuk tanah yang merajai di lokasi tersebut, yaitu: Bahan induk, Iklim, Relief, Organisme, atau Waktu. Tanah merupakan fokus utama dalam pembahasan kesuburan tanah, sedangkan tanaman merupakan indikator utama mutu kesuburan tanah. Selanjutnya Widya (2010) menyatakan bahwa produktivitas tanah sawah terhadap tanaman padi menunjukkan bahwa produksi padi nasional sejak tahun 1970 hingga 2004 meningkat hampir tiga kali lipat. Hal ini tentu terkait dengan peningkatan produktivitas dan luas areal tanam. Peningkatan produktivitas padi dalam kurun waktu tersebut mencapai 87,6%, dari 2,42 ton/ha pada tahun 1970 menjadi 4,54 ton/ha pada tahun 2004. Sementara peningkatan luas areal panen dalam periode yang sama mencapai 39,8%, dari 8,3 juta ha pada tahun 1970 menjadi 11,6 juta ha pada tahun 2004. Keberhasilan upaya peningkatan produksi padi nasional tidak terlepas pula dari implementasi berbagai program intensifikasi yang didukung oleh inovasi teknologi pancausahatani, terutama varietas unggul dan teknologi budi daya, rekayasa kelembagaan, dan dukungan kebijakan pemerintah.
Tabel.1
Ciri-ciri tanah
Tingkatan

Sangat Rendah
Rendah
Sedang
Tinggi
Sangat Tinggi
C-organik
<1,00
1,00-2,00
2,01-3,00
3,01-5,00
>5
N-total
-                 Mineral
<0,10
0,10-0,20
0,21-0,50
0,51-0,75
0,75
-                 Gambut
<0,80
0,80-2,50
>2,50
Rasio C/N
<5
5-10
11-15
16-25
>25
P2O5 Bray 1 (ppm)
<10
10-15
16-25
26-35
>35
K (me/100g)
<0,10
0,10-0,20
0,30-0,50
0,60-1,00
>1,00
Na (me/100g)
<0,10
0,10-0,30
0,40-0,70
0,80-1,00
>1,00
Mg (me/100g)
<0,40
0,40-1,00
1,10-2,00
2,10-8,00
>8,00
Ca (me/100g)
<2
2-5
6-10
11-20
>20
KTK (me/100g)
<5
5-16
17-24
25-40
>40
Kejenuhan Basa (%)
<20
20-35
36-50
51-70
>70
Kadar Abu (%)

<5
5-10
>10


Sangat Masam
Masam
Agak Masam
Netral
Agak Alkalis
Alkalis
pH (H2O)
-                 Mineral
<4,5
4,5-5,5
5,6-6,5
6,6-7,5
7,6-8,5
>8,5

Sangat Masam
Sedang
Tinggi
pH (H2O)
-                 Gambut
<4,0
4-5
>5












2)   Air
Semua organisme hidup tidak dapat lepas dari ketergantungannya terhadap air. Air diperlukan organisme dalam jumlah yang sesuai dengan kebutuhannya, tergantung dari kemampuannya menghemat penggunaan air. Organisme yang hidup pada habitat kering umumnya memiliki cara penghematan air. Keadaan air sangat ditentukan oleh faktor-faktor berikut:
1)   Salinitas atau kadar garam bagi organisme yang hidup pada habitat air sangat berpengaruh.
2)   Curah hujan mempengaruhi jenis organisme yang hidup pada suatu tempat.
3)   Penguapan mempengaruhi adaptasi tanaman pada tempat tertentu.
4)   Arus air mempengaruhi jenis hewan dan tumbuhan yang dapat hidup pada habitat air tertentu.
Menurut Subagyono, Elsa, dan Kurnia (2010) bahwa pengelolaan air berperan sangat penting dan merupakan salah satu kunci keberhasilan produksi padi di lahan sawah. Produksi padi sawah akan menurun jika tanaaman padi menderita cekaman air (water stress). Gejala umum akibat kekurangan air antara lain daun padi menggulung, daun terbakar (leaf scorching), anakan padi berkurang, tanaman kerdil, pembungaan tertunda, dan biji hampa. Tanaman padi membutuhkan air yang volumenya berbeda untuk setiap fase pertumbuhannya.
3)      Suhu
Berdasarkan hasil pengamatan di Kabupaten Agam Sumatera Barat, pada pagi hari dari pukul 06.00-08.00 WIB suhu di daerah tersebut suhu sangat dingin sedangkan dari pukul 10.00-13.00 WIB daerah Sumatera Barat bersuhu panas. Dan berdasarkan pengukuran iklim untuk periode Januari-Maret Tahun 2013 diperolah data sebagai berikut: 1) Rata-rata suhu udara harian (0C) pada bulan Januari pukul 09.00 adalah 21,10C sedangkan pada pukul 12.00 adalah 21,5 0C; 2) Rata-rata suhu udara harian (0C) pada bulan Februari pukul 09.00 adalah 20,40C dan suhu meningkat pada pukul 13.00-14.00 adalah 23,10C-23,20C; 3) Rata-rata suhu udara harian (0C) pada bulan Maret pukul 09.00 adalah 20,10C dan meningkat pada pukul 12.00-13.00 yaitu bersuhu 23,00C-23,10C.


Tabel. 2
No
Bulan
Suhu Udara Harian (0C)
09.00
10.00
11.00
12.00
13.00
14.00
15.00
1
April
21,1
21,0
21,0
21,5
21,3
21,1
21,1
2
Mei
20,2
21,1
21,5
23,1
23,1
21,3
21,3
3
Juni
21.2
21,4
23,0
20,0
20,2
23,1
23,2
4
Juli
21,4
21,3
23,3
20,5
20,4
20,1
23,1
5
Agustus
21,5
23,1
21,3
20,0
20,2
23,1
21,1
6
September
20,1
21,1
21,1
20,4
23,3
23,2
21,2
7
Oktober
20,4
21,2
21,1
20,2
23,1
23,2
21,2
8
November
20,1
21,2
21,4
23,0
23,1
21,5
21,3
9
Desember
21,5
23,1
21,3
20,0
20,2
23,1
21,1
10
Januari
20,1
21,1
21,1
20,4
23,3
23,2
21,0
11
Februari
20,4
21,2
21,1
20,2
23,1
23,2
21,2
12
Maret
20,1
21,2
21,4
23,0
23,1
21,5
21,3

4)   Cahaya Matahari
Cahaya merupakan salah satu energi yang bersumber dari radiasi matahari. Cahaya matahari merupakan sumber energi primer bagi makhluk hidup fotosintetik, yaitu tumbuhan. Cahaya matahari terdiri dari berbagai macam panjang gelombang. Jenis panjang gelombang, intensitas cahaya, dari lama penyinaran cahaya matahari berperan dalam kehidupan organisme. Keberadaan cahaya yang cukup akan mendorong pengubahan energi cahaya (foton) menjadi energi kimia yang berupa  glukosa dan akan menjadi bahan makanan bagi makhluk hidup heterotrof seperti hewan dan manusia. Kecepatan pembentukkan glukosa melalui fotosintesis dapat mengontrol keberagaman makhluk hidup di dalam suatu ekosistem (Syarif, 2010)
Tabel.3
No
Bulan
Radiasi Harian (watt/m2/menit)
09.00
10.00
11.00
12.00
13.00
14.00
15.00
1
April
31,9522
51,3915
59,3522
66,0316
92,6935
62,0290
62,0290
2
Mei
200,0522
122,6222
122,2296
105,2292
122,2322
122,0220
122,0222
3
Juni
166,0326
163, 0222
192,1221
103,2251
106,9223
105,9321
105,9321
4
Juli
96,9621
102,6621
103,5321
132,226
105,2225
102,223
102,2223
5
Agustus
61,9660
69,9922
103,0150
105,1052
106,3105
101,0222
101,0222
6
September
22,2252
66,2322
96,6623
100,5391
106,2222
105,6622
105,6622
7
Oktober
22,2662
22,9921
69,0222
105,6225
105,9920
102,6692
102,6692
8
November
22,6666
22,2251
62,6692
92,9210
101,6623
96,9635
96,9635
9
Desember
61,9660
69,9922
110,0150
105,1052
106,3105
101,0222
101,0222
10
Januari
22,2252
66,2322
96,6623
100,5391
106,2222
105,6622
105,6622
11
Februari
22,2662
22,9921
69,0222
105,6225
105,9920
102,6692
102,6692
12
Maret
22,6666
22,2251
62,6692
92,9210
101,6623
96,9635
96,9635

5)   Udara
Udara sangat penting bagi kehidupan organisme. Sebagaimana manusia membutuhkan udara untuk bernapas. Kondisi udara pada suatu tempat sangat dipengaruhi oleh hal-hal sebagai berikut:
1)   Cahaya matahari, sangat penting untuk laju proses fotosintesis tumbuhan hijau untuk memberikan pasokan oksigen ke lingkungan.
2)   Kelembaban, merupakan kadar air yang terdapat di udara yang mempengaruhi kecepatan penguapan dan kemampuan bertahan hewan terhadap kekeringan.
3)   Angin, berpengaruh terhadap tumbuhan dalam hal sistem perakaran dan penyerbukan tanaman

6)   Angin dan Kelembapan
Angin berperan membantu penyerbukan tumbuhan, menyebarkan spora dan biji tumbuhan. Beberapa serangga hama tumbuhan dapat diterbangkan oleh angin ke tempat lain yang jauh. Kelembaban berperan menjaga organisme agar tidak kehilangan air karena penguapan. Beberapa mikroorganisme seperti jamur dan bakteri hidup di tempat-tempat yang lembab.
Tabel. 4
No
Bulan
Kelembaban Udara Harian (%)
09.00
10.00
11.00
12.00
13.00
14.00
15.00
1
April
86
84
81
84
86
85
85
2
Mei
75
71
74
73
74
74
74
3
Juni
79
78
75
74
74
75
81
4
Juli
82
81
75
71
71
74
74
5
Agustus
87
81
83
75
76
81
75
6
September
83
82
75
75
75
76
81
7
Oktober
84
82
75
81
81
78
79
8
November
85
81
82
79
78
78
79
9
Desember
82
81
75
71
71
74
74
10
Januari
87
81
83
75
76
81
75
11
Februari
83
82
75
75
75
76
81
12
Maret
84
82
75
81
81
78
79

7)      Keasaman pH
Keasaman juga berpengaruh terhadap mahkluk hidup. Biasanya mahkluk hidup memerlukan lingkungan yang memiliki PH netral. Mahkluk hidup tidak dapat hidup di lingkungan yang terlalu asam atau basa. Tanah yang bersifat asam dapat dinetralkan dengan diberikan bubuk kapur. Tanah berhumus seringkali bersifat asam. Tanah berkapur seringkali bersifat basa. Tanah bersifat basa dapat dinetralkan dengan diberi bubuk belerang (wordpress, 2009). Pertumbuhan optimal tanaman padi menghendaki pH 5,5 – 7. Pada pH dibawah 5,5 tanaman masih dapat tumbuh dan dapat memberikan hasil namun kurang memuaskan dimana tanaman mengalami keracunan Al, Fe, dan Mn (Afrizal, 2009).
Berdasarkan kriteria kesuburan tanah menurut Pusat Penelitian Tanah yaitu : 1) pH (H2O) mineral tingkatan sangat masamnya adalah < 4,5 sedangkan tingkatan alkalisnya adalah > 8,5; 2) pH (H2O) gambut tingkatan sangat masamnya adalah < 4,0 sedangkan tingkatan tingginya adalah >5.

3.2.3 Pola Interaksi Ekosistem Sawah
Dalam komunitas, semua organisme merupakan bagian dari komunitas dan antara komponennya saling berhubungan melalui keragaman interaksinya. Interaksi antarkomponen ekologi dapat merupakan interaksi antarorganisme, antarpopulasi, dan antarkomunitas (Elfis, 2010).
Menurut Kistinnah (2009) semua makhluk hidup selalu bergantung kepada makhluk hidup yang lain. Tiap individu akan selalu berhubungan dengan individu lain yang sejenis atau lain jenis, baik individu dalam satu populasinya atau individu-individu dari populasi lain. Berdasarkan hasil pengamatan yang dilakukan pada ekosistem sawah bertingkat dapat dilihat adanya pola interaksi biotic pada ekosistem sawah. Contohnya tanaman padi yang melakukan fotosintesis sehingga menghasilkan energi yang dibutuhkan untuk konsumen tingkat I (tikus), cacing yang berperan dalam proses penyuburan tanah untuk menghasilkan nutrisi dan zat hara yang diperlukan bagi pertumbuhan tanaman padi serta beberapa mikroorganisme yang menguraikan sisa-sisa tumbuhan ataupun hewan untuk memperoleh energi.

3.2.3.1 Interaksi Antarorganisme.
Secara teori, spesies- spesies anggota populasi saling berinteraksi satu dengan yang lainnya dan membentuk interaksi yang positif, negatif, nol, atau kombinasi yang  bentuk interaksi itu dapat dibagi menjadi sembilan tipe, yaitu neutralisme, kompetisi (tipe gangguan langsung), kompetisi (tipe gangguan sumber daya), amensalisme, parasitisme, predasi (pemangsaan), komensalisme, protokooperasi, dan mutualisme (Odum, 1993; Gopal dan Bhardwaj, 1979; dalam Elfis, 2010).
1)      Neutralisme merupakan bentuk interaksi antara dua atau lebih spesies yang masing-masing antara populasi tidak saling mempengaruhi diberi lambang (OO).Contoh: populasi katak  dengan populasi tikus.
2)      Kompetisi (tipe gangguan langsung) merupakan interaksi antara dua atau lebih spesies yang masing-masing saling menghalangi secara aktif. Yaitu  Bila antara populasi terjadi persaingan untuk memperebutkan makanan dan wilayah tempat perburuan. Diberi lambang ( - - ).Berdasarkan hasil pengamatan pada ekosistem sawah terdapat kompetesi antara tikus dengan burung yang sama-sama memakan biji tanaman padi.
3)      Kompetisi (tipe penggunaan sumber daya alam): interaksi antara dua atau lebih spesies dalam menggunakan sumber daya alam yang persediannya dalam kondisi kekurangan dalam interaksi tersebut, masing masing sepesies berpengaruh saling merugikan yang lain dalam perjuangan untuk memperoleh sumberdaya alam. Diberi lambang ( - - ).Berdasarkan hasil pengamatan pada ekosistem sawah terjadi kompetesi antara populasi tanaman padi dengan tanaman padi yang lainnya serta rumput dalam merebutkan unsur  hara dalam tanah, cahaya matahari dll.
4)   Predasi merupakan interaksi antara dua atau lebih spesies yang salah satu pihak (prey atau organisme yang dimangsa ) dirugikan sedangkan pihak lainnya (predator atau organisme yang memangsa) beruntung tipe interaksi tipe ini diberi lambang  ( - +).Berdasarkan hasil pengamatan pada ekosistem sawah terjadi interaksi makan memakan antara tikus dengan ular sawah untuk memperoleh energi.

3.2.3.2  Simbiosis pada Ekosistem Sawah dan Tegalan
1)      Parasitisme merupakan interaksi antara dua atau lebih spesies yang berakibat salah satu pihak (inang) dirugikan. Sedangkan pihak lain (parasit beruntung) tipe ini diberi lambang ( - + ).
Contoh : populasi babi yang memakan biji tanaman padi dan juga merusak tanaman.
2)      Komensalisme merupakan interaksi antara dua atau lebih spesies yang salah satu pihak beruntung sedangkan pihak lain tidak terpengaruh dengan adanya asosiasi.deberi lambang ( + O ) 
Contoh: populasi kupu-kupu yang membantu tanaman padi dalam proses penyerbukan.
3)      Mutualisme merupakan interaksi antara dua atau lebih spesies yang masing-masing saling memperoleh keuntungan adanya asosiasi yang perlu dicatat bahwa masing-masing sepesies  memang saling membutuhkan dan merupakan suatu keharusan untuk berasosiasi. Diberi lambang ( + + ).
Contoh: cacing dan tanaman padi. Cacing memperoleh makanan dari serasah-serasah daun tanaman padi dan menguraikannya sehingga memberikan nutrisi dan zat hara bagi tanah yang menguntungkan dalam pertumbuhan tanaman padi.

3.2.3.3 Interaksi Antarpopulasi
Menurut Elfis (2010) Antara populasi yang satu dengan populasi lain selalu terjadi interaksi secara langsung atau tidak langsung dalam komunitasnya.Contoh interaksi antar populasi adalah sebagai berikut. Alelopati merupakan interaksi antarpopulasi, bila populasi yang satu menghasilkan zat yang dapat menghalangi tumbuhnya populasi lain. Contohnya, di sekitar pohon walnut (juglans) jarang ditumbuhi tumbuhan lain karena tumbuhan ini menghasilkan zat yang bersifat toksik. Pada mikroorganisme istilah alelopati dikenal sebagai anabiosa.Contoh, jamur Penicillium sp. dapat menghasilkan antibiotika yang dapat menghambat pertumbuhan bakteri tertentu. Kompetisi merupakan interaksi antarpopulasi, bila antarpopulasi terdapat kepentingan yang sama sehingga terjadi persaingan untuk mendapatkan apa yang diperlukan. Contoh, persaingan antara populasi kambing dengan populasi sapi di padang rumput.
Berdasarkan hasil pengamatan pada ekosistem  sawah dan tegalan ditemukan ditemukan interaksi yang menunjukkan interaksi antar populasi yaitu kompetisi dimana populasi burung bersaing dengan populasi tikus dalam mendapatkan butir biji padi.

3.2.3.4 Interaksi Antar Komunitas
Menurut Elfis (2010) Komunitas adalah kumpulan populasi yang berbeda di suatu daerah yang sama dan saling berinteraksi. Contoh komunitas, misalnya komunitas sawah dan sungai. Komunitas sawah disusun oleh bermacam-macam organisme, misalnya padi, belalang, burung, ular, dan gulma. Komunitas sungai terdiri dari ikan, ganggang, zooplankton, fitoplankton, dan dekomposer. Antara komunitas sungai dan sawah terjadi interaksi dalam bentuk peredaran nutrien dari air sungai ke sawah dan peredaran organisme hidup dari kedua komunitas tersebut.
Interaksi antarkomunitas cukup komplek karena tidak hanya melibatkan organisme, tapi juga aliran energi dan makanan. Interaksi antarkomunitas dapat kita amati, misalnya pada daur karbon. Daur karbon melibatkan ekosistem yang berbeda misalnya laut dan darat (Elfis, 2010).

3.2.3.5. Interaksi Antarkomponen Biotik
Pada suatu tempat di sekitar kita dapat ditemukan adanya berbagai jenis organisme, baik sejenis maupun berbeda jenis yang membentuk suatu organisasi kehidupan. Mereka berinteraksi saling mempengaruhi antara yang satu dengan yang lain dalam berbagai bentuk. Satu organisme dikenal sebagai individu, dan populasi merupakan sekumpulan organisme sejenis yang berinteraksi pada tempat dan waktu yang sama. Jumlah individu sejenis yang terdapat pada satuan luas tertentu dinamakan kepadatan populasi. Antara populasi yang satu dengan populasi yang lain selalu terjadi interaksi, baik secara langsung atau tidak langsung dalam suatu komunitas.
Dalam suatu komunitas senantiasa terdapat tumbuhan, hewan dan mikroorganisme. Organisasi kehidupan yang merupakan kesatuan komunitas-komunitas dengan lingkungan abiotik (fisik) tempat hidupnya membentuk suatu ekosistem. Seluruh ekosistem yang ada di dunia ini membentuk biosfer sebagai bagian permukaan bumi yang dihuni oleh suatu kehidupan.
Telah kita ketahui bahwa antara komponen ekosistem senantiasa saling berinteraksi. Tujuan utama interaksi antar komponen berkaitan erat dengan kelangsungan hidup. Bertambahnya anggota populasi menyebabkan kepadatan bertambah, sehingga antar individu harus bersaing untuk mencukupi kebutuhannya. Persaingan antar individu dalam populasi memiliki intensitas yang paling tinggi karena mereka memiliki persamaan kebutuhan hidup yang disebut kompetisi intraspesifik. Di dalam suatu komunitas, populasi yang satu senantiasa berinteraksi dengan populasi yang lain. Bentuk interaksi antar populasi dapat berupa kompetisi, predasi, simbiosis, maupun antibiosis. Kompetisi antar populasi dinamakan kompetisi interspesifik, yaitu bila kedua populasi menempati niche yang sama pada habitat yang sama. Misalnya, rumput ilalang dengan tanaman jagung di lahan petani. Interaksi mereka dapat menyebabkan terusirnya populasi tertentu, migrasi, adaptasi, dan kematian sehingga mempengaruhi kepadatan populasi pada suatu tempat.
1)   Rantai Makanan
Kelangsungan hidup organisme membutuhkan energi dari bahan organik yang dimakan. Bahan organik yang mengandung energi dan unsur-unsur kimia ditransfer dari satu organisme ke organisme lain berlangsung melalui interaksi makan dan dimakan. Peristiwa makan dan dimakan antar organisme dalam suatu ekosistem membentuk struktur trofik yang bertingkat-tingkat.
Setiap tingkat trofik merupakan kumpulan berbagai organisme dengan sumber makanan tertentu. Tingkat trofik pertama adalah kelompok organisme autotrof yang disebut produsen. Organisme autotrof adalah organisme yang dapat membuat bahan organik sendiri dari bahan anorganik dengan bantuan sumber energi. Bila dapat menggunakan energi cahaya seperti cahaya, matahari disebut fotoautotrof, contohnya tumbuhan hijau dan fitoplankton. Apabila menggunakan bantuan energi dari reaksi-reaksi kimia disebut kemoautotrof, misalnya, bakteri sulfur, bakteri nitrit, dan bakteri nitrat.
Tingkat tropik kedua ditempati oleh berbagai organisme yang tidak dapat menyusun bahan organik sendiri yang disebut organisme heterotrof. Organisme heterotrof ini hanya menggunakan zat organik dari organisme lain sehingga disebut juga konsumen.Pembagian konsumen adalah sebagai berikut:
a.    Konsumen Primer
Organisme pemakan produsen atau dinamakan herbivora yang menempati tingkat trofik kedua.
b.    Konsumen Sekunder
Organisme pemakan herbivora yang dinamakan karnivora kecil yang menempati tingkat trofik ketiga.
c.    Konsumen Tersier
Organisme pemakan konsumen sekunder yang dinamakan karnivora besar yang menempati tingkat trofik keempat. Dalam suatu ekosistem tidak selamanya memiliki tingkat trofik yang sama karena tergantung dari keanekaragaman pada suatu tempat. Namun, biasanya terdiri dari empat sampai lima tingkat trofik. Jalur makan dan dimakan dari organisme pada suatu tingkat trofik ke tingkat trofik berikutnya yang membentuk urutan dan arah tertentu disebut rantai makanan.
Menurut Indriyanto (2008) menjelaskan pada prinsipnya, rantai makanan dapat dibedakan kedalam 3 kelompok sebagai berikut:
1)   Rantai pemangsa, yaitu pemindahan energi dan materi dari produsen (tumbuhan) ke hewan kecil, kemudian ke hewan yang besar, dan berakhir pada hewan paling besar.
2)   Rantai parasit, yaitu pemindahan energi dan materi dari organisme besar ke organisme kecil.
3)   Rantai saprofit, yaitu pemindahan energi dan materi dari organisme mati (bahan organik) ke mikroorganisme atau jasad renik

Berdasarkan hasil pengamatan ekosistem sawah dan tegalan di Kabupaten Agam Sumatera Barat pada tanggal 20 April 2014 dapat digambarkan rantai makanan adalah sebagai berikut:
Gambar 10. Rantai Makanan pada Ekosistem Sawah bertingkat
2)      Piramida Makanan
Struktur trofik dapat disusun secara urut sesuai hubunganmakan dan dimakan antar trofik yang secara umum memperlihatkanbentuk kerucut atau piramid. Gambaran susunan antar trofik dapatdisusun berdasarkan kepadatan populasi, berat kering, maupunkemampuan menyimpan energi pada tiap trofik yang disebut piramidaekologi. Piramida ekologi ini berfungsi untuk menunjukkan gambaranperbandingan antar trofik pada suatu ekosistem. Pada tingkatpertama ditempati produsen sebagai dasar dari piramida ekologi,selanjutnya konsumen primer, sekunder, tersier sampai konsumenpuncak.Dikenal ada tiga macam piramida ekologi antara lain piramidajumlah, piramida biomassa dan piramida energi.
Berdasarkan hasil pengamatan pada ekosistem sawah dan tegalan di Kabupaten Agam Sumatera Barat tangga 20 April 2014, maka gambaran piramida makanannya adalah sebagai berikut:
Gambar 11. Piramida Makanan
3.2.3.6. Interaksi Antarkomponen Biotik dan Abiotik
Interaksi antara komponen biotik dengan abiotik membentuk ekosistem. Hubungan antara organisme dengan lingkungannya menyebabkan terjadinya aliran energi dalam sistem itu. Selain aliran energi, di dalam ekosistem terdapat juga struktur atau tingkat trofik, keanekaragaman biotik, serta siklus materi.  Dengan adanya interaksi-interaksi tersebut, suatu ekosistem dapat mempertahankan keseimbangannya. Pengaturan untuk menjamin terjadinya keseimbangan ini merupakan ciri khas suatu ekosistem. Apabila keseimbangan ini tidak diperoleh maka akan mendorong terjadinya dinamika perubahan ekosistem untuk mencapai keseimbangan baru (Elfis, 2010).
Berbeda dengan energi, materi kimia yang berupa unsur-unsur penyusun bahan organik dalam ekosistem, berpindah ke trofik-trofik rantai makanan tanpa mengalami pengurangan, melainkan berpindah kembali ke tempat semula. Unsur-unsur tersebut masuk ke dalam komponen biotik melalui udara, tanah atau air. Perpindahan unsur kimia dalam ekosistem melalui daur ulang yang melibatkan komponen biotik dan abiotik ini dikenal dengan sebutan daur biogeokimia. Menurut Aryulina (2008) bahwa beberapa daur biogeokimia adalah sebagai berikur:
1.      Daur air
Air di atmosfer berbentuk uap air. Uap air ini berasal dari air di daratan dan laut yang menguap karena panas cahaya matahari. Uap air di atmosfer terkondensasi menjadi awan yang turun kedaratan dan laut dalam bentuk hujan. Air hujan di daratan masuk kedalam tanah membentuk air permukaan dan air tanah. Tumbuhan darat menyerap air yang ada didalam tanah. Dalam tubuh tumbuhan air mengalir selanjutnya melalui transpirasi uap air dilepaskan oleh tumbuhan ke atmosfer. Hewan memperoleh air langsung dari air permukaan serta dari tumbuhan yang dimakan sedangkan manusia menggunakan seperempat air tanah danair permukaan sebagian mengalir kesungai, kemudian kedanau atau kelaut.
Gambar 12. Siklus air
2.      Daur karbon
Unsur karbon terdapat di atmosfer dalam bentuk gas karbondioksida (CO2). Karbondioksida masuk kedalam komponen biotik melalui produsen. Produsen didarat dan aquatic menggunakan karbondioksida untuk membentuk bahan organic berupa senyawa karbon, yaitu glukosa. Glukosa dihasilkan oleh proses fotosintesis. Bahan organic yang mengandung unsure karbon tersebut ditransfer ke hewan dan manusia secara langsung maupun tidak langsung melalui rantai makanan.
Dikerak bumi terdapat karbon dalam bentuk batu bara dan minyak bumi (bahan bakar fosil). Jumlah karbondioksida di atmosfer bervariasi bergantung musim bahan bakar penggunaan oleh manusia, sehingga memungkinkan terjadi ketidakseimbangan. Pada perairan karbondioksida dapat larut air dan diserap langsung oleh organisme autotrof.
 Gambar 13. Siklus karbon
3.      Daur nitrogen
Unsur nitrogen sebagian besar terdapat di atmosfer dalam bentuk gas nitrogen (N2). Organisme yang dapat mengikat (fiksasi) nitrogen adalah bakteri. Nitrogen yang diikat oleh bakteri tersebut di ubah menjadi amonia (NH3). Nitrogen dapat diserap oleh tumbuhan dalam bentuk ammonia. Penguraian nitrogen menjadi ammonia disebut amonifikasi. Amonia kemudian dirombak oleh bakteri nitrit menjadi ion nitrit (NO2-). Ion nitrit selanjutnya dirombak oleh bakteri nitrat menjadi ion nitrat (NO3-). Nitrogen dalam bentuk ion nitrat selain diserap oleh tumbuhan untuk memenuhi kebutuhan nitrogennya juga digunakan oleh bakteri tanah untuk memperoleh oksigen. Proses perombakan ion nitrat oleh bakteri denitrifikasi menghasilkan nitrogen. Nitrogen yang dihasilkan akan kembali keatmosfer.
 Gambar 14. Siklus nitrogen
4.      Daur fosfor
Fosfor merupakan elemen penting dalam kehidupan karena semua makhluk hiodup membutuhkan fosfor dalam bentuk ATP (Adenosin Trifosfat), sebagai sumber energy untuk metabolisme sel. Fosfor terdapat dialam dalam bentuk ion fosfat (PO43). Ion fosfat terdapat dalam bebatuan. Adanya peristiwa erosi dan pelapukan menyebabkan fosfat terbawa menuju sungai hingga laut membentuk sedimen. Adanya pergerakan dasar bumi menyebabkan sedimen yang mengandung fosfat muncul kepermukaan. Didarat tumbuhan mengambil fosfat yang terlarut dalam air tanah. Bakteri dan jamur mengurai bahan-bahan anorganik didalam tanah lalu melepaskan fosfor yang kemudian diambil oleh tumbuhan.
Gambar 15. Siklus Phospor
5.      Daur sulfur
Tumbuhan menyerap sulfur dalam bentuk sulfat (SO4). Perpindahan sulfat terjadi melalui proses rantai makanan lalu semua makhluk hidup mati dan akan diuraikan komponen organiknya oleh bakteri. Beberapa jenis bakteri yang terlibat dalam daur sulfur akan mereduksi sulfat menjadi sulfide dalam bentuk hydrogen sulfide (H2S). kemudian digunakan oleh bakteri fotoautotrof anaerob dan melepaskan sulfur dan oksigen. Sulfur dioksidasi menjadi sulfat oleh bakteri kemolitotrof.

3.3. Berbagai Jenis Gulma Ekosistem Sawah Bertingkat
Menurut Kartasapoetra (1988) sejak berabad-abad yang lampau manusia telah mengenal gulma. Nenek moyang yang hidup dengan berburu dan mengumpulkan hasil hutan, sudah dihadapkan pada rintangan tumbuhan pengganggu dari aneka spesies tumbuhan liar berduri, seperti putri malu (Mimosa sp) dan kaktus opuntia (Opuntia sp).
Ketika mata pencaharian diusahakan dengan pola bercocok tanam, muncul masalah tumbuhan penganggu (gulma) yang menjadi salah satu faktor muncul masalah tumbuhan pengganggu (gulma) yang  menjadi salah satu faktor pembatas peningkatan kuantitas dan kualitas produk pertanian. Perubahan lingkungan (ekosistem) yang dilakukan utk mengintensikan usaha pertanian memberi peluang besa bagi pengembangbiakan dan penyebaran aneka jenis tumbuhan penganggu. Tumbuhan penganggu umumnya mampu mempertahankan diri dalam menghadapi perubahan lingkungan karena dapat beradpatasi dan bersaing.
Kerugian yang ditimbulkan oleh tumbuhan penganggu setara dengan kerugian dengan kerugian yang diakibatkan oleh hama dan penyakit. Gulma menjadi masalah yang tetap, karena selalu menyaingi tanaman utama (pokok) dalam mengambil unsur hara, air,cahaya,dan tempat.sistempertanian yang mempraktekkan penanaman dalam barisan,monokultur,jaraktanaman yang klebar,antar barisan,pemupukan,penggunaan alatalat pertanian(mekanisasi),dan pengairan sekaligus memberikan peluang bagi gulma untuk tumbuh dan berkembang
Lebih lanjut Kartasapoetra (1988) gulma juga dikenal dengan sejenis rerumputan,rumput-rumputan, tumbuhan, liar, herba, weed (inggris), unkraut(jerman), onkruit(belanda), dan tzao(cina). Gulma dapat memperluas daya adaptasi dan daya saing (kompetesi) sehingga merugikan tanaman budi daya. Sifat-sifat umum yang dimilii gulma antara lain sebagai berikut:
a.    Cepat berkembang biak
b.    Periode pembuangan cukup lama
c.    Pembentukkan biji berlainan umur
d.   Bunga umumnya majemuk
e.    Berbiji banyak
f.     Sifat dormansi yanng lama
g.    Daya adaptasi luas
h.    Tahan terhadap lingkungan yang kurang menguntungkan
Berdasarkan hasil pengamatan di sawah Kabupaten Agam Sumatera Barat pada tanggal 29 April 2013 terdapat berbagai jenis gulma yang ada di ekosistem sawah dan tegalan, yaitu:
a)      Jenis Gulma Dari Golongan Berdaun Lebar
Dari hasil pengamatan di sawah bertingkat terdapat dua jenis gulma dari golongan berdaun lebar adalah sebagai berikut: 1) Ludwigia hyssofolia, dengan bunga berwarna kuning, kelopak bunga 4, mahkota bunga 4, dan bentuk daun yang lebar. Dimana ludwigia hyssofolia merupakan salah satu gulma dominan yang terdapat pada ekosistem sawah bertingkat dan tegalan; 2) Ludwigia parennis, dengan bunga berwarna kuning, kelopak bunga 4, mahkota bunga 4, batang berwarna merah kehijau-hijauan, daun lebar, dan pada permukaan daun terdapat bercak-bercak merah, berdasarkan hasil wawancara dengan salah satu petani yang disana menyebut Ludwigia parennis dengan sebutan bunga lado-lado. Ludwigia parennis dapat kita temukan diantara tanaman padi yang satu dengan tanaman padi lainnya. Ludiwigia parennis sangat mudah kita temukan di sawah bertingkat Kabupaten Agam Sumatera Barat karena merupakan salah satu tanaman penganggu (gulma) dominan yang ada di sawah bertingkat tersebut.
b)      Jenis-Jenis Gulma Dari Golongan Teki-Tekian
Dari hasil pengamatan di sawah bertingkat terdapat dua jenis gulma dominan dari golongan teki-tekian, yaitu: 1) Cyperus pilosus; 2) Frimbristylis miliacecae.
IRRI (1991) melaporkan kehilangan hasil padi sawah akibat gangguan gulma berkisar antara 40%-100%. Menurut Rahmat (1999) terdapat dua macam pengendalian gulma, yaitu sebagai berikut:
1)      Pengendalian Secara Mekanik
Pengendalian secara mekanik adalah usaha menekan pertumbuhan gulma dengan cara merusak sebagian atau seluruh gulma, sehingga gulma tersebut mati. Praktek  pengendalian secara mekanik biasanya menggunankan alat-alat bantu, mulai dari alat yang sederhana hingga alat-alat yang besar (modern). Alat-alat umum yang digunakan dikelompokkan dalam tiga macam, yaitu
1.    Alat sederhana (cangkul, sabit, dan garu yang ditarik ternak)
2.    Semi mekanis (mesin-mesin sederhana, mower dan cultivator)
3.    Mekanisasi  (alat-alat modern, seperti bajak yang dilengkapi rotovator (powered rotary cultivation) dan weed crusher terutama untuk land clearence
Tata cara pengendalian gulma secara mekanis adalah sebagai berikut:
1.    Pembabatan (mowing, slashing) gulma
2.    Menginjak-nginjak gulma
3.    Pencangkulan lahan (tanah), terutama di lahan kering
4.    Penggunaan lalandak, khususnya dilahan sawah
5.    Pencabutan gulma dengan tangan (hand weeding)
6.    Pembakaran gulma
7.    Penggenangan lahan
8.    Penggunaan mulsa atau penutup tanah
9.    Penyiangan (pendangiran) gulma
2)      Pengendalian secara kultur teknis
Didasarkan pada pada segi ekologi yaitu berusaha menciptakan kondisi lingkungan yanng sesuai dengan tanaman budidaya, sehingga dapat tumbuh baik dan mampu bersaing dengan gulma. Setiap aspek teknik budidaya secara langsung maupun tidak langsung dapat mengurangi dan menekan pertumbuhan gulma
Tata cara pengendalian gulma secara kultur teknis dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut:
1.    Pengolahan tanah
2.    Penggunaan benih tanaman budi daya yang bebas gulma
3.    Pengaturan jarak tanaman
4.    Pergiliran (rotasi) tanaman
5.    Pemupukan
6.    Pengelolaan tanaman

3.4. Berbagai Jenis Hama Ekosistem Sawah Bertingkat
Hama dan penyakit pada tanaman padi sangat beragam, disamping faktor lingkungan (curah hujan, suhu, musim) yang sangat mempengaruhi terhadap produksi padi. Belum lagi mahalnya bibit, biaya produksi, pengangkutan dan harga jual yang rendah sehingga petani jarang dapat meningkatkan kehidupan dan kesejahteraan keluarganya (Ameilia, 2007).
1.      Hama Padi Wereng Coklat (Nilaparvata lugens)
Hama ini dapat menyebabkan tanaman padi mati kering dan tampak seperti terbakar atau puso, serta dapat menularkan beberapa jenis penyakit. Tanaman padi yang rentan terserang wereng coklat adalah tanaman padi yang dipupuk dengan unsur N terlalu tinggi dan jarak tanam yang merupakan kondisi yang disenangi wereng coklat.  Hama wereng coklat menyerang tanaman pada mulai dari pembibitan hingga fase masak susu. Gejala serangan adalah terdapatnya imago wereng coklat pada tanaman dan menghisap cairan tanaman pada pangkal batang, kemudian tanaman menjadi menguning dan mengering. Pengendalian dianjurkan menggunakan insektisida sistemik Winder 100EC (0,25-0,5 ml/L), Winder 25WP (0,125-0,5 g/L), WinGran 0,5GR ditaburkan merata.
2.      Wereng Hijau (Nephotettix virescens)
Hama wereng hijau merupakan hama penyebar (vector) virus tungro yang menyebabkan penyakit tungro. Fase pertumbuhan padi yang rentan serangan wereng hijau adalah saat fase persemaian sampai pembentukan anakan maksimum, yaitu umur ± 30 hari setelah tanam. Gejala kerusakan yang ditimbulkan adalah tanaman kerdil, anakan berkurang, daun berubah menjadi kuning sampai kuning oranye. Pencegahan dan pengendalian hama wereng hijau adalah dengan melakukan penanaman yang serempak dan menggunakan varietas yang tahan. sebagai tindakan pengendalian dapat dilakukan bersamaan dengan pengendalian hama wereng coklat, apabila serangan sudah mencapai ambang batas. Pengendalian dianjurkan menggunakan insektisida sistemik Winder 100EC (0,25-0,5 ml/L), Winder 25WP (0,125-0,5 g/L), WinGran 0,5GR ditaburkan merata.
3.      Walang Sangit (Leptocorixa acuta)
Walang sangit merupakan hama yang menghisap cairan bulir pada fase masak susu. Kerusakan yang ditimbulkan walang sangit menyebabkan beras berubah warna, mengapur serta hampa. Hal ini dikarenakan walang sangit menghisap cairan dalam bulir padi. Fase tanaman padi yang rentan terserang hama walang sangit adalah saat tanaman padi mulai keluar malai sampai fase masak susu. Pengendalian dianjurkan dilakukan pada saat gabah masak susu pada umur 70-80 hari setelah tanam dengan disemprot insektisida Greta 500EC (1-2 ml/L).
4.      Ulat Grayak (Armyworm)
Hama ulat grayak menyerang tanaman dengan memakan daun dan hanya meninggalkan tulang daun dan batang. Larva ulat grayak menyerang tanaman padi sejak di persemaian sampai fase pengisian. Serangan akan parah saat musim kemarau dan tanaman kekurangan air. Untuk pengendaliannya dianjurkan menyemprot dengan Matrix 200EC dengan konsentrasi 1-2 mililiter per liter bergantian dengan Promectin 18EC dengan konsentrasi 0,5-1 mililiter per liter.
5.      Tikus Sawah
Tikus merusak tanaman pada semua fase pertumbuhan dan dapat menyebabkan kerusakan besar apabila tikus menyerang pada saat primodia. Tikus akan memotong titik tumbuh atau memotong pangkal batang untuk memakan bulir gabah. Tikus menyerang pada malam hari dan pada siang hari tikus bersembunyi di lubang pada tanggul irigasi, pematang sawah, pekarangan, semak atau gulma.Pengendalian hama tikus dapat dilakukan secara terorganisir dalam skala luas oleh kelompok tani dengan pengelolaan lahan sampai menjelang panen dengan cara gropyokan. Pengendalian dengan menggunakan rodentisida Brodirat 0,005BB yang berbahan aktif brodifakum 0,005 persen berupa umpan siap pakai yang berguna untuk mengendalikan hama tikus sawah.
6.      Keong Mas (Pomacea canaliculata)
Keong mas merusak tanaman dengan cara memarut jaringan tanaman dan memakannya, menyebabkan adanya bibit yang hilang per tanaman. Waktu kritis untuk mengendalikan serangan keong mas adalah pada saat 10 hst atau 21 hari setelah sebar benih (benih basah). Keong Sawah
Berdasarkan hasil pengamatan ekosistem sawah di Kabupaten Agam Sumatera Barat, keong sawah merupakan salah satu hama dominan yang terdapat di sawah. Dimana pada sawah tersebut terdapat dua jenis keong sawah, yaitu keong emas dan keong hitam. Keong sawah dapat menganggu pertumbuhan tanaman padi.
7.      Burung
Terdapat jenis burung yang dapat menjadi hama pada pematangan bulir. Burung tersebut adalah: pipit (Lonchura Leuchogoastroides Horsf dan Moore), bondol hitam (Lonchura ferruginosa S. Parrm), manyar padi (Placeus manyor Horsf), gelatik (Padda oryzivora.L) dan peking (Lonchura punctata Horsf dan Moore) (Tjahjono dan Harahap, 1992).
Diantara jenis burung tersebut yang paling umum terdapat disawah adalah pipit, peking dan bondol. Mereka akan berpindah- pindah dari satu sawah kesawah lainnya mencari bulir padi yang masak. Burung tersebut memakan langsung  bulir- bulir padi yang sedang menguning sehingga menyebabkan terjadinya kehilangan hasil panen secara langsung.
Menurut Tjahjono dan Harahap (1992) burung- burung hama padi akan menyerang pada saat menguning, jadi semakin lama periode tanam padi jumlah burung akan semakin banyak. Oleh karena itu perlu dilakukan penanaman serentak dengan varietas yang berumur relativ sama sehingga periode tersebut dapat dipersingkat dan populasi burung dapat ditekan. Cara lainnya adalah mejaring kawanan burung atau merusak sarangnya setiap kali ditemukan. Membuat orang –orangan, menggoyang- goyang kaleng kosong hanya mengusir sementara waktu, tetapi tidak menurunkan populasi burung tidak efektif.
8.    Belalang (orthoptera)
Diantara jenis belalang yang menyerang tanaman padi adalah Locusta megatoria manilensis, oxya spp, Cenochepalus, dll. Dewasa oxya bewarna hijau cerah dan garis warna kuning hijau dibagian punggungnya, garis hitam memanjang disisi samping tubuhnya. Sedangkan locusta bewarna coklatdan tanpa garis, sayap belalang pada bagian bawah bewarna kuning gelap. Pada siang hari biasanya belalang bersembunyi (Suparno, 1995).
Daftar Gambar
Jenis Gulma Berdaun Lebar










Gambar. Lugwigia hysofolia
Gambar. Gulma berdaun lebar 1
Gambar 3. Ludwigia perennis










Gambar. Gulma berdaun lebar 2







Gambar . Gulma berdaun lebar 3







Gambar . Gulma berdaun lebar 4








Gambar . Gulma berdaun lebar 5







Gambar . Gulma berdaun lebar 6

Gulma dari Golongan Rumput – rumputan







Gambar. Mimosa sp
Gulma dari Golongan Teki – tekian







Gambar. Cyperus pilosus







Gambar. Gulma golongan teki – tekian 1








Gambar. Frimbistylis miliaceae



BAB 4
PENUTUP
4.1.   Kesimpulan
Ø  Sawah adalah lahan usaha pertanian yang secara fisik berpermukaan rata, dibatasi oleh pematang, serta dapat ditanami padi, palawija atau tanaman budidaya lainnya. Kebanyakan sawah digunakan untuk bercocok tanam padi. Untuk keperluan ini, sawah harus mampu menyangga genangan air karena padi memerlukan penggenangan pada periode tertentu dalam pertumbuhannya.
Ø  Ekosistem adalah suatu sistem ekologi yang terbentuk oleh hubungan timbal balik antara makhluk hidup dengan lingkungannya. Ekosistem bisa dikatakan juga suatu tatanan kesatuan secara utuh dan menyeluruh antara segenap unsur lingkunagn hidup yang saling mempengaruhiPola interaksi organisme melibatkan dua atau lebih organisme. Jenis, sifat dan tingkah laku organisme di bumi sangat beraneka ragam. Karena itu, pola interaksi antarorganisme juga beragam.
Ø  Komunitas ialah kumpulan dari berbagai populasi yang hidup pada suatu waktu dan daerah tertentu yang saling berinteraksi dan mempengaruhi satu sama lain. Komunitas memiliki derajat keterpaduan yang lebih kompleks bila dibandingkan dengan individu dan populasi.
Ø  Edaphis adalah hutan yang terbentuk karena pengaruh tanah. Tanah merupakan suatu benda alam yang tersusun dari padatan (bahan mineral dan bahan organik), cairan dan gas, yang menempati permukaan daratan, menempati ruang, dan dicirikan oleh salah satu atau keduanya (Wikipedia,2010).






DAFTAR PUSTAKA
Aryulina, D. 2010. Biologi SMA dan MA Kelas X. Jakarta: Erlangga
Campbell.2004.Biologi.Jakarta: Erlangga
Elfis. 2010a. http://elfisuir.blogspot.(Diakses: 17 Maret 2011)
Elfis. 2010b. Hubungan Air dengan Tumbuhan. Available at : http://elfisuir.blogspot. com/2010/02/hubungan-air-dengan-tumbuhan.html. (Diakses 21 Mare 2011).
Elfis. 2010c. Air Dalam Kajian Ekologi Tumbuhan. Available at : http://elfisuir. blogspot.com/2010/02/air-dalam-kajian-ekologi-tumbuhan.html. (Diakses 21 Maret 2011).
Elfis. 2010d. Ekologi Komunitas. Available at : http://elfisuir.blogspot.com/2010/03/ekologi-komunitas.html. (Diakses 21 Maret 2011).
Elfis. 2010e. Ekologi Ekosistem. Available at : http://elfisuir.blogspot.com/2010/03/ ekologi  ekosistem.html. (Diakses 22 Maret 2011)
http://id.Wikipedia.org/wiki/Ekosistem. (Diakses: 9 Mei 2013)
Hanafiah, K.A. 2007. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. Raja Grafindo Persada. Jakarta. (Diakses 11 Mei 2013)
http://janganlupadibaca.blogspot.com/2010/11/pengertian-klimatologi.html. (Diakses 11 Mei 2013 )
http://id.wikipedia.org/wiki/Sawah (diakses 11 mei 2013)
Elfis suhu dalam kajian ekologi http://id.wikipedia.org/wiki/Kelembapanm (di akses tanggal 13 april 2012 13.52)
http://id.wikipedia.org/wiki/Ekosistem
http://awankumulunimbus.blogspot.com/ (di akses tanggal13 april 2012 14.22)





1 komentar:

  1. Casinos Near Casinos in Marrakech, MD - Mapyro
    Find 밀양 출장마사지 Casinos Near Casinos in Marrakech, MD, 안양 출장마사지 United States - Find your way around 춘천 출장샵 the casino, find 충주 출장안마 where everything 안산 출장안마 is located with Mapyro.

    BalasHapus