UJI EFEKTIVITAS PUPUK ORGANIK HAYATI (BIO-ORGANIC FERTILIZER) DALAM MENSUBSTITUSI KEBUTUHAN PUPUK PADA TANAMAN CAISIN (Brassica chinensis)
Oleh
ALIN DWI ANANTY A24104020
DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBER DAYA LAHAN FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2008
SUMMARY ALIN DWI ANANTY. Effectiveness Test of Bio-organic Fertilizer in Substituting Fertilizer Requirements in Caisin (Brassica chinensis). Under Supervision of ISWANDI ANAS and RAHAYU WIDYASTUTI. Currently, there are several factors which stimulate the increase of attention toward application of bio-organic fertilizer which is based on local raw materials in Indonesia. One of the factors is energy crisis which caused increasing price of fertilizer-raw materials, so that the producers were not able to fulfill the domestic demand for fertilizer. Therefore, the fertilizer price increased progressively, causing subsidy of fertilizers threefold increased. Beside that, there is also a growing awareness toward the potency of environmental pollution due to excessive and inefficient use of inorganic fertilizer. The objective of this study was testing the effectiveness of bio-organic fertilizers which contained microbes that have a positive roles for crops (such as phosphate solubilizing microbes, Azotobacter and Azospirillum) in substituting the requirements for inorganic fertilizer in caisin crop. This research was conducted in Laboratory of Soil Biotechnology and green house, Department of Soil Science and Land Resources, Bogor Agricultural University. Completely Randomized Experimental Design was used in this research, containing six treatments and four replications, namely: without fertilizer (control), inorganic fertilizer (100 % NPK), organic fertilizer (DOP + 50 % N) and three treatments of bio-organic fertilizer (Ponti + 50 % NPK, Biost + 50 % NPK, and Fertismart + 50 % NPK). The observed parameters were plant height, number of leaves, root dry and fresh weight, and dry and fresh weight of upper part of the plants. Research results showed that the inorganic fertilizer and three treatments of bio-organic fertilizer had significant effect on all parameters observed. It was proved that treatment of bio-organic fertilizer was able to make caisin reached production level equivalent with those treated with inorganic fertilizer. The use of bio-organic fertilizers Fertismart, Ponti and Biost were able to substitute 50 % of the use of inorganic fertilizer, and more environmentally friendly. Keywords: bio-organic solubilizing microbes.
fertilizer,
Azotobacter,
Azospirillum,
phosphate
RINGKASAN ALIN DWI ANANTY. Uji Efektivitas Pupuk Organik Hayati (Bio-organic Fertilizer) dalam Mensubstitusi Kebutuhan Pupuk pada Tanaman Caisin (Brassica chinensis). Dibimbing oleh ISWANDI ANAS dan RAHAYU WIDYASTUTI. Ada beberapa faktor yang mendorong meningkatnya perhatian terhadap aplikasi pupuk organik hayati (bio-organic fertilizer) berbasis bahan baku lokal di Indonesia pada saat ini, yaitu krisis energi yang terjadi belakangan ini menyebabkan meningkatnya harga bahan baku pupuk sehingga produsen tidak mampu memenuhi kebutuhan pupuk dalam negeri maka harga pupuk turut meningkat yang mengakibatkan subsidi pupuk membengkak tiga kali lipat. Faktor lain penyebab meningkatnya perhatian terhadap pupuk organic hayati adalah mulai tumbuhnya kesadaran terhadap potensi pencemaran lingkungan melalui penggunaan pupuk anorganik yang berlebihan dan tidak efisien. Tujuan penelitian ini adalah untuk menguji efektivitas pupuk organik hayati yang didalamnya terkandung mikrob yang memiliki peranan positif bagi tanaman seperti mikrob pelarut fosfat, Azotobacter, dan Azospirillum dalam mensubstitusi kebutuhan pupuk anorganik pada tanaman caisin. Penelitian di laksanakan di Laboratorium Bioteknologi Tanah dan rumah kaca, Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Institut Pertanian Bogor. Rancangan acak lengkap di gunakan dalam penelitian ini dengan enam perlakuan dan empat ulangan: tanpa pupuk (kontrol), pupuk anorganik (100% NPK), pupuk organik (DOP + 50% N), dan tiga perlakuan pupuk organik hayati (Ponti + 50% NPK, Biost + 50% NPK, dan Fertismart + 50% NPK). Parameter yang diamati adalah tinggi tanaman, jumlah daun, bobot basah dan kering akar serta bobot basah dan kering tanaman bagian atas. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pupuk anorganik dan tiga perlakuan pupuk organik hayati berpengaruh nyata terhadap semua parameter yang diamati. Perlakuan pupuk organik hayati terbukti mampu membuat caisin berproduksi setara dengan perlakuan pupuk anorganik. Penggunaan pupuk organik hayati Fertismart, Ponti, dan Biost mampu mensubstitusi 50% penggunaan pupuk anorganik dan lebih ramah lingkungan. Kata Kunci: pupuk organik hayati, Azotobacter, Azospirillum, mikrob pelarut fosfat
UJI EFEKTIVITAS PUPUK ORGANIK HAYATI (BIO-ORGANIC FERTILIZER) DALAM MENSUBSTITUSI KEBUTUHAN PUPUK PADA TANAMAN CAISIN (Brassica chinensis)
ALIN DWI ANANTY A24104020
Skripsi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian pada Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan
DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBER DAYA LAHAN FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2008
Judul Penelitian
: Uji Efektivitas Pupuk Organik Hayati (Bio-Organic Fertilizer) dalam Mensubstitusi Kebutuhan Pupuk pada Tanaman Caisin (Brassica chinensis)
Nama
: Alin Dwi Ananty
NRP
: A24104020
Disetujui Pembimbing I
Pembimbing II
Prof. Dr Ir Iswandi Anas, M.Sc. NIP. 130 607 613
Dr Rahayu Widyastuti, M.Sc. NIP. 131 879 328
Diketahui Dekan Fakultas Pertanian
Prof. Dr Ir Didy Sopandie, M.Agr NIP. 131 124 019
Tanggal Lulus:
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur hanya kepada Allah SWT atas segala berkat dan rahmatNya penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi dengan baik. Skripsi yang berjudul Uji Efektivitas Pupuk Organik Hayati (Bioorganic Fertilizer) dalam Mensubstitusi Kebutuhan Pupuk pada Tanaman Caisin (Brassica chinensis) ini merupakan hasil penelitian sebagai salah satu syarat kelulusan menjadi Sarjana Pertanian di Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada: 1. Prof. Dr Ir Iswandi Anas, M.Sc selaku dosen pembimbing skripsi pertama sekaligus penyandang dana dalam penelitian ini dan Dr Rahayu Widyastuti, M.Sc selaku dosen pembimbing skripsi kedua yang telah banyak memberikan bimbingan, arahan, dan kemudahan dalam melakukan penelitian hingga penulisan skripsi ini. 2. PT. Sitosu Agro Cemerlang sebagai produsen bio-organic fertilizer Biost, PT. Kujang Amanah Tani sebagai produsen bio-organic fertilizer Fertismart, CV DOP sebagai produsen pupuk organik DOP, dan Bapak Heru K Wibawa sebagai produsen bio-organic fertilizer Ponti. Akhir kata penulis berharap semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bengkulu pada tanggal 9 Mei 1986 dari ayah Alif Surachman dan ibu Dian Herdiana. Penulis merupakan putri kedua dari tiga bersaudara. Tahun 2004 penulis lulus dari SMA Negeri 5 Bengkulu dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk IPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB. Penulis memilih Program Studi Ilmu Tanah, Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian. Selama masa perkuliahan penulis pernah menjadi asisten praktikum mata kuliah bioteknologi tanah pada tahun 2007. Pada tahun yang sama, penulis memenangi lomba membuat poster HITI (Himpunan Ilmu Tanah Indonesia), Yogyakarta, sebagai juara IV.
DAFTAR ISI
Halaman DAFTAR TABEL
………………………………………………………...
i
……………………………….……………………..
ii
…………………………………………………...
iii
……………………………….……………………..
1
DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang 1.2 Tujuan
……………………….…………………………
1
………………………………………………………….
2
…………………………………………………….....
2
1.3 Hipotesis
II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pupuk Hayati
………………………………………………
3
……………………………………………………
3
2.2 Pupuk Organik Hayati
………..…………………………………
3
2.3 Azotobacter
………..….………………………….……………...
5
2.4 Azospirillum
……………...…………………………….………..
6
2.5 Mikrob Pelarut Fosfat
……………….……………….………...
8
2.6 Karakteristik Tanaman Caisin …………………………………..
11
III BAHAN DAN METODE
……………………………………………..
12
3.1 Tempat dan Waktu ……………………………………..……….
12
3.2 Bahan
12
………...……………………………………...………….
3.3 Metode Penelitian
………………....……………………...…….
12
3.3.1 Pelaksanaan Penelitian pada Pot ………….…..….………
12
3.3.2 Pelaksanaan Penelitian pada Trey ……………….……..
15
IV HASIL DAN PEMBAHASAN
……………………………………….
17
4.1 Pengaruh Pupuk Organik Hayati Terhadap Tinggi Tanaman dan Jumlah Daun ……………………………………...…….……....
17
4.2
Pengaruh Pupuk Organik Hayati Terhadap Bobot Basah dan Kering Tanaman Bagian Atas ….……………………………….
22
4.3
Pengaruh Pupuk Organik Hayati Terhadap Bobot Basah dan Bobot Kering Akar ……...…………………….……………….
25
4.4
Pertumbuhan Caisin pada Perlakuan Pupuk Organik Hayati (Fertismart, Ponti, dan Biost) + 50% NPK dan DOP + 50% N…..
27
………………..………………………
29
……………………………………………………
29
5.2 Saran …………………………………………………………..
29
V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan
DAFTAR PUSTAKA
……………………………………………………...
30
LAMPIRAN ……………………………………………………………….
32
DAFTAR TABEL
Halaman 1. Takaran pupuk anorganik, pupuk organik hayati, dan pupuk organik pada pot ……………………………………………………………...….
2. Pengaruh berbagai perlakuan pupuk terhadap pertumbuhan tinggi tanaman caisin ……………………………………………………...…..
13 16 17
3. Pengaruh berbagai perlakuan pupuk terhadap pertumbuhan tinggi tanaman caisin pada pot ………………………………………………..... 4. Pengaruh berbagai perlakuan pupuk terhadap pertumbuhan jumlah daun tanaman caisin pada pot ………………………………………………... 5. Pengaruh berbagai perlakuan pupuk terhadap pertumbuhan tinggi tanaman caisin pada tray ……………………………………………….. 6. Pengaruh berbagai perlakuan pupuk terhadap pertumbuhan jumlah daun tanaman caisin pada tray ……………………………………………… 7. Pengaruh berbagai perlakuan pupuk terhadap bobot kering tanaman bagian atas (BKTBA) dan bobot basah tanaman bagian atas (BBTBA) pada pot ………………………………………………………………… 8. Pengaruh berbagai perlakuan pupuk terhadap bobot kering tanaman bagian atas (BKTBA) dan bobot basah tanaman bagian atas (BBTBA) pada tray ………………………………………………………………... 9. Pengaruh perlakuan pupuk terhadap bobot basah akar (BBA) dan bobot kering akar (BKA) ……………………………………………………...
18 20 22
24
25 26
DAFTAR GAMBAR
Halaman 1. Pengaruh pupuk organik hayati terhadap pertumbuhan caisin pada pot (4 minggu setelah tanam) ……...………..…….………………………….. 19 2. Pengaruh pupuk organik hayati terhadap pertumbuhan caisin pada tray (3 minggu setelah tanam ) ..……………………….………………………
21
3. Pengaruh pupuk organik hayati terhadap tanaman bagian atas caisin pada pot (5 minggu setelah tanam) ……………………………………………
23
4. Pengaruh pupuk organik hayati terhadap tanaman bagian atas caisin pada tray (4 minggu setelah tanam) ….……………………..……………...….. 25 5. Pengaruh pupuk organik hayati terhadap pertumbuhan akar caisin ……...
26
13
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman 1.
Hasil analisis kimia tanah ………….……...……………….………….
33
2.
Hasil analisis kimia pupuk anorganik ………………..……………..…
33
3.
Komposisi media NFB …………………………………………..……..
33
4.
Hasil analisis biologi pada pupuk organik hayati dan DOP .…….........
34
5.
Komposisi media Pikovskaya …………………………………………
34
6.
Komposisi media NFM …………………………………….………….
34
7.
Hasil analisis kimia pupuk DOP …………………………..…………..
35
8.
Hasil analisis kimia pupuk organik Ponti ……………………………..
35
14
I PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Bio-organic fertilizer atau pupuk organik hayati adalah pupuk kombinasi
antara pupuk organik dan pupuk hayati. Pupuk organik hayati adalah pupuk organik yang terbuat dari bahan-bahan alami seperti pupuk kandang, kompos, kascing, gambut, rumput laut dan guano diperkaya mikrob hidup yang memiliki peranan positif bagi tanaman. Beberapa faktor pendorong meningkatnya perhatian terhadap aplikasi pupuk organik hayati di Indonesia saat ini, yaitu terjadinya krisis energi yang menyebabkan meningkatnya harga bahan baku pupuk sehingga produsen menurunkan jumlah produksi. Menurunnya pasokan pupuk dari produsen menyebabkan terjadinya kelangkaan pupuk di pasaran sehingga harga pupuk turut meningkat yang menyebabkan subsidi pupuk membengkak tiga kali lipat menjadi 14.1 triliun rupiah. Faktor lain pendorong meningkatnya penggunaan pupuk organik hayati adalah mulai tumbuhnya kesadaran terhadap potensi pencemaran lingkungan melalui penggunaan pupuk anorganik yang berlebihan dan tidak efisien. Selain penghematan besar dari segi biaya produksi, penggunaan pupuk organik hayati lebih menguntungkan dalam jangka panjang. Pupuk organik hayati berperan dalam mempengaruhi ketersediaan unsur hara makro dan mikro, efisiensi hara, kinerja sistem enzim, meningkatkan metabolisme, pertumbuhan dan hasil tanaman. Teknologi ini mempunyai prospek yang lebih menjanjikan dan ramah lingkungan. Untuk aplikasi pupuk organik hayati, penggunaan inokulan
15
yang menonjol untuk saat ini adalah mikroba penambat N (nitrogen) dan mikroba untuk meningkatkan ketersedian P (fosfat) dalam tanah. Pupuk organik hayati yang digunakan dalam penelitian ini (Fertismart, Ponti, dan Biost) mengandung mikrob bermanfaat bagi tanaman seperti penambat N yaitu Azospirillum dan Azotobacter, juga terdapat mikrob pelarut P. Ketiga pupuk tersebut akan diaplikasikan terhadap tanaman caisin. Caisin digunakan dalam penelitian ini karena caisin merupakan tanaman hortikultur yang bernilai ekonomi tinggi.
1.2
Tujuan Menguji efektivitas tiga jenis pupuk organik hayati dalam mensubstitusi
kebutuhan pupuk anorganik pada tanaman caisin.
1.3
Hipotesis Pupuk organik hayati dapat menggantikan sebagian pupuk anorganik.
16
II TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Pupuk Hayati Pupuk hayati merupakan mikrob hidup yang diberikan ke dalam tanah
sebagai inokulan untuk membantu tanaman memfasilitasi atau menyediakan unsur hara tertentu bagi tanaman. Oleh karena itu, pupuk hayati sering juga disebut sebagai pupuk mikrob (Yuwono, 2006). Pupuk hayati telah dilaporkan mampu meningkatkan efisiensi serapan hara, memperbaiki pertumbuhan dan hasil, serta meningkatkan ketahanan terhadap serangan hama dan penyakit. Umumnya digunakan mikrob yang mampu hidup bersama (simbiosis) dengan tanaman inangnya. Keuntungan diperoleh oleh kedua pihak, tanaman inang mendapatkan tambahan unsur hara yang diperlukan, sedangkan mikrob mendapatkan bahan organik untuk aktivitas dan pertumbuhannya. Pupuk hayati berperan dalam mempengaruhi ketersediaan unsur hara makro dan mikro, efisiensi hara, kinerja sistem enzim, meningkatkan metabolisme, pertumbuhan, dan hasil tanaman. Teknologi ini mempunyai prospek yang lebih menjanjikan di samping karena pengaruhnya yang nyata dalam meningkatkan hasil, juga lebih ramah lingkungan (Agung dan Rahayu, 2004).
2.2
Pupuk Organik Hayati Pengertian pupuk organik hayati secara umum adalah pupuk organik yang
mengandung isolat unggul seperti mikrob penambat nitrogen (N2), mikroba pelarut fosfat (P), atau mikroba perombak selulosa yang diberikan ke biji, tanah ataupun tempat pengomposan dengan tujuan meningkatkan jumlah mikroba
17
perombak selulosa dan mempercepat proses perombakan sehingga hara tersedia bagi tanaman. Banyak mikrob yang bisa dimanfaatkan, antara lain, Azospirillum spp dan Azotobacter spp untuk menambat N2 dari udara tanpa harus bersimbiosis dengan tanaman. Aeromonas spp dan Aspergillus spp adalah contoh mikrob pelarut P yang sangat efektif dalam melepaskan ikatan P yang sukar larut. Selain itu, mikrob ini bisa memperbaiki aerasi dan agregasi tanah (Khudori, 2006). Pupuk organik hayati mengandung sumber hara seperti N, P, K, dan hara lainnya. Mikroba yang ditambahkan ke dalam pupuk organik hayati selain mampu meningkatkan
ketersediaan
hara,
juga
mampu
meningkatkan
efisiensi
pengambilan hara (uptake) oleh tanaman sehingga efisiensi pemupukan meningkat. Hasil penelitian Kanacharoenpong et al. (2003), menunjukkan media kombinasi yang terdiri atas kompos, pupuk organik hayati, dan sekam terhadap tanaman marigold (Tagetes erecta), pada rasio 1:2:1 dan 1:3:1 nyata meningkatkan tinggi tanaman, bobot kering akar, dan tanaman bagian atas, luasan kanopi, jumlah bunga, lebar bunga, dan bobot kering bunga, dibandingkan pada tanaman kontrol yang menggunakan 100% pupuk anorganik. Selain itu marigold yang ditanam pada media kombinasi menunjukkan pembungaan yang lebih cepat (40 hari setelah transplanting) dibandingkan pada marigold yang ditanam pada tanah yang diberi pupuk anorganik (60 hari setelah transplanting). Menurut ElHabbasha (2007), aplikasi pupuk organik hayati menggantikan pupuk anorganik penting dilakukan untuk melindungi lingkungan dari dampak buruk pupuk anorganik.
18
2.3
Azotobacter Mikrob yang memfiksasi nitrogen disebut diazotrop. Sedangkan mikrob
yang memfiksasi nitrogen secara independen tanpa bantuan organisme lain disebut bakteri yang hidup bebas (free living bacteria).
Azotobacter adalah
bakteri penambat nitrogen aerobik yang mampu menambat nitrogen dalam jumlah yang cukup tinggi, bervariasi antara 2 - 15 mg nitrogen/gram sumber karbon yang digunakan, meskipun hasil yang lebih tinggi seringkali dilaporkan (Subba Rao, 1994). Koloni Azotobacter mempunyai ciri-ciri berbentuk convex, smooth, putih, semiopaque, moist, viscid, dengan diameter kurang lebih 4 - 8 mm. Isolat-isolat murni tersebut dipelihara dalam medium agar miring. Spesies-spesies Azotobacter yang telah dikenal antara laian: A. chococcum, A. beijerinckii, A. paspali, A. vinelandii, A. agilis, A. insiginis dan A. Macrocytogenes. Azotobacter chroococcum adalah bakteri gram negatif merupakan bagian dari famili Azotobacteraceae, merupakan grup aerobik, diazotrop yang hidup bebas mampu memfiksasi N atmosfer dalam media bebas N maupun miskin N dengan menggunakan komponen bahan organik sebagai sumber energi (Kumar et al., 2006). Azotobacter dapat meghasilkan hormon tumbuh yaitu auksin dan asam indolasetat (IAA) (Hanafiah, 2005). Efek Azotobacter dalam meningkatkan biomassa akar disebabkan oleh penghasilan IAA di daerah perakaran. Hal ini didukung bukti bahwa eksudat akar mengandung triptophan atau senyawa serupa yang dapat digunakan oleh mikrob tanah untuk memproduksi asam indol asetat.
19
Inokulasi Azotobacter efektif dalam meningkatkan hasil panen tanaman budidaya pada tanah yang dipupuk dengan bahan organik yang cukup. Sediaan bakteri yang mengandung sel-sel Azotobacter yang diberi nama Azotobacterin yang diproduksi dan digunakan di Rusia dan Negara-negara Eropa Timur terbukti menguntungkan dalam meningkatkan hasil panen tanaman budidaya seperti gandum, barley, jagung, gula bit, wortel, kubis, dan kentang sebesar 12% dibandingkan dengan tanaman kontrol. Respon ini diduga disebabkan oleh faktor tumbuh yang dihasilkan oleh Azotobacter (Wedhastri, 2002). Kemampuan rizobakteri Azotobacter dalam memfiksasi nitrogen menjadi ammonium yang tersedia untuk tanaman dan memproduksi fitohormon merupakan indikator kemampuan rizobakteri ini untuk digunakan sebagai input dalam suatu sistem produksi tanaman yang mengutamakan kesehatan tanah. Inokulasi Azotobacter telah dilakukan di pembibitan tanaman sayuran, dan memperlihatkan potensi rizobakteri ini untuk meningkatkan pertumbuhan perakaran dan tajuk bibit serta mendukung peningkatan populasi Azotobacter di rizosfir (Hindersah dan Simarmata, 2004).
2.4
Azospirillum Azospirillum adalah bakteri Gram negatif yang mengandung butir-butir
poly - β - hydroxy butyrate. Bakteri genus Azospirillum dibagi menjadi lima spesies, yaitu A. lipoferum, A. brasiliense, A. amazonense, A. haloprafersns dan A. irakense. Ciri utama adalah mempunyai sel-sel yang bersifat sangat motil dan vibroid meski dalam kultur alkalin tua. Semua strain, dalam kultur agar broth bersifat gram negatif dan menjadi gram variabel dalam kultur agar nutrient
20
(Döbereiner, 1991 dalam Hanafiah, 2004). Temperatur optimum bagi diazotrop mikroaerobik adalah 32 – 36oC, yang menjelaskan mengapa mikrob ini lebih umum dijumpai pada kawasan subtropis dan tropis. Tanaman yang berasosiasi dengan Azospirillum akan memperoleh banyak keuntungan, antara lain karena adanya suplai hormon tumbuh seperti auksin, IAA, dan gibberelin, yang diproduksi pada kondisi tertentu; auksin berfungsi memacu pembentukan akar dan rambut-rambut akar, sehingga daerah serapan akar terhadap hara dan air diperluas; vitamin berupa tiamin, niasin, dan pantotenik yang bersama dengan hormon tumbuh berfungsi sebagai pemacu pertumbuhan dan produksi tanaman; dan menghasilkan bakteriosin, yang berfungsi melindungi tanaman dari serangan bakterial. Hasil penelitian Astuti (2007), menunjukkan perkecambahan biji kedelai Tanggamus yang diinokulasikan dengan isolat Azospirillum menyebabkan peningkatan panjang batang dan peningkatan jumlah akar lateral. Katupitiya dan Vlassak (1990) menyimpulkan bahwa berdasarkan hasil percobaan inokulasi di lapang dengan Azospirillum sp. dari seluruh dunia yang dikumpulkan selama 20 tahun, bakteri Azospirillum sp. mampu memacu peningkatan hasil pertanian penting pada kondisi tanah dan iklim yang berbeda dan secara statistik nyata meningkatkan hasil 30 sampai 50 %. Kemampuan fiksasi N oleh bakteri yang hidup di sekitar akar tanaman akan berkurang jika N dalam tanah tinggi. Hasil penelitian pada tanaman sorgum di lapangan menunjukkan bahwa dengan pemberian pupuk N dosis tinggi, yaitu 200 kg ha-1 N, ternyata aktivitas bakteri yang mengandung enzim nitrogenase sama sekali dihambat.
21
Hasil penelitian Lestari et al. (2007), terhadap padi varietas IR64 yang diberi perlakuan tanpa inokulasi dan dengan inokulasi beberapa strain Azospirillum pada berbagai taraf N menunjukkan semakin tinggi taraf N, perkembangan akarnya semakin baik. Perakaran yang paling baik diperoleh pada perlakuan inokulasi Azospirillum Az7 pada taraf 100% N. Inokulasi Azospirillum memberikan dampak yang lebih baik terhadap perkembangan akar tanaman padi, jumlah akar lebih lebat, dan rambut akar lebih banyak. Semakin tinggi jumlah IAA yang diproduksi oleh Azospirillum, semakin baik pengaruhnya terhadap perkembangan akar padi. Penambatan N2-bebas oleh Azospirillum dimungkinkan oleh adanya enzim nitrogenase. Pada A. brasiliense dan A. lipoferum, enzim ini terdiri dari komponen nitrogenase (Protein MoFe), dengan reduktase (protein Fe) yang “inaktif” dan aktifator enzimnya. Dalam proses fiksasi N2 diperlukan energi ATP dan pembawa elektron. Hanafiah (2005) menjelaskan bahwa mekanisme proses ini adalah: (1) energi ATP dan elektron ferredoksin mereduksi protein Fe menjadi reduktan; (2) reduktan ini mereduksi protein MoFe yang kemudian mereduksi N2 menjadi NH3 dengan hasil sampingan berupa gas H2; dan (3) bersamaan itu juga terjadi reduksi asetilena dan etilena, yang dapat digunakan sebagai salah satu indikator proses fiksasi N2 bebas secara biologis.
2.5
Mikrob Pelarut Fosfat Mikrob pelarut fosfat (MPF) seperti Bacillus sp. dan Pseudomonas sp.
merupakan mikrob tanah yang mempunyai kemampuan melarutkan P tidak tersedia menjadi tersedia. Hal ini terjadi karena bakteri tersebut mampu
22
mensekresi asam-asam organik yang dapat membentuk kompleks stabil dengan kation-kation pengikat P di dalam tanah dan asam-asam organik tersebut akan menurunkan pH dan memecahkan ikatan pada beberapa bentuk senyawa fosfat sehingga akan meningkatkan ketersediaan fosfat dalam larutan tanah (Subba Rao, 1994). Pseudomonas sp. telah diteliti sebagai agen pengendalian hayati penyakit tumbuhan. Baru-baru ini telah dibuktikan bahwa Pseudomonas spp. dapat menstimulir timbulnya ketahanan tanaman terhadap infeksi jamur patogen akar, bakteri dan virus. Dalam aktivitasnya, mikrob pelarut P akan menghasilkan asam-asam organik diantaranya adalah asam sitrat, glitamat, suksinat, laktat, oksalat, glioksalat, malat, fumarat, tartarat, dan α-ketobutirat (Alexander, 1978). Meningkatnya asam-asam organik tersebut biasanya diikuti dengan penurunan pH. Penurunan pH dapat disebabkan terbebasnya asam sulfat dan nitrat pada oksidasi kemoautotrofik sulfur dan ammonium, berturut-turut oleh bakteri Thiobacillus
dan
Nitrosomonas.
Asam
organik
mampu
meningkatkan
ketersediaan P di dalam tanah melalui beberapa mekanisme, diantaranya adalah: (1) anion organik bersaing dengan ortofosfat pada permukaan tapak jerapan koloid yang bermuatan positif (Premono, 1994); (2) pelepasan ortofosfat dari ikatan logam-P melalui pembentukan kompleks logam organik (Elfiati, 2005); dan (3) modifikasi muatan tapak jerapan oleh ligan organik. Disamping meningkatkan P tersedia, beberapa asam organik berbobot molekul rendah ini juga dilaporkan dapat mengurangi daya racun Al yang dapat dipertukarkan (Al-dd) pada tanaman kapas (Elfiati, 2005). Hasil penelitian Premono et al. (1992) menunjukkan bahwa mikrob pelarut fosfat secara nyata
23
mampu mengurangi Fe, Mn, dan Cu yang terserap oleh tanaman jagung yang ditanam pada tanah masam, sehingga berada pada tingkat kandungan yang normal. Terdapatnya asam-asam organik sitrat, oksalat, malat, tartalat, dan malonat di dalam tanah sangat penting artinya dalam mengurangi pengikatan P oleh unsur penjerapnya dan mengurangi daya racun aluminium pada tanah masam. Umumnya di dalam tanah ditemukan mikrob pelarut P anorganik sekitar 104 - 106 gram-1 tanah dan sebagian besar berada di daerah perakaran. Penelitian dan pemanfaatan mikrob pelarut P sudah dilakukan sejak tahun 1930-an. Negara yang mula-mula memproduksi mikrob ini sebagai pupuk hayati adalah Rusia pada tahun 1947. Inokulan pelarut P ini cukup luas dimanfaatkan di negara-negara Eropa Timur dengan nama dagang fosfobakterin. Produk ini dilaporkan terdiri dari kaolin yang membawa 7 juta spora bakteri Bacillus megaterium varietas phosphaticum setiap gramnya. Selanjutnya dikemukakan bahwa fosfobakterin memberikan hasil yang baik pada tanah-tanah yang netral sampai basa dengan kandungan bahan organik tinggi (Elfiati, 2005). Penelitian mikrob pelarut P juga banyak dilakukan di India, Kanada, dan Mesir dengan tujuan untuk melarutkan endapan-endapan Ca-fosfat (Subba Rao, 1982).
Pemanfaatan jamur tanah yang lebih dominan pada pH rendah juga
memperoleh perhatian peneliti tersebut. Hasil penelitian menunjukkan bahwa beberapa Aspergillus sp. dan Penicillium sp. mampu melarutkan Al-P dan Fe-P. Jenis jamur yang lain adalah Sclerotium dan Fusarium (Alexander, 1978). Bakteri yang sering dilaporkan dapat melarutkan P anatara lain adalah anggota-anggota
24
genus Pseudomonas, Bacillus, Mycobacterium, Flavobacterium, Bacterium, Citrobacter, dan Enterobacter (Premono, 1994).
2.6 Karakteristik Tanaman Caisin Caisin atau sawi cina, merupakan jenis sawi yang paling banyak diminati konsumen saat ini. Sawi berasal dari Cina, karena Indonesia mempunyai kecocokan terhadap iklim, cuaca dan tanahnya sehingga dikembangkan di Indonesia ini. Tanaman sawi dapat tumbuh baik di tempat yang berhawa panas maupun berhawa dingin, sehingga dapat diusahakan dari dataran rendah maupun dataran tinggi. Meskipun demikian pada kenyataannya hasil yang diperoleh lebih baik di dataran tinggi. Daerah penanaman yang cocok adalah mulai dari ketinggian 5 meter sampai dengan 1.200 meter di atas permukaan laut, namun biasanya dibudidayakan pada daerah yang mempunyai ketinggian 100 meter sampai 500 meter di atas permukaan laut. Tanaman sawi tahan terhadap air hujan, sehingga dapat ditanam sepanjang tahun. Pada musim kemarau yang perlu diperhatikan adalah penyiraman secara teratur. Berhubung dalam pertumbuhannya tanaman ini membutuhkan hawa yang sejuk, lebih cepat tumbuh apabila ditanam dalam suasana lembab. Akan tetapi tanaman ini juga tidak dapat tumbuh pada air yang menggenang. Dengan demikian, tanaman ini cocok bila ditanam pada akhir musim penghujan. Tanah yang cocok untuk ditanami sawi adalah tanah gembur, banyak mengandung humus, subur, serta drainase baik. Derajat kemasaman (pH) tanah yang optimum untuk pertumbuhannya adalah antara pH 6 sampai pH 7 (Margiyanto, 2007).
25
III BAHAN DAN METODE
3.1
Tempat dan Waktu Penelitian dilaksanakan pada bulan Maret sampai bulan Juni 2008 yang
dilakukan di rumah kaca University Farm Cikabayan dan di Laboratorium Bioteknologi Tanah, Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
3.2
Bahan Media tanam yang digunakan dalam penelitian ini adalah tanah Latosol.
Bahan yang digunakan adalah benih caisin (Brassica chinensis). Sebagai sumber N, P, dan K dalam penelitian ini berturut-turut adalah pupuk Urea, SP36, dan KCl (Hasil analisis kimia pada Lampiran 2), pupuk organik hayati yaitu: Fertismart, Biost, Ponti (Hasil analisis biologi pada Lampiran4), dan pupuk organik DOP (Double Organic Phosphate). Media untuk penghitungan populasi mikrob antara lain: media NFB (Nitrogen Free Bromhtymol Blue) untuk penghitungan populasi Azospirillum, NFM (Nitrogen Free Manitol) untuk penghitungan populasi Azotobacter, dan media Pikovskaya untuk penghitungan populasi mikrob pelarut fosfat.
3.3
Metode Penelitian
3.3.1 Pelaksanaan Penelitian pada Pot Penelitian ini menggunakan rancangan acak lengkap dengan 6 perlakuan pupuk. Masing-masing perlakuan diulang sebanyak 4 kali sehingga diperoleh 24
26
satuan percobaan. Perlakuan 1 adalah kontrol. Perlakuan 2 adalah penggunaan 100% pupuk anorganik yaitu pupuk Urea, SP-36, dan KCl. Perlakuan 3, 4, dan 5 adalah perlakuan pemupukan kombinasi antara 50% pupuk anorganik dengan pupuk organik hayati. Sedangkan perlakuan 6 adalah penggunaan 50% pupuk urea yang dikombinasikan dengan pupuk organik. Dosis pupuk yang digunakan untuk perlakuan 100% NPK adalah 200 kg/ha Urea, 100kg/ha SP36 dan 75 kg/ha KCl yang kemudian dosis tersebut dikonversi dalam satuan gram/pot. Sedangkan dosis pupuk organik hayati dan organik yang dipakai adalah 250 kg/ha. Tabel 1. Takaran pupuk anorganik, pupuk organik hayati, dan pupuk organik pada pot Perlakuan
Urea
KCl
SP36
Fertismart
Biost
Ponti
DOP
--------------------------------(g/pot)-----------------------------Kontrol 0 0 100% NPK 2.3 0.75 Fertismart + 50% NPK 1.15 0.375 Biost + 50% NPK 1.15 0.375 Ponti + 50% NPK 1.15 0.375 1.15 0 DOP + 50% N Ket: Setiap pot berisi tanah 3 kg BKM
0 1.3 0.65 0.65 0.65 0
0 0 2.5 0 0 0
0 0 0 2.5 0 0
0 0 0 0 2.5 0
0 0 0 0 0 2.5
Pengambilan tanah dari lokasi asal yaitu Cimahpar digunakan sebagai media tanam. Pada saat pengambilan tersebut juga diambil contoh tanah untuk analisa
pendahuluan.
Contoh
tanah
untuk
media
tanam
kemudian
dikeringudarakan, ditumbuk dan diayak. Contoh tanah tersebut dimasukkan dalam pot dengan bobot tanah masing-masing 3 kg tanah/pot (BKM). Pupuk anorganik dicampur dengan setengah bagian tanah dalam pot, sedangkan pupuk organik hayati dan pupuk organik dicampurkan dengan tanah tempat benih akan ditanam. Ketiga jenis pupuk tersebut diberikan satu kali sebelum tanam sesuai dengan
27
takaran yang disajikan pada Tabel 1. Kemudian tanah diinkubasi selama satu minggu. Setelah selesai masa inkubasi, benih caisin ditanam sebanyak 3 benih/pot dengan kedalaman 1.5 cm. Pada saat tanaman mencapai umur 14 hari setelah tanam,
dilakukan
penjarangan
dengan
cara
mengambil
tanaman
yang
pertumbuhannya relatif kurang baik dengan menyisakan 2 tanaman yang pertumbuhannya relatif baik. Pemeliharaan tanaman dilakukan dengan menyiram tanaman setiap hari dengan acuan sesuai kapasitas lapang agar kondisi tanah tidak mengalami defisiensi air ataupun tergenang. Penyiraman tanaman dilakukan melalui pipa paralon yang ditancapkan ke dalam tanah. Parameter yang diamati adalah: 1) Tinggi tanaman, 2) Jumlah daun (diukur setiap minggu mulai umur 1-5 MST), 3) bobot basah tanaman bagian atas (BBTBA), 4) bobot basah akar (BBA), 5) bobot kering tanaman bagian atas (BKTBA), dan 6) bobot kering akar (BKA) (diukur saat panen pada 5 MST). Analisis data dengan menggunakan Analysis of Variances (ANOVA) dengan uji lanjut Duncan Multiple Range Test (DMRT) pada taraf 5% untuk parameter tinggi tanaman dan jumlah daun, sedangkan pada parameter bobot basah dan kering tanaman bagian atas, bobot basah dan kering akar dilakukan uji lanjutan Least Significant Difference (LSD) pada taraf 5%. Pengukuran tinggi tanaman dilakukan dengan cara mengatupkan seluruh daun ke atas sehingga terlihat daun yang paling tinggi untuk selanjutnya diukur. Pada umur 5 MST dilakukan pemanenan untuk mengetahui BBTBA, BBA, BKTBA, dan BKA. BBTBA dan BBA diukur dengan menimbang bagian atas tanaman dan akar secara terpisah. Setelah penimbangan bobot basah tanaman,
28
bagian atas tanaman dan akar dikeringkan dalam oven pada suhu 60o selama 2 x 24 jam. Setelah itu, bagian atas dan akar tanaman ditimbang kembali untuk mendapatkan nilai BKTBA dan BKA.
3.3.2 Pelaksanaan Penelitin pada Tray Penelitian ini menggunakan rancangan acak lengkap dengan 7 perlakuan pupuk. Masing-masing perlakuan diulang sebanyak 4 kali sehingga diperoleh 28 satuan percobaan. Perlakuan 1 adalah kontrol. Perlakuan 2 adalah penggunaan 50% pupuk anorganik yaitu pupuk Urea, SP-36, dan KCl. Perlakuan 3 adalah penggunaan 100% pupuk anorganik yaitu pupuk Urea, SP-36, dan KCl. Perlakuan 4, 5, dan 6 adalah perlakuan pemupukan kombinasi antara 50% pupuk anorganik dengan pupuk organik hayati. Sedangkan perlakuan 7 adalah penggunaan 50% pupuk anorganik yang dikombinasikan dengan pupuk organik. Dosis pupuk yang digunakan untuk perlakuan 100% NPK adalah 200 ppm N, 200 ppm P2O5 dan 200 ppm K2O. Sedangkan dosis pupuk organik hayati dan organik yang dipakai adalah 2,5 gram/tray. Tanah yang digunakan sebagai media tanam pada Tray sama dengan yang digunakan pada pot. Namun tanah tersebut dikombinasikan dengan kompos pada perbandingan 3:1. Media kombinasi tersebut kemudian dimasukkan ke dalam cup 75 gram media/cup BKM. Pupuk anorganik dicampur dengan setengah bagian tanah dalam tray, sedangkan pupuk organik hayati dan pupuk organik dicampurkan dengan tanah tempat benih akan ditanam. Ketiga jenis pupuk tersebut diberikan satu kali sebelum tanam sesuai dengan takaran yang disajikan pada Tabel 2. Kemudian tanah diinkubasi selama satu minggu. Setelah selesai
29
masa inkubasi, benih caisin ditanam sebanyak 1 benih/cup dengan kedalaman 1.5 cm. Pemeliharaan tanaman dilakukan dengan menyiram tanaman setiap hari.
Tabel 2. Takaran pupuk anorganik, pupuk organik hayati, dan pupuk organik Perlakuan
Urea
KCl
SP36
---------- ppm ---------Kontrol 0 0 0 100% NPK 200 200 200 100 100 Fertismart + 50% NPK 100 100 100 Biost + 50% NPK 100 100 100 Ponti + 50% NPK 100 100 100 100 DOP + 50% N Ket: Setiap cup berisi media tanam 75 gram BKM
Fertismart
Biost
Ponti
DOP
--------------(g/cup)------------0 0 2.5 0 0 0
0 0 0 2.5 0 0
0 0 0 0 2.5 0
0 0 0 0 0 2.5
Parameter yang diamati adalah: 1) Tinggi tanaman, 2) Jumlah daun (diukur setiap minggu mulai umur 1-5 MST), 3) bobot basah tanaman bagian atas (BBTBA), 4) dan bobot kering tanaman bagian atas (BKTBA) (diukur saat panen pada 4 MST). Analisis data dengan menggunakan Analysis of Variances (ANOVA) dengan uji lanjut Duncan Multiple Range Test (DMRT) pada taraf 5% untuk parameter tinggi tanaman dan jumlah daun, sedangkan pada parameter bobot basah dan kering tanaman bagian atas dilakukan uji lanjutan Least Significant Difference (LSD) pada taraf 5%.
30
IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1
Pengaruh Pupuk Organik Hayati Terhadap Tinggi Tanaman dan Jumlah Daun Hasil uji DMRT taraf 5% menunjukkan bahwa perlakuan pemupukan
dengan kombinasi 50% pupuk anorganik dan pupuk organik hayati nyata meningkatkan tinggi tanaman dan jumlah daun caisin. Mulai pada umur tiga minggu setelah tanam (Tabel 3 dan 4) menunjukkan bahwa tanaman yang mendapat perlakuan 100% NPK dan tanaman yang diberi pupuk organik hayati (perlakuan Fertismart, Biost, dan Ponti yang dikombinasikan dengan 50% NPK) mengalami pertumbuhan yang jauh lebih pesat dibandingkan kontrol dan perlakuan DOP + 50% N.
Tabel 3. Pengaruh berbagai perlakuan pupuk terhadap pertumbuhan tinggi tanaman caisin pada pot Perlakuan
1MST
2MST
3MST
4MST
5MST
------------------------------- cm -------------------------Kontrol 100% NPK Fertismart + 50% NPK Biost + 50% NPK Ponti + 50% NPK DOP + 50% N
3.36 b 1.86 a 3.18 b 2.95 ab 3.71 b 2.93 ab
7.65 a 5.64 a 7.71 a 7.20 a 8.55 a 7.26 a
9.78 ab 10.78 abc 14.81 cd 13.00 bcd 16.00 d 8.10 a
12.60 a 18.19 b 21.44 b 18.90 b 21.91 b 13.00 a
14.21 a 23.63 b 26.13 b 23.31 b 25.59 b 14.69 a
*angka-angka yang diikuti oleh huruf yang sama dalam satu kolom tidak menunjukkan perbedaan yang nyata menurut DMRT 5%
Pada awal mula pertumbuhan, rata-rata tertinggi kedua parameter adalah pada kontrol namun setelah minggu ke 3, pertumbuhan tanaman kontrol dan tanaman dengan perlakuan DOP + 50% N tertinggal dibanding pertumbuhan tanaman yang diberi perlakuan lainnya (Gambar 1). Hal ini terjadi karena pada
31
perlakuan 100% NPK dan pupuk organik hayati yang dikombinasi dengan 50% NPK memungkinkan tanaman mendapat suplai N yang cukup untuk pertumbuhan. Pada kontrol yang tidak mendapat tambahan pupuk urea, jelas mengalami kekurangan N dan pada perlakuan DOP + 50% N hanya mendapat setengah dosis urea sehingga unsur N telah habis terpakai maupun tercuci, hal ini menunjukkan bahwa pupuk organik DOP tidak mampu mensubstitusi setengah dosis pupuk N pada tanaman caisin.
Tabel 4. Pengaruh berbagai perlakuan pupuk terhadap pertumbuhan jumlah daun tanaman caisin pada pot Perlakuan
1MST
2MST
3MST
4MST
5MST
----------------------- helai/tanaman ---------------------Kontrol 100% NPK Fertismart + 50% NPK Biost + 50% NPK Ponti + 50% NPK DOP + 50% N
1.00 b 0.25 a 0.75 ab 0.50 ab 0.88 b 0.88 b
2.13 ab 2.00 ab 2.38 ab 2.25 ab 2.88 b 1.88 a
3.25 a 3.75 ab 4.25 bc 3.50 ab 4.88 c 3.50 ab
4.38 a 5.50 b 6.25 b 6.38 b 6.38 b 4.25 a
6.38 a 8.88 b 9.00 b 9.00 b 9.50 b 7.13 a
*angka-angka yang diikuti oleh huruf yang sama dalam satu kolom tidak menunjukkan perbedaan yang nyata menurut DMRT 5%
Perlakuan pupuk organik hayati yang dikombinasikan dengan 50% NPK mampu mengimbangi pertumbuhan tanaman dengan 100% NPK, hal ini terjadi karena pada masing-masing pupuk organik hayati terkandung mikrob pelarut fosfat (MPF), yang selain dapat melarutkan P-anorganik, MPF seperti Pseudomonas
diketahui
dapat
membantu
pertumbuhan
tanaman
karena
Pseudomonas mampu menghambat pertumbuhan patogen dan melalui produksi zat pengatur tumbuh seperti auksin, gibberalin, dan vitamin. Perlakuan pupuk organik hayati juga hanya mendapat setengah dosis pupuk urea namun ketiga
32
pupuk organik hayati mengandung mikrob penambat N yaitu Azospirillum dan Azotobacter. Kedua mikrob yang terkandung dalam pupuk hayati yang digunakan mampu meningkatkan efisiensi pupuk N, sehingga kebutuhan tanaman tetap terpenuhi meskipun dosis urea dikurangi. Azospirillum dan Azotobacter juga merupakan mikrob yang mampu menghasilkan faktor tumbuh seperti IAA dan auksin. Penelitian Panjaitan (2004), melaporkan bahwa inokulasi cendawan Mikoriza arbuskula dan Azospirillum dapat mengefisienkan 50 - 70% penggunaan pupuk N dan P pada dosis 125 kg/ha Urea dan 75kg/ha SP-36 pada tanaman Setaria splendida.
ULANGAN 2
Kontrol
100% NPK
Ponti+ 50%NPK
Fert+ 50%NPK
DOP+ 50%N
Biost+ 50%NPK
Gambar 1. Pengaruh pupuk organik hayati terhadap pertumbuhan caisin pada pot (4 minggu setelah tanam) Menurut Gardner (1985), N merupakan bahan penting penyusun asam amino, amida, nukleotida, dan nukleoprotein, serta esensial untuk pembelahan sel, pembesaran sel, dan karenanya untuk pertumbuhan. Defisiensi N mengganggu proses pertumbuhan, menyebabkan tanaman kerdil, menguning dan berkurang hasil panen berat keringnya. Lakitan (1996) menambahkan, tanaman yang tidak mendapat tambahan unsur N tumbuhnya kerdil serta daun lebih kecil, tipis dan
33
jumlahnya sedikit. Sedangkan tanaman yang mendapatkan tambahan unsur N tumbuh lebih tinggi serta daunnya banyak dan lebar. Azotobacter mampu menambat N dalam jumlah yang cukup tinggi, bervariasi hingga 2 - 15 mg N/gram sumber karbon yang digunakan, meskipun hasil yang lebih tinggi seringkali dilaporkan (Subba Rao, 1982). Bakteri Azospirillum sp. mampu memacu peningkatan hasil pertanian penting pada kondisi tanah dan iklim yang berbeda dan secara statistik nyata meningkatkan hasil 30 sampai 50 %.
Tabel 5. Pengaruh berbagai perlakuan pupuk terhadap pertumbuhan tinggi tanaman caisin pada tray Perlakuan
1MST
2MST
3MST
4MST
--------------------- cm --------------------Kontrol 50% NPK 100% NPK Fertismart + 50% NPK Biost + 50% NPK Ponti + 50% NPK DOP + 50% NPK
1.93 ab 1.50 a 1.90 ab 2.33 b 2.00 ab 1.48 a 1.50 a
2.28 a 2.68 b 5.53 c 5.33 c 4.68 bc 3.93 b 2.88 b
2.75 a 6.20 b 11.13 d 12.13 d 8.93 c 7.60 bc 6.60 b
2.85 a 6.48 b 11.48 d 12.40 d 9.20 c 7.95 bc 6.95 b
*angka-angka yang diikuti oleh huruf yang sama dalam satu kolom tidak menunjukkan perbedaan yang nyata menurut DMRT 5%
Tabel 3 dan 4 menunjukkan perlakuan 100% NPK dan perlakuan pupuk organik hayati (Fertismart, Ponti, dan Biost) yang dikombinasi dengan 50% NPK nyata lebih tinggi daripada kontrol dan DOP + 50% N. Perlakuan Ponti + 50% NPK menunjukkan angka tertinggi pada parameter jumlah daun meskipun tidak berbeda nyata terhadap Biost + 50% NPK, Fertismart + 50% NPK, dan 100% NPK. Sedangkan pada parameter tinggi tanaman, rata-rata tertinggi terjadi pada perlakuan Fertismart + 50% NPK meskipun tidak berbeda nyata terhadap Biost + 50% NPK, Ponti + 50% NPK, dan 100% NPK. Hasil ini menunjukkan bahwa
34
pupuk organik hayati yang dikombinasikan dengan 50% NPK mampu membuat caisin tumbuh setara dengan caisin yang dipupuk 100% NPK pada parameter tinggi tanaman dan jumlah daun. Gambar 2 menunjukkan bahwa perlakuan 50% NPK menyebabkan tanaman caisin tumbuh lebih baik dibandingkan kontrol namun lebih lambat dibandingkan 100% NPK meskipun secara statistik tidak menunjukkan perbedaan yang nyata. Penelitian tambahan pada tray bertujuan untuk mengetahui pengaruh pupuk organik hayati dan pupuk organik dalam meningkatkan pertumbuhan tanaman caisin yang telah diberikan 50% dosis NPK.
kontrol
Gambar 2. Pengaruh pupuk organik hayati terhadap pertumbuhan caisin pada tray (3 minggu setelah tanam) Penelitian tambahan pada tray (Tabel 5 dan 6) pada parameter tinggi tanaman, perlakuan Fertismart + 50% NPK tidak berbeda nyata terhadap 100% NPK sedangkan pada parameter jumlah daun menunjukkan Fertismart + 50% NPK dan Biost + 50% NPK tidak berbeda nyata terhadap 100% NPK. Pada perlakuan 100% NPK. Hasil pengamatan tanaman caisin pada pot dan pada tray menunjukkan bahwa pupuk organik hayati yang dikombinasikan dengan 50%
35
NPK mampu membuat caisin tumbuh setara dengan caisin yang dipupuk 100% NPK pada parameter tinggi tanaman dan jumlah daun.
Tabel 6. Pengaruh berbagai perlakuan pupuk terhadap pertumbuhan jumlah daun tanaman caisin pada tray Perlakuan
1MST
2MST
3MST
4MST
------------------ Helai ----------------Kontrol 50% NPK 100% NPK Fertismart + 50% NPK Biost + 50% NPK Ponti + 50% NPK DOP + 50% NPK
0.75 a 0.50 a 1.50 a 1.50 a 1.25 a 0.75 a 0.75 a
2.25 a 2.50 a 3.00 a 2.75 a 2.50 a 2.25 a 2.75 a
3.50 a 4.25 ab 4.75 b 5.00 b 5.00 b 4.50 ab 4.25 ab
3.50 a 4.25 ab 4.75 b 5.00 b 5.00b 4.50 ab 4.25 ab
*angka-angka yang diikuti oleh huruf yang sama dalam satu kolom tidak menunjukkan perbedaan yang nyata menurut DMRT 5%
4.2
Pengaruh Pupuk Organik Hayati Terhadap Bobot Basah dan Kering Tanaman Bagian Atas Pengaruh perlakuan terhadap bobot basah tanaman bagian atas (BBTBA)
dan bobot kering tanaman bagian atas (BKTBA) pada waktu panen disajikan pada Tabel 7. Tabel 7 menunjukkan bahwa 100% NPK dan perlakuan pupuk organik hayati yang dikombinasikan dengan 50% NPK nyata meningkatkan BBTBA terhadap kontrol namun perlakuan DOP + 50% N tidak menunjukkan perbedaan yang nyata terhadap kontrol meskipun BBTBA pada tanaman yang diberi perlakuan DOP + 50% N menunjukkan pertumbuhan yang lebih baik dibandingkan kontrol. Perlakuan NPK menunjukkan angka tertinggi pada parameter tersebut meskipun secara statistik tidak menunjukkan perbedaan nyata terhadap perlakuan pupuk organik hayati yang dikombinasi 50% NPK.
36
Menurut Prawiranata et al. (1981), berat segar tanaman mencerminkan komposisi hara dan jaringan tanaman dengan mengikut sertakan airnya. Lebih dari 70% dari berat total tanaman adalah air. Nitrogen dapat meningkatkan perbandingan protoplasma terhadap bahan-bahan dinding sel yang dapat menyebabkan bertambah besarnya ukuran sel yang tipis, sehingga sel banyak diisi oleh air. Menurut Gardner (1991), pemupukan N mempunyai pengaruh yang nyata terhadap pertumbuhan daun, terutama pada lebar dan luas daun.
ULANGAN 2
Kontrol
ULANGAN 2
100%NPK
Biost+ 50%NPK
Kontrol
100%NPK
ULANG-AN 2
Kontrol
100%NPK
Ponti+ 50%NPK ULANGAN 2
Fert+ 50%NPK
Kontrol
100%NPK
DOP+ 50%NPK
Gambar 3. Pengaruh pupuk organik hayati terhadap tanaman bagian atas caisin pada pot (5 minggu setelah tanam) Perlakuan Ponti + 50% N, Fertismart + 50% NPK, dan Perlakuan 100% NPK nyata meningkatkan parameter BKTBA dibanding kontrol dan DOP + 50% N. DOP + 50% N menunjukkan perbedaan yang tidak nyata terhadap Biost + 50% NPK namun Biost + 50% NPK nyata menunjukkan BKTBA yang lebih
37
tinggi dibandingkan kontrol. Perlakuan Fertismart + 50% NPK memiliki rata-rata tertinggi pada variabel BKTBA. Hal ini menunjukkan pupuk organik hayati mampu mensubstitusi 50% kebutuhan NPK pada caisin untuk mendapatkan BBTBA dan BKTBA yang setara dengan perlakuan 100% NPK. Tabel 7. Pengaruh berbagai perlakuan pupuk terhadap bobot kering tanaman bagian atas (BKTBA) dan bobot basah tanaman bagian atas (BBTBA) pada pot Perlakuan
BBTBA
Kontrol 100% NPK Fertismart + 50% NPK Biost + 50% NPK Ponti + 50% NPK DOP + 50% N
1.67 a 21.60 b 21.09 b 15.78 b 19.78 b 3.05 a
BKTBA
-------------- g -------------
* angka-angka yang diikuti oleh huruf perbedaan yang nyata menurut LSD 5%
0.15 a 1.29 c 1.39 c 1.11 bc 1.38 c 0.50 ab
yang sama dalam satu kolom tidak menunjukkan
Penelitian tambahan pada tray (Tabel 8) menunjukkan semua tanaman yang mendapat perlakuan pupuk organik hayati nyata meningkatkan BBTBA dan BKTBA dibanding Kontrol dan 50% NPK. Pada perlakuan Ponti + 50% NPK nyata meningkatkan BKTBA dibandingkan perlakuan yang lain, nyata meningkatkan BBTBA. Hasil pengamatan tanaman caisin pada pot dan pada tray menunjukkan pupuk organik hayati mampu mensubstitusi 50% kebutuhan NPK pada caisin untuk mendapatkan BBTBA dan BKTBA yang setara dengan perlakuan 100% NPK (Gambar 4).
38
Tabel 8. Pengaruh berbagai perlakuan pupuk terhadap bobot kering tanaman bagian atas (BKTBA) dan bobot basah tanaman bagian atas (BBTBA) pada tray Perlakuan
BBTBA
BKTBA
-------------- g ------------Kontrol 50% NPK 100% NPK Fertismart + 50% NPK Biost + 50% NPK Ponti + 50% NPK DOP + 50% NPK * angka-angka yang diikuti oleh huruf perbedaan yang nyata menurut LSD 5%
0.18 a 0.47 ab 0.78 bc 1.24 cd 1.36 d 1.18 cd 0.75 bc
0.05 a 0.08 a 0.09 a 0.13 ab 0.16 ab 0.30 b 0.07 a
yang sama dalam satu kolom tidak menunjukkan
kontrol
Gambar 4. Pengaruh pupuk organik hayati terhadap tanaman bagian atas caisin pada tray (4 minggu setelah tanam)
4.3
Pengaruh Pupuk Organik Hayati Terhadap Bobot Basah dan Bobot Kering Akar Tabel 9 menujukkan bahwa perlakuan Fertismart + 50% NPK
nyata
meningkatkan bobot basah dan bobot kering akar. Perlakuan Fertismart dan Ponti yang dikombinasikan dengan 50% NPK menunjukkan peningkatan bobot basah maupun kering akar yang lebih baik dibandingkan perlakuan lainnya. Kedua pupuk organik hayati tersebut mengandung Azotobacter dan mikrob pelarut
39
fosfat. Efek Azotobacter dalam meningkatkan biomassa akar disebabkan oleh penghasilan asam indolasetat (IAA) di daerah perakaran. Menurut Elfiati (2005) eksudat akar mengandung triptophan atau senyawa serupa yang dapat digunakan oleh mikroorganisme tanah untuk memproduksi asam indolasetat. Beberapa bakteri pelarut fosfat dapat berperan sebagai biokontrol yang dapat meningkatkan kesehatan akar dan pertumbuhan tanaman melalui proteksinya terhadap penyakit.
Tabel 9. Pengaruh perlakuan pupuk terhadap bobot basah akar (BBA) dan bobot kering akar (BKA) Perlakuan
BBA
BKA
-------------- g -------------Kontrol NPK Fertismart + 50% NPK Biost + 50% NPK Ponti + 50% NPK DOP + 50% N
0.18 a 0.44 b 0.95 d 0.48 b 0.72 c 0.17 a
0.03 a 0.08 b 0.17 d 0.09 bc 0.13 c 0.03 a
*angka-angka yang diikuti oleh huruf yang sama dalam satu kolom tidak menunjukkan perbedaan yang nyata menurut LSD 5%
ULANGAN 2
Kontrol
100%NPK
DOP+ 50%NPK
Fert+ 50%NPK
Ponti+ 50%NPK
Biost+ 50%NPK
Gambar 5. Pengaruh pupuk organik hayati terhadap pertumbuhan akar caisin
40
Perbaikan bobot kering akar sebenarnya tidak mencerminkan tingginya kadar hara atau meningkatnya kapasitas penambatan N di rizosfer. Peningkatan ini lebih banyak disebabkan adanya keseimbangan kadar hara di dalam tanaman. Kadar hara tertentu yang meningkat terlalu tinggi dapat meracuni tanaman dan pada gilirannya nanti akan mempengaruhi proses hormon tanaman, sehingga pembentukan bobot kering tanaman terhambat. Namun demikian, kemampuan Azospirillum bukan hanya dalam hal memproduksi hormon IAA (Lestari et al., 2007), namun lebih pada peningkatan efisiensi serapan hara sehingga membantu pertumbuhan akar tanaman.
4.4
Pertumbuhan Caisin pada Perlakuan DOP + 50% dan Pupuk Organik Hayati (Fertismart, Ponti, dan Biost) + 50% NPK Perlakuan DOP + 50% N tidak menunjukkan perbedaan yang nyata
terhadap kontrol pada hampir seluruh parameter yang diamati. Hal ini disebabkan pupuk DOP merupakan pupuk organik yang diasumsikan mampu menggantikan pupuk anorganik urea dan KCl, namun hasil penelitian menunjukkan bahwa DOP tidak mampu memenuhi kebutuhan N dan K untuk tanaman caisin. Dari hasil analisis tanah menunjukkan kandungan K dalam media tanah rendah begitu pula kandungan K pada DOP (0.56 ppm). Tanaman yang kekurangan K lebih peka terhadap penyakit dan kualitas produksi biasanya jelek baik daun, buah maupun biji. Telah diketahui bahwa K berperanan penting dalam fotosintesis karena secara langsung meningkatkan pertumbuhan dan indeks luas daun, dan karenanya juga meningkatkan asimilasi CO2 serta meningkatkan translokasi hasil fotosintesis keluar daun (Gardner, 1991).
41
Secara keseluruhan dari hasil penelitian, diketahui bahwa tanaman yang mendapat perlakuan pupuk organik hayati dikombinasi dengan 50% NPK mampu berproduksi setara dengan perlakuan 100% NPK. Dari ketiga pupuk organik hayati yang diaplikasikan (Fertismart, Ponti, dan Biost) pada saat penelitian, pupuk organik hayati Fertismart menunjukkan rata-rata bobot basah tanaman bagian atas atau bobot ekonomis (merupakan bagian tanaman yang dikonsumsi) tertinggi dibanding pupuk organik hayati lainnya. Hal ini menunjukkan bahwa efektivitas mokrob dalam memfiksasi N atau melarutkan P yang terkandung pada ketiga jenis pupuk organik hayati berbeda-beda selain itu jumlah sel untuk setiap gram pupuk organik hayati yang digunakan dan kandungan hara masing-masing pupuk berbeda. Dalam penggunaan pupuk organik hayati harus diperhatikan pula tanggal kadaluarsa pupuk tersebut agar mikrob yang terkandung didalamnya masih aktif. Pupuk organik hayati lebih menguntungkan dalam jangka panjang. Pupuk organik hayati berperan dalam mempengaruhi ketersediaan unsur hara makro dan mikro, efisiensi hara, kinerja sistem enzim, meningkatkan metabolisme, pertumbuhan dan hasil tanaman. Teknologi ini mempunyai prospek yang lebih menjanjikan di samping karena pengaruhnya yang nyata dalam meningkatkan hasil, juga lebih ramah lingkungan.
42
V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan 1. Pupuk organik hayati (Fertismart, Ponti, dan Biost) yang dikombinasikan dengan 50% NPK mampu meningkatkan pertumbuhan caisin setara dengan penggunaan pupuk 100% NPK. 2. Pupuk organik DOP yang dikombinasikan dengan 50% N maupun 50% NPK tidak mampu meningkatkan pertumbuhan caisin setara dengan 100% NPK. 3. Penggunaan pupuk organik hayati Fertismart, Ponti dan Biost mampu mensubstitusi 50% penggunaan pupuk anorganik Urea, SP36 dan KCl.
5.2 Saran Penelitian lanjutan diperlukan untuk mengetahui dosis kombinasi pupuk bioorganik dan pupuk anorganik yang paling optimum meningkatkan produksi tanaman dan dosis yang paling aman terhadap lingkungan.
43
DAFTAR PUSTAKA
Agung, T. dan A. Y. Rahayu. 2004. Analisis efisiensi serapan N, pertumbuhan, dan hasil beberapa kultivar kedelai unggul baru dengan cekaman kekeringan dan pemberian pupuk hayati. Jurnal Agrisains 6(2): 70-74. Alexander, M. 1978. Introduction to Soil Microbiology. 2nd ed. Willey Eastern Limited, New Delhi. Anas, I. 1989. Biologi Tanah dalam Praktek. Pusat Antar Universitas Bioteknologi. Institut Pertanian Bogor. Astuti, A. 2007. Isolasi dan Karakterisasi Azospirillum sp. Indigenus Penghasil Asam Indol Asetat Asal Tanah Rizosfer. Skripsi. Departemen Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Institut Pertanian Bogor. Bogor. Elfiati, D. 2005. Peranan mikroba pelarut fosfat dalam pertumbuhan tanaman. www.library.usu.id/download/fp/hutan.html. [diakses pada 18Maret 2008]. El-Habbasha, S .F., M. S. Abd El Salam, and M.O. Kabesh. 2007. Response of two sesame varieties (Sesamum indicum L.) to partial replacement of chemical fertilizers by bio-organic fertilizers. Journal of Agriculture and Biological Sciences, 3(6): 563-571. Gardner, F. P., R. B. Pearce, and R. L. Mitchell. 1991. Fisiologi Tanaman Budidaya. Terjemahan Herawati Susilo. UI Press, Jakarta. Hanafiah, K. A. 2005. Dasar-dasar Ilmu Tanah. Rajawali Pers, Jakarta. Hindersah, R. dan T. Simarmata. 2004. Artikel ulas balik potensi rizobakteri Azotobacter dalam meningkatkan kesehatan tanah. Jurnal Natur Indonesia 5(2): 127-133. Kanacharoenpong, A., A. Shutsirung, S. Teplikitkul, J. Konjai, and S. Choonluchanon. 2003. Effect of mixing media on growth and flower yieid of marigold. Journal of Agriculture 19(2): 153 - 159. Katupitya, S. and K.Vlassak. 1990. Colonization of wheat roots by Azospirillum brasilense. In: organic recycling in asia and the pacific. Rapa Bulletin 6(8). Khudori. 2006. Teknologi Pemupukan Hayati. Republika. Jakarta. [13 Juni 2006]
44
Kumar, R., N. Neeru, V. Manjula, S. Takuro, and O. Mitsuru. 2006. Mini review Harnessing wheat genotype X Azotobacter strain interactions for sustainable wheat production in semi arid tropics. Journal of Tropics 15(1). Lakitan, B. 1996. Fisiologi Pertumbuhan Perkembangan Tanaman. Rajawali Pres, Jakarta. Lestari, P., D. N. Susilowati, dan E. I. Riyanti. 2007. Pengaruh hormon asam indol asetat yang dihasilkan Azospirillum sp. terhadap perkembangan akar padi. Jurnal AgroBiogen 3(2): 66-72. Margiyanto, E. 2007. Budidaya tanaman sawi. www.cahayatani.wordpress.com. [diakses pada 18 Maret 2008]. Panjaitan, I. 2004. Efektivitas Azospirillum dan cendawan Mikoriza Arbuskula terhadap produksi dan serapan hara Setaria Splendida pada dosis N dan P berbeda. Tesis. Institut Pertanian Bogor. Prawiranata, W., S. Harran, dan P. Tjondonegoro. 1981. Dasar-dasar Fisiologi Tumbuhan II. Fakultas Pertanian IPB. Bogor. Premono, M. E. 1994. Jasad renik pelarut fosfat, pengaruhnya terhadap P tanah dan efisiensi pemupukan P tanaman tebu. Disertasi. Program Pascasarjana IPB. Premono, M. E., R. Widyastuti dan I. Anas. 1992. Pengaruh bakteri pelarut P terhadap serapan kation unsur mikro tanaman jagung pada tanah masam. Makalah PIT Permi. 31 Juli - 1 Agustus 1992. Bandung. Subba Rao, N. S. 1982. Biofertilizer in Agriculture. Oxford and IBH Publishing Co. New Delhi. Bombay. Calcuta. ----------------------. 1994. Mikroorganisme Tanah dan Pertumbuhan Tanaman, Edisi 2 (Terjemahan). Universitas Indonesia Press. Jakarta. Wedhastri, S. 2002. Isolasi dan seleksi Azotobacter spp. penghasil faktor tumbuh dan penambat nitrogen dari tanah masam. Jurnal Ilmu Tanah dan Lingkungan 3(1): 45-51. Yuwono, N.W. 2006. Pupuk Hayati. http : www.w3.org/1999. [diakses pada 7 Februari 2008].
45
LAMPIRAN
46
Lampiran 1. Hasil analisis kimia tanah Jenis Analisis
Nilai
pH C-Organik N-Total P2O5 Mg K KTK H
6.70 1.28% 0.14% 8.5 ppm 3.12 me/100 g 0.99 me/100 g 15.91 me/100 g 0.04 me/ 100 g
Lampiran 2. Hasil analisis kimia pupuk anorganik Jenis Pupuk
N
P2O5
K2O
Urea SP36 KCl
40.24 % -
27.25 % -
60 %
Lampiran 3. Komposisi media NFB (Anas, 1989) Bahan
Takaran
Asam malat 5.00 g 0.50 g K2HPO4 2.00 g MgSO4.7H2O NaCl 1.00 g 0.20 g CaCl2.2H2O KOH untuk mengatur pH menjadi 6.8 BTB 2.00 ml Larutan vitamin 2.00 ml Agar 2.30 g Aquadest 1000 ml Ket: Komposisi untuk 1 liter media
47
Lampiran 4. Hasil analisis biologi pada pupuk organik hayati dan DOP Fertismart
Jenis pupuk
Biost
Ponti
DOP
5.5 x 105 4.5 x 105 2.5 x 107 4.5 x 107 2.05 x 104
0 0 0 0 0
(SPK/g BKM) 3.25 x 104 0 1.58 x 104 8.2 x 104 5.76 x 103
Azotobacter Azospirillum MPF Total Mikrob Total Fungi
4.48 x 104 0 4.1 x 102 2.53 x 106 2.7 x 104
Lampiran 5. Komposisi media Pikovskaya (Anas, 1989) Bahan Glukosa Ca3(PO4)2 MgSO4.7H2O (NH4)2SO4 KCl FeSO4 MnSO4 Yeast extract Agar Aquadest
Takaran 10.0 g 5.0 g 0.1 g 0.5 g 0.2 g > 0.5 > 0.5 0.5 g 2.0 g 1000 ml Ket: Komposisi untuk 1 liter media
Lampiran 6. Komposisi media NFM (Anas, 1989) Bahan
Takaran
K2HPO4
0.9
KH2PO4
g 0.1
MgSO4.7H2O
0.1
g
CaCl2.2H2O
0.1
g
NaMoO4.2H2O FeSO4.7H2O
g
0.005 g 0.0125 g
Manitol
5.0
Agar
2.0
g
Aquadest
1000
ml
Ket: Komposisi untuk 1 liter media
g
48
Lampiran 7. Hasil analisis kimia pupuk DOP
Parameter
Nilai
N-Organik
0.76 %
N-NH4
0.22 %
N-NO3
0.03 %
Total N
1.01 %
Sitrat 2%
1.88 %
Total P2O5
2.22 %
Total K2O
0.56 ppm
Total Fe
2571 ppm
Total Mn
164 ppm
Total Cu
29
Total Zn
143 ppm
Total B
32
Total Mo
ppm ppm td
Total Co
0.3 ppm
Total Pb
9.6 ppm
Total Cd
0.4 ppm Total As
td
Total Hg
0.02 ppm
pH 1:5
11.5
C/N
16
C organik
12.51 %
Kadar Air
17.38 %
Ket: Hasil analisis Balai Penelitian Tanah td = tidak terdeteksi
Lampiran 8. Hasil analisis kimia pupuk organik hayati Ponti Ponti
pH
A
6.3
C-org P2O5 K2O ----------- % -----------8.70 0.06 0.54
Fe Mn Cu Zn B --------------------- ppm -------------------639 57 0.2 13 4
