EFEKTIVITAS ISOLAT Rhizobium DALAM MENINGKATKAN PERTUMBUHAN SEMAI AKASIA (Acacia crassicarpa A. Cunn. ex Benth)
Oleh: SIHONO A24101113
PROGRAM STUDI ILMU TANAH FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2005
EFEKTIVITAS ISOLAT Rhizobium DALAM MENINGKATKAN PERTUMBUHAN SEMAI AKASIA (Acacia crassicarpa A. Cunn. ex Benth)
Skripsi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian pada Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor
Oleh: Sihono A24101113
Program Studi Ilmu Tanah Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor 2005
Judul Skripsi
: EFEKTIVITAS ISOLAT Rhizobium DALAM MENINGKATKAN PERTUMBUHAN SEMAI AKASIA (Acacia crassicarpa A. Cunn. Ex Benth) Nama Mahasiswa : Sihono Nomor Pokok : A24101113
Menyetujui:
Dosen Pembimbing I,
Ir Fahrizal Hazra, M. Sc. NIP. 131 841 752
Dosen Pembimbing II,
Prof. Dr Ir Iswandi Anas, M. Sc. NIP. 130 607 613
Mengetahui: Dekan Fakultas Pertanian,
Prof. Dr Ir Supiandi Sabiham M. Agr NIP. 130 422 698 .
Tanggal Lulus:
SUMMARY SIHONO. Effectifity of Rhizobium Isolates to Improve the Growth of Acacia (Acacia crassicarpa A. Cunn. ex Benth) Seedling, under supervision of Fahrizal Hazra and Iswandi Anas In the last two decade, HTI Pulp has developed very fast. In 2002, the area of HTI Pulp was more than 1.3 millions hectares. Fast growing species such as Acacia cracicarpa and A. mangium are the
most commom tree planted.
Availability of the healthy seedlings of Acacia is one of the most important factors determined the success of HTI Program. The use of compatible and effective Rhizobium strains is important factors in production of good Acacia seedlings. The use of Rhizobium inoculant can reduce also the production cost of seedling as well as reduce the environmental pollution by inorganic N-fertilizer application. This research purpose to select the effective Rhizobium isolates able to improve the growth (height, upper part and root dry weight) of A. crassicarpa. Beside that, this research also aim to detect of rate and absorption N, P and K and also activity nitrogenase. The study was carried out at the greenhouse of the Department of Soil Science and Land
Resources, Faculty of Agriculture, Bogor Agricultural
University (IPB) Bogor, Laboratory of Soil Biology and Laboratory of Soil Chemistry anf Soil Fertility from February till September 2005. Non cultivated soil, Red Yellow Podzolic (Ultisols), acid and less fertile soil
from Haurbentes Forestry Research Station, Jasinga was used as growing
media in this experiment. The soil either was sterilised or not sterilesed by using autoclave. Lime was added to increase the soil pH to 6.5. The Rhizobium isolates tested were Rhizobium isolated from root nodules of four-years old A. crassicarpa grown on peat soil in the area of HTI RAPP Pelalawan, Pangkalan Kerinci, Riau. The Rhizobium isolates tested were Rh Ac1; Rh Ac-2; Rh Ac-3; Rh Ac-4; Rh Ac-5; Rh Ac-6; Rh Ac-7; Rh Ac-8; Rh Ac-9 and Rh Ac -10. Two blank treatments were (1) without inoculation of Rhizobium isolates and without N-inorganic fertilizer (urea) , (2) with addition 45 ppm inorganic N fertilizer (161.5 kg-1 urea ha-1). In total there were 12 treatments with
three replicates. Hence, there were 60 replicates. The experiments were done in sterile and non sterile soils. Completely Randomized Experimental Design was applied. Data were analysed statistically by using F-test and Duncan Multiple Range Test (DRMT) at the level of 0.05. Results showed that three out of ten Rhizobium isolates tested
were
significantly improve the growth of A. crassicarpa seedling (sedling height and dry weight of seedling), increase N-content as well as uptake of N, P and K. The isolates were Rh Ac-1, Rh Ac-5 and Rh Ac-4. Rhizobium isolate Rh Ac-1 increased root dry weight by 191% and uptake of K by 136% compared to Blank treatment. On the other hand, isolate Rh Ac-4 increased the uper part dry weight by 84% and Rh Ac-5 increased the height of seedling by 56% above blank treatment. The effect of inoculation with Rh Ac -1, Rh Ac-4 and Rh Ac -5 on A. crassicarpa seedling growth was the same as the addition of 45 ppm N inorganic fertilizer and all were significantly better that without inoculation. These three Rhizobium isolates were able to compete the indigenous Rhizobium.
RINGKASAN SIHONO. Efektivitas Isolat Rhizobium dalam Memperbaiki Pertumbuhan Semai Akasia (Acacia crassicarpa A. Cunn. ex Bent h) Dibawah
Bimbingan
FAHRIZAL HAZRA dan ISWANDI ANAS
Dalam kurun waktu 20 tahun terakhir, HTI Pulp telah berkembang dengan pesat. Pada tahun 2002, HTI Pulp te rcatat mempunyai luas sebesar 1.3 ha. Spesies-spesies tanaman HTI Pulp yang sering ditanam merupakan tanaman yang mampu tumbuh cepat seperti Acacia cracicarpa dan A. Mangium. Adapun salah satu faktor terpenting yang menentukan kesuksesan program HTI Pulp yaitu ketersediaan bibit akasia yang sehat. Oleh karena itu, penggunaan strain Rhizobium yang sesuai dan efektif merupakan faktor penting untuk menghasilkan bibit akasia yang sehat. Penggunaan inokulan Rhizobium tersebut dapat mengurangi biaya produksi pembibitan dan juga pencemaran lingkungan yang disebabkan oleh penggunaan pupuk N inorganik. Penelitian ini bertujuan untuk menyeleksi isolat Rhizobium yang efektif dalam meningkatkan pertumbuhan A. crassicarpa yaitu tinggi dan bobot kering tanaman. Disamping itu, penelitian ini juga bertujuan untuk mengetahui kadar dan serapan N, P dan K serta aktivitas nitrogenase. Penelitian ini dilakukan di Rumah Kaca, Laboratorium Biologi Tanah dan Laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, IPB. Digunakan tanah podsolik merah kuning (Ultisol) yang belum pernah diolah sebagai media pertumbuhan. Tanah tersebut berasal dari Stasiun Penelitian Hutan Haurbentes , Jasinga yang bersifat masam dengan tingkat kesuburan yang rendah. Salah satu tanah tersebut dilakukan sterilisasi dengan autoklaf dan juga pengapuran untuk menaikkan pH 6.5. Isolat Rhizobium yang digunakan dalam penelitian ini merupakan hasil isolasi bintil akar A. crassicarpa berumur 4 tahun yang tumbuh pada tanah gambut di kawasan HTI RAPP Pelalawan, Pangkalan Kerinci, Riau.
Isolat
tersebut yaitu Rh Ac -1; Rh Ac -2; Rh Ac-3; Rh Ac-4; Rh Ac-5; Rh Ac-6; Rh Ac-7; Rh Ac -8; Rh Ac-9 dan Rh Ac-10. Digunakan dua perlakuan blanko yaitu (1) tanpa
inokulasi isolat Rhizobium dan tanpa pemupukan N inorganik, (2) tanpa inokulasi isolat Rhizobium tetapi dipupuk 45 ppm N inorganik. Jumlah perlakuan sebanyak 12 dengan 3 ulangan, sehingga total satuan percobaan sebanyak 60. Digunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) yang dilanjutkan dengan Analisys of Variances (ANOVA) dengan uji lanjut Duncan Multiple Range Test (DMRT) taraf 5%. Hasil penelitian menunjukkan bahwa diperoleh 3 isolat Rizobium dari 10 isolat yang diuji sangat nyata meningkatkan pertumbuhan A. crassicarpa (tinggi dan bobot kering tanaman) dan kadar N serta serapan N dan K. Ketiga isolat tersebut yaitu Rh Ac-1, Rh Ac-5 dan
Rh Ac-4. Perlakuan isolat Rh Ac-1
menghasilkan Bobot Kering Akar 191% dan serapan K sebesar 136% terhadap Blanko. Disamping itu, perlakuan isolat Rh Ac-5 menghasilkan tinggi sebesar 56% dan Rh Ac-4 menghasilkan bobot kering tanaman bagian atas sebesar 84% terhadap Blanko. Pengaruh inokulasi isolat Rh Ac-1, Rh Ac-4 dan Rh Ac-5
terhadap
pertumbuhan bibit A. crassicarpa setara dengan penggunaan pupuk 45 ppm N inorganik dan lebih baik dari pada yang tidak diinokulasi. Ketiga isolat tersebut mampu berkompetisi dengan Rhizobium indegenus.
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Ogan Komering Ulu (OKU) pada tanggal 13 Mei 1981 sebagai putra ke lima dari enam bersaudara dari pasangan Bapak Kasiran dan Ibu Saginem. Penulis menyelesaikan pendidikan Sekolah Dasar di SD Negeri Sumber Agung tahun1995, kemudian lulus di SLTP Negeri 1 Belitang pada tahun 1998. Pada tahun 1998, penulis me lanjutkan ke SMU Negeri 1 Belitang, OKU dan lulus tahun 2001. Pada tahun yang sama, penulis diterima di IPB melalui jalur Ujian Masuk Perguruan Tinggi Negeri (UMPTN) pada Program Studi Ilmu Tanah, Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Selama kuliah, penulis aktif menjadi asisten untuk matakuliah Biologi Tanah periode tahun 2003/2004, Bioteknologi Tanah periode tahun 2004/2005, Pengantar Penginderaan Jauh dan Geomorfologi dan Analisis Lansekap pada periode tahun 2004/2005. Selain itu penulis juga aktif di DKM At-Thin periode tahun 2002/2003, Biro Lingkungan Hidup AZIMUTH Himpunan Mahasiswa Tanah (HMIT) periode tahun 2002/2003 – 2004/2005.
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT Tuhan Semesta Alam atas berkat rahmatNyalah, penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Semoga sholawat dan salam tetap tercurahkan kepada junjungan kita, Rosulluloh Muhammad SAW. Skripsi dengan judul, “Efektifitas Isolat Rhizobium Dalam Memperbaiki Pertumbuhan Semai Akasia (Acacia crassicarpa A. Cunn. Ex Benth)”, merupakan tugas akhir akademik sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian pada Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Skripsi ini disusun berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan penulis mulai Februari
sampai
September 2005 di Rumah Kaca, Laboratorium Biologi Tanah dan Laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah, Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Penelitian ini diharapkan dapat memberi solusi penyediaan bibit A. crassicarpa yang mempunyai daya efektivitas yang tinggi dalam meningkatkan pertumbuhannya . Dengan demikian, biaya produksi dan dampak pencemaran lingkungan akibat penggunaan pupuk N anorganik dapat dikurangi. Penulis mengucapkan terimakasih dan penghargaan yang sebesar -besarnya kepada semua pihak yang telah membantu dalam proses penelitian sampai penulisan skripsi ini.Ucapan terimakasih penulis haturkan kepada: 1. Prof. Dr Ir H. Iswandi Anas, M. Sc. dan Ir Fahrizal Hazra, M. Sc. selaku dosen pembimbing skripsi yang selama ini telah memberikan bimbingan,
saran, motivasi dan kesabaran selama penulis melakukan proses penelitian dan penulisan skripsi ini. 2. Prof. Dr Ir H. Iswandi Anas, M. Sc. yang telah memberik an bantuan dana penelitian. 3. Bapak, Ibu, Kakak-kakak dan Adik tercinta karena Allah SWT yang telah memberikan bantuan dana, dorongan semangat dan iringan do’a. 4. Mbak Ipat atas bantuannya dalam pengukuran aktivitas enzim nitrogenase dengan menggunakan Gas Chromatograph (GC) Simadzu Model 17. Akhirnya penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi para pembaca, serta dengan berharap ridho Allah SWT semoga seluruh studi ini bernilai ibadah di hadapan Allah SWT.
Bogor, Desember 2005
Penulis
DAFTAR ISI Hal DAFTAR TABEL........................................................................................... iii DAFTAR GAMBAR...................................................................................... iv I. PENDAHULUAN ....................................................................................... 1.1. Latar Belakang............................................................................ 1.2. Tujuan Penelitian........................................................................ 1.3. Hipotesis......................................................................................
1 1 2 2
II. TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................ 2.1. Akasia (Acacia crassicarpa )...................................................... 2.2. Karakteristik Rhizobium.............................................................. 2.3. Pembentukan Bintil Akar............................................................ 2.4. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Nodulasi dan Fiksasi Nitrogen. .................................................. 2.5. Sterilisasi Tanah..........................................................................
3 3 6 7
III. BAHAN DAN METODOLOGI ............................................................. 3.1. Tempat dan Waktu Penelitian..................................................... 3.2. Bahan dan Alat............................................................................ 3.3. Metode Penelitian ....................................................................... 3.3.1. Rancangan Penelitian........................................................ 3.3.2. Pelaksanaan Penelitian...................................................... 3.3.2.1. Persiapan Inokulum ......................................... 3.3.2.2. Perkecambahan Benih A. crassicarpa ............. 3.3.2.3. Persiapan Media Tanam .................................. 3.3.2.4. Penanaman Kecambah dan inokulasi .............. 3.3.2.5. Perawatan da n Pengamatan............................. 3.3.2.6. Pemanenan.......................................................
18 18 18 19 19 20 20 20 21 21 22 22
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................ 4.1. Pertumbuhan Bibit Acacia crassicarpa ...................................... 4.1.1. Pengaruh Inokulsi Rhizobium Terhadap Tinggi Bibit A. crassica rpa.............................. 4.1.2. Pengaruh Inokulsi Isolat Rhizobium Terhadap Bobot Kering Tanaman Bagian Atas (BKTBA) dan Bobot Kering Akar (BKA) Bibit A. crassicarpa....... 4.2. Pengaruh Inokulsi Rhizobium Terhadap Kadar dan serpan N, P dan K Bibit A. crassicarpa.................... 4.3. Pengaruh Inokulsi Rhizobium Terhadap Jumlah dan Bobot Bintil Akar serta Aktivitas Nitrogenase Bibit A. crassicarpa .....
24 24
9 16
24
28 31 35
V. KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................. 39 DAFTAR PUSTAKA..................................................................................... 40 LAMPIRAN .................................................................................................... 42
DAFTAR TABEL
No.
Teks
Hal
1. Pengaruh inokulasi isolat Rhizobium terhadap tinggi bibit A. crassica rpa pada tanah tidak steril (S0) dan tanah steril (S1) umur 1 – 10 MSI........... 24 2. Pengaruh inokulasi isolat Rhizobium terhadap BKTBA dan BKA bibit A. crassica rpa pada S0 dan S1 umur 10 MSI ................................... 29 3. Pengaruh inokulasi isolat Rhizobium terhadap kadar dan serapan N, P dan K bibit A. crassicarpa pada S0 dan S1 umur 10 MSI ................ 32 4. Pengaruh inokulasi isolat Rhizobium terhadap jumlah dan bobot kering bintil akar serta aktivitas nitrogenase bibit A. crassicarpa pada S0 dan S1 umur 10 MSI .................................................................................. 36 5. Hasil inokulasi isolat Rhizobium terhadap beberapa parameter yang digunakan dalam penelitian........................................................................ 38 Lampiran 1. Sifat kimia dan biologi tanah Ultisol, Desa Haurbentes, Kecamatan Jasinga, Kabuten Bogor ........................................................... 42 2. Komposisi media dan indikator yang digunakan dalam penelitian (Somasegaran dan Hoben, 1985) ............................................................... 43 3. Sifat kimia tanah pada beberapa perlakuan setelah panen......................... 44
DAFTAR GAMBAR No.
Teks
Hal
1. Pengaruh inokulasi isolat Rhizobium terhadap kecepatan tumbuh bibit A. crassicarpa pada S0 umur 1-10 MSI. ........................................................
25
2. Pengaruh inokulasi isolat Rhizobium terhadap kecepatan tumbuh bibit A. crassicarpa pada S1umur 1-10 MSI. .........................................................
26
3. Pengaruh inokulasi isolat Rh Ac-5 dan Rh Ac-6 terhadap tinggi bibit A. crassicarpa pada tanah tidak steril (S0) umur 10 MSI..........................
27
4. Pengaruh inokulasi isolat Rh Ac-5 dan Rh Ac-6 terhadap tinggi bibit A. crassicarpa pada tanah steril (S1) umur 10 MSI ...................................
27
5. Pengaruh inokulasi isolat Rhizobium terhadap BKTBA dan BKA bibit A. crassicarpa pada S0 dan S1 umur 10 MSI ....................................
29
6. Pengaruh inokulasi isolat Rhizobium terhadap kadar N, P dan K pada S0 umur 10 MSI ...............................................................................................
33
7. Pengaruh inokulasi isolat Rhizobium terhadap kadar N, P dan K pada S1 umur 10 MSI ...............................................................................................
33
8. Pengaruh inokulasi isolat Rhizobium terhadap serapan N, P dan K pada S0 umur 10 MSI ...............................................................................................
33
9. Pengaruh inokulasi isolat Rhizobium terhadap serapan N, P dan K pada S1 umur 10 MSI ...............................................................................................
34
Lampiran 1. Korelasi antara BKTBA dan BKA bibit A. crassicarpa ............................
44
2. Isolat Rhizobium murni sebagai bahan inokulum ......................................
44
3. Pembibitan A. crassicarpa secara konvensional........................................
45
