EFEKTIVITAS ISOLAT Methylobacterium spp UNTUK MENINGKATKAN PRODUKSI TANAMAN KEDELAI (Glycine max L.)
TAUFIQ HIDAYAT RS
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA Dengan ini saya menyatakan bahwa Tesis berjudul Efektivitas isolat Methylobacterium spp untuk meningkatkan produksi tanaman kedelai (Glycine max L.) adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, April 2014
Taufiq Hidayat RS NIM A251110061
RINGKASAN TAUFIQ HIDAYAT RS. Efektivitas Isolat Methylobacterium spp untuk Meningkatkan Produksi Tanaman Kedelai (Glycine max L.). Dibimbing oleh ENY WIDAJATI dan ABDUL QADIR. Methylobacterium spp merupakan salah satu jenis mikroba yang dapat memproduksi fitohormon yang berpotensi menstimulasi perkecambahan benih dan pertumbuhan untuk meningkatkan produksi tanaman. Tujuan penelitian adalah mengetahui pengaruh teknik aplikasi Methylobacterium spp dan dosis pemupukan N, P, K yang efektif terhadap peningkatan produksi kedelai di lapang produksi. Penelitian terdiri atas dua percobaan yaitu (1) Pengaruh teknik aplikasi Methylobacterium spp dan dosis pupuk terhadap pertumbuhan dan produksi kedelai, (2) Efektivitas teknik aplikasi Methylobacterium spp terhadap produksi kedelai di lapangan. Penelitian dilakukan di Laboratorium Biologi Tanah Balai Besar Bioteknologi dan Genetika Tanaman Bogor, Laboratorium Ilmu dan Teknologi Benih IPB, Kebun Percobaan Leuwikopo Fakultas Pertanian IPB dan lahan pertanian petani di Kabupaten Serang, Banten pada bulan Juli 2012 sampai Maret 2013. Percobaan 1 menggunakan rancangan petak terpisah. Petak utama adalah teknik aplikasi Methylobacterium spp (isolat TD-TPB3 dan TD-J7) yang terdiri dari empat taraf : tanpa aplikasi Methylobacterium spp, perendaman benih dan penyemprotan Methylobacterium spp pada 15 dan 30 HST, perendaman benih dan penyemprotan Methylobacterium spp pada 15 HST, dan perendaman benih dengan Methylobacterium spp. Anak petak adalah dosis pemupukan N, P dan K yang terdiri atas lima taraf yaitu 0, 25, 50, 75 dan 100 % dosis rekomendasi (rekomendasi pemupukan kedelai : 50 kg N ha-1, 100 kg P2O5 ha-1 dan 100 kg K2O ha-1). Percobaan 2 menggunakan rancangan acak kelompok lengkap. Percobaan ini membandingkan aplikasi Methylobacterium spp dalam budidaya tanaman dengan teknologi budidaya yang biasa digunakan oleh petani. Aplikasi Methylobacterium spp yang digunakan adalah hasil terbaik percobaan 1 yaitu direndam benih dan disemprot pada 15 HST dan pemupukan 75%. Teknologi petani tanpa Methylobacterium spp dengan pemupukan 100% dosis rekomendasi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa aplikasi Methylobacterium spp direndam dan disemprot pada 15 HST dan 15+30 HST memberikan respon terhadap umur berbunga, jumlah bunga, bobot kering tajuk, jumlah polong bernas, polong hampa, jumlah biji, bobot biji dan produksi total yang sama dan nyata lebih tinggi dibandingkan tanpa aplikasi isolat. Pemupukan 50, 75 dan 100 % dari dosis rekomendasi memberikan respon yang sama pada tolok ukur tinggi tanaman 56 HST, jumlah cabang dan bobot biji dan nyata lebih tinggi dibandingkan tanpa aplikasi. Teknologi Methylobacterium spp dengan perlakuan direndam dan disemprot pada 15 HST dan dosis pemupukan 75% dari dosis rekomendasi secara nyata meningkatkan produksi tanaman kedelai dan meningkatkan vigor benih lebih tinggi dibandingkan dengan teknologi petani. Kata Kunci : bakteri, dosis pemupukan N P K, teknologi budidaya
SUMMARY TAUFIQ HIDAYAT. The Effectiveness of Methylobacterium spp Isolate to Increase Production of Soybean (Glycine max L.). Supervised by ENY WIDAJATI dan ABDUL QADIR. Methylobacterium spp is one of bacteria that produces phytohormon which have potency to stimulate seed germination and plant growth to increase plant production. The aim of the research was to evaluate effectiveness of Methylobacterium spp and rates of fertilizer to increase soybean yield in field production. The research consisted of two experiments : (1) The effect of Methylobacterium spp application technique and rates of fertilizers on the soybean growth and production, (2) Effectiveness of Methylobacterium spp application technique to soybean yield in field production. The experiments were conducted in July 2012 to March 2013. The first experiment used Split Plot Design. The main plot was Methylobacterium spp application technique consisted of without Methylobacterium spp, seed soaking and spraying Methylobacterium spp at 15 and 30 days after planting (DAP), seed soaking and spraying Methylobacterium spp at 15 DAP and soaking seeds with Methylobacterium spp. The subplot was the rates of fertilizer N, P and K consisted of 0, 25, 50, 75 and 100% recommended rate of fertilizer (Rate of recommendation : 50 kg N ha-1, 100 kg P2O5 ha-1 dan 100 kg K2O ha-1). The second experiment used randomize complete block design. The experiment used two cultivation technologies are Methylobacterium spp and farmers. Methylobacterium spp cultivation technology used the best result of the experiment 1, seed soaking and spraying Methylobacterium spp at 15 DAP and 75% recommended rate of fertilizer. The farmers technology used 100% recommended rate of fertilizer. The results showed that seed soaking and spraying Methylobacterium spp at 15 DAP and 15+30 DAP significantly increased the age and total of flowering, total of pod , total of seed and weight of seed than without isolate application. The rate of fertilizer 50, 75 and 100% gives the same response at height of plant 56 DAP, total branches per plant and weight of seed per plant but significantly increase than without application. The seed soaking and spraying Methylobacterium spp technology and rate of fertilizer 75% significantly increased total production and seed vigour of soybean compared with the farmers technology. Keywords : bacteria, cultivation technology, rates of fertilizer N, P and K
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2014 Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan IPB Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB
5
EFEKTIVITAS ISOLAT Methylobacterium spp UNTUK MENINGKATKAN PRODUKSI TANAMAN KEDELAI (Glycine max L.)
TAUFIQ HIDAYAT RS
Tesis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Ilmu dan Teknologi Benih
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014
6
Penguji pada Ujian Tesis : Prof Dr Ir Munif Ghulamahdi, MS
7 Judul Tesis : Efektivitas Isolat Methylobacterium spp untuk Meningkatkan Produksi Tanaman Kedelai (Glycine max L.). Nama : Taufiq Hidayat RS NIM : A251110061
Disetujui oleh Komisi Pembimbing
Dr Ir Eny Widajati, MS
Dr Ir Abdul Qadir, MSi
Ketua
Anggota
Diketahui oleh
Ketua Program Studi Ilmu dan Teknologi Benih
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr Ir Endah Retno Palupi, MSc
Dr Ir Dahrul Syah, MScAgr
Tanggal Ujian: 3 Februari 2014
Tanggal Lulus : 14 April 2014
8
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan Tesis ini. Judul penelitian yang dipilih adalah Efektivitas Isolat Methylobacterium spp untuk Meningkatkan Produksi Tanaman Kedelai (Glycine max L). Tesis ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Magister Sains di Program Studi Ilmu dan Teknologi Benih, Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor. Besarnya manfaat tanaman kedelai diiringi dengan tingginya kebutuhan kedelai nasional di Indonesia belum diimbangi oleh produksi kedelai yang relatif stabil setiap tahun. Untuk mewujudkan swasembada kedelai, perlu dilakukan peningkatan produksi melalui upaya meningkatkan luas areal pertanaman dan penerapan teknologi budidaya yang dapat meningkatkan produktivitas kedelai. Penggunaan dosis pemupukan yang tepat serta teknik aplikasi Methylobacterium spp yang efektif diharapkan juga dapat meningkatkan vigor benih dan produksi tanaman kedelai lebih optimal. Penulis mengucapkan terima kasih kepada Dr Ir Eny Widajati, MS dan Dr Ir Abdul Qadir, MSi sebagai komisi pembimbing atas segala curahan waktu dan tenaganya dalam memberikan bimbingan, arahan, saran dan nasehat mulai dari penyusunan rencana penelitian hingga penyelesaian penulisan tesis ini. Penulis juga menyampaikan terima kasih kepada Prof Dr Ir Munif Ghulamahdi, MS selaku penguji luar komisi dan Dr Ir Endah Retno Palupi, MSc sebagai Ketua Program Studi Ilmu dan Teknologi Benih yang telah memberikan saran dan motivasi dalam penyelesaian penulisan tesis ini. Penulis juga menyampaikan terima kasih atas pembiayaan penelitian dalam tesis ini melalui program Kerjasama Kemitraan Penelitian Pertanian dengan Perguruan Tinggi (KKP3T) Tahun Anggaran 2012 yang diketuai oleh Dr Ir Eny Widajati, MS. Penulis menyampaikan terimakasih kepada Bakrie Center Foundation atas beasiswa yang telah diberikan. Ungkapan terima kasih penulis sampaikan kepada ayah, ibu, seluruh keluarga, teman-teman ITB 2011, FORSCAAGH dan RUMANA SULSEL atas bantuan dan dukungan yang diberikan. Somoga tulisan dan penelitian ini dapat memberi manfaat bagi dunia pertanian dan pihak lain yang membutuhkannya. Bogor, April 2014
Taufiq Hidayat RS
9
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
x
DAFTAR GAMBAR
x
DAFTAR LAMPIRAN
xi
1 PENDAHULUAN Latar Belakang Tujuan Penelitian
1 1 2
2 TINJAUAN PUSTAKA Budidaya Kedelai Methylobacterium spp Pemupukan
4 4 4 5
3 PENINGKATAN PRODUKSI TANAMAN KEDELAI MELALUI APLIKASI ISOLAT METHYLOBACTERIUM SPP DAN DOSIS PEMUPUKAN 6 Abstract 6 Abstrak 6 Pendahuluan 7 Metode 8 Hasil dan Pembahasan 11 Kesimpulan 19 4 EFEKTIVITAS TEKNIK APLIKASI ISOLAT METHYLOBACTERIUM SPP TERHADAP HASIL KEDELAI PADA LAPANG PRODUKSI Abstract Abstrak Pendahuluan Metode Hasil dan Pembahasan Kesimpulan
19 19 20 20 21 23 28
5 PEMBAHASAN UMUM
28
6 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran
34 34 34
DAFTAR PUSTAKA
35
LAMPIRAN
39
RIWAYAT HIDUP
44
10
DAFTAR TABEL 1 Rekapitulasi sidik ragam pengaruh aplikasi Methylobacterium spp dan dosis pupuk terhadap peubah vegetatif dan generatif tanaman kedelai 2 Pengaruh teknik aplikasi Methylobacterium spp terhadap daya tumbuh dan kecepatan tumbuh tanaman kedelai varietas Kaba 3 Pengaruh teknik aplikasi Methylobacterium spp dan dosis pemupukan terhadap tinggi tanaman 56 HST tanaman kedelai varietas Kaba 4 Pengaruh teknik aplikasi Methylobacterium spp terhadap jumlah bunga dan hari berbunga tanaman kedelai varietas Kaba 5 Pengaruh teknik aplikasi Methylobacterium spp dan dosis pemupukan terhadap jumlah cabang tanaman kedelai varietas Kaba 6 Pengaruh teknik aplikasi Methylobacterium spp terhadap bobot kering tajuk dan bobot kering akar tanaman kedelai varietas Kaba 7 Pengaruh teknik aplikasi Methylobacterium spp terhadap polong bernas, polong hampa dan jumlah biji tanaman kedelai varietas Kaba 8 Pengaruh teknik aplikasi Methylobacterium spp bobot biji per tanaman tanaman kedelai varietas Kaba 9 Pengaruh teknik aplikasi Methylobacterium spp terhadap produksi total tanaman kedelai varietas Kaba 10 Rekapitulasi hasil sidik ragam pengaruh perlakuan teknologi aplikasi Methylobacterium spp dan teknologi petani pada peubah vegetatif, generatif dan viabilitas tanaman kedelai 11 Pengaruh teknologi budidaya terhadap tinggi tanaman dan jumlah daun tanaman kedelai varietas Anjasmoro 12 Pengaruh teknologi budidaya terhadap jumlah cabang, bobot kering tajuk, jumlah polong bernas, jumlah polong hampa dan bobot kering tajuk tanaman kedelai varietas Anjasmoro 13 Pengaruh teknologi budidaya terhadap jumlah biji, bobot biji per tanaman dan produksi total tanaman kedelai varietas Anjasmoro 14 Pengaruh teknologi budidaya terhadap daya berkecambah, indeks vigor dan kecepatan tumbuh tanaman kedelai varietas Anjasmoro
11 12 13 14 15 16 16 17 18 24 24 25 26 27
DAFTAR GAMBAR 1 2 3 4
Alir Pelaksanaan Penelitian Isolat Methylobacterium spp diinkubasi menggunakan aerator Pengadaan dan penyaluran benih secara formal Arus benih kedelai mengikuti Jabalsim
3 9 33 34
11
DAFTAR LAMPIRAN
1 2 3 4 5
Deskripsi varietas kedelai Kaba Hasil Analisis Tanah dan Pupuk Data Iklim Kecamatan Darmaga Bogor Deskripsi varietas kedelai Anjasmoro Data Iklim Kabupaten Serang Banten
39 40 41 42 43
1
PENDAHULUAN Latar Belakang Kedelai (Glycine max L.) merupakan tanaman pangan penting di Indonesia setelah padi dan jagung. Biji kedelai mengandung protein yang cukup tinggi dan bervariasi (34-48%) tergantung varietasnya (Kusbiantoro 1993). Kedelai berperan sebagai sumber protein nabati yang penting untuk meningkatkan gizi masyarakat karena selain baik untuk kesehatan, kedelai relatif murah dibandingkan sumber protein hewani. Tingginya permintaan kedelai yang terus meningkat dari tahun ke tahun belum mampu dipenuhi oleh produksi dalam negeri sehingga impor kedelai meningkat untuk memenuhi kebutuhan tersebut. Kebutuhan kedelai nasional diperkirakan mencapai 2.2 juta ton (Suswono 2010) dan hanya terpenuhi sebanyak sekitar 40% (Siregar 2010). Produksi hasil kedelai mengalami penurunan sekitar 9.66%. Produksi kedelai pada tahun 2009 sebanyak 974.415 ton turun menjadi 907.301 ton dan 819.466 ton pada tahun 2010-2011 (BPS 2011). Rendahnya produksi nasional yang disebabkan oleh rendahnya rata-rata produktivitas kedelai ditingkat petani yang hanya mencapai 1.3 ton ha-1 menyebabkan Indonesia mengimpor kedelai hingga 2.08 juta ton untuk memenuhi kebutuhan kedelai nasional yang mencapai 2.9 juta ton selama tahun 2011. Indonesia saat ini masih bergantung pada impor untuk pemenuhan kebutuhan kedelai dalam negeri. Program swasembada kedelai perlu diwujudkan dengan peningkatan produksi melalui upaya peningkatan luas areal pertanaman dan penerapan teknologi budidaya. Ketersediaan unsur hara menjadi hal penting dalam sistem teknologi budidaya sebagai upaya ekstensifikasi sehingga perlu penggunaan pupuk dan dosis yang tepat untuk mencapai produksi optimal. Benih bermutu juga menjadi bagian penting dalam hal intensifikasi kedelai dan salah satu faktor yang menentukan keberhasilan dalam teknis budidaya kedelai. Penerapan teknologi budidaya untuk meningkatkan pertumbuhan dan produksi kedelai dapat dilakukan dengan memperhatikan faktor pemupukan (organik, anorganik, dan biofertilizer seperti rhizobium) maupun penggunaan kapur (kalsit atau dolomit). Pemupukan nitrogen berpengaruh terhadap pembentukan bintil akar dan fiksasi nitrogen oleh bintil akar. Pertumbuhan serta peningkatan produksi tanaman kedelai akan lebih baik bila diimbangi dengan pemupukan dengan pupuk organik dan anorganik pada pH tanah sekitar 6.0 dan 6.8 (Scott dan Aldrich 1970). Pemberian dan penempatan pupuk membutuhkan ketelitian dan ketepatan untuk mencapai hasil yang optimal dengan jumlah pupuk yang efisien (Moenandir 2004). Upaya lain dalam meningkatkan produksi tanaman kedelai dapat dilakukan dengan menggunakan benih yang bermutu. Benih tersebut diberi perlakuan menggunakan mikroba yang dapat melindungi tanaman selama fase pertumbuhan dan produksinya (Copeland dan Mc Donald 2001). Aplikasi mikroba atau bakteri Methylobacterium spp diharapkan dapat menstimulasi perkecambahan dan pertumbuhan tanaman karena mampu memproduksi fitohormon dengan menggunakan metanol yang diemisikan pada stomata tanaman. Kemampuan Methylobacterium spp memanfaatkan gugus metil dan tumbuh pada senyawa
2 multi karbon seperti suksinat, piruvat atau glioksilat sehingga bakteri tersebut termasuk kelompok bakteri fakultatif metilotrof. Bakteri Methylobacterium dapat menjadi green technology yang ramah lingkungan dan tidak mengganggu keseimbangan alam. Bakteri Methylobacterium spp disebut juga Pink Pigmented Facultative Methylotroph (PPFM) merupakan mikrobiota normal pada hampir semua tanaman, lumut dan paku-pakuan. Menurut Lidstrom dan Chistoserdova (2002) PPFM dapat ditemukan sebagian besar di tanah, pada permukaan daun dan di bagian lain tumbuhan. Bakteri ini dapat menstimulasi perkecambahan benih dan pertumbuhan tanaman dengan memproduksi fitohormon dengan menggunakan metanol yang diemisikan melalui stomata tanaman. Pada kondisi yang kurang ideal, benih mampu berkecambah normal bila diinokulasi atau diimbibisi dengan suspensi kultur bakteri PPFM sehingga dapat memicu viabilitas benih. Penelitian mengenai aplikasi teknologi budidaya yang tepat guna dengan memperhatikan dosis pemupukan dan teknik aplikasi Methylobacterium spp yang efektif meningkatkan vigor benih dan produksi tanaman kedelai perlu dilakukan (Bagan alir penelitian ditunjukkan pada Gambar 1). Hasil penelitian Kurniati (2009) menunjukkan bahwa aplikasi perendaman benih viabilitas sedang dengan isolat Methylobacterium spp TD-L2 dan TD-TPB3 sangat nyata meningkatkan keserempakan tumbuh bibit padi sebesar 65.83% dan 58.84%. Wibowo (2011) menyatakan bahwa perlakuan perendaman benih padi sawah dengan campuran isolat TD-J10 dan TD-TPB3 merupakan perlakuan yang menghasilkan jumlah daun terbanyak pada 6 MST (30 helai) dan pada 7 MST (36 helai). Penelitian Safariyah (2009) menunjukkan bahwa isolat TD-J7 perlakuan semprot dan kombinasi rendam dan semprot menunjukkan persentase gabah padi bernas per malai masing-masing 33.17% dan 30.75%, sedangkan bobot gabah padi bernas per rumpun tidak meningkat, masing-masing 2.38 g dan 2.32 g. Aplikasi isolat Methylobacterium spp baik strain TD-J7, TD-TPB3 dan kombinasi strain TDJ7+TD-TPB3 dapat meningkatkan indeks vigor dan kecepatan tumbuh benih cabai besar (Capsicum annuum L.) (Goni 2010). Teknik aplikasi Methylobacterium spp isolat TD-TPB3 pada varietas Kaba, dengan cara perendaman yang dilanjutkan dengan penyemprotan pada daun umur 10 HST + 20 HST memberikan peningkatan pertumbuhan dan produksi tanaman kedelai (Danial 2011).
Tujuan Penelitian 1. 2.
Mengetahui pengaruh teknik aplikasi isolat Methylobacterium spp dan dosis pemupukan N, P, K yang efektif terhadap peningkatan produksi kedelai. Mengetahui efektivitas teknik aplikasi isolat Methylobacterium spp di lapang produksi.
3 Aplikasi Methylobacterium spp dan Dosis Pemupukan N, P, K
Evaluasi pertumbuhan dan produksi
Teknik aplikasi Isolat Methylobacterium dan dosis pupuk terbaik
Teknologi Methylobacterium spp dan Teknologi Budidaya Petani
Evaluasi Hasil Produksi dan Vigor Benih
Teknologi Budidaya Efisien dan Terbaik Gambar 1 Bagan alir penelitian
4
2 TINJAUAN PUSTAKA Pengembangan Tanaman Kedelai Tanaman kedelai berbentuk perdu dengan tinggi berkisar 20-100 cm. Tanaman ini dapat tumbuh baik pada daerah dataran rendah dengan ketinggian 11000 mdpl dengan suhu sekitar 22oC – 27oC, kelembaban udara rendah rata-rata (RH 60-75%) selama pematangan polong hingga panen dengan penyinaran matahari 12 jam atau minimum 10 jam tiap hari (Sumarno dan Manshuri 2007). Pertumbuhan optimal kedelai dapat dicapai pada tanah yang mengandung cukup unsur hara makro maupun mikro, struktur tanah gembur dan pH tanah 5.8 – 7.0 serta kelembaban tanah 60-80% kapasistas lapang (Rukmana dan Yuniarsih 1996). Kebutuhan air tanaman kedelai dengan umur panen 80 - 90 hari berkisar antara 360 - 405 mm, setara dengan curah hujan 120 - 135 mm per bulan (Sumarno dan Manshuri 2007). Banyaknya curah hujan sangat mempengaruhi aktivitas bakteri tanah dalam menyediakan nitrogen. Aktivitas bakteri dalam tanah dipengaruhi oleh kondisi suhu dalam tanah sekitar 35oC - 39oC dengan kelembaban tanah sekitar 60-70% (Andrianto dan Indarto 2004). Penggunaan pupuk anorganik dapat diimbangi dengan pemberian pupuk organik (mikroba) untuk meningkatkan produksi dan keberlanjutan sistem produksi. Penggunaan pupuk mikroba pada budidaya kedelai dapat meningkatkan kesuburan tanah dan meningkatkan efisiensi pemupukan serta mengurangi pencemaran lingkungan (Saraswati 2007). Mikroba (effective microorganism) berperan penting dalam mendukung terlaksananya pertanian ramah lingkungan. Semakin tinggi populasi mikroba tanah semakin tinggi aktivitas biokimia dalam tanah dan semakin tinggi indeks kualitas tanah (Saraswati dan Sumarno 2008). Manfaat mikroba dalam usaha pertanian belum dipahami sepenuhnya. Pemanfaatan mikroba dapat meningkatkan ketersediaan unsur hara tanaman dalam tanah. Mikroba juga dapat merombak bahan organik dan mineralisasi unsur organik. Mikroba berperan untuk memacu pertumbuhan tanaman dengan membentuk enzim dan melindungi akar dari mikroba patogenik dan sebagai agen hayati pengendali hama dan penyakit tanaman (Saraswati et al. 2004). Methylobacterium spp Bakteri Pink Pigmented Facultative Methylotroph (PPFM) adalah bakteri metilotrof dari kelompok Methylobacterium yang umumnya ditemukan pada permukaan daun. Bakteri filosfer PPFM berinteraksi dengan tanaman dan memanfaatkan substrat senyawa karbon tunggal (C1) seperti methanol (CH3OH) dan metilamina (CH3NH2) sebagai sumber karbonnya. PPFM bersifat fakultatif, artinya tidak mutlak hidup pada satu kondisi tertentu. PPFM dapat tumbuh pada media minimal dengan penambahan methanol atau metilamina dan menunjukkan koloni berwarna merah muda (pink) (Green 1992).
5 Methylobacterium spp diduga dapat menghasilkan pyrroloquinolinequinon (PQQ), yang memiliki karakteristik sebagai vitamin B12 dan antioksidan. PQQ efektif dalam melindungi mitokondria dari kerusakan akibat stress-oksidatif, yang dapat menginduksi peroksida lemak, pembentuk protein karbonil, dan menonaktifkan fungsi mitokondria (He et al. 2003). Hasil penelitian Goni (2010) menunjukkan bahwa teknik aplikasi Methylobacterium spp isolat TD-J7, TD-TPB3 dan kombinasi TD-J7 + TD-TPB3 dapat meningkatkan indeks vigor dan kecepatan tumbuh benih cabai besar. Aplikasi penyemprotan isolat TD-TPB3 pada benih dengan tingkat viabilitas awal 62% dapat meningkatkan jumlah daun dan persentase bibit berbunga yaitu sebesar 2.1 helai daun dan 15.2%. Pada benih dengan viabilitas awal 90% dapat meningkatkan jumlah daun, persentase bibit berbunga, tinggi bibit dan bobot kering bibit masing-masing sebesar 4.4 helai daun, 30.8%, 5.1 cm dan 0.140 g. Hasil penelitian Azizah (2011) pada tanaman cabai menunjukkan bahwa aplikasi Methylobacterium spp dengan perendaman benih dan penyemprotan setiap satu bulan secara nyata meningkatkan jumlah bunga pada 14 dan 17 MST, bobot buah pada 18, 19, 20, 21 dan 23 MST serta meningkatkan total jumlah bunga dan total bobot buah cabai dari 102.26 gram meningkat menjadi 309.67 gram pada pemupukan satu dosis rekomendasi (15 g Urea, 27 g SP-18, dan 12 g KCl per 5 kg media). Teknik aplikasi Methylobacterium spp isolat TD-TPB3 pada varietas Kaba, dengan cara perendaman yang dilanjutkan dengan penyemprotan pada daun umur 10 HST + 20 HST memberikan peningkatan pertumbuhan dan produksi tanaman kedelai, pada peubah tinggi tanaman 35 HST, bobot kering tajuk, bobot kering akar, jumlah polong, polong isi, bobot 100 butir dan produksi (Danial 2011).
Pemupukan Sumber utama unsur hara nitrogen sebenarnya cukup banyak terdapat di atmosfer yaitu lebih kurang 79.2% dalam bentuk N2 bebas. Unsur N baru dapat digunakan oleh tanaman setelah mengalami perubahan menjadi bentuk yang terikat. Hasibuan (2008) menyatakan bahwa bahan pembuatan pupuk N adalah nitrogen dalam bentuk amoniak (NH3). Hara nitrogen tidak hanya diperoleh dari tanah secara langsung tetapi juga dapat diperoleh melalui proses simbiosis antara tanaman dengan bakteri tertentu. Bakteri Rhizobium sp mampu mengikat nitrogen bebas dari udara sehingga menyebabkan terbentuknya bintil-bintil akar pada tanaman kedelai. Pupuk urea merupakan pupuk buatan senyawa organik dari CO(NH2)2 dan berbentuk butiran bulat kecil yang mengandung kadar N sekitar 45% - 46%. Urea larut sempurna dalam air dan tidak mengasamkan tanah. Pupuk urea mampu meningkatkan hasil fotosintesis dan mempercepat pertumbuhan tanaman. Unsur lain yang dibutuhkan tanaman selain nitrogen adalah fosfor. Tanaman menyerap unsur pospor dalam bentuk senyawa pospat H2PO4-. Salah satu pupuk yang mengandung unsur pospor adalah SP-36 yang mengandung 36% P2O5 (Lukiwati et al. 2000). Unsur makro yang juga dibutuhkan tanaman dalam proses fisiologinya adalah kalium. Salah satu jenis pupuk kalium yang dikenal saat ini adalah kalium klorida (KCl) dengan kadar 60% K2O dan khlor.
6
3 PENINGKATAN PRODUKSI TANAMAN KEDELAI MELALUI APLIKASI ISOLAT METHYLOBACTERIUM SPP DAN DOSIS PEMUPUKAN Increase of soybean production with Methylobacterium spp isolate applicaton and rates of fertilizers Abstract The aim of the experiment was to know effect of Methylobacterium spp application technique and rates of fertilizers on the soybean growth and production. The experiment were conducted from August to November 2012 in Leuwikopo experiment station. The experiment was arranged in split plot design. The main plot was Methylobacteriumsp spp application technique consisted of without Methylobacterium spp, seed soaking and spraying Methylobacterium spp at 15 and 30 days after planting (DAP), seed soaking and spraying Methylobacterium spp at 15 DAP and soaking seeds with Methylobacterium spp. The subplot was the rates of fertilizer N, P and K consisted of 0, 25, 50, 75 and 100 % recommended rate of fertilizer (Rate of recommendation : 50 kg N ha-1, 100 kg P2O5 ha-1 dan 100 kg K2O ha-1). The results showed that seed soaking and spraying Methylobacterium spp at 15 + 30 DAP and seed soaking and spraying Methylobacterium spp at 15 DAP gives the same response and significantly increased the age and numbers of flowering, dry weight of plant, numbers of pod, numbers of seed, weight of seed per plant and total production than without isolate application. The rate of fertilizer 50, 75 and 100 % gives the same response at height of plant 56 DAP, branch of numbers and weight of seed per plant but significantly than without application. Keywords : isolate spraying, rates of fertilizer, seed soaking Abstrak Percobaan ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh teknik aplikasi Methylobacterium spp dan dosis pemupukan N, P, K yang efektif terhadap peningkatan produksi kedelai. Percobaan dilaksanakan pada bulan Agustus sampai November 2012 di kebun percobaan Leuwikopo IPB. Percobaan ini menggunakan rancangan petak terpisah. Petak utama adalah teknik aplikasi Methylobacterium spp yang terdiri atas empat taraf yaitu tanpa aplikasi Methylobacterium spp, perendaman benih dan penyemprotan Methylobacterium spp pada 15 dan 30 HST, perendaman benih dan penyemprotan Methylobacterium spp pada 15 HST, dan perendaman benih dengan Methylobacterium spp. Anak petak adalah dosis pemupukan N, P dan K yang terdiri atas lima taraf yaitu 0, 25, 50, 75 dan 100 % dosis rekomendasi (rekomendasi pemupukan kedelai : 50 kg N ha-1, 100 kg P2O5 ha-1 dan 100 kg K2O ha -1). Hasil penelitian menunjukkan bahwa
7 aplikasi Methylobacterium spp direndam dan disemprot pada 15 dan 30 HST dan aplikasi Methylobacterium spp direndam dan disemprot pada 15 HST memberikan respon terhadap umur berbunga, jumlah bunga, bobot kering tajuk, jumlah polong bernas, polong hampa, jumlah biji, bobot biji per tanaman dan produksi total tanaman yang sama dan nyata lebih tinggi dibandingkan tanpa aplikasi isolat. Dosis pemupukan 50%, 75% dan 100% memberikan pengaruh yang tidak berbeda nyata pada peubah tinggi tanaman 56 HST, jumlah cabang dan bobot biji per tanaman tetapi lebih tinggi dibandingkan dosis pemupukan 0%. Kata kunci : dosis pemupukan, penyemprotan isolat, perendaman benih
PENDAHULUAN Salah satu jenis bakteri yang dapat diaplikasikan dalam pengembangan usahatani kedelai adalah Methylobacterium spp. Bakteri ini merupakan genus Methylobacterium dan termasuk kelompok bakteri tanah aerob, bersifat gram negatif, berbentuk batang, dan memiliki pigmen merah muda, serta dapat hidup secara fakultatif di lingkungan metilotropik sehingga Methylobacterium sp dikenal sebagai bakteri pink pigmented facultative methylotropic (PPFM) (Gallego et al. 2005). Hasil penelitian Holland (1997) menunjukkan bahwa bakteri PPFM memberikan efek pada pertumbuhan tanaman kedelai. Pengujian pada kecambah kedelai, melalui perlakuan inokulasi PPFM pada biji yang dipanaskan, dapat mengembalikan laju perkecambahan dan pertumbuhan akar ke level normal. PPFM berperan dalam perkecambahan biji kering. Pada kondisi yang kurang ideal, biji mampu berkecambah normal bila biji diinokulasi atau diimbibisi dengan suspensi kultur bakteri PPFM. Keberadaan bakteri PPFM tersebut dapat memicu viabilitas benih. Penggunaan mikroba khususnya Methylobacterium spp berperan penting bagi budidaya kedelai untuk meningkatkan efisiensi pemupukan N. Penggunaan mikroba sebagai pupuk organik sangat penting untuk meningkatkan efisiensi pemupukan N (Saraswati 2007). Abdoulaye et al. (2001) menyatakan bahwa beberapa strain Methylobacterium spp dapat mengefisienkan fiksasi nitrogen (enzim nitrogenase) dengan membentuk bintil dan bersimbiosis dengan tanaman kacang-kacangan. Bakteri Methylobacterium spp telah banyak dilaporkan berperan dalam meningkatkan daya berkecambah benih beberapa tanaman seperti pada padi (Lee et al. 2006), kacang tanah (Madhaiyan et al. 2006) dan kedelai (Meenakshi dan Savalgi 2009). Koenig et al. (2002) menyatakan bahwa banyak strain bakteri Methylobacterium spp dapat menghasilkan sitokinin dan trans-zeatin yang disekresikan pada media kultur yang dapat menstimulasi perkecambahan kedelai. Aplikasi Methylobacterium spp dapat mengurangi penggunaan pupuk anorganik karena Methylobacterium spp diketahui dapat menghasilkan zat pengatur tumbuh auksin, sitokinin dan giberelin juga enzim nitrogenase yang digunakan dalam fiksasi nitrogen. Efek pemacu pertumbuhan dari Methylobacterium oryzae CBMB20 lebih signifikan pada perlakuan pemupukan
8 yang lebih rendah. Pertumbuhan tanaman tanaman cabai yang diberi perlakuan Methylobacterium oryzae CBMB20 dan penyemprotan methanol dengan konsentrasi 1% tidak berbeda nyata antara perlakuan pemupukan 100% dan 300% (Chauhan et al. 2010). Hasil penelitian Azizah (2011) menyatakan bahwa aplikasi Methylobacterium spp dengan pemupukan setengah dosis (7.5 g Urea, 13 g SP18, dan 6 g KCl per 5 kg media) tidak menunjukkan beda nyata dengan aplikasi satu dosis rekomendasi pemupukan (15 g Urea, 27 g SP-18, dan 12 g KCl per 5 kg media) pada tanaman cabai. Berdasarkan hasil penelitian sebelumnya dan potensi Methylobacterium spp yang dapat menghasilkan fitohormon dan mengifisienkan pemupukan, maka dalam penelitian ini akan dipelajari pengaruh aplikasi isolat Methylobacterium spp dan dosis pemupukan N, P dan K terhadap pertumuhan dan produksi tanaman kedelai. METODE Waktu dan Tempat Penelitian dilaksanakan pada bulan Agustus sampai November 2012. Penelitian dilaksanakan di kebun percobaan Leuwikopo. Perbanyakan isolat dan analisis tanah dilakukan di Laboratorium Biologi Tanah Balai Besar Biogen Bogor. Pengujian viabilitas benih dilakukan di Laboratorium Ilmu dan Teknologi Benih Departemen Agronomi dan Hortikultura, Institut Pertanian Bogor. Bahan dan Alat Bahan yang digunakan adalah benih kedelai varietas Kaba dengan DB = 96% yang berasal dari Balai Penelitian Kacang-kacangan dan Umbi-umbian (Lampiran 1), isolat Methylobacterium spp campuran TD-J7 dan TD-TPB3, media amonium mineral salt (AMS), methanol, alkohol, pupuk N, P dan K. Alat-alat yang digunakan adalah gelas kimia, erlenmeyer, autoclave, shaker, hand-sprayer, laminar air flow, eco germinator tipe IPB 72-1, neraca analitik. Metode Penelitian dilaksanakan di kebun percobaan Leuwikopo yang bertujuan untuk mengetahui pengaruh teknik aplikasi Methylobacterium spp dan dosis pupuk N, P, K yang efektif terhadap peningkatan hasil tanaman kedelai. Penelitian menggunakan Rancangan Petak Terpisah (Split plot Design). Petak utama adalah teknik aplikasi Methylobacterium spp (isolat TD-TPB3 dan TD-J7) yang terdiri atas empat taraf yaitu tanpa aplikasi Methylobacterium spp, aplikasi Methylobacterium spp direndam + disemprot 15 + 30 HST, aplikasi Methylobacterium spp direndam + disemprot 15 HST dan aplikasi Methylobacterium spp rendam. Anak petak adalah dosis pemupukan N, P dan K yang terdiri atas lima taraf yaitu 0, 25, 50, 75 dan 100% dari dosis rekomendasi (rekomendasi pemupukan kedelai : 50 kg N/ha, 100 kg P2O5 dan 100 kg K2O).
9 Penelitian terdiri dari 20 kombinasi perlakuan dan setiap perlakuan diulang sebanyak 3 kali sehingga diperoleh 60 satuan percobaan. Data percobaan dianalisis dengan menggunakan analisis ragam (uji F). Hasil uji F yang berbeda nyata diuji lanjut dengan menggunakan uji Duncan Multiple Range Test (DMRT) pada taraf 5%. Model linear aditif yang digunakan sebagai dasar analisis adalah sebagai berikut : Yijk = μ + αi + δik + βj + (αβ)ij + εijk Keterangan : = Pengaruh perlakuan teknik aplikasi Methylobacterium spp ke-i, Yijk perlakuan dosis pemupukan ke-j, dan ulangan ke-k. μ = Nilai tengah umum αi = Pengaruh perlakuan teknik aplikasi Methylobacterium spp ke-i = Pengaruh galat percobaan pada perlakuan teknik aplikasi δik Methylobacterium spp ke-i = Pengaruh perlakuan dosis pemupukan ke-j βj (αβ)ij = Pengaruh interaksi perlakuan teknik aplikasi Methylobacterium spp ke-i dan ulangan ke-k = Pengaruh galat percobaan perlakuan teknik aplikasi Methylobacterium εijk spp ke-i, dosis pemupukan ke-j dan ulangan ke-k. Tahap awal percobaan adalah memperbanyak isolat Methylobacterium spp. Isolat yang digunakan merupakan gabungan TD-J7 dan TD-TPB3. Kegiatan perbanyakan diawali dengan pembuatan media cair Amonium Mineral Salt (AMS). Media AMS sebanyak 1 liter dicampur dengan 10 liter aquades dan ditambahkan 25 μl trace element sambil diaduk dengan menggunakan stirer hingga semua bahan tercampur. Media cair tersebut kemudian dituangkan ke dalam galon dan disterilisasi dalam autoclave selama 45 menit dengan tekanan 1 atm pada suhu 121oC. Media tersebut ditambahkan metanol 1% yang dimodifikasi secara aseptik sebanyak 100 ml. Isolat Methylobacterium spp diinokulasikan ke dalam media sebanyak 1000 ml. Proses inkubasi dilakukan selama 7 hari pada suhu kamar dengan menggunakan aerator (Gambar 2). Suspensi isolat dapat digunakan untuk perlakuan perendaman benih dan penyemprotan tanaman kedelai. Populasi bakteri Methylobacterium spp yang digunakan adalah isolat TDJ7 sebanyak 2.6x107 cfu ml-1 dan TD-TPB3 sebanyak 4.82x107 cfu ml-1.
Gambar 2 Isolat Methylobacterium spp diinkubasi menggunakan aerator
10 Penanaman dilaksanakan di kebun percobaan Leuwikopo menggunakan luas lahan ± 600 m2. Tanah dan pupuk dianalisis untuk mengetahui kondisi kesuburan dan sifat fisik tanah serta kandungan pupuk yang digunakan (Lampiran 2). Petak penanaman dibuat dengan ukuran 2 m x 2 m. Jarak antar petak adalah 1 m. Penggemburan tanah dilakukan dengan mencangkul tanah sedalam 20 cm. Tanaman oyong ditanam di pinggir petakan sebagai tanaman penghalang (barrier) antar petak. Perendaman benih kedelai dilakukan sesuai perlakuan menggunakan isolat Methylobacterium spp dilakukan selama 2 jam. Isolat Methylobacterium spp (TDJ7 + TD-TPB3) yang diperlukan sebanyak 50 ml untuk merendam 150 butir benih ukuran biji sedang (Danial 2011). Kebutuhan isolat yang dibutuhkan dalam perlakuan perendaman yakni sekitar 800 ml isolat untuk 2400 biji kedelai. Penanaman dilakukan pada tanggal 31 Agustus 2012 dengan jarak tanam 40cm x 15cm. Lubang tanam dibuat memakai tugal dengan kedalaman 2 cm. Benih ditanam 1 butir tiap lubang. Perlakuan pemupukan sesuai dosis perlakuan pemupukan dilakukan bersamaan pada saat penanaman. Pupuk yang digunakan juga perlu dianalisis untuk mengetahui kadar hara N, P, dan K dan kualitas pupuk. Melakukan penyulaman terhadap bibit tanaman yang mati dan memiliki kualitas yang kurang baik dan dilakukan 1 minggu setelah tanam (MST). Perlakuan penyemprotan pada daun saat tanaman berumur 15 HST dan 30 HST. Aplikasi dilakukan pada pagi hari jam 07.00-09.00. Volume penyemprotan pada daun dan penyiraman pada tanah umur 15 HST dan 30 HST masing-masing 120 ml dan 200 ml untuk 30 tanaman. Kebutuhan isolat yang digunakan untuk perlakuan penyemprotan adalah sekitar 7 liter. Panen kedelai dilakukan dengan memperhatikan umur kedelai yaitu sekitar 80-95 hari. Ciri-ciri tanaman yang siap panen yaitu sebagian besar daun sudah menguning, buah mulai berubah warna dari hijau menjadi kuning kecoklatan dan retak-retak, atau polong sudah kelihatan tua dan batang berwarna kuning agak coklat. Pengamatan daya tumbuh dan kecepatan tumbuh benih di lapangan dilakukan hingga 7 HST. Peubah pertumbuhan dan produksi tanaman yang diamati pada 10 tanaman contoh meliputi tinggi tanaman (14, 28 dan 56 HST), umur berbunga, jumlah bunga, bobot kering tajuk dan akar (35 HST), jumlah cabang, jumlah polong bernas, jumlah polong hampa, jumlah dan bobot biji per tanaman serta produksi total. Pengumpulan data iklim dilakukan mulai saat tanam hingga panen (Lampiran 3). Rumus yang digunakan untuk menghitung persentase daya tumbuh : DT =
∑ KN I + ∑ KN II X 100% ∑ benih yang ditanam
Keterangan : DT : Daya tumbuh ∑ KN I : Jumlah kecambah normal pada pengamatan pertama ∑ KN II : Jumlah kecambah normal pada pengamatan kedua
11 Rumus yang digunakan untuk menghitung persentase kecepatan tumbuh : KC =
d
Keterangan : KCT : Kecepatan tumbuh t : Kurun waktu perkecambahan (etmal) d : Tambahan persentase kecambah normal setiap etmal (1 etmal = 24 jam)
HASIL DAN PEMBAHASAN Rekapitulasi hasil sidik ragam pengaruh teknik aplikasi Methylobacterium spp dan dosis pemupukan terhadap pertumbuhan dan produksi tanaman kedelai tertera pada Tabel 1. Tabel 1 Rekapitulasi sidik ragam pengaruh aplikasi spp dan dosis pupuk terhadap pertumbuhan dan produksi tanaman kedelai Peubah Daya tumbuh (%) Kecepatan tumbuh (%/etmal) Tinggi tanaman 14 HST (cm) Tinggi tanaman 28 HST (cm) Tinggi tanaman 56 HST (cm) Umur berbunga (hari) Jumlah bunga Jumlah cabang Bobot kering tajuk (g) Bobot kering akar (g) Jumlah polong bernas Jumlah polong hampa Jumlah biji (butir) Bobot biji per tanaman (g) Produksi total (g)
Methylobacterium Dosis pupuk (M) (P) tn 0.1587 0.9810 tn 0.0016 * 0.4034 tn 0.0591 tn 0.7867 tn tn 0.1075 0.7948 tn 0.0008* 0.6602 tn <.0001 ** 0.2144 tn <.0001 ** 0.1033 tn <.0001 ** 0.0002 * 0.0195 * 0.9003 tn 0.3435 tn 0.9623 tn 0.0002 * 0.4119 tn 0.0009 * 0.2745 tn 0.0004 * 0.0588 tn 0.0035 * 0.0478 * 0.0110 * 0.0889 tn
Interaksi (MxP) 0.3890 tn 0.3010 tn 0.7103 tn 0.9572 tn 0.0230 * 0.3118 tn 0.9505 tn 0.8748 tn 0.6468 tn 0.7366 tn 0.4477 tn 0.8502 tn 0.5367 tn 0.6408 tn 0.7886 tn
KK (%) 5.86 6.73 7.20 11.71 9.50 4.04 8.11 6.45 28.71 26.32 19.30 5.99 23.27 24.37 27.80
Ket : **) sangat nyata pada p≤0.01; *) nyata pada p≤0.05; tn = tidak nyata
Teknik aplikasi isolat Methylobacterium spp memberikan pengaruh sangat nyata pada peubah umur berbunga, jumlah bunga dan jumlah cabang serta memberikan pengaruh nyata pada peubah kecepatan tumbuh, tinggi tanaman 56 HST, bobot kering tajuk, jumlah polong bernas dan hampa, jumlah biji, bobot biji per tanaman dan produksi total namun tidak berpengaruh terhadap peubah lainnya. Aplikasi dosis pemupukan memberikan pengaruh nyata terhadap peubah jumlah cabang dan bobot biji per tanaman namun tidak berpengaruh nyata terhadap peubah lainnya. Interaksi antara aplikasi Methylobacterium spp dan dosis pemupukan terhadap pertumbuhan tanaman kedelai memberikan pengaruh yang nyata pada peubah tinggi tanaman 56 HST.
12 Kecepatan Tumbuh Teknik aplikasi isolat Methylobacterium spp dapat meningkatkan persentase kecepatan tumbuh tanaman kedelai (Tabel 2). Aplikasi isolat Methylobacterium spp yang direndam benih dan disemprot 15 + 30 HST menunjukkan persentase kecepatan tumbuh lebih tinggi (14.34 %/etmal) dibandingkan dengan perlakuan lainnya. Tabel 2 Pengaruh teknik aplikasi Methylobacterium spp terhadap kecepatan tumbuh tanaman kedelai varietas Kaba Teknik aplikasi Methylobacterium spp
Kecepatan Tumbuh (%/etmal)
M0 vs M1, M2, M3 Tanpa aplikasi Isolat Rendam benih + semprot 15 + 30 HST Rendam benih + semprot 15 HST Aplikasi rendam benih
13.23 14.34 13.52 13.33
Rendam benih + semprot 15 + 30 HST Rendam benih + semprot 15 HST
14.34 13.52
Rendam benih + semprot 15 HST Aplikasi rendam benih
13.52 13.33
M1 vs M2
M2 vs M3 Ket : Angka-angka yang diikuti huruf yang sama, tidak berbeda nyata dengan uji kontras orthogonal pada taraf 5%.
Perlakuan tanpa aplikasi isolat yang dibandingkan dengan perlakuan lainnya menunjukkan tidak berpengaruh yang nyata terhadap kecepatan tumbuh. Hal yang sama juga terjadi pada perlakuan rendam benih + semprot 15 + 30 HST dibandingkan dengan rendam benih + semprot 15 HST dan perlakuan rendam benih + semprot 15 HST dibandingkan dengan aplikasi rendam benih. Adanya peningkatan persentase kecepatan tumbuh kedelai dengan aplikasi isolat Methylobacterium spp diduga karena isolat Methylobacterium spp menghasilkan hormon tumbuh yang dapat menstimulir perkecambahan dengan jumlah yang berbeda untuk setiap jenis isolat Methylobacterium spp. Hasil analisis hormon indole-3-acetic acid (IAA), gibberillic acid (GA), dan trans zeatin yang terdapat pada kultur 17 isolat Methylobacterium spp menunjukkan bahwa isolat-isolat tersebut berpotensi menghasilkan hormon IAA, GA dan trans zeatin dengan kadar beragam (Widajati et al. 2008).
Tinggi Tanaman Teknik aplikasi isolat Methylobacterium spp dan interaksi aplikasi isolat Methylobacterium spp dan dosis pemupukan memberikan pengaruh nyata terhadap tinggi tanaman. Aplikasi isolat Methylobacterium spp dan dosis pemupukan nyata meningkatkan tinggi tanaman 56 HST (Tabel 3).
13 Tabel 3 Pengaruh teknik aplikasi Methylobacterium spp dan dosis pemupukan terhadap tinggi tanaman 56 HST tanaman kedelai varietas Kaba Teknik Methylobacterium spp Tanpa aplikasi Isolat Rendam benih + semprot 15 + 30 HST Rendam benih+ semprot 15 HST Aplikasi rendam benih
Dosis pemupukan (%) 0 25 50 75 100 48.85 de 54.25a-e 48.53 de 50.17b-e 59.53a-c 51.20b-e 46.08 e 59.17a-c 60.17 ab 52.47a-e 51.27b-e 51.13b-e
45.63 e 49.43c-e 48.92 de
56.57a-d 56.97a-d
62.03 a 56.57a-d 56.47a-d
Ket : Angka-angka yang diikuti huruf yang sama menunjukkan hasil yang tidak berbeda nyata berdasarkan DMRT pada α = 5%.
Perlakuan perendaman benih dengan isolat Methylobacterium spp memberikan pengaruh yang sama terhadap peubah tinggi tanaman 56 HST pada seluruh dosis pemupukan. Aplikasi isolat Methylobacterium spp tanpa penambahan pupuk (0%) menunjukkan tinggi tanaman yang sama dengan aplikasi isolat dengan dosis pemupukan 100%. Aplikasi isolat Methylobacterium spp secara nyata memberikan pengaruh dalam menstimulasi pertumbuhan tanaman. Hal ini diduga karena jumlah hormon tumbuh yang dihasilkan Methylobacterium spp dalam taraf yang cukup untuk menstimulir pertumbuhan. Kemampuan Methylobacterium spp dalam memproduksi fitohormon menyebabkan bakteri ini dapat menstimulir pertumbuhan tanaman. Widajati et al. (2008) menyatakan bahwa isolat TD-J7 memiliki kemampuan memproduksi hormon IAA 9.13 ppm, GA3 98.75 ppm dan trans-zeatin 74.37 ppm sedangkan isolat TD-TPB3 mampu memproduksi IAA 9.56 ppm, GA3 129.83 ppm dan trans-zeatin 33.14 ppm. Aplikasi Methylobacterium spp dengan pemupukan 50% dari dosis rekomendasi untuk tanaman kedelai menunjukkan potensi pertumbuhan tanaman yang sama dan lebih baik dari dosis pemupukan 100%. Dosis pemupukan rendah dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman diduga karena adanya aktifitas bakteri Methylobacterium spp dalam memfiksasi nitrogen melalui bintil akar sehingga dapat membantu ketersediaan nitrogen pada masa pertumbuhan tanaman. Menurut Abdoulaye et al. 2001menyatakan bahwa beberapa strain Methylobacterium dapat mengefisienkan fiksasi nitrogen dengan membentuk bintil pada simbiosis dengan tanaman kacang-kacangan. Pembungaan Tanaman Kedelai Aplikasi isolat Methylobacterium spp dapat mempercepat pembungaan dan meningkatkan jumlah bunga (Tabel 4). Perlakuan isolat Methylobacterium spp direndam dan disemprot 15 dan 30 HST merupakan perlakuan yang paling cepat menstimulir pembungaan dan menghasilkan jumlah bunga terbanyak dibandingkan perlakuan lainnya. Aplikasi isolat Methylobacterium spp yang direndam dan disemprot pada 15 dan 30 HST dan aplikasi isolat Methylobacterium spp yang direndam dan disemprot pada 15 HST secara nyata menstimulir pembungaan dan meningkatkan
14 jumlah bunga. Aplikasi isolat yang direndam dan disemprot pada 15 dan 30 HST dan aplikasi isolat yang direndam dan disemprot pada 15 HST memberikan pengaruh yang sama pada peubah umur berbunga (35.73 dan 36.87 hari) dan jumlah bunga (11.6 dan 11.5) dibandingkan dengan aplikasi lainnya. Tabel 4 Pengaruh teknik aplikasi Methylobacterium spp terhadap jumlah bunga dan hari berbunga tanaman kedelai varietas Kaba Teknik Methylobacterium spp Tanpa aplikasi Isolat Rendam benih + semprot 15 + 30 HST Rendam benih + semprot 15 HST Aplikasi rendam benih
Umur berbunga (hari) 42.07a 35.73c 36.87bc 37.80b
Jumlah bunga 8.9c 11.6a 11.5a 10.9b
Ket : Angka-angka yang diikuti huruf yang sama pada kolom yang sama menunjukkan hasil yang tidak berbeda nyata berdasarkan DMRT pada α = 5%
Kemampuan bakteri Methylobacterium spp menghasilkan giberelin mampu meningkatkan jumlah bunga dan mempercepat pembungaan. Hormon giberelin berperan dalam mengontrol proses perkembangan tanaman yang meliputi perkecambahan, pemanjangan sel, perkembangan bunga dan benih. Menurut Sari (2005) bahwa perlakuan giberelin dengan konsentrasi 2 ppm nyata mempercepat umur berbunga dan mendorong keserempakan berbunga tanaman padi yang ditandai dari jumlah hari lebih cepat pada tanaman berbunga 75%. Aplikasi isolat Methylobacterium spp dalam mempercepat pembungaan juga ditunjukkan oleh hasil penelitian Goni (2010) menunjukkan bahwa aplikasi isolat Methylobacterium spp dengan cara perendaman benih dan penyemprotan pada 2 dan 4 MST dapat mempercepat pembungaan tanaman cabai yang berumur 6 MST. Jumlah Cabang Teknik aplikasi isolat Methylobacterium spp dan dosis pemupukan nyata meningkatkan jumlah cabang tanaman kedelai (Tabel 5). Teknik aplikasi Methylobacterium spp yang direndam dan disemprot pada 15 dan 30 HST menghasilkan rata-rata jumlah cabang nyata paling banyak dibandingkan perlakuan lainnya. Aplikasi pemupukan 50% dan 75% dari dosis rekomendasi secara nyata meningkatkan jumlah cabang lebih banyak dibandingkan perlakuan lainnya. Dosis pemupukan 50% dan 75% menunjukkan pengaruh yang sama pada peubah jumlah cabang dibandingkan dengan perlakuan lainnya. Pengamatan jumlah cabang dilakukan pada saat panen, karena pembentukan bunga dan polong buah dipengaruhi oleh jumlah cabang yang terdapat pada tanaman. Semakin banyak cabang produktif yang dihasilkan pada tanaman maka buah dan biji yang dihasilkan akan semakin banyak pula. Kemampuan isolat Methylobacterium spp menghasilkan jumlah cabang lebih banyak dengan perlakuan perendaman dan penyemprotan 15 dan 30 HST diduga disebabkan oleh adanya fitohormon yang diproduksi bakteri Methylobacterium spp berupa transzeatin. Menurut Salisbury dan Ross (1995), sitokinin atau trans-zeatin merupakan hormon yang berfungsi sebagai pemacu perkembangan sel dan pembentukan
15 organ tumbuhan. Hasil peneltian Azizah (2011) juga menunjukkan bahwa aplikasi Methylobacterium spp pada tanaman cabai dapat meningkatkan jumlah cabang pada perlakuan dengan perendaman benih dan penyemprotan Methylobacterium spp setiap satu bulan selama empat bulan. Tabel 5 Pengaruh teknik aplikasi Methylobacterium spp dan dosis pemupukan terhadap jumlah cabang tanaman kedelai varietas Kaba Teknik Methylobacterium spp Tanpa aplikasi Isolat Rendam benih + semprot 15 + 30 HST Rendam benih + semprot 15 HST Aplikasi rendam benih Rata-rata
0 4.7
Dosis Pemupukan (%) 25 50 75 100 4.8 5.3 5.5 4.8
Ratarata 5.0c
5.4
5.7
6.0
6.3
5.5
5.8a
5.4
5.5
5.5
5.8
5.5
5.5b
4.9 5.1c
5.3 5.3bc
5.4 5.6ab
5.7 5.8a
5.4 5.3bc
5.3b
Ket : Angka-angka yang diikuti huruf yang sama pada baris dan kolom yang sama menunjukkan hasil yang tidak berbeda nyata berdasarkan DMRT pada α = 5%.
Dosis pemupukan 75% dari dosis rekomendasi menghasilkan jumlah cabang tertinggi (5.8) dibandingkan tanpa pupuk (5.1) dan dosis pupuk 100% (5.3). Hal ini disebabkan adanya perlakuan perendaman dan dilanjutkan dengan penyemprotan isolat Methylobacterium spp pada 15 dan 30 HST yang berfungsi meningkatkan efisiensi pemupukan terutama nitrogen, kesuburan dan kesehatan tanah. Chauhan et al. (2010) menyatakan bahwa efek pemacu pertumbuhan dari Methylobacterium oryzae CBMB20 signifikan pada perlakuan pemupukan yang lebih rendah dan pertumbuhan tanaman tidak berbeda nyata pada perlakuan pemupukan antara 100% dan 300%. Tajuk dan akar Teknik aplikasi Methylobacterium spp nyata meningkatkan bobot kering tajuk (Tabel 6). Aplikasi isolat Methylobacterium spp yang direndam dan disemprot pada 15 dan 30 HST menunjukkan bobot kering tajuk terbaik (2.43 g) dan memberikan respon yang sama dengan aplikasi direndam dan disemprot 15 HST (2.03 g) dibandingkan tanpa aplikasi isolat (1.75 g) dan aplikasi rendam saja (1.90 g). Aplikasi isolat Methylobacterium spp dapat meningkatkan bobot kering tajuk tanaman kedelai. Hal ini diduga karena Methylobacterium spp mengandung hormon zat pengatur tumbuh seperti giberelin, auksin dan sitokinin yang dapat menstimulasi pembelahan sel, meningkatkan perkecambahan dan pertumbuhan tanaman. Hormon asam indol-3-asetat (IAA) merupakan auksin alami yang bersifat tidak stabil dan berperan merangsang pembelahan dan pembesaran sel pada pucuk tanaman, serta dalam pembentukan akar. Hormon asam geberelat (GA3) dapat merangsang pertumbuhan organ baru serta dapat mempengaruhi pembentukan daun dan akar. Hormon Trans-Zeatin (TZ) merupakan hormon sitokinin yang berperan dalam pembelahan sel jaringan dan merangsang tunas daun (Wetherell 1982).
16 Tabel 6 Pengaruh teknik aplikasi Methylobacterium spp terhadap bobot kering tajuk dan bobot kering akar tanaman kedelai varietas Kaba pada umur 35 HST Teknik Methylobacterium spp Tanpa aplikasi Isolat Rendam benih+semprot 15+30 HST Rendam benih+semprot 15 HST Aplikasi rendam benih
Bobot kering tajuk (g) 1.75b 2.43a 2.03ab 1.90b
Bobot kering akar (g) 0.32 0.36 0.36 0.34
Ket : Angka yang diikuti huruf yang sama pada kolom yang sama menunjukkan hasil yang tidak berbeda nyata berdasarkan DMRT pada α = 5%.
Kemampuan Methylobacterium spp meningkatkan bobot kering tajuk juga ditunjukkan oleh penelitian Danial (2011) bahwa isolat Methylobacterium spp dapat meningkatkan bobot kering tajuk tanaman kedelai. Tingginya nilai rata-rata bobot tajuk dan akar pada aplikasi isolat Methylobacterium spp diduga disebabkan oleh banyaknya jumlah fitohormon yang terdapat pada tanaman saat dilakukan perlakuan tambahan seperti penyemprotan. Auksin dapat memacu pemanjangan potongan akar pada banyak spesies dengan konsentrasi yang sangat rendah (10-710-13) tergantung jenis dan umur akar. Hormon tersebut juga mendorong pemanjangan sel dengan cara mempengaruhi metabolisme sel sehingga dapat meningkatkan bobot basah dan bobot kering tanaman. Aplikasi isolat Methylobacterium spp dengan cara direndam dan disemprot memberikan pengaruh terbaik terhadap tolok ukur bobot kering bibit cabai pada benih dengan tingkat viabilitas awal 62 % (Goni 2010). Polong dan Biji Aplikasi isolat Methylobacterium spp dapat meningkatkan jumlah polong bernas dan jumlah biji (Tabel 7). Teknik aplikasi isolat Methylobacterium spp direndam dan disemprot 15 dan 30 HST menghasilkan jumlah polong bernas (31.89) dan jumlah biji (67.19) nyata lebih banyak dibandingkan perlakuan lainnya. Aplikasi isolat direndam dan disemprot 15 + 30 HST dan aplikasi isolat direndam dan disemprot 15 HST memberikan pengaruh yang sama terhadap peubah jumlah biji dan polong hampa dibandingkan perlakuan lainnya. Tabel 7 Pengaruh teknik aplikasi Methylobacterium spp terhadap polong bernas, polong hampa dan jumlah biji tanaman kedelai varietas Kaba Polong bernas Polong hampa Jumlah biji /tanaman /tanaman /tanaman Tanpa aplikasi isolate 23.51b 21.67a 46.69c Rendam benih+semprot 15+30 HST 31.89a 19.83b 67.19a Rendam benih+semprot 15 HST 24.89b 20.77ab 58.61ab Aplikasi rendam benih 24.49b 21.60a 49.11bc
Teknik Methylobacterium spp
Ket : Angka-angka yang diikuti huruf yang sama pada kolom yang sama menunjukkan hasil yang tidak berbeda nyata berdasarkan DMRT pada α = 5%
17 Peningkatan jumlah polong bernas dan jumlah biji per tanaman dengan aplikasi isolat Methylobacterium spp dipengaruhi oleh adanya peningkatan jumlah bunga dan jumlah cabang. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa aplikasi isolat Methylobacterium spp dapat meningkatkan jumlah bunga (Tabel 4) dan jumlah cabang (Tabel 5). Pembentukan bunga dan polong buah dipengaruhi oleh jumlah cabang yang terdapat pada tanaman. Semakin banyak cabang produktif yang dihasilkan pada tanaman maka jumlah bunga yang terbentuk akan lebih banyak pula. Meningkatnya jumlah bunga dengan aplikasi Methylobacterium spp akan berpengaruh pada pembentukan polong dan jumlah biji. Bobot biji per Tanaman Teknik aplikasi Methylobacterium spp dan dosis pemupukan berpengaruh nyata terhadap bobot biji per tanaman kedelai (Tabel 8). Teknik aplikasi isolat Methylobacterium spp direndam dan disemprot pada 15 dan 30 HST dan aplikasi rendam dan semprot pada 15 HST secara nyata meningkatkan bobot biji per tanaman kedelai dibandingkan perlakuan lainnya. Aplikasi isolat direndam dan disemprot pada 15 dan 30 HST dan aplikasi rendam dan semprot pada 15 HST memberikan pengaruh yang sama pada peubah bobot biji per tanaman. Dosis pemupukan 50%, 75% dan 100% memberikan respon terhadap bobot biji per tanaman yang sama dan nyata lebih tinggi dibandingkan tanpa pemupukan. Tabel 8 Pengaruh teknik aplikasi Methylobacterium spp terhadap bobot biji per tanaman kedelai varietas Kaba Dosis Pemupukan (%) 0 25 50 75 100 4.20 4.36 4.68 5.39 5.60 Tanpa aplikasi isolat Rendam benih+semprot 15+30 HST 5.56 6.33 6.35 7.31 7.92 5.94 5.92 5.86 6.20 5.05 Rendam benih+semprot 15 HST 3.70 3.80 5.36 5.77 6.79 Aplikasi rendam benih Rata-rata 4.85c 5.10bc 5.56a-c 6.17ab 6.34a Teknik Methylobacterium spp
Ratarata 4.85b 6.69a 5.80ab 5.08b
Ket : Angka-angka yang diikuti huruf yang sama pada baris dan kolom yang sama menunjukkan hasil yang tidak berbeda nyata berdasarkan DMRT pada α = 5%
Teknik aplikasi isolat Methylobacterium spp pada saat perendaman benih diharapkan bahwa bakteri tersebut dapat membentuk koloni dan bertahan hidup di sekitar permukaan benih. Memasuki masa vegetatif hingga generatif, bakteri Methylobacterium akan mengalami kompetisi dengan mikroorganisme lain dalam memperebutkan nutrisi dan tempat hidup sehingga dengan perlakuan lebih sering yakni penyemprotan pada 15 dan 30 HST dapat memperbanyak koloni bakteri tidak hanya pada bagian daun namun seluruh bagian tanaman. Hal ini berarti tidak hanya pada daun yang dapat berkembang dan berperan sebagai fotosintat, tetapi juga keseluruhan tubuh tanaman bekerjasama untuk menghasilkan bahan baru tanaman. Hasil penelitian Danial (2011) menunjukkan bahwa perlakuan perendaman dan penyemprotan pada 10 HST dan 20 HST memberikan bobot 100 butir terbaik dan berbeda nyata dengan control dan perlakuan lainnya.
18 Dosis pemupukan 50%, 75% dan 100% memberikan pengaruh yang sama terhadap peningkatan bobot biji per tanaman. Dosis pemupukan yang rendah ternyata lebih efektif digunakan dalam meningkatkan produksi. Hasil penelitian ini juga menunjukkan bahwa dosis pemupukan yang lebih rendah dapat meningkatkan tinggi tanaman (Tabel 3) dan jumlah cabang (Tabel 5) tanaman kedelai. Efektifnya penggunaan pupuk dipengaruhi oleh kemampuan kedelai dalam memfiksasi nitrogen yang efektif berasal dari proses nodulasi. Aplikasi isolat Methylobacterium spp yang direndam dan disemprot 15 dan 30 HST dapat mengifisienkan pemupukan karena mampu menghasilkan enzim urease yang berperan saat metabolisme nitrogen (Holland dan Palacco 1992). Produksi Total Teknik aplikasi isolat Methylobacterium spp nyata dapat meningkatkan produksi total tanaman kedelai (Tabel 9). Produksi total aplikasi isolat Methylobacterium spp direndam dan disemprot 15 dan 30 HST secara nyata lebih tinggi dibandingkan tanpa aplikasi isolat. Aplikasi isolat direndam dan disemprot 15 dan 30 HST dan aplikasi isolat direndam dan disemprot 15 HST memberikan pengaruh yang sama pada peubah produksi total dibandingkan perlakuan lainnya. Tabel 9 Pengaruh teknik aplikasi Methylobacterium spp terhadap produksi total tanaman kedelai varietas Kaba Teknik Methylobacterium spp Tanpa aplikasi isolate Rendam benih + semprot 15 + 30 HST Rendam benih + semprot 15 HST Aplikasi rendam benih
Produksi total (g) 245.84b 338.32a 288.73ab 253.37b
Ket : Angka yang diikuti huruf yang sama pada kolom yang sama menunjukkan hasil yang tidak berbeda nyata berdasarkan DMRT pada α = 5%
Jumlah biji yang dihasilkan oleh aplikasi Methylobacterium spp lebih banyak dibandingkan tanpa aplikasi isolat. Perlakuan dengan aplikasi isolat Methylobacterium spp menghasilkan jumlah polong bernas yang lebih banyak sehingga memungkinkan dapat menghasilkan jumlah biji dan produksi total yang banyak pula. Meskipun demikian, jumlah cabang yang dihasilkan tidak mempunyai hubungan yang signifikan dengan jumlah biji yang diproduksi. Artinya, walaupun jumlah cabang banyak, belum tentu produksi kedelai juga banyak (Adisarwanto 2005). Teknik aplikasi Methylobacterium spp memberikan hasil lebih baik dibandingkan dengan tanpa aplikasi isolat disebabkan oleh tingginya nilai akumulasi rata-rata pada beberapa tolok ukur yang berkaitan dengan produksi seperti jumlah bunga, jumlah cabang, berat kering tajuk, jumlah polong dan bobot biji per tanaman. Isolat Methylobacterium spp diduga mampu menghasilkan kombinasi auksin, sitokinin dan giberelin yang sesuai dan berpengaruh pada jalur diferensiasi untuk meningkatkan produksi tanaman lebih baik dibandingkan tanpa aplikasi isolat. Menurut Copeland and McDonald (2001) giberelin mempunyai peranan besar dalam perkecambahan dan perkembanagan benih.
19 Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa isolat Methylobacterium spp yang merupakan kombinasi campuran isolat TD-J7 dan TD-TPB3 sudah direspon oleh benih mulai saat dilakukan perendaman. Penyemprotan 15 dan 30 HST sebagai perlakuan lanjutan tampak menstimulir pertumbuhan hingga hasil produksi tanaman. Isolat Methylobacterium spp perlu diberikan pada beberapa tahap yaitu pada tahap perkecambahan dan pertumbuhan tanaman (Danial 2011).
KESIMPULAN Teknik aplikasi Methylobacterium spp di rendam dan disemprot pada 15 dan 30 HST dan aplikasi Methylobacterium spp di rendam dan disemprot pada 15 HST memberikan respon terhadap umur berbunga, jumlah bunga, bobot kering tajuk, jumlah polong bernas, polong hampa, jumlah biji, bobot biji per tanaman dan produksi total tanaman yang sama dan lebih tinggi dibandingkan tanpa aplikasi isolat. Dosis pemupukan 50%, 75% dan 100% memberikan pengaruh yang sama terhadap peubah tinggi tanaman 56 HST, jumlah cabang dan bobot biji per tanaman dan lebih tinggi dibandingkan dosis pemupukan 0%.
4 EFEKTIVITAS TEKNIK APLIKASI ISOLAT METHYLOBACTERIUM SPP TERHADAP HASIL KEDELAI PADA LAPANG PRODUKSI Effectiveness of Methylobacterium spp application technique to soybean yield in field production Abstract The aim of the experiment was to know effectiveness of Methylobacterium spp isolate application with compared the Methylobacterium spp cultivation technology and farmers cultivation technology (without isolate application). The experiment were conducted from December 2012 to March 2013 in farmer farm Serang, Banten. The experiment was used in Randomize Complete Block Design with single factor i.e. cultivation technologies and three replications. The experiment used two cultivation technologies are Methylobacterium spp and farmer. Methylobacterium spp cultivation technology used seed soaking and spraying Methylobacterium spp at 15 DAS and 75 % recommended rate of fertilizer applications. The farmer technology used without isolate application and 100 % recommended rate of fertilizer applications. The results showed that Methylobacterium spp cultivation technology significantly increased height of plant and numbers of leaf 56 HST, numbers of branch, dry weight of plant, numbers of pod, dry weight of pod, numbers of seed, weight of seed per plant, total production, germination, vigour index and speed of germination than the farmer technology. Keywords : cultivation technology, farmer, rates of fertilizer
20 Abstrak Percobaan ini bertujuan untuk mengetahui efektivitas aplikasi isolat Methylobacterium spp dengan membandingkan teknologi budidaya Methylobacterium spp dan teknologi budidaya yang dilakukan oleh petani (tanpa aplikasi isolat). Percobaan dilaksanakan pada bulan Desember 2012 sampai Maret 2013 di lahan lahan petani di Desa Cikeusal, Kecamatan Ciruas, Kabupaten Serang, Banten. Percobaan ini menggunakan rancangan kelompok lengkap teracak (RKLT) satu faktor yaitu teknologi budidaya dengan tiga ulangan. Percobaan ini menggunakan dua perlakuan yaitu teknologi Methylobacterium spp dan teknologi petani. Teknologi budidaya Methylobacterium spp menggunakan perlakuan perendaman benih dan penyemprotan isolat Methylobacterium spp pada 15 HST dan pemupukan dengan dosis 83.3 kg Urea ha-1, 208.3 kg SP-36 ha-1 dan 125 kg KCl ha-1. Teknologi petani menggunakan perlakuan tanpa aplikasi isolat dan pemupukan dengan dosis 111.1 kg Urea ha-1, 277.8 kg SP-36 ha-1 dan 166.7 kg KCl ha-1. Hasil penelitian menunjukkan bahwa teknologi Methylobacterium spp nyata dapat meningkatkan tinggi tanaman dan jumlah daun 56 HST, jumlah cabang, bobot kering tajuk, jumlah polong, bobot kering polong, jumlah dan bobot biji per tanaman, produksi total, daya berkecambah, indeks vigor dan kecepatan tumbuh lebih tinggi dibandingkan dengan teknologi petani. Kata kunci : dosis pemupukan, petani, teknologi budidaya
Pendahuluan Bibit unggul bermutu dan aplikasi pemupukan merupakan komponen produksi yang sangat menentukan keberhasilan suatu usaha pertanian. Teknologi alternatif untuk meningkatkan mutu benih tanaman dan mengifisienkan pemupukan adalah melalui pemanfaatan mikroba yang berasosiasi dengan tanaman serta berperan dalam meningkatan kebugaran dan pertumbuhan tanaman tersebut. Mikroba berperan penting dalam meningkatkan kualitas tanah, meningkatkan efisiensi pemupukan dan memperbaiki pertumbuhan dan perlindungan tanaman. Salah satu jenis mikroba/bakteri yang dapat dimanfaatkan adalah Methylobacterium spp. Bakteri Methylobacterium disebut sebagai Pink-Pigmented Facultative Methylotrophs (PPFM) karena memiliki warna pigmen merah muda yang khusus (Lidstrom dan Chistoserdova 2002). PPFM memiliki kemampuan untuk mengkolonisasi di permukaan daun karena bakteria ini dapat memanfaatkan senyawa karbon beratom tunggal seperti metanol yang diemisikan oleh stomata, melakukan fiksasi CO2 pada siklus karbon di alam, menambat N2 tanpa bersimbiosis atau berasosiasi dengan tanaman tertentu serta sebagai pelaku biodegradasi senyawa aromatik. Keberadaan bakteri Methylobacterium spp pada filosfer sejumlah tanaman tropis di Indonesia cukup tinggi yaitu berkisar 105 cfu/gram daun (Ismail 2002). Hasil penelitian Riupassa (2003) menunjukkan bahwa jumlah bakteri PPFM pada daun poh-pohan 6.52 x 104 cfu/g daun, daun kemangi 4.44 x 104 cfu/g daun dan pada kecambah taoge 8.75 x 102 cfu/g daun. Beberapa strain Methylobacterium
21 spp diketahui dapat mengefisienkan fiksasi nitrogen dengan membentuk bintil pada simbiosis dengan tanaman kacang-kacangan. Fiksasi nitrogen (pengikatan nitrogen atmosfer menjadi ammonium) tersebut dapat terjadi karena adanya aktivitas enzim nitrogenase yang dihasilkan oleh bakteri. Methylobacterium spp telah banyak dilaporkan berperan dalam pertumbuhan dan produksi tanaman. Hasil penelitian Safariyah (2009) bahwa perlakuan teknik aplikasi dengan Methylobacterium spp dapat meningkatkan jumlah gabah bernas per malai dan bobot gabah bernas per rumpun. Azizah (2011) menyatakan bahwa aplikasi Methylobacterium spp dengan perendaman benih dan penyemprotan setiap satu bulan secara nyata meningkatkan jumlah bunga pada 14 dan 17 MST, bobot buah pada 18, 19, 20, 21, dan 23 MST, serta meningkatkan total jumlah bunga dan total bobot buah cabai. Teknik aplikasi Methylobacterium spp isolat TD-TPB3 pada varietas Kaba, dengan cara perendaman yang dilanjutkan dengan penyemprotan pada tanaman umur 10 HST + 20 HST memberikan peningkatan pertumbuhan dan produksi tanaman kedelai, pada peubah tinggi tanaman 35 HST, bobot kering tajuk, bobot kering akar, jumlah polong, polong isi, bobot 100 butir dan produksi (Danial 2011). Berdasarkan penelitian sebelumnya, aplikasi isolat Methylobacterium spp diduga berpengaruh pada pertumbuhan dan peningkatan produksi tanaman kedelai. Aplikasi isolat Methylobacterium spp diharapkan dapat lebih efektif dan efisien dalam meningkatkan hasil tanaman kedelai pada lapang produksi.
METODE Waktu dan Tempat Penelitian dilaksanakan pada bulan Desember 2012 sampai Maret 2013. Penelitian dilaksanakan di lahan petani di Desa Cikeusal, Kecamatan Ciruas, Kabupaten Serang, Banten. Perbanyakan isolat dilakukan di Laboratorium Biologi Tanah Balai Besar Biogen Bogor. Pengujian viabilitas benih dilakukan di Laboratorium Ilmu dan Teknologi Benih Departemen Agronomi dan Hortikultura, Institut Pertanian Bogor. Bahan dan Alat Bahan yang digunakan adalah benih kedelai Anjasmoro dengan daya tumbuh 97% yang berasal dari Balai Penelitian Kacang-kacangan dan Umbiumbian (Lampiran 4), isolat Methylobacterium spp campuran TD-J7 dan TDTPB3, media amonium mineral salt (AMS), methanol, alkohol, pupuk N, P dan K. Alat-alat yang digunakan adalah erlenmeyer, autoclave, shaker, hand-sprayer, laminar air flow, eco germinator tipe IPB 72-1, wadah plastik, neraca analitik. Metode Percobaan ini bertujuan untuk memperoleh teknologi budidaya yang tepat dan efisien dengan membandingkan dua jenis teknologi budidaya untuk meningkatkan hasil tanaman kedelai pada tingkat lapang produksi. Percobaan terdiri dari dua jenis teknologi budidaya yaitu teknologi aplikasi
22 Methylobacterium spp dan teknologi aplikasi yang dilakukan oleh petani setempat (tanpa aplikasi Methylobacterium spp). Percobaan ini menggunakan aplikasi isolat Methylobacterium spp dan dosis pemupukan berdasarkan hasil yang terbaik pada percobaan pertama. Percobaan ini menggunakan Rancangan Kelompok Lengkap Teracak (RKLT) dengan faktor tunggal dan tiga ulangan baik pada teknologi budidaya menggunakan aplikasi inokulan Methylobacterium spp maupun pada teknologi budidaya yang dilakukan oleh petani lokal. Jika hasil sidik ragam diperoleh berpengaruh nyata, maka dilakukan uji lanjut dengan uji t pada taraf 5%. Model linear percobaan yang digunakan adalah : Yij = μ + τi + βj + εij Keterangan : Yij = Pengamatan pada perlakuan ke-i dan kelompok ke-j = Rataan umum i = Pengaruh perlakuan ke-i j = Pengaruh kelompok ke-j ij = Pengaruh acak pada perlakuan ke-i dan kelompok ke-j Luas lahan yang digunakan adalah 1200 m2. Tanaman jagung ditanam diantara kedua lahan sebagai tanaman penghalang (barrier). Lahan penanaman kedua jenis teknologi budidaya dibagi menjadi tiga ulangan yang pada tiap ulangan memiliki luasan 200 m2. Teknologi aplikasi Methylobacterium spp dilakukan dengan merendam benih kedelai varietas Anjasmoro ke dalam isolat Methylobacterium spp selama dua jam. Penanaman dilakukan pada tanggal 3 Desember 2012. Jarak tanam yang digunakan adalah 40 cm x 15 cm dan menanam 1 butir benih per lubang. Pemupukan dilakukan sekali bersamaan saat penanaman menggunakan dosis pemupukan yang efisien pada hasil percobaan 1 yaitu 75% dari dosis rekomendasi (83.3 kg Urea ha-1, 208.3 kg SP-36 ha-1 dan 125 kg KCl ha-1). Penyulaman dilakukan 1 minggu setelah tanam (MST) terhadap bibit tanaman yang mati dan memiliki kualitas yang kurang baik. Isolat Methylobacterium spp yang digunakan adalah gabungan isolat TD-J7 dan TD-TPB3. Populasi bakteri Methylobacterium spp sebelum digunakan yaitu sebanyak 2.6x107 cfu ml-1 (TD-J7) dan 4.82x107 cfu ml-1 (TD-TPB3). Aplikasi penyemprotan isolat Methylobacterium spp sebanyak 20 liter dilakukan pada saat tanaman berumur 15 hari setelah tanam (HST) secara merata pada bagian bawah daun tanaman. Aplikasi dilakukan pada pagi hari jam 07.00 – 09.00. Panen dilakukan pada umur sekitar 80-90 HST. Teknologi petani melakukan pemberian kapur sebanyak 50 kg dan pupuk kandang sapi sebanyak 200 kg pada lahan seluas 600 m2. Benih kedelai yang digunakan adalah varietas Anjasmoro dan ditanam dengan jarak tanam 40 cm x 15cm sebanyak 2 butir tiap lubang tanam. Pemupukan dilakukan bersamaan saat penanaman dengan dosis pemupukan menggunakan 100% dosis rekomendasi (111.1 kg Urea ha-1, 277.8 kg SP-36 ha-1 dan 166.7 kg KCl ha-1).
23 Pengendalian hama dan penyakit dilakukan dengan menyemprotkan insektisida maupun herbisida. Penyiangan dan penggemburan tanah dilakukan saat umur 21 HST dan 42 HST. Pemanenan dilakukan saat umur 80-90 HST. Pengamatan pertumbuhan vegetatif dilakukan pada 15 tanaman contoh meliputi tinggi tanaman dan jumlah daun (14, 28 dan 56 HST). Peubah komponen produksi diamati pada saat panen dengan 15 tanaman contoh meliputi jumlah cabang, bobot kering tajuk, jumlah polong bernas, jumlah polong hampa, bobot kering polong, jumlah biji, bobot biji per tanaman dan produksi total. Pengamatan uji viabilitas benih dilakukan pada 5-8 hari setelah semai meliputi daya berkecambah, indeks vigor dan kecepatan tumbuh benih. Pengumpulan data iklim dilakukan saat mulai tanam hingga masa panen (Lampiran 5). Rumus yang digunakan untuk menghitung persentase daya berkecambah : =
∑KN I + ∑KN II x 100% ∑ benih yang dikecambahkan
Keterangan : DB : Daya berkecambah ∑KN I : Jumlah kecambah normal pada pengamatan pertama ∑KN II : Jumlah kecambah normal pada pengamatan kedua
Rumus yang digunakan untuk menghitung persentase indeks vigor : IV =
∑KN I x 100% ∑ benih yang dikecambahkan
Keterangan : IV : Indeks vigor ∑KN I : Jumlah kecambah normal pada pengamatan pertama
Rumus yang digunakan untuk menghitung persentase kecepatan tumbuh : KC =
d
Keterangan : KCT : Kecepatan tumbuh t : Kurun waktu perkecambahan (etmal) d : Tambahan persentase kecambah normal setiap etmal (1 etmal = 24 jam)
HASIL DAN PEMBAHASAN Teknologi budidaya Methylobacterium spp dengan perlakuan direndam dan disemprot 15 HST dan dosis pemupukan 75 % secara nyata meningkatkan tinggi tanaman dan jumlah daun 56 HST, jumlah cabang, bobot kering tajuk, jumlah polong bernas dan hampa, bobot kering polong, jumlah dan bobot biji per tanaman, produksi total, daya berkecambah, indeks vigor dan kecepatan tumbuh.
24 Rekapitulasi hasil analisis sidik ragam pengaruh perlakuan teknologi Methylobacterium spp dan teknologi petani terhadap peubah vegetatif dan generatif tanaman kedelai memberikan respon yang beragam (Tabel 10). Tabel 10 Rekapitulasi sidik ragam pengaruh teknologi Methylobacterium spp dan teknologi petani pada peubah vegetatif, generatif dan viabilitas tanaman kedelai. Peubah Perlakuan KK (%) tn Tinggi tanaman 14 HST (cm) 0.7816 3.07 Tinggi tanaman 28 HST (cm) 0.2922 tn 4.15 Tinggi tanaman 56 HST (cm) 0.0053 * 0.57 6.03 Jumlah daun 14 HST (cm) 0.8600 tn tn 4.83 Jumlah daun 28 HST (cm) 0.7538 Jumlah daun 56 HST (cm) 0.0102 * 1.52 Jumlah cabang 0.0173 * 6.15 Bobot kering tajuk (g) 0.0456 * 4.04 Jumlah polong bernas 0.0062 * 1.92 Jumlah polong hampa 0.0319 * 8.92 Bobot kering polong (g) 0.0492 * 4.21 Jumlah biji (butir) 0.0220 * 3.86 Bobot biji per tanaman (g) 0.0122 * 2.34 Produksi total (g) 0.0525 * 18.13 Daya kecambah (%) 0.0371 * 1.40 Indeks vigor (%) 0.0229 * 4.07 Kecepatan tumbuh (%/etmal) 0.0273 * 2.10 Ket : **) sangat nyata pada p≤0.01; *) nyata pada p≤0.05; tn = tidak nyata
Pertumbuhan Vegetatif Teknologi Methylobacterium spp secara nyata meningkatkan tinggi tanaman dan jumlah daun pada umur 56 HST dibandingkan teknologi petani (Tabel 11). Hasil penelitian menunjukkan bahwa aplikasi teknologi Methylobacterium spp pada umur 14 dan 28 HST memberikan pengaruh terhadap tinggi tanaman dan jumlah daun lebih tinggi dibandingkan teknologi petani meskipun secara statistik hasilnya tidak menunjukkan pengaruh yang signifikan. Tabel 11 Pengaruh teknologi budidaya terhadap tinggi tanaman dan jumlah daun tanaman kedelai varietas Anjasmoro Tinggi tanaman (cm) Jumlah daun Teknologi Budidaya 14 HST 28 HST 56 HST 14 HST 28 HST 56 HST Methylobacterium spp 13.05 43.75 70.47a 3.4 9.5 22.6a Petani 12.94 41.70 66.13b 3.4 9.3 20.0b Ket : Angka yang diikuti huruf yang sama pada kolom yang sama menunjukkan hasil yang tidak berbeda nyata berdasarkan uji t pada α = 5%
Hasil penelitian sebelumnya juga menunjukkan bahwa teknik aplikasi isolat Methylobacterium spp dapat meningkatkan tinggi tanaman kedelai pada 56 HST (Tabel 3). Hal ini disebabkan oleh adanya perlakuan secara intensif dengan
25 perendaman dan penyemprotan isolat Methylobacterium spp. Perlakuan perendaman dan dilanjutkan dengan penyemprotan isolat dapat meningkatkan produksi hormon yang dihasilkan oleh isolat Methylobacterium spp dan memberikan respon positif terhadap pertumbuhan tanaman. Hasil penelitian Danial (2011) yang berkaitan dengan peubah tinggi tanaman juga menunjukkan bahwa perlakuan perendaman benih dengan isolat TD-TPB3 yang dilanjutkan dengan penyemprotan pada daun umur 10 HST + 20 HST memberikan tinggi tanaman yang tertinggi dan berbeda nyata dengan kontrol dan perlakuan tanah steril + siram tanah umur 10 HST + 20 HST. Pertumbuhan Generatif Teknik aplikasi teknologi Methylobacterium spp secara nyata meningkatkan jumlah cabang, bobot kering tajuk, jumlah polong bernas dan bobot kering polong dibandingkan dan teknologi petani (Tabel 12). Teknologi Methylobacterium spp juga nyata mengurangi jumlah polong hampa dibandingkan teknologi petani. Tabel 12 Pengaruh teknologi budidaya terhadap jumlah cabang, bobot kering tajuk, jumlah polong bernas, jumlah polong hampa dan bobot kering tajuk tanaman kedelai varietas Anjasmoro Teknologi Budidaya Methylobacterium spp Petani
Jumlah Cabang 4.7a 3.2b
Bobot kering tajuk (g) 9.17a 7.90b
Jumlah polong bernas 38.9a 31.8b
Jumlah polong hampa 3.7b 5.5a
Bobot kering polong (g) 13.56a 11.67b
Ket : Angka-angka yang diikuti huruf yang sama pada kolom yang sama menunjukkan hasil yang tidak berbeda nyata berdasarkan uji t pada α = 5%
Aplikasi Methylobacterium spp dapat meningkatkan jumlah cabang dan jumlah polong bernas. Pembentukan bunga dan buah dipengaruhi oleh jumlah cabang dimana posisi munculnya bunga dan buah berada diantara pertumbuhan cabang. Peningkatan jumlah cabang diduga karena bakteri Methylobacterium spp dapat menghasilkan fitohormon seperti sitokinin. Sitokinin adalah hormon yang berfungsi sebagai pemacu perkembangan sel dan pembentukan organ tumbuhan (Salisbury dan Ross 1995). Meningkatnya nilai jumlah cabang dan bobot kering tajuk tanaman pada perlakuan teknologi Methylobacterium spp diduga merupakan dampak yang ditimbulkan dari pengaruh sitokinin. Tingginya nilai rata-rata tinggi tanaman dan jumlah daun pada aplikasi Methylobacterium spp dibandingkan nilai rata-rata pada teknologi petani (Tabel 11) sehingga memberikan pengaruh yang nyata terhadap bobot kering tajuk tanaman. Danial (2011) menyatakan bahwa perlakuan dengan perendaman benih dilanjutkan dengan penyemprotan pada daun umur 10 HST + 20 HST memberikan bobot bobot kering tajuk tertinggi dan tidak berbeda nyata dengan perlakuan lainnya. Teknologi Methylobacterium spp mengandung konsentrasi fitohormon yang beragam yang dapat mempengaruhi jumlah dan bobot polong. Beberapa fitohormon yang dihasilkan dan berpengaruh dalam pembentukan polong adalah
26 giberelin dan auksin. Menurut Harjadi (2009) bahwa auksin terlibat dalam banyak proses fisiologi dalam tumbuhan antara lain pemanjangan sel, fototropisme, perkembangan buah, partenokarpi, absisi dan ekspresi kelamin pada tumbuhan hermaprodit. Penelitian yang dilakukan oleh Meenakshi (2008) menunjukkan bahwa perlakuan perendaman benih kedelai yang dilanjutkan dengan penyemprotan pada daun menggunakan Methylobacterium + B. japonicum juga meningkatkan jumlah polong kedelai dari 40.83 polong menjadi 63 polong. Produksi Aplikasi teknologi Methylobacterium spp memberikan pengaruh nyata terhadap peubah jumlah biji, bobot biji per tanaman dan produksi total (Tabel 13). Aplikasi teknologi Methylobacterium spp secara nyata meningkatkan jumlah biji per tanaman (64.3), bobot biji per tanaman (8.03 g) dan produksi total (22.53 kg) lebih tinggi dibandingkan teknologi petani. Tabel 13 Pengaruh teknologi budidaya terhadap jumlah biji, bobot biji per tanaman dan produksi total tanaman kedelai varietas Anjasmoro pada luasan 600 m2 Teknologi Budidaya Methylobacterium spp Petani
Jumlah biji Per tanaman (butir) 64.3a 52.2b
Bobot biji per tanaman (g)
Produksi total (kg)
8.03a 6.76b
22.53a 11.87b
Ket : Angka yang diikuti huruf yang sama pada kolom yang sama menunjukkan hasil yang tidak berbeda nyata berdasarkan uji t pada α = 5%
Teknologi budidaya dengan aplikasi isolat Methylobacterium spp secara nyata meningkatkan produksi tanaman kedelai. Produksi total pada perlakuan isolat Methylobacterium spp dihasilkan dari populasi 10000 tanaman per 600 m2 sedangkan perlakuan dengan teknologi petani dari populasi 20000 tanaman per 600 m2 namun, dengan aplikasi isolat Methylobacterium spp secara nyata dapat meningkatkan produksi total tanaman kedelai. Peningkatan produksi tanaman kedelai disebabkan oleh bakteri Methylobacterium spp dapat menstimulasi perkecambahan lebih baik. Hal ini juga ditunjukkan pada peningkatan bobot kering tajuk dan jumlah polong bernas yang nyata lebih tinggi (Tabel 12). Kepadatan tanaman mempunyai hubungan erat dengan hasil tanaman. Kepadatan tanaman dapat diartikan sebagai jumlah tanaman yang terdapat dalam satuan luas lahan. Jika jarak tanaman terlalu rapat atau populasi terlalu tinggi maka dapat mengakibatkan terjadinya kompetisi antar individu dan diikuti dengan penurunan hasil panen per hektar. Hal ini terjadi pada teknologi petani yang memiliki jumlah populasi tanaman yang tinggi dibandingkan dengan teknologi Methylobacterium spp. Jumlah populasi yang tinggi berhubungan dengan persaingan antar tanaman dalam mendapatkan sinar matahari dan unsur hara. Kekurangan air, nutrisi, dan radiasi cahaya menyebabkan pertumbuhan tanaman terhambat sehingga hasil yang diperoleh menjadi rendah (Sholeh dan Djumali 2008).
27 Aplikasi isolat Methylobacterium spp yang terdiri dari campuran TD-J7 dan TD-TPB3 dengan perlakuan perendaman benih dan penyemprotan saat 15 HST dapat meningkatkan jumlah biji dan hasil produksi pertanaman. Hal ini sesuai dengan hasil penelitian Boruah et al. (2010) menyatakan bahwa perlakuan Methylobacterium strain CBMB20, CBMB12, CBMB15, dan KACC dengan aplikasi IAA < 10.0 μgram/L secara nyata dapat meningkatkan biomassa bibit tomat dan cabai. Aplikasi teknologi Methylobacterium spp menunjukkan produksi total lebih tinggi dibandingkan teknologi petani. Namun hasil produksi tersebut masih tergolong rendah dibandingkan dengan potensi hasil rata-rata kedelai varietas Anjasmoro yang mencapai 2.03 – 2.25 ton ha-1 (Lampiran 4). Rendahnya hasil produksi tersebut dipengaruhi oleh kondisi iklim dan waktu tanam yang tidak tepat. Penanaman yang dilakukan pada bulan Desember 2012 bertepatan dengan musim hujan. Data iklim di Kabupaten Serang, Banten menunjukkan bahwa curah hujan periode Desember-Februari cukup tinggi (Lampiran 5). Jumlah hujan turun pada bulan Desember sebanyak 23 hari (HH) dengan curah hujan 95 mm bulan-1. Bulan Januari, curah hujan meningkat mencapai 424 mm bulan-1 dan 28 HH. Jumlah hari hujan pada bulan Februari menurun menjadi 19 HH dengan curah hujan 212 mm bulan-1. Tingginya curah hujan tersebut akan mempengaruhi keserempakan tumbuh bibit kedelai pada awal penanaman. Menurut Rukmana dan Yuniarsih (1996) bahwa curah hujan yang ideal untuk tanaman kedelai berkisar 1000-1500 mm tahun-1 atau 100-200 mm bulan-1. Pengujian Viabilitas Hasil Produksi Pengujian viabilitas benih dilakukan 3 minggu setelah masa panen. Pengujian viabilitas terdiri dari tiga peubah yaitu daya kecambah, indeks vigor dan kecepatan tumbuh benih. Aplikasi teknologi Methylobacterium spp nyata meningkatkan daya berkecambah, indeks vigor dan kecepatan tumbuh benih lebih tinggi dibandingkan teknolgi petani (Tabel 14). Tabel 14 Pengaruh teknologi budidaya terhadap daya berkecambah, indeks vigor dan kecepatan tumbuh tanaman kedelai varietas Anjasmoro Teknologi budidaya Methylobacterium spp Petani
Daya berkecambah (%) 86.89a 82.00b
Indeks vigor (%) 51.33a 41.33b
Kecepatan tumbuh (%/etmal) 24.87a 22.46b
Ket : Angka-angka yang diikuti huruf yang sama pada kolom yang sama menunjukkan hasil yang tidak berbeda nyata berdasarkan uji t pada α = 5%
Pengujian viabilitas benih digunakan untuk mendeteksi kemampuan benih tumbuh normal pada kondisi lingkungan yang optimum. Aplikasi isolat Methylobacterium spp dapat meningkatkan persentase daya berkecambah, indeks vigor dan kecepatan tumbuh lebih tinggi dibandingkan dengan tanpa aplikasi isolat. Hal ini disebabkan oleh giberelin (GA3) yang diproduksi oleh bakteri Methylobacterium sp dapat memacu sintesis dan sekresi sejumlah enzim hidrolitik
28 yang berperan dalam proses penguraian protein, pati, lemak, dinding sel, dan asam-asam nukleat dalam endosperm pada saat perkecambahan benih. GA3 merupakan promoter perkecambahan benih dan IAA serta trans-zeatin yang berperan dalam pembelahan dan perbesaran sel (Lakitan 1996). Pemanfaatan aplikasi isolat Methylobacterium spp pada produksi benih kedelai lebih menguntungkan karena dapat meningkatkan vigor benih. Benih yang memiliki vigor yang tinggi akan lebih cepat tumbuh dibandingkan benih dengan vigor rendah. Indeks vigor benih dengan perlakuan isolat Methylobacterium spp menunjukkan persentase yang lebih tinggi dibandingkan teknologi petani. Hal ini diduga bahwa isolat dapat menghasilkan kombinasi auksin, sitokinin dan giberelin yang sesuai untuk meningkatkan indeks vigor. PPFM menghasilkan hormon pertumbuhan seperti sitokinin dan auksin (Ivanova et al. 2001). Menurut Sadjad (1994) bahwa benih yang cepat tumbuh menunjukkan bahwa benih tersebut mampu mengatasi berbagai macam kondisi sub-optimum.
Kesimpulan Teknologi Methylobacterium spp dengan perlakuan perendaman dan penyemprotan isolat Methylobacterium spp pada 15 HST dan dosis pemupukan 75% dari dosis rekomendasi dapat meningkatkan tinggi tanaman dan jumlah daun 56 HST, jumlah cabang, bobot kering tajuk, jumlah polong bernas dan hampa, bobot kering polong, jumlah biji per tanaman, bobot biji per tanaman, produksi total, daya berkecambah, indeks vigor dan kecepatan tumbuh lebih tinggi dibandingkan dengan teknologi petani.
5 PEMBAHASAN UMUM Upaya peningkatan produksi kedelai terus dilakukan melalui program intensifikasi, ekstensifikasi dan rehabilitasi dalam persfektif sistem usaha tani menuju peningkatan pendapatan. Kondisi lahan marjinal di Indonesia sebagian dapat dikembangkan untuk lahan usahatani tetapi pada umumnya memiliki masalah dengan kandungan hara tanah. Salah satu upaya pemecahan masalah ketersediaan unsur hara untuk perbaikan produtivitas lahan adalah penggunaan bakteri/mikroba khususnya Methylobacterium spp. Penggunaan sarana produksi yang dapat diperbaharui dalam sistem pertanian berkelanjutan berperan penting dalam upaya optimalisasi keuntungan ekologi dan minimalisasi resiko lingkungan. Salah satu cara yang dapat dilakukan adalah memelihara kesehatan dan kualitas tanah melalui proses biologi. Pemanfaatan bakteri/mikroba adalah sarana produksi yang dapat diperbaharui secara alamiah. Pengaruh aplikasi isolat Methylobacterium spp terhadap peningkatan produksi tanaman kedelai Peningkatan produksi kedelai dengan aplikasi isolat Methylobacterium spp sangat dipengaruhi oleh banyaknya jumlah bunga dan jumlah cabang. Hal tersebut akan mempengaruhi peningkatan jumlah polong bernas dan jumlah biji. Adanya
29 pengaruh peningkatan produksi kedelai dengan aplikasi isolat Methylobacterium spp diduga karena kemampuan bakteri Methylobacterium spp dalam memproduksi fitohormon dari jenis IAA, GA dan Trans zeatin. Kadar IAA berkisar antara 1.42 ppm – 15.14 ppm, kadar GA3 berkisar antara 20.28 ppm 129.83 ppm, sedangkan kadar Trans zeatin berkisar antara 22.28 ppm – 89.21 ppm (Widajati et al. 2008). Peningkatan produksi tersebut juga diduga karena Methylobacterium spp mampu melindungi tanaman tidak hanya pada tahap pembibitan atau pesemaian, tetapi selama siklus hidup tanaman tersebut. Percobaan 2 juga menunjukkan peningkatan produksi total kedelai dengan teknologi budidaya Methylobacterium spp. Hasil tersebut didukung oleh peningkatan jumlah cabang dan jumlah polong bernas. Hal tersebut juga dapat mempengaruhi peningkatan jumlah biji dan bobot biji. Hasil ini juga ditunjukkan pada percobaan sebelumnya bahwa aplikasi isolat Methylobacterium spp dapat meningkatkan jumlah cabang (Tabel 5), jumlah polong dan biji (Tabel 7), bobot biji (Tabel 8) dan produksi total kedelai (Tabel 9). Salma et al. (2006) melaporkan bahwa perendaman benih tomat menggunakan isolat TD-T1 menghasilkan perbedaan yang nyata pada tinggi tanaman 45 HST dan bobot kering akar dibanding kontrol. Pada kedelai yang diberi perlakuan isolat TD-K1 menunjukkan perbedaan yang nyata pada bobot kering tajuk, jumlah biji, bobot 100 biji dan panjang polong. Penelitian Radha et al. (2009) pada tanaman kedelai menunjukkan bahwa inokulasi isolat bakteri Methylobacterium spp yang dikombinasikan dengan Bradyrhizobium japonicum strain SB120 mempunyai dampak yang signifikan pada parameter pertumbuhan, penyerapan nutrisi dan daya hasil kedelai. Aplikasi isolat Methylobacterium spp terhadap produksi kedelai varietas Kaba dan Anjasmoro memberikan pengaruh yang berbeda namun produksinya masing-masing menunjukkan hasil yang signifikan. Varietas Kaba termasuk dalam varietas berbiji sedang (Lampiran 3) dan varietas Anjasmoro merupakan varietas berbiji besar (Lampiran 5). Dalam masa perkecambahan, varietas Kaba dan Anjasmoro memberikan respon yang beragam pada peubah daya tumbuh, kecepatan tumbuh dan indeks vigor. Percobaan 1 menunjukkan daya tumbuh (97.21%) varietas Kaba lebih baik dibandingkan dengan varietas Anjasmoro (86.89%) pada percobaan 2 meskipun pada beberapa peubah lainnya tidak memperlihatkan perbedaan yang signifikan. Benih yang direndam dengan isolat Methylobacterium spp mengalami imbibisi sehingga menstimulir perkecambahan benih dan memungkinkan terjadinya keseragaman pertumbuhan kecambah. Proses imbibisi selama tahap perkecambahan dapat dipengaruhi oleh bentuk dan ukuran biji pada varietas tanaman kedelai. Imbibisi benih dipengaruhi oleh permeabilitas kulit benih yang berhubungan dengan ukuran benih dan bukan disebabkan oleh komposisi kimia benih. Hal ini dapat ditunjukkan oleh kandungan protein varietas Kaba (44%) hampir sama dengan varietas Anjasmoro (41.8-42.1%) (Suhartina 2005). Jumlah air yang diserap dan masuk ke dalam benih dipengaruhi oleh komposisi kimia benih. Kandungan karbohidrat yang tinggi pada benih akan mengikat air lebih sedangkan benih dengan protein yang tinggi akan lebih peka terhadap air disekitarnya. Keberadaan bakteri PPFM pada perlakuan benih kedelai dapat memicu viabilitas benih. Kandungan giberelin yang cukup tinggi pada isolat bakteri Methylobacterium spp sangat berperan dalam perkecambahan dan perkembangan
30 benih kedelai. Perlakuan perendaman isolat bakteri menyebabkan terjadinya imbibisi sehingga dapat memicu perkecambahan benih. Menurut Mugnisjah (1978) menyatakan terdapat perbedaan vigor antara berbagai varietas kedelai yang berbeda ukuran dan warna benihnya. Varietas berbiji kecil memiliki vigor lebih tinggi daripada varietas berbiji besar. Pengaruh aplikasi dosis pemupukan N, P dan K dalam meningkatkan produksi tanaman kedelai Percobaan 1 menunjukkan aplikasi dosis pemupukan N, P dan K menunjukkan pengaruh yang nyata meningkatkan jumlah cabang dan bobot biji per tanaman. Dosis pemupukan 50% dapat meningkatkan tinggi tanaman (62.03 cm) dan sama dengan perlakuan dosis pemupukan lainnya. Dosis pemupukan 75% dapat meningkatkan jumlah cabang (5.8) lebih tinggi dan sama dibandingkan dengan dosis pemupukan 50% (5.6) dan dosis 100% (5.3). Dosis pemupukan 100% dapat meningkatkan bobot biji per tanaman (6.34 g) lebih tinggi dan sama dibandingkan dengan dosis pemupukan 50% (5.56 g) dan dosis 75% (6.17). Dosis pemupukan 75% dari dosis rekomendasi meningkatkan produksi kedelai diduga adanya simbiosis yang terjadi antara tanaman dengan bakteri Methylobacterium spp. Hormon yang dihasilkan bakteri Methylobacterium spp dapat memfiksasi nitrogen yang dibutuhkan tanaman melalui bintil akar. Mikroba berfungsi selain meningkatkan efisiensi pemupukan, juga menjaga kesuburan dan kesehatan tanah. Pemanfaatan mikroba dapat menjadi alternatif sumber penyediaan hara tanaman yang aman bagi lingkungan. Pemanfaatan pupuk hayati yang bermutu diharapkan dapat meningkatkan produksi tanaman, menghemat biaya pupuk dan meningkatkan pendapatan petani (Saraswati dan Sumarno 2008). Percobaan kedua dilakukan untuk mengetahui efektivitas isolat Methylobacterium spp yang diaplikasikan dalam teknologi budidaya kedelai. Dosis pemupukan 75% dari dosis rekomendasi yang digunakan dapat meningkatkan produksi kedelai. Hal ini diduga oleh penggunaan pupuk yang rendah dapat mengakibatkan pertumbuhan pada fase vegetatif menjadi agak lambat namun pada fase generatif lebih meningkat dengan adanya aktivitas bakteri. Penggunaan pupuk kimia perlu diimbangi dengan pemberian pupuk organik dengan memanfaatkan bakteri/mikroba. Aplikasi pupuk mikroba berperan penting dalam meningkatkan kualitas tanah, meningkatkan efisiensi pemupukan dan memperbaiki pertumbuhan dan perlindungan tanaman. Hasil penelitian Saraswati (2007) menunjukkan bahwa penggunaan pupuk kimia setengah rekomendasi yang dibarengi dengan aplikasi pupuk mikroba meningkatkan kesehatan tanaman dengan banyaknya jumlah polong sehat. Aplikasi Isolat Methylobacterium spp dalam sistem pengadaan benih kedelai Produksi benih merupakan salah satu kegiatan pokok dalam pengadaan benih dan berperan sebagai kegiatan pokok yang paling awal dilakukan. Produk kegiatan produksi tersebut adalah calon benih yang merupakan bahan yang akan digunakan dalam rangkaian kegiatan pokok yang lain. Tingkat mutu dari calon benih yang dihasilkan dari kegiatan produksi sangat menentukan tingkat mutu yang dihasilkan dalam pengadaan benih. Pengadaan Benih Bina dilakukan melalui
31 produksi dalam negeri dan pemasukan (introduksi) dari luar negeri, yang dilakukan oleh pemerintah, produsen benih BUMN maupun swasta (nasional atau multinasional). Pengadaan benih terdiri dari empat kelas benih yaitu Benih Penjenis (BS), Benih Dasar (BD), Benih Pokok (BP) dan Benih Sebar (BR). Benih penjenis sampai dengan benih pokok merupakan benih sumber, dan BR merupakan benih yang langsung ditanam oleh petani. Benih BS dari varietas unggul tanaman pangan yang dihasilkan Badan Litbang diproduksi oleh breeder di Balai-Balai Penelitian dan sebagian lainnya diproduksi oleh produsen benih BUMN dengan supervisi dari breeder. BS yang dihasilkan breeder di Balai Penelitian sebagian disalurkan ke produsen benih (BBI) melalui Direktorat Bina Perbenihan, sebagian lainnya disimpan di Balai Penelitian untuk kepentingan breeder dan peneliti lain. BS yang diproduksi oleh BUMN sebagian disimpan di BUMN yang bersangkutan untuk kepentingan mereka sendiri. Pada Gambar 3 disajikan sistem pengadaan dan penyaluran benih secara formal. Varietas unggul yang baru dilepas (BS) dan dihasilkan oleh Puslitbang/ Balai Komoditas, diteruskan oleh Direktorat Benih untuk disebarkan ke Balai Benih Induk (BBI) yang selanjutnya diperbanyak untuk menghasilkan FS. Benih FS tersebut kemudian diperbanyak oleh BUMN, Penangkar Swasta dan Balai Benih Utama (BBU) yang masing-masing memproduksi SS atau ES. GUBERNUR
BS
DIPERTA I
DITJEN TPH
BADAN LITBANG/BATAN/PT
BS
DITBIN BENIH
PUSLITBANGTAN
BS/F
BS
BS
BBI
BPSB
BUMN/D
FS ES
BBU SS SS
BBP
PENANGKAR
ES
ES
PEDAGANG-PENYALUR-PENGECER BENIH ES PETANI
ES -
ES PETANI
-
PETANI
Gambar 3 Pengadaan dan penyaluran benih secara formal (Sayaka et al. 2006) Keterangan : BS = Breeder seed, FS = Foundation seed, SS = Stock seed, dan ES = Extension seed. Badan Litbang/Puslitbang sebagai institusi hulu penghasil varietas dan produsen Benih Penjenis (BS). Direktorat Jenderal TPH/Dit. Bina Perbenihan, sebagai institusi pengambil kebijakan dan pembinaan teknis agar benih tersedia dengan 6 tepat. Propinsi/Dinas Pertanian Propinsi sebagai institusi pembinaan tingkat propinsi untuk meningkatkan ketersediaan benih sesuai dengan konsep 6 tepat
32 Penyebaran benih berlabel untuk benih kedelai ditingkat petani banyak dilakukan melalui jalinan arus benih antar lapang dan musim (Jabalsim). Jabalsim merupakan suatu sistem pengadaan dan penyaluran benih kedelai yang berlangsung secara tradisional (Gambar 4). Benih kedelai tanpa label baik hasil produksi penangkar lokal maupun petani kedelai kualitasnya sebenarnya cukup baik (good seed) dan sama dengan benih berlabel. Penyaluran benih kedelai banyak menggunakan pendekatan Jabalsim, sehingga kualitas benih yang digunakan petani pun sulit untuk terdeteksi. Benih yang ditanam petani pada musim hujan umumnya benih berlabel, akan tetapi pada musim kemarau I atau musim kemarau II relatif kurang banyak petani menggunakan benih tidak berlabel. Benih jenis ini pada umumnya berasal dari hasil panen sebelummnya, pertukaran antar petani, ataupun membeli dari pasar lokal. Rendahnya penggunaan benih kedelai berlabel menunjukkan pasar benih kedelai tidak berjalan dengan baik. Pendekatan sistem Jalur benih antar lapang dan musin sebenarnya cukup efektif, tapi agar sistem sertifikasi benih bisa berjalan, maka diperlukan peran pemerintah sebagai pengawas dan fasilitator antara petani dan penangkar / produsen benih. Tegal (MH I) Nov-Feb
Tegal (MH I) Nov-Feb Tegal (MH I) Nov-Feb
Tegal (MH I) Nov-Feb
Gambar 4 Arus benih kedelai mengikuti Jabalsim (Harnowo et al. 2007) Benih berfungsi sebagai bahan perbanyakan tanaman sehingga mutu benih menjadi faktor penting yang harus diperhatikan. Lembaga pemerintah dibawah Dinas Pertanian dapat melakukan pengendalian mutu dengan melakukan sertifikasi dan pengawasan mutu benih. Lembaga pemerintah yang melakukan pengendalian mutu dan pembinaan terhadap produsen benih adalah Balai Pengawasan dan Sertifikasi Benih (BPSB) Tanaman Pangan dan Hortikultura. BPSB menghasilkan sertifikat berupa label sertifikasi yang mengandung informasi mutu dengan warna label sesuai kelas benihnya masing-masing yaitu warna putih untuk Breeder Seed dan Foundation Seed, warna ungu untuk Stock Seed dan warna biru untuk Extention Seed (Qadir A 2012). Aplikasi benih (bibit) bermutu dalam usahatani merupakan titik awal untuk mencapai produktivitas tinggi. Penggunaan benih yang berkualitas tinggi merupakan prasyarat utama dalam budidaya kedelai karena akan menjamin diperolehnya populasi tanaman sesuai yang dikehendaki (optimal), berkecambah menjadi bibit sehat dan vigor sehingga akan diperoleh tanaman yang tumbuh seragam. Aplikasi teknologi untuk meningkatkan mutu benih tanaman adalah melalui pemanfaatan mikroba yang dapat berasosiasi dengan tanaman serta berperan dalam meningkatkan pertumbuhan dan mengefisienkan pemupukan bagi tanaman tersebut. Mikroba berperan dalam meningkatkan kualitas tanah, efisiensi fiksasi nitrogen dan memperbaiki pertumbuhan dan perlindungan tanaman. Salah satu jenis mikroba/bakteri yang dapat dimanfaatkan adalah Methylobacterium spp.
33 Hasil percobaan ini menunjukkan bahwa teknologi budidaya dengan aplikasi isolat Methylobacterium spp dan dosis pemupukan 83.3 kg Urea ha-1, 208.3 kg SP-36 ha-1 dan 125 kg KCl ha-1 dapat meningkatkan produksi kedelai dengan total produksi 22.53 kg /600 m2 dibandingkan total produksi dengan tanpa menggunakan aplikasi Methylobacterium spp (11.87 kg /600 m2). Hasil pengujian viabilitas benih setelah panen juga menunjukkan hasil yang signifikan. Benih kedelai dengan aplikasi Methylobacterium spp menunjukkan persentase daya berkecambah lebih tinggi (86.89%) dibandingkan dengan benih tanpa aplikasi Methylobacterium spp (82.00%). Daya berkecambah tersebut masih memenuhi SNI benih bersertifikat karena kemampuan daya berkecambahnya diatas 80% (BSN 2003). Benih hasil teknologi Methylobacterium spp dapat dijadikan sebagai benih bermutu dalam sistem produksi benih. Salah satu keuntungan aplikasi isolat Methylobacterium spp dalam produksi benih adalah dapat meningkatkan vigor benih. Hal ini terlihat dari hasil persentase indeks vigor yang lebih tinggi dibandingkan perlakuan tanpa isolat Methylobacterium spp (Tabel 14). Peningkatan vigor benih mengindikasikan bahwa benih memiliki kemampuan untuk tumbuh normal dan berproduksi normal pada kondisi suboptimum. Benih dengan vigor yang tinggi akan meningkatkan kecepatan dan keserempakan tumbuh benih. Aplikasi teknologi Methylobacterium spp dalam produksi benih dapat diwujudkan oleh petani secara individu ataupun berkelompok dan sukarela. kerjasama juga dapat dilakukan dengan perusahaan BUMN ataupun swasta secara formal dan membuat perjanjian yang berkaitan dengan cara bercocok tanam, pengadaan saprotan dan potensi produktivitas lahan. Permintaan pasar yang cukup banyak dan waktu yang mendesak akan mengakibatkan perusahaan dapat melakukan penguasaan benih dengan membeli hasil produksi petani lalu diproses menjadi benih. Benih yang dihasilkan dari pembelian tersebut akan memiliki kualitas yang rendah. Pola kerjasama yang dijalankan dalam sistem produksi benih dengan perusahaan dapat mengurangi beban biaya produksi bagi petani. Pengadaan sarana produksi tanaman (saprotan) akan menjadi tanggung jawab pihak perusahaan sehingga aplikasi isolat dan pemupukannya dapat tersedia dan digunakan tepat waktu. Petani dapat menggunakan saprotan tersebut dalam berbagai kegiatan untuk mencapai sasarannya memproduksi benih. Kegiatan tersebut dapat dilakukan dengan memaksimalkan potensi hasil (agronomis) dan kegiatan mempertahankan standar mutu terutama mutu genetik. Aplikasi isolat Methylobacterium spp dan dosis pemupukan termasuk dalam prinsip agronomis pada sistem produksi benih kedelai. Prinsip agronomis menunjukkan kegiatan mengelola lapang produksi untuk menghasilkan produksi tanaman yang maksimal sesuai potensinya. Langkah awal dalam kegiatan produksi benih adalah menetapkan jenis/varietas tanaman yang akan diproduksi. Berdasarkan kesesuaian agroklimat dan kondisi tanah, juga dapat ditentukan lapang produksi yang akan digunakan dan tingkat populasi tanamannya. Metode penanaman hingga pemanenan juga akan menentukan tingkat produksi terutama dalam kehilangan hasil saat panen.
34 Pengelolaan lapang produksi untuk menghasilkan produk benih yang memiliki standar mutu yang tinggi terutama kemurnian mutu genetik dapat dilakukan sesuai dengan prinsip genetik dalam memproduksi benih. Penentuan wilayah adaptasi, penggunaan benih sumber dan lahan merupakan langkah awal untuk menghasilkan genotipe yang tepat. Kegiatan penetapan isolasi dan roguing perlu menjadi perhatian utama dalam produksi benih sehingga benih yang dihasilkan memiliki mutu yang tinggi. Penentuan masak fisiologis benih dapat berdasarkan deskripsi tanaman ataupun karakter morfologis yang praktis dilapangan. Penetapan masak fisiologis benih yang lebih akurat dapat dilakukan dengan pengujian terhadap peubah fisiologis atau pada saat masak fisiologis benih memiliki tingkat vigor yang maksimum (Qadir A 2012).
6 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan 1. 2.
Teknik aplikasi Methylobacterium spp dengan perendaman benih dan penyemprotan pada 15 HST dan dosis pemupukan 75% dari dosis rekomendasi lebih efektif meningkatkan produksi tanaman kedelai. Teknologi Methylobacterium spp dengan perlakuan perendaman dan penyemprotan isolat Methylobacterium spp pada 15 HST dan dosis pemupukan 75% dari dosis rekomendasi dapat meningkatkan produksi kedelai di lapang dan meningkatkan vigor benih yang lebih tinggi dibandingkan dengan teknologi petani (tanpa aplikasi isolat).
Saran Teknik aplikasi isolat Methylobacterium spp dengan perendaman benih dan penyemprotan 15 HST dan dosis pemupukan 75% dari dosis rekomendasi dapat diaplikasikan pada budidaya tanaman kedelai.
35
DAFTAR PUSTAKA Abdoulaye Sy, Giraud E, Jourand P, Garcia N, Willems A, de Lajudie P, Prin Y, Neyra M, Gillis M, Boivin-Masson C, Dreyfus B. 2001. Methylotrophic Methylobacterium bacteria nodulate and fix nitrogen in symbiosis with legumes. J. Bacteriol. 183 (1) : 214-220. Adisarwanto T. 2005. Kedelai. Penebar Swadaya. Jakarta (ID). Andrianto TT, Indarto N. 2004. Budidaya dan Analisis Usaha Tani Kedelai. Penerbit Absolut, Yogyakarta (ID). Azizah M. 2011. Pengaruh aplikasi isolat Methylobacterium spp terhadap pertumbuhan dan daya hasil tanaman cabai (Capsicum annuum l.). Skripsi. Jurusan Budidaya Tanaman. Fakultas Pertanian. Institut Pertanian Bogor. Bogor (ID). [BPS] Badan Pusat Statistik. 2011. Berita Resmi Statistik Provinsi Bali No. 56/11/51/Th. V. diakses tanggal 29 Juni 2011. [BSN] Badan Standarisasi Nasional. 2003. SNI 01-6234.1-2003 Benih KedelaiBagian 1 : Kelas benih penjenis (BS). SNI (ID). Boruah Deka HP, Chauhan PS, Yim WJ, Han GH, Sa TM. 2010. comparison of plant growth promoting Methylobacterium sp. and exogenous indole-3acetic acid application on red pepper and tomato seedling development. Korean J. Soil Sci. Fert. 43(1): 96-104. Chauhan PS, Lee GS, Lee MK, Yim WJ, Lee GY, Kim YS, Chung JB, Sa TM. 2010. Effect of Methylobacterium oryzae CBMB20 inoculation and methanol spray on growth of red pepper (Capsicum annuum L.) at different fertilizer levels. Korean J. Soil Sci. Fert. 43(4): 514-521. Copeland LO, MC Donald MB. 2001. Seed Science and Technology. Chapman and Hall. Thomson publishing. Washington. 408p. Danial Darniaty. 2011. Pengaruh aplikasi Methylobacterium spp terhadap peningkatan vigor dan produksi tanaman kedelai. Tesis. Sekolah Pascasarjana. Institut Pertanian Bogor. Bogor (ID). Gallego V, Garcia MT, Ventosa A. 2005. Methylobacterium hispanicum sp. nov. and Methylobacterium aquaticum sp. nov., isolated from drinking water. Int J Syst Evol Microbiol 55, 281–287. Goni. 2010. Pengaruh aplikasi Methylobacterium spp terhadap vigor benih dan bibit cabai besar (Capsicum annum L.). Skripsi. Jurusan Budidaya Tanaman. Fakultas Pertanian. Institut Pertanian Bogor. Bogor (ID). Green PN. 1992. The genus Methylobacterium, p. 2342-2349. In A Balows, HG Truper, M Dworkin, W Harder and KH Schleifer (Eds.). The prokaryotes. Springer-Verlag, New York, (NY). Harjadi SS. 2009. Zat pengatur tumbuh. Penebar Swadaya. Jakarta (ID). Harnowo D, Hidajat JR, Suyamto. 2007. Kebutuhan dan Teknologi Produksi Benih Kedelai. Teknik Produksi dan Pengembangan Kedelai. Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Pangan, Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, Bogor (ID). Hasibuan BE. 2008. Pupuk dan pemupukan. Fakultas Pertanian. Universitas Sumatera Utara. Medan (ID).
36 He K, Nukada H, Urakami T, Murphy M. 2003. Antioxidant and pro-oxidant of pyrroloquinoline quinon (PQQ) : Implication for its function in biological systems. Biochem Pharmacol. 65 :67-74 Holland MA, Polacco JC. (1992). Urease-null and hydrogenase-null phenotypes of a phylloplane bacterium reveal altered nickel metabolism in two soybean mutants. Plant Physiol 98: 942–948. Holland MA. 1997. Methylobacterium and plants. Recent Res. Devel. In Plant Physiol 1:207-221. Ismail YA. 2002. Kelimpahan dan keragaman genetik bateri Pink Pigmented Facultative Methylotroph dari sejumlah daun tanaman tropis. Tesis. Program Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor. Bogor (ID). hal 43. Ivanova EG, Doronina NV and Trotsenko YA. 2001. Aerobic Methylobacteria are capabel of synthesizing auxins. Microbiology 70:392-397. Koenig RL, Morris RO, Polacco JC. 2002. tRNA is the source of low-level transzeatin p roduction in Methylobacterium spp. J. Bacteriol. 184:1832–1842. Kurniati E. 2009. Aplikasi Methylobacterium spp untuk meningkatkan viabilitas benih dan pertumbuhan bibit padi (oryza sativa L.). Skripsi. Jurusan Budidaya Tanaman. Fakultas Pertanian. Institut Pertanian Bogor. Bogor (ID). Kusbiantoro B. 1993. Sifat fisikokimia dan karateristik protein kedelai (Glycine max (L) Merr) dalam hubungannya dengan mutu tahu yang dihasilkan. Thesis S2. Program Pascasarjana IPB. Bogor (ID). Lakitan B. 1996. Fisiologi Pertumbuhan dan Perkembangan Tanaman. PT Raja Grafindo Persada. Jakarta (ID). Lee HS, Madhaiyan M, Kim CW, Choi SJ, Chung KY, Sa TM. 2006. Physiological enhancement of early growth of rice seedlings (Oryza sativa L.) by production of phytohormone of N2-fixing methylotrophic isolates. Biology and Fertility of Soils 42:402–408 Lidstrom ME, Christoserdova L. 2002. Plants in the pink: cytokinin production by Methylobacterium. Journal of Bacteriology. 184(7):1818. Lukiwati M, Handayanti, Susilowati I. 2000. Pengaruh pupuk batuan fosfat dan superfosfat terhadap produktivitas jagung var. Bisma. Seminar Nasional Peternakan dan Veteriner. Jurusan Nutrisi dan Makanan Ternak Fakultas Peternakan, Universitas Diponegoro. Semarang (ID). Madhaiyan M, Reddy BVS, Anandham R, Senthilkumar M, Poonguzhali S, Sundaram S, Tongmin SA. 2006. Plant growth - promoting Methylobacterium induces defense responses in groundnut (Arachis hypogaea L) compare with rot pathogens. http://aseanbiotechnology.info/ Abstract/21023854.pdf. diakses pada tanggal 27 November 2012). Meenakshi BC. 2008. Performance of Methylotrophs in soybean (Glycine max L) under field conditions. Departement of Agricultural Microbiology College of Agriculture, Dharwad University of Agricultural Sciences. Dharwad-580 005. Meenakshi BC, Savalgi VP. 2009. Effect of co-inoculation of Methylobacterium and B. japonicum on plant growth and dry matter content and enzyme activities in soybean. Karnataka J. Agric. Sci. 22(2): 344-348. Moenandir. J. 2004. Penerapan Olah Tanah Konservasi dalam Sistem Produksi Jagung. http://www.warintek.host. Diakes tanggal 12 Agustus 2012.
37 Mugnisjah WQ, Shimano I, Matsumoto S. 1978. Studies on the vigour of soybean seeds 11. Variwtal differences in seed coat quality and swelling component of seed during moisture imbibitions. J. Fac. Agr. Ryushu Univ. 31(7):227234. Qadir A. 2012. Teknologi produksi dan sertifikasi benih; Dasar ilmu dan teknologi benih. IPB Press. Bogor (ID). Radha TK, Savalgi VP, Alagawadi AR. 2009. Effect of methylotrophs on growth and yield of soybean (Glycine max L. Merrill). Karnataka J. Agric. Sci. 22 (1): 118-121. Riupassa, P.A. 2003. Kelimpahan dan keragaman genetik bateri Pink Pigmented Facultative Methylotroph dari beberapa daun sayuran lalapan. Tesis . Program Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor. Bogor (ID). Rukmana R, Yuniarsih Y. 1996. Kedelai, Budidaya dan Pasca panen. Kanisius. Jakarta (ID). Sadjad S. 1993. Dari Benih Kepada Benih. Grasindo. Jakarta (ID). Sadjad S. 1994. Kuantifikasi Metabolisme Benih. PT. Gramedia Widisarana Indonesia. Jakarta (ID). Safariyah R. 2009. Efektivitas Isolat Methylobacterium spp untuk Mematahkan Dormansi Benih, Meningkatkan Pertumbuhan Bibit dan Hasil Padi (Oryza sativa L.). Skripsi. Departemen Agronomi dan Hortikultura, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Bogor (ID). Salisbury FB, Ross CW. 1995. Fisiologi tumbuhan jilid 3. D. R. Lukman dan Sumaryono (penerjemah). Terjemahan dari Plant Physiology 4th Edition. Penerbit ITB. Bandung (ID). Salma S, Dina N, Melyani A. 2006. Uji adaptasi bakteri fototrof ungu dan Pink Pigmented facultatve Methylotroph (PPFM) asal Kaltim sebagai pupuk hayati pada tanaman pangan dan hortikultura. Laporan hasil penelitian. Saraswati R, Prihatini T, Hastuti RD.2004. Teknologi pupuk mikroba untuk meningkatkan efisiensi pemupukan dan keberlanjutan sistem produksi padi sawah. Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanah dan Agroklimat. Bogor. p 169-189 Saraswati R. 2007. Potensi Penggunaan Pupuk Mikroba Secara Terpadu pada Kedelai. Kedelai. Teknik Produksi dan Pengembangan Kedelai. Puslitbangtan. Bogor (ID). Saraswati R dan Sumarno. 2008. Pemanfaatan mikroba penyubur tanah sebagai komponen teknologi pertanian. Bul. Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Tanaman Pangan. Bogor (ID). Vol. 3 No. 1 April 2008. Sari FR. 2005. Pengaruh konsentrasi dan waktu aplikasi giberelin terhadap bibit, pertumbuhan dan produksi padi sawah (Oryza sativa L.). Skripsi. Program Studi Agronomi, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Bogor (ID). Scott WO, Aldrich SR. 1970. Modern Soybean Production. Illionis: S&A Publications Champaing.p.192 Siregar. 2010. Produksi Kedelai Ditingkatkan di Tanah Masam http://www.antaranews.com. Diakses pada tanggal 18 Juni 2012. Suhartina. 2005. Deskripsi varietas unggul kacang-kacangan dan umbi-umbian. Balai Penelitian Tanaman Kacang-kacangan dan Umbi-umbian. Malang (ID).
38 Sumarno, Manshuri AG. 2007. Persyaratan Tumbuh dan Wilayah Produksi Kedelai Di Indonesia. Teknik Produksi dan Pengembangan Kedelai. Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Pangan, Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, Bogor (ID). Suswono. 2010. Memanfaatkan Inovasi Menggenjot Produksi Kedelai. Republika. www.litbang.deptan.go.id. Diakses pada tanggal 10 Mei 2012. Wibowo RS. 2011. Pengaruh aplikasi Methylobacterium spp dan dosis pupuk N, P, K terhadap pertumbuhan tanaman padi sawah (Oryza sativa L.). Skripsi. Jurusan Budidaya Tanaman. Fakultas Pertanian. Institut Pertanian Bogor. Bogor (ID). Widajati E, Salma S, Kosmiatin M, Pratiwi E, Rahayu S. 2008. Potensi Methylobacterium spp. asal Kalimantan Timur untuk meningkatkan mutu benih dan kultur in vitro tanaman serta analisis keragamannya. Laporan Penelitian. LPPM IPB. Bogor (ID). Wetherell DF. 1982. Pengantar Propagasi Tanaman Secara In Vitro. Koensoemardiayah S, Editor. IKIP Semarang. Semarang (ID). p 110.
39
LAMPIRAN Lampiran 1 Deskripsi varietas kedelai Kaba Varietas Kaba telah dilepas sejak 22 Oktober 2001 SK Mentan
: 532/Kpts/TP.240/10/2001
Nomor Galur
: MSC 9524-IV-C-7
Asal
: Silang-ganda 16 tetua
Hasil rata-rata
: 2.13 t ha-1
Warna hipokotil
: Ungu
Warna epikotil
: Hijau
Warna bulu
: Coklat
Warna bunga
: Ungu
Warna kulit biji
: Kuning
Warna hilum biji
: Coklat
Warna polong masak : Coklat Tipe tumbuh
: Determinit
Tinggi tanaman
: 64 cm
Umur berbunga
: 35 hari
Umur polong masak : 85 hari Bentuk biji
: Lonjong
Bobot 100 biji
: 10.37 gram
Ukuran biji
: Sedang
Kandungan protein
: 44%
Kandungan lemak
: 14%
Ketahanan penyakit
: Agak tahan karat daun
Sifat lain
: Tahan rebah, polong tidak mudah pecah, adaptasi luas
Wilayah adaptasi
: Sesuai untuk lahan sawah
Pemulia
: M. Muckhlis Adie, Soegito, Darman MA dan Arfin
Sumber : Suhartina, 2005
37 Lampiran 2 Hasil Analisis Tanah dan Pupuk A. Hasil Analisis Tanah Tanggal Pengujian : 22 Oktober-9 November 2012 Nomor Contoh Urut BalitanahPengirim
Batas Horoson
Tekstur (pipet)
Seri No.
Atas bawah 196
pH Pasir
---cm--12.12427
-
Liat
H20
DHL
KCl
-------%----9
1
67
dS/m 32
4.5
Bahan Organik Walkley& Kjeldahl Black N C ------%------
4.0
1.58
0.13
C/N
Olsen P2O5
Bray 1 P2O5
-----ppm----12
-
43.6
Nilai Tukar Kation (NH4-Acetat1N,pH7)
Morgan K2O
Ca
ppm
Mg
K
Na
Jumlah
KTK
------------cmolc/kg------------
178
-
-
-
-
-
Identitas Contoh Nomor
21.74
Urut Laboratorium
Terhadap Contoh Kering
Pengirim Kode
N Nama
Organik
NH4
NO3
Total
------%-----1
P. 2389
KCl
Pupuk
2
P. 2390
SP36
Anorganik
3
P. 2391
Urea
P2O5 Asam Total Sitrat 2% ------%------
Total Air
K2O
0
43.48
3.43
46.91
MgO
------%-----61.76
36
CaO
S
Pb
Cd
As
------ppm------
Hg
KB* %
B. Hasil Analisis Pupuk Tanggal Pengujian : 18 - 24 Oktober 2012
40
1
Debu
Terhadap contoh kering 105 oC
Ekstrak 1:5
Kadar Air % 0.48 4.79 0.11
-
41 Lampiran 3 Data iklim Kecamatan Darmaga Bogor
BMKG
BADAN METEOROLOGI DAN GEOFISIKA BALAI BESAR WILAYAH II STASIUN KLIMATOLOGI DARMAGA BOGOR Alamat : Jalan raya darmaga KM 6.5 Kotak Pos 174 Bogor 16001
Garis Lintang : 06.33’12.9” LS Garis Bujur : 106.44’59,4” BT Elevasi : 190 m Bulan September-November 2012
TGL
TEMPERATUR
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 JLH RT2 MAX MIN
RT2 1 26.1 25.9 25.7 25.1 25.7 25.5 25.7 26.7 26.0 26.1 25.7 26.0 26.4 26.1 26.5 26.4 25.9 25.9 25.8 26.2 25.5 26.0 26.3 25.9 26.3 26.5 25.5 26.3 26.1 26.7 26.1 806.6 26.0 26.7 25.1
CURAH HUJAN (mm) DITAKAR JAM 7.00 4 13.4 5.1 4.2 11.8 24.2 38.6 30.0 25.4 13.7 54.3 37.7 29.5 6.6 0.5 0.2 20.2 1.9 61.0 47.1 2.6 24.0 38.5 1.6 16.6 9.9 11.5 27.4 16.9 1.7 13.9 7.1 596.9 31 61.0 0.2
Intensitas
KEC ANGIN
KELEMBABAN
Matahari
( 10 m)
UDARA
Cal/cm2 5 393 323 307 330 317 335 335 363 318 372 387 343 334 323 329 336 327 265 308 244 329 392 380 364 341 332 301 346 324 318 344 10359.3 334.2 393.333 243.667
KM/JAM 6 4.02 3.89 3.73 3.85 3.86 4.82 4.84 4.15 4.88 4.16 4.43 3.77 3.83 4.21 4.18 4.04 4.26 4.76 4.28 3.78 3.37 4.17 4.36 4.15 4.98 4.63 4.52 3.68 4.06 4.78 3.69
RT-2 7 78 80 82 81 83 82 79 76 82 82 84 79 77 80 78 79 82 84 84 83 86 81 78 81 80 82 86 79 81 80 86 2517 81 86 76
42 41
42 Lampiran 4 Deskripsi varietas kedelai Ansjasmoro Varietas Anjasmoro telah dilepas sejak 22 Oktober 2001 SK Mentan
: 532/Kpts/TP.240/10/2001
Nomor Galur
: Mansuria 395-49-4
Asal
: Seleksi massa dari populasi Galur Murni Mansuria
Hasil rata-rata
: 2.03 – 2.25 t ha-1
Warna hipokotil
: Ungu
Warna epikotil
: Ungu
Warna daun
: Hijau
Warna bulu
: Putih
Warna bunga
: Ungu
Warna kulit biji
: Kuning
Warna hilum biji
: Kuning kecoklatan
Warna polong masak : Coklat Bentuk daun
: Oval
Ukuran Daun
: Lebar
Tipe tumbuh
: Determinit
Tinggi tanaman
: 64 - 68 cm
Umur berbunga
: 35.7 – 39.4 hari
Umur polong masak : 82.5 – 92.5 hari Percabangan
: 2.9 – 5.6 cabang
Jumlah buku batang : 12.9 – 14.8 Bobot 100 biji
: 14.8 – 15.3 gram
Kandungan protein
: 41.8 – 42.1%
Kandungan lemak
: 17.2 – 18.6%
Ketahanan penyakit
: Moderat karat daun
Sifat lain
: polong tidak mudah pecah, tahan rebah,
Pemulia
: Takashi Sanbuichi, Nagaaki Sekiya, Jamaluddin M., Susanto, Darman MA dan M. Muchlish Adie.
Sumber : Suhartina, 2005
43 Lampiran 5 Data iklim Kabupaten Serang Banten BADAN METEOROLOGI DAN GEOFISIKA STASIUN METEOROLOGI SERANG Jl. Raya Taktakan No. 27 Serang 42101 Telp. (0254) 200185 Fax. 224325
BMKG
Bulan Desember 2012-Februari 2013 TGL 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 JML RT2 HH
CURAH HUJAN (mm) DES 3 7 1 7 0 1 26 3 3 0 1 0 4 4 8 10 3 0 2 0 1 11 0 95
JAN 1 5 0 5 20 14 5 41 23 17 1 55 14 64 35 20 0 0 5 1 0 12 40 7 36 1 0 2 424
FEB 35 3 19 18 1 5 0 2 0 1 8 33 20 31 1 7 8 6 16 212
23
28
19
LAMA PENYINARAN (%) DES 69 81 0 0 83 75 0 31 63 75 6 15 44 19 100 44 23 35 68 56 25 48 13 6 31 75 93 25 50 100 6 1359 44
JAN 51 25 100 0 31 0 0 3 0 50 0 35 0 0 1 0 0 20 83 6 63 25 75 23 0 15 60 60 33 94 53 906 29
FEB 69 6 53 100 40 50 81 100 63 40 64 64 100 0 51 16 13 0 31 44 76 85 38 70 100 75 64 31 1524 54
KECEPATAN ANGIN (10 m) DES 2 2 3 3 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 3 2 2 3 2 1 2 3 2 4 4 4 3 2 2 6 2 74 2
JAN 3 2 5 4 4 5 3 4 9 10 7 3 2 3 2 2 1 3 3 2 2 3 3 2 1 1 4 2 1 2 1 99 3
FEB 2 2 1 2 2 3 2 2 1 1 2 2 2 1 2 2 2 3 2 0 2 5 2 3 2 3 7 5 65 2
KELEMBABAN UDARA DES 82 90 80 83 77 84 85 87 83 86 85 81 82 85 75 88 86 83 79 75 87 86 87 83 80 79 81 81 81 82 85 2568 83
JAN 81 83 79 80 81 92 83 90 89 82 78 83 89 86 91 90 88 87 84 84 82 85 87 87 89 91 82 85 88 84 82 2642 85
FEB 85 89 87 87 88 84 83 82 83 88 84 82 83 88 85 84 86 79 86 81 77 80 84 77 81 82 75 72 2322 83
43
44
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Bantaeng pada tanggal 29 Oktober 1987, merupakan anak pertama dari tiga bersaudara dari pasangan Bapak Abdurrahman Side dan ibu Hasnih. Penulis berasal dari Kabupaten Bantaeng, Propinsi Sulawesi Selatan. Penulis lulus sarjana dari Program Studi Agronomi Fakultas Pertanian Universitas Hasanuddin Makassar pada tahun 2010. Skripsi penulis berkaitan dengan teknologi Seed Priming untuk menguji toleransi varietas padi terhadap cekaman salinitas pada tingkat perkecambahan dan persemaian. Selama menjadi mahasiswa tingkat sarjana, penulis aktif mengikuti kegiatan organisasi di Himpunan Mahasiswa Agronomi (HIMAGRO) Unhas dan menjadi asisten praktikum mata kuliah Statistika, Perancangan Percobaan dan Ilmu dan Teknologi Benih. Penulis pernah bekerja di PT. Bombana Bumi Lestari yang berlokasi di Kendari, Sulawesi Tenggara pada tahun 2010-2011. Penulis melanjutkan studi Pascasarjana Program Studi Ilmu dan Teknologi Benih IPB pada tahun 2011. Selama pendidikan, penulis mengikuti kegiatan keorganisasian Forum Mahasiswa Pascasarjana AGH (FORSCA AGH) sebagai anggota Departemen Olahraga dan Seni pada tahun 2012-2013. Penulis juga aktif pada kegiatan organisasi RUMANA SUL-SEL sebagai anggota Departemen Sumber Daya Manusia periode 2012-2013. Penulis juga aktif menjadi asisten mata kuliah Agronomi Umum program Diploma tahun ajaran 2012-2013.
