EFEKTIVITAS MIKROB PELARUT FOSFAT DALAM MENINGKATKAN KELARUTAN FOSFAT ALAM DAN MEMPERBAIKI PERTUMBUHAN SORGUM MANIS (Sorghum bicolor (L.) Moench)
NIKA ROSLINA SILAEN
DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2015
ii
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA* Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Efektivitas Mikrob Pelarut Fosfat dalam Meningkatkan Kelarutan Fosfat Alam dan Memperbaiki Pertumbuhan Sorgum Manis (Sorghum bicolor (L.) Moench) 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 skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, Agustus 2015 Nika Roslina Silaen NIM A14100026
iv
ABSTRAK NIKA ROSLINA SILAEN. Efektivitas Mikrob Pelarut Fosfat dalam Meningkatkan Kelarutan Fosfat Alam dan Memperbaiki Pertumbuhan Sorgum Manis (Sorghum bicolor (L.) Moench). Dibimbing oleh ISWANDI ANAS dan SUWARNO. Mikrob pelarut fosfat (MPF) adalah mikrob yang mempunyai kemampuan melarutkan fosfat sukar larut, sehingga fosfat tersedia untuk pertumbuhan tanaman. Untuk memperoleh mikrob pelarut fosfat yang efektif diperlukan serangkaian seleksi. Penelitian mulai dari isolasi mikrob pelarut fosfat dan pengujian kemampuan melarutkan fosfat sukar larut, baik di laboratorium maupun di rumah kaca atau di lapang. Penelitian ini bertujuan untuk mengisolasi dan menyeleksi mikrob pelarut fosfat berupa bakteri pelarut fosfat dan fungi pelarut fosfat. Kemampuan mikrob pelarut fosfat diuji dengan menggunakan tiga sumber fosfat sukar larut yaitu Ca3(PO4)2, fosfat alam Ciamis, dan AlPO4. Mikrob pelarut fosfat diisolasi dari tanah yang diambil dari sekitar akar tanaman kakao rakyat berlokasi di Kecamatan Gangking, Kecamatan Ujung Bulu, dan Kecamatan Rilau Ale, Kabupaten Bulukumba, Provinsi Sulawesi Selatan. Sebanyak 115 isolat telah diisolasi dan telah dimurnikan, kemudian sebanyak 39 isolat diuji secara kualitatif yaitu uji yang dilakukan untuk melihat kemampuan mikrob pelarut fosfat melarutkan fosfat sukar larut. Setelah uji kualitatif, dari 39 isolat dipilih 19 isolat yang terdiri atas 15 isolat bakteri dan empat isolat fungi untuk diuji secara kuantitatif kemampuan isolat melarutkan fosfat sukar larut. Hasil uji kuantitatif menunjukkan daya larut mikrob pelarut fosfat berbeda-beda tergantung pada sumber fosfat sukar larutnya. Isolat bakteri SS1.2 memiliki kemampuan melarutkan fosfat tinggi pada fosfat alam Ciamis, namun kemampuan melarutkan Ca3(PO4)2 termasuk sedang, dan kemampuan melarutkan AlPO4 termasuk rendah. Berdasarkan hasil uji kuantitatif, dipilih dua isolat bakteri pelarut fosfat dan dua fungi pelarut fosfat untuk diuji kemampuan mikrob pelarut fosfat untuk meningkatkan pertumbuhan sorgum manis di rumah kaca. Mikrob pelarut fosfat terdiri atas dua isolat bakteri dan dua isolat fungi sebagai faktor pertama dan pupuk P sebagai faktor kedua terdiri atas tanpa P, fosfat alam Ciamis 50 ppm P dan pupuk SP-36 50 ppm P. Tanah yang digunakan sebagai media tumbuh adalah tanah Ultisol. Pertumbuhan tanaman sorgum manis tidak normal, kerdil setelah umur delapan minggu tinggi tanaman hanya 32.40 cm. Hal ini disebabkan oleh kandungan Al dd yang sangat tinggi mengganggu perkembangan akar dan pertumbuhan tanaman secara keseluruhan, sehingga pengaruh mikrob pelarut fosfat terhadap pertumbuhan tanaman sorgum manis tidak dapat dievaluasi. Kata kunci: bakteri pelarut fosfat, fosfat sukar larut, fungi pelarut fosfat
ABSTRACT NIKA ROSLINA SILAEN. Effectiveness of Phospate Solubilizing Microbes to Solubilize Phospate Rock and Improve Growth of Sweet Sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench). Supervised by ISWANDI ANAS and SUWARNO. Phospate solubilizing microbes (PSM) is the microbe which have ability to solubilize less soluble phospate, so that phospate available to plant growth. To obtain an effective microbe, a series of selection are required. This research started from isolation phospate solubilizing microbe and testing the ability to solubilize less soluble phospate in laboratory, green house or field. The objective of this research was to isolate and select the phospate solubilizing microbes consisted of phospate solubilizing bacteria and phospate solubilizing fungi. The ability of phospate solubilizing microbes was tested in three less soluble P sources which are Ca3(PO4)2, phospate rock Ciamis, and AlPO4. Phospate solubilizing microbes were isolated from the cocoa root located in Gangking, Ujung Bulu, and Rilau Ale District, Bulukumba, South Sulawesi. A total of 115 isolates were isolated and purified, then as many as 39 isolates were tested qualitatively to see the ability to solubilize less soluble phospate. After the qualitative, from 39 isolates selected 19 isolates consisting of 15 bacterias and four fungis were tested in quantitative test the ability to solubilize less soluble phospate. Quantitative test results showed that phospate solubilizing microbes had vary ability depending on source of less soluble phospate. Isolate bacteria SS1.2 had highest ability to solubilize phospate rock Ciamis, but the ability to solubilize Ca3(PO4)2 included moderate, and solubilize AlPO4 included low. Based on quantitative test results, were selected two phospate solubilizing bacterias and two phospate solubilizing fungis to be tested the ability of phospate solubilizing microbe to enhance the growth of sweet sorghum in greenhouse. Phospate solubilizing microbes consisted of two phospate solubilizing bacterias and two phospate solubilizing fungis as the first factor and P fertilizers as second factor consisted of without P, phospate rock Ciamis 50 ppm P and SP-36 50 ppm P in Ultisol. The growth of sweet sorghum was not normal, after eight weeks the plant’s height only 32.40 cm. This was due to the Al dd very high disruptive root and plant growth overall, so that the influence of phospate solubilizing mirobe to the plant growth could not be evaluated. Keywords: less soluble P, phospate solubilizing bacteria, phospate solubilizing fungi
EFEKTIVITAS MIKROB PELARUT FOSFAT DALAM MENINGKATKAN KELARUTAN FOSFAT ALAM DAN MEMPERBAIKI PERTUMBUHAN SORGUM MANIS (Sorghum bicolor (L.) Moench)
NIKA ROSLINA SILAEN
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian pada Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan
DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2015
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Penelitian dilaksanakan sejak bulan Januari 2014, dengan judul skripsi Efektivitas Mikrob Pelarut Fosfat dalam Meningkatkan Kelarutan Fosfat Alam dan Memperbaiki Pertumbuhan Sorgum Manis (Sorghum bicolor (L.) Moench). Terima kasih penulis ucapkan kepada: 1. Bapak Prof Dr Ir Iswandi Anas dan Bapak Dr Ir Suwarno MSc selaku dosen pembimbing atas segala bimbingan, nasihat, dan dukungan dengan penuh kesabaran selama pelaksanaan penelitian dan penyusunan skripsi ini. 2. Ibu Dr Ir Lilik Tri Indriyati selaku dosen penguji yang telah memberikan saran dan dukungan dalam menyelesaikan skripsi ini. 3. Penelitian Strategis Unggulan (PSU) yang diketuai oleh Bapak Prof Dr Ir Iswandi Anas yang telah memberikan biaya selama penelitian berlangsung. 4. Ibu Kurnia Dewi Sasmita SP MP yang telah banyak membantu, memberikan saran dan mendukung selama pelaksanaan penelitian. 5. Orang tua tercinta Bapak Rustam Silaen dan Ibu Rosita Elfina Purba, abang Daniel Zefry Silaen, Beny Firnando Silaen, adik Budi Kristian Silaen, dan kakak Lasmatiur Nainggolan yang selalu mendukung, memberikan semangat dan doa selama menempuh pendidikan di Institut Pertanian Bogor. 6. Yayasan beasiswa Badeloch Belanda yang telah memberikan dana selama perkuliahan. 7. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada seluruh staff di Laboratorium Bioteknologi Tanah, Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. 8. Teman sebimbingan Yolla Vivi dan Rina teman yang bersama-sama di Laboratorium Bioteknologi Tanah. 9. Seluruh keluarga Ilmu Tanah angkatan 47 yang memberikan semangat. 10. Teman-teman yang ada di kos yaitu Silpa, Sherly, Arini, May, Desi, Mirfa, dan Petriana yang selalu memberikan semangat dan doa kepada penulis selama penyusunan skripsi. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Agustus 2015 Nika Roslina Silaen
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL............................................................................................. xiii DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ xiii DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................... xiii PENDAHULUAN ............................................................................................... 1 Latar Belakang ................................................................................................. 1 Tujuan Penelitian.............................................................................................. 2 Hipotesis .......................................................................................................... 2 TINJAUAN PUSTAKA....................................................................................... 2 Manfaat dan Transformasi Unsur Fosfor ........................................................... 2 Mikrob Pelarut Fosfat ....................................................................................... 3 Fosfat Alam dan Penggunaan Fosfat Alam dengan Mikrob Pelarut P dalam Meningkatkan Kelarutan P ............................................................................... 4 Sorgum (Sorghum bicolor (L.) Moench) ........................................................... 4 METODE ............................................................................................................ 5 Bahan ............................................................................................................... 5 Alat .................................................................................................................. 5 Lokasi Penelitian dan Waktu Penelitian ............................................................ 5 Prosedur Percobaan .......................................................................................... 6 Percobaan di Rumah Kaca ................................................................................ 8 HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................................ 9 Isolasi Mikrob Pelarut Fosfat ............................................................................ 9 Uji Kualitatif dan Kuantitatif pada Mikrob Pelarut Fosfat ............................... 10 Uji Hipersensitivitas pada Tanaman Tembakau .............................................. 17 Pengaruh Mikrob Pelarut Fosfat dengan Fosfat Alam Ciamis dan Pupuk SP-36 terhadap Tinggi Tanaman dan Jumlah Daun TanamanSorgum ........................ 17 SIMPULAN DAN SARAN ............................................................................... 20 Simpulan ........................................................................................................ 20 Saran .............................................................................................................. 20 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 20 LAMPIRAN ...................................................................................................... 24
DAFTAR TABEL 1 Pelaksanaan percobaan antara isolat bakteri/fungi dengan pupuk P 2 Pengaruh isolat bakteri pelarut fosfat terhadap kelarutan tiga sumber P sukar larut pada mediaPikovskaya cair 3 Pengaruh isolat fungi pelarut fosfat terhadap kelarutan tiga sumber P sukar larut pada media Pikovskaya cair 4 Total pelarutan P mikrob pelarut fosfat (MPF) pada tiga sumber P sukar larut 5 Pengaruh bakteri dan fungi pelarut fosfat dengan fosfat alam Ciamis dan SP-36 terhadap tinggi tanaman dan jumlah daun sorgum pada tanah Ultisol
8 12 13 15
18
DAFTAR GAMBAR 1 Total mikrob pelarut fosfat pada 20 lokasi contoh tanah 2 Contoh keragaan bakteri pelarut fosfat (a dan b) dan fungi pelarut fosfat (c dan d) pada media Pikovskaya 3 Korelasi indeks pelarutan dengan P terlarut pada media Pikovskaya cair dengan sumber Ca3(PO4)2 4 Korelasi indeks pelarutan dengan P terlarut pada media Pikovskaya cair dengan sumber fosfat alam Ciamis 5 Korelasi indeks pelarutan dengan P terlarut pada media Pikovskaya cair dengan sumber AlPO4 6 Korelasi pH dengan P terlarut pada media Pikovskaya cair dengan sumber Ca3(PO4)2 7 Korelasi pH dengan P terlarut pada media Pikovskaya cair dengan sumber fosfat alam Ciamis 8 Korelasi pH dengan P terlarut pada media Pikovskaya cair dengan sumber AlPO4 9 Pertumbuhan tanaman sorgum manis yang tidak normal setelah umur delapan minggu
10 11 14 14 14 16 16 16 19
DAFTAR LAMPIRAN 1 2 3 4 5
Komposisi media Pikovskaya (Rao 1994) Komposisi media Nutrient Agar (Rao 1994) Komposisi media Nutrient Broth Komposisi media Luria Bertani (LB) Kriteria berdasarkan penilaian sifat-sifat kimia tanah pusat penelitian tanah 1983
24 24 24 24 25
xiv
6 Analisis sifat tanah Ultisol yang digunakan dalam percobaan sebagai media tumbuh 7 Analisis ragam pengaruh mikrob pelarut fosfat dengan sumber pupuk P terhadap tinggi tanaman 6 minggu 8 Analisis ragam pengaruh mikrob pelarut fosfat dengan sumber pupuk P terhadap tinggi tanaman 8 minggu 9 Analisis ragam pengaruh mikrob pelarut fosfat dengan sumber pupuk P terhadap jumlah daun 6 minggu 10 Analisis ragam pengaruh mikrob pelarut fosfat dengan sumber pupuk P terhadap jumlah daun 8 minggu 11 Uji kualitatif isolat pelarut fosfat
26 26 27 27 27 28
11
PENDAHULUAN Latar Belakang Unsur fosfor (P) adalah unsur hara makro ketiga yang jumlahnya banyak dibutuhkan tanaman setelah unsur nitrogen (N) dan kalium (K) tetapi di dalam tanah tingkat ketersediaannya sangat rendah. Permasalahan unsur fosfor yang umum ditemui adalah pada tanah masam P diikat oleh Fe 3+ dan Al3+, sedangkan pada tanah basa P diikat oleh Ca2+ sehingga P tidak tersedia bagi tanaman. Dalam meningkatkan ketersediaan P bagi tanaman telah banyak usaha dilakukan diantaranya dengan menambahkan kapur pertanian untuk meningkatkan pH tanah, menambahkan bahan organik, serta pemberian pupuk P. Salah satu pupuk P yang memiliki harga murah, tetapi kelarutannya rendah yaitu fosfat alam. Fosfat alam tidak larut di dalam air, sehingga bila digunakan di dalam tanah sejumlah pelarutan hanya terjadi antara fosfat alam dengan ion H+ (Kasno et al. 2009). Kelarutan yang rendah dari fosfat alam dalam tanah merupakan masalah dalam penggunaan dan pengembangannya, sehingga diperlukan bantuan mikrob pelarut fosfatyang dapat membantu meningkatkan kelarutan fosfat alam. Penggunaan mikrob pelarut fosfat sebagai pupuk hayati dimulai oleh Negara Rusia pada tahun 1947 (Ginting et al. 2006). Di Indonesia penelitian mikrob pelarut fosfat telah lama dilakukan, salah satunya penelitian tentang mikrob pelarut fosfat pengaruhnya terhadap P-tanah dan efisiensi pemupukan P tanaman tebu dilakukan di Divisi Bioteknologi Tanah IPB. Premono (1994) dari hasil penelitian memberikan kesimpulan bahwa pemberian mikrob pelarut fosfat mampu meningkatkan kadar P asal pupuk dan meningkatkan efisiensi serapan P asal TSP sebanyak 6−135%, mikrob pelarut fosfat yang paling tinggi meningkatkan efisiensi pemupukan adalah P. fluoresens. Selain itu, Premono dan Widyastuti (1994) meneliti Pseudomonas putida dapat stabil lebih dari empat bulan pada medium pembawa kompos zeolit sebagai pupuk hayati. Mikrob pelarut fosfat dapat melarutkan fosfat yang tidak tersedia menjadi tersedia sehingga dapat diserap oleh tanaman. Sorgum adalah tanaman serealia yang banyak dijumpai pada daerah bagian timur Indonesia. Sorgum menduduki urutan ke-5 yang tergolong tanaman pangan penting setelah gandum, padi, jagung, dan barley. Sorgum memiliki keistimewaan karena tanaman ini mampu tumbuh pada daerah yang beriklim kering dan tanaman ini tidak membutuhkan air yang banyak selama masa pertumbuhannya. Di sisi lain sorgum dapat tumbuh pada tempat yang tergenang. Kondisi yang optimum untuk pertumbuhan sorgum adalah penyebaran hari hujan yang merata pada saat tanaman berumur 4−5 minggu yaitu pada saat perkembangan perakaran sampai pada akhir pertumbuhan vegetatif. Di Indonesia budidaya sorgum manis belum intensif dilakukan. Isgitani et al. (2005) dalam penelitian menunjukkan bahwa bakteri pelarut fosfat dapat meningkatkan jumlah dan berat biji, secara nyata meningkatkan pertumbuhan vegetatif sorgum manis. Lumbantobing et al. (2008) dalam penelitian pupuk organik hayati yang mengandung mikrob pelarut fosfat nyata meningkatkan tinggi, jumlah daun, kandungan gula batang, serta mampu mensubstitusi 50% kebutuhan pupuk anorganik pada sorgum manis.
2
Penelitian ini penting dilakukan untuk mendapatkan isolat bakteri maupun fungi pelarut fosfat yang unggul dalam melarutkan senyawa fosfat sukar larut. Mikrob pelarut fosfat yang efektif nantinya dapat dijadikan agen hayati dalam pembuatan pupuk organik hayati untuk tanaman kakao.
Tujuan Penelitian 1. 2. 3.
Mengisolasi mikrob pelarut fosfat yang diambil dari tanah sekitar akar tanaman kakao beberapa sentra produksi kakao; Menguji kemampuan isolat pelarut fosfat dalam meningkatkan kelarutan sumber P yaitu Ca3(PO4)2, fosfat alam Ciamis, dan AlPO4 ; Menguji kemampuan isolat pelarut fosfat dalam meningkatkan kelarutan fosfat alam dan mengaplikasikan isolat pelarut fosfat pada tanah yang ditanami sorgum. Hipotesis
1. 2. 3.
Pada setiap lokasi ditemukan berbagai jenis bakteri dan fungi pelarut fosfat dalam jumlah yang bervariasi; Isolat yang terseleksi mempunyai kemampuan yang tinggi dalam melarutkan sumber P sukar larut yaitu Ca3(PO4)2, fosfat alam Ciamis, dan AlPO4 ; Isolat yang terseleksi mampu meningkatkan kelarutan fosfat alam Ciamis.
TINJAUAN PUSTAKA Manfaat dan Transformasi Unsur Fosfor Manfaat unsur fosfor (P) bagi tanaman adalah merangsang pertumbuhan akar, benih dan tanaman muda, bahan pembentuk inti sel dan dinding sel, penting dalam cadangan dan transfer energi (ADP + ATP), berfungsi untuk pengangkutan energi hasil metabolisme tanaman. Selain itu, P berfungsi sebagai bahan pembentukan sejumlah protein tertentu, membantu asimilasi dan respirasi, serta mempercepat pembungaan, pemasakan biji dan buah (Lingga dan Marsono 2008). Di dalam tanah P terdapat dalam berbagai bentuk persenyawaan yang sebagian besar tidak tersedia bagi tanaman. Transformasi fosfor yang terjadi pada tanah meliputi proses mineralisasi P organik menjadi P anorganik yang tersedia bagi tanaman, immobilisasi P anorganik oleh mikrob tanah dan pelarutan P anorganik yang tidak tersedia menjadi P tersedia bagi tanaman. Senyawa P organik banyak terdapat di bagian lapisan tanah atas, tetapi jumlahnya berkurang dengan kedalaman tanah yang semakin dalam. Mineralisasi P organik diawali dengan penghancuran serasah tanaman oleh fauna tanah, dilanjutkan dengan perubahan P organik menjadi P anorganik oleh mikrob tanah. Mikrob tanah mensintesis enzim fosfatase sebagai biokatalisator pada reaksi hidrolisis P organik menjadi P anorganik (Ma’shum et al. 2003).
3
Mikrob Pelarut Fosfat Mikrob pelarut fosfat dapat hidup pada kondisi yang berbeda, ada yang hidup pada kondisi asam, netral, dan juga basa. Pada pH 5−5.5 pertumbuhan fungi meningkat sementara pertumbuhan bakteri meningkat seiring dengan meningkatnya pH tanah. Secara umum mikrob pelarut fosfat yang diisolasi dari rizosfer tanah termasuk dalam golongan mikrob aerob pembentuk spora. Niswati et al. (2008) menunjukkan populasi mikrob pelarut fosfat (MPF) di tanah rizosfir lebih tinggi dibandingkan dengan populasi MPF di tanah nonrizosfir. Pertumbuhan mikrob membutuhkan fosfor yang penting untuk pembentukan sel. Salah satu cara untuk memperbaiki defisiensi fosfor pada tanaman ialah dengan menginokulasi biji atau tanah dengan mikroorganisme pelarut fosfat bersamasama dengan pupuk berfosfat (Rao 1994). Asam organik yang dihasilkan bakteri pelarut fosfat mampu meningkatkan ketersediaan P di dalam tanah melalui beberapa mekanisme diantaranya : (a) anion organik bersaing dengan orthofosfat pada permukaan tapak jerapan koloid yang bermuatan positif; (b) pelepasan orthofosfat dari ikatan logam P melalui pembentukan komplek logam organik; (c) modifikasi muatan tapak jerapan oleh ligan organik (Elfiati 2005). Terdapatnya asam-asam organik dalam tanah sangat penting dalam mengurangi pengikatan P oleh unsur penjerapnya dan mengurangi daya racun aluminium pada tanah masam. Mikrob pelarut fosfat menghasilkan enzim fosfatase untuk memineralisasikan fosfat organik seperti enzim fosfomonoesterase, fosfodiesterase, dan fosfoamidase sehingga P organik dihidrolisis menjadi fosfat anorganik (H2PO4- dan HPO42-), sehingga menjadi tersedia bagi tanaman. Faktorfaktor yang memengaruhi pertumbuhan mikrob pelarut fosfat adalah sifat biologis tanah dan kemasaman tanah. Mikrob pelarut fosfat yang termasuk bakteri pelarut fosfat diantaranya Pseudomonas striata, P. diminuta, P. fluorescens, P. cerevisia, P. aeruginosa, P. putida, P. denitrificans, P. rathonis, Bacillus polymyxa, B. laevolacticus, B. megatherium, Thiobacillus sp., Mycobacterium, Micrococcus, Flavobacterium, Eschericia freundii, Cuninnghamella, Brevibacterium spp., Serratia spp., Alcaligenes spp., Achromobacter spp., dan Thiobacillus sp. (Ginting et al. 2006). Para peneliti terdahulu telah banyak meneliti mengenai mikrob pelarut fosfat, di antaranya Premono et al. (2002) membuktikan bahwa pemanfaatan Rhizopseudomonas sebagai mikrob pelarut fosfat dapat memperbaiki pertumbuhan tanaman dan mengefisiensi penggunaan pupuk. Rupaedah (2014) telah meneliti pemanfaatan fungi mikroriza arbuskular (FMA) dan rizobakteri dalam meningkatkan efisiensi pemakaian pupuk kimia dengan tingkat kesuburan tanah yang rendah pada budidaya sorgum manis.
4
Fosfat Alam dan Penggunaan Fosfat Alam dengan Mikrob Pelarut P dalam Meningkatkan Kelarutan P Fosfat alam (phosphate rock) mengandung mineral fosfat. Berdasarkan proses pembentukannya, fosfat alam dibedakan atas tiga yaitu: (1) fosfat primer yang terbentuk dari pembekuan magma alkali yang mengandung mineral fosfat apatit, terutama fluor apatit {Ca5(PO4)3F}; (2) fosfat sedimenter (marin) merupakan endapan fosfat sedimen yang terendapkan di laut dalam, pada lingkungan alkali dan tenang. Fosfat alam terbentuk di laut dalam bentuk calcium phosphate yang disebut phosporit; dan (3) fosfat guano merupakan hasil akumulasi sekresi burung pemakan ikan dan kalelawar yang terlarut dan bereaksi dengan batu gamping akibat pengaruh air hujan dan air tanah (Kasno et al. 2009). Fosfat alam memiliki sifat tidak larut dalam air tetapi larut dalam kondisi asam. Faktor yang memengaruhi kelarutan fosfat alam adalah sifat fisik, kimia fosfat alam, tanah, dan tanaman. Sifat tanah yang menentukan kelarutan fosfat alam adalah pH tanah. Fosfat alam lebih mudah larut pada tanah yang memiliki pH rendah, oleh sebab itu fosfat alam tidak sesuai diaplikasikan pada tanah yang bereaksi netral hingga alkalis. Kadar Ca yang tinggi menghambat kelarutan fosfat alam, sedangkan tanah yang memiliki kadar Ca dan P yang rendah seperti tanah Ultisol atau Oksisol akan mendorong kelarutan fosfat alam sehingga aplikasi fosfat alam menjadi efektif meningkatkan ketersediaan Ca dan P pada tanaman. Tingkat kelarutan fosfat alam dapat diketahui melalui pelarutan asam sitrat 2%, amonium sitrat pH 7, asam format 2%, indeks kelarutan sitrat absolut dalam asam sitrat terhadap kadar P2O5 pada mineral apatit (Hartatik 2011). Penggunaan fosfat alam dengan mikrob pelarut fosfat telah banyak diteliti di antaranya hasil penelitian Louw dan Webley (1959) menunjukkan beberapa isolat mampu melarutkan P dari batuan fosfat Gafsa (hidroksiapatit) dan kalsium fosfat. Hasil penelitian Aria et al. (2009) menunjukkan bahwa tingkat kelarutan fosfat alam di air sangat tinggi pada saat pemberian fosfat alam dengan T. thiooxidants sehingga P menjadi tersedia. Reyes et al. (2001) dalam penelitian pelarutan dua jenis fosfat alam dengan Penicillium rugulosum menunjukkan bahwa Penicillium rugulosum memiliki daya larut yang lebih tinggi pada fosfat alam Navay dibandingkan dengan fosfat alam Monte Fresco. Sastro et al. (2005) dari hasil penelitian menyimpulkan bahwa fosfat alam Ciamis dan fosfat alam Kepulauan Christmas paling mendukung kemampuan hidup inokulum A. niger.
Sorgum (Sorghum bicolor (L.) Moench) Sorgum merupakan tanaman pangan yang dapat dijadikan alternatif sumber karbohidrat dan memiliki peluang yang besar untuk dikembangkan di Indonesia karena tahan pada kondisi lahan marginal dan membutuhkan air yang lebih sedikit. Sistem perakaran tanaman sorgum adalah serabut yang dibagi menjadi akar utama dan akar sekunder. Akar utama dapat menyerap air dan hara dari tanah dan bersifat terbatas, sementara akar sekunder dapat menggantikan akar utama dan dapat berkembang memanjang pada kedalaman dua meter (Plessis 2008). Genus sorgum terdiri dari 32 spesies dan yang paling banyak dibudidayakan adalah spesies Sorghum bicolor (L.) Moench. Varietas unggulan sorgum yang
5
telah dilepas pemerintah melalui kementrian pertanian yaitu No. 6C, UPCA S2, KD4, Keris, UPCA S1, Badik, Hegari Genjah, Mandau, Sangkur, dan Numbu (Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian 2005). Gejala defisiensi unsur fosfor pada tanaman sorgum yaitu tanaman pendek, akar tanaman tidak berkembang dengan baik, malai kecil, biji kecil, daun berwarna ungu kemerahan dari ujung hingga ke pangkal daun terlihat pada bagian bawah daun (Espinoza 2003). Batas kritis kekurangan hara P dalam tanah adalah 35−45 ppm P pada tanah yang memiliki pH < 7 (Grundon et al. 1987). Pertumbuhan sorgum pada umumnya terdiri dari tiga tahap yaitu pertumbuhan vegetatif, inisiasi bunga, dan pengisian biji. Tahap pertumbuhan vegetatif fokus pada perkembangan daun dan jumlah anakan. Tahap inisiasi bunga yaitu munculnya daun bendera yang membawa malai. Tahap pengisian biji dimulai dari tanaman berbunga sampai akumulasi bahan kering dalam biji terhenti dan tahap ini berakhir bila terdapat lapisan hitam pada lembaga sorgum (Gerik et al. 2003).
METODE Bahan Bahan yang digunakan dalam penelitian adalah sumber isolat dari contoh tanah yang diambil di sekitar akar tanaman kakao dari beberapa sentra produksi kakao yaitu Kecamatan Gangking, Kecamatan Ujung Bulu, dan Kecamatan Rilau Ale, Kabupaten Bulukumba, Provinsi Sulawesi Selatan. Media tumbuh mikrob yang digunakan yaitu media Pikovskaya dengan sumber P yaitu Ca3(PO4)2. Media Pikovskaya cair dengan sumber P sukar larut yaitu Ca3(PO4)2 kadar P2O5 total 45.75%, fosfat alam Ciamis kadar P2O5 total 19.15% dan AlPO4 kadar P2O5 total 58.21%. Media yang juga digunkan adalah media Nutrient Agar. Selain itu, bahan yang digunakan adalah larutan gliserol 15%, larutan fisiologis (larutan NaCl 0.85%), dan alkohol. Pada percobaan di rumah kaca menggunakan pupuk SP-36 (34.32% P2O5), pupuk urea (44.23% N) dan pupuk KCl (60.57% K2O) sebagai pupuk dasar, dan sorgum manis varietas Mandau.
Alat Alat yang digunakan dalam penelitian adalah UV-VIS spectrophotometer tipe UV-1201 Shimadzu, untuk mengukur pH pada media Pikovskaya cair digunakan pH meter 2700 Eutech Insruments serta alat-alat gelas kimia yang digunakan di laboratorium.
Lokasi Penelitian dan Waktu Penelitian Penelitian dilaksanakan pada bulan Januari 2014 sampai Desember 2014. Isolasi dan seleksi mikrob pelarut fosfat dilakukan di Laboratorium Bioteknologi
6
Tanah, Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian dan aplikasi pada tanaman sorgum manis pada polibag dilaksanakan di Cikabayan Institut Pertanian Bogor.
Prosedur Percobaan Pengambilan Contoh Tanah untuk Isolasi Mikrob Pelarut Fosfat Pengambilan contoh tanah sebagai sumber isolat dilakukan secara komposit disekitar akar tanaman kakao yang sehat, selanjutnya dimasukkan ke dalam kantong plastik dan disimpan dalam cool box pada saat di lapangan. Sebelum dilakukan kegiatan isolasi, contoh tanah disimpan dalam lemari pendingin. Isolasi Mikrob Pelarut Fosfat Contoh tanah sebanyak 10 gram dimasukkan dalam 90 ml larutan fisiologis yang ditempatkan di erlenmeyer dan dikocok dengan alat pengocok (rotary shaker) selama 30 menit dengan kecepatan 150 rpm. Selanjutnya dilakukan pengenceran dari 10-2 sampai tingkat pengenceran 10-5. Dari pengenceran 10 -3, 104 , dan 10-5 masing-masing pengenceran diambil satu ml biakan mikrob untuk ditumbuhkan di media Pikovskaya dengan sumber Ca3(PO4)2 pada cawan petri. Media yang telah diinokulasikan tersebut diinkubasi pada suhu kamar selama tiga hari. Koloni yang dikelilingi zona bening dimurnikan pada media Pikovskaya baru. Pemeliharaan isolat untuk penggunaan jangka pendek dilakukan pada media agar miring NA dan Pikovskaya, sedangkan untuk penyimpanan jangka panjang isolat disimpan dalam larutan gliserol. Seleksi Mikrob Pelarut Fosfat Isolat yang telah berhasil dimurnikan selanjutnya diseleksi dalam tiga tahap. Seleksi tahap pertama berdasarkan kemampuan isolat dalam melarutkan fosfat secara kualitatif. Seleksi tahap kedua yaitu isolat yang lolos pada seleksi tahap pertama diuji kemampuannya dalam melarutkan fosfat secara kuantitaif pada media Pikovskaya cair (tanpa agar) dengan menggunakan sumber P sukar larut yaitu Ca3(PO4)2, fosfat alam Ciamis, dan AlPO4. Seleksi tahap ketiga, isolat yang lolos seleksi tahap kedua diuji kemampuan pada tanah Ultisol yang ditanami sorgum manis. Seleksi Kemampuan Mikrob dalam Melarutkan Fosfat secara Kualitatif Isolat diuji pada cawan petri yang berisi media Pikovskaya steril dengan sumber Ca3(PO4)2. Hasil diamati setelah tiga hari, selanjutnya dilakukan pengukuran diameter koloni (n) dan daerah bening (z) setiap hari selama tujuh hari. Isolat yang mampu menghasilkan daerah bening paling cepat dan rasio z/n paling tinggi dipilih untuk diuji pada tahap seleksi selanjutnya. Seleksi Kemampuan Mikrob dalam Melarutkan Fosfat pada Media Pikovskaya Cair Media Pikovskaya cair dibuat sebanyak 50 ml yang masing-masing berisi Ca3(PO4)2, AlPO4 dan fosfat alam Ciamis dengan konsentrasi 5 g/L setara dengan 5000 ppm ke dalam erlenmeyer. Fosfat alam yang digunakan mempunyai
7
kehalusan 100 mesh. Media tersebut disterilkan pada suhu 120 °C selama 20 menit menggunakan autoklaf. Sebanyak satu oose isolat pelarut fosfat dimasukkan ke dalam media Pikovskaya cair dan diinkubasi pada suhu kamar selama 7 × 24 jam dengan pengocokan 80 rpm secara periodik, sedangkan fungi diinkubasi dalam keadaan diam. Pada akhir inkubasi, kultur disaring dengan kertas saring sehingga filtrat yang diperoleh ditentukan pH dan P terlarut dalam filtrat. Pada pengukuran P terlarut dalam filtrat dilaksanakan dengan mempersiapkan terlebih dahulu larutan A dan larutan B. Larutan A menggunakan (1) asam borat 5 g dilarutkan ke dalam piala gelas + aquades 500 ml. (2) sebanyak 3.8 g amonium molibdat dilarutkan dalam gelas piala 500 ml + aquades 300 ml diaduk sampai larut di hotplate. Larutan nomor (2) dicampur ke larutan (1) dimasukkan ke dalam labu ukur 1 L ditambah 75 ml HCl pekat. Larutan B dibuat dengan 8 g serbuk pereduksi dalam 50 ml air panas dan dibiarkan 12−16 jam sebelum digunakan. Selanjutnya filtrat yang akan diukur diambil satu ml dimasukkan dalam tabung reaksi dan ditambahkan lima ml larutan A, empat ml aquades, dan lima tetes larutan B. Densitas optik dari warna biru yang terbentuk setelah 15 menit diukur pada 660 nm dengan spektrofotometer dan pH pada media Pikovskaya cair diukur. Uji Hipersensitivitas pada Tanaman Tembakau Bakteri pelarut fosfat yang diaplikasi pada tanaman sorgum manis sebelumnya diuji hipersensitivitas pada tanaman tembakau sebagai tanaman indikator. Sebanyak satu oose isolate pelarut fosfat dimasukkan ke dalam larutan Luria Bertani (LB) dan diinkubasi selama 1 × 24 jam. Kemudian sebanyak satu ml disuntik dengan syringe tanpa jarum pada permukaan daun tembakau. Pada saat penyuntikan tidak menggunakan jarum untuk menghindari luka pada daun. Kontrol yang digunakan adalah aquades steril sebagai kontrol negatif. Pengamatan terhadap perubahan warna daun tembakau setelah disuntik dengan isolat pelarut fosfat dilakukan setelah 2 × 24 jam. Apabila pada permukaan daun terjadi perubahan warna agak kekuningan menunjukkan isolat tersebut berpatogen, namun bila tidak terjadi perubahan pada permukaan daun menunjukkan hasil yang negatif yaitu isolat pelarut fosfat yang disuntikkan tidak memiliki sifat hipersensitif pada tanaman indikator.
8
Percobaan di Rumah Kaca Penelitian di rumah kaca merupakan percobaan faktorial dengan dua faktor yang ditempatkan dalam rancangan acak lengkap. Faktor pertama mikrob pelarut fosfat terdiri atas isolat bakteri SS20.4 (A), isolat bakteri SS1.2 (B), isolat fungi SS16.3(C), dan isolat fungi FPF E1 (D) serta faktor kedua pupuk P terdiri atas tanpa pupuk P (R1), fosfat alam Ciamis dengan dosis 50 ppm P (R2), dan pupuk SP-36 dengan dosis 50 ppm P (R3). Faktor pertama tidak menggunakan mikrob. Kontrol yang digunakan adalah tanpa mikrob pelarut fosfat dan tanpa pupuk P. Kombinasi faktor pertama, kedua, dan kontrol yaitu (4 × 3) + 1, selanjutnya diperoleh 13 perlakuan dan masing-masing perlakuan diulang sebanyak empat kali sehingga terdapat 52 satuan percobaan. Tabel 1 Pelaksanaan percobaan antara isolat bakteri/fungi dengan pupuk P Kode Kontrol Isolat A tanpa P Isolat A + FA Isolat A + SP-36 Isolat B tanpa P Isolat B + FA Isolat B + SP-36 Isolat C tanpa P Isolat C + FA Isolat C + SP-36 Isolat D tanpa P Isolat D + FA Isolat D + SP-36
Isolat bakteri/fungi Isolat bakteri SS20.4 Isolat bakteri SS20.4 Isolat bakteri SS20.4 Isolat bakteri SS1.2 Isolat bakteri SS1.2 Isolat bakteri SS1.2 Isolat fungi SS16.3 Isolat fungi SS16.3 Isolat fungi SS16.3 Isolat fungi E1 Isolat fungi E1 Isolat fungi E1
Sumber pupuk P Fosfat alam Ciamis 50 ppm P SP-36 50 ppm P Fosfat alam Ciamis 50 ppm P SP-36 50 ppm P Fosfat alam Ciamis 50 ppm P SP-36 50 ppm P Fosfat alam 50 Ciamis ppm P SP-36 50 ppm P
Model linier rancangan acak lengkap : Yijk = µ + αi + βj + (αβ)ij + Σijk Keterangan : Yijk = Nilai pengamatan pada suatu percobaan yang memperoleh perlakuan mikrob pelarut fosfat jenis-i, pupuk fosfat taraf ke-j, ulangan ke-k µ= Nilai tengah umum αi= Pengaruh mikrob pelarut fosfat jenis ke-i βj= Pengaruh pupuk fosfat taraf ke-j Σijk= Pengaruh galat percobaan Data pengamatan diuji dengan Analysis of variances (ANOVA) menggunakan perangkat lunak SPSS 16, bila perlakuan berpengaruh nyata, maka data diuji dengan menggunakan uji Duncan Multiple Range Test (DMRT) pada taraf α = 5%. Persiapan Media Tanam Tanah yang berasal dari Desa Neglasari, Kecamatan Jasinga, Kabupaten Bogor diambil pada kedalaman 0−20 cm kemudian dicampur secara merata dan dikeringudarakan. Tanah yang telah dikeringudarakan, diayak sampai dua mm dan dimasukkan dalam polibag sebanyak lima kg BKM. Fosfat alam Ciamis dan
9
pupuk SP-36 dengan masing-masing dosis 50 ppm P diinkubasi selama dua minggu sebelum tanam. Aplikasi Mikrob Pelarut Fosfat pada Tanaman Sorgum Manis Isolat yang terpilih sebelum diberi pada tanaman sorgum, sebanyak satu oose dibiakkan ke dalam media Nutrient Broth cair 50 ml selama 7 × 24 jam dan dikocok pada mesin pengocok. Inokulum cair bakteri pada kerapatan 1 × 109 dan fungi 1 × 106 sebanyak lima ml diaplikasikan pada saat satu minggu setelah tanam tanaman sorgum manis. Penanaman dan Pemeliharaan Tanaman Sorgum Manis Benih sorgum manis varietas Mandau ditanam sebanyak empat butir ke dalam tiap polibag. Setelah tanaman tumbuh pada umur satu minggu dipilih satu tanaman yang akan diamati selama delapan minggu. Pengamatan dilakukan selama delapan minggu dengan mengukur tinggi tanaman dan jumlah daun. Panen dilakukan pada umur tanaman sembilan minggu setelah tanam (masa vegetatif tanaman).
HASIL DAN PEMBAHASAN Isolasi Mikrob Pelarut Fosfat Mikrob pelarut fosfat pada penelitian ini berasal dari contoh tanah yang diambil di sekitar akar tanaman kakao di Kecamatan Gangking, Kecamatan Ujung Bulu, dan Kecamatan Rilau Ale, Kabupaten Bulukumba, Provinsi Sulawesi Selatan. Populasi mikrob pelarut fosfat (MPF) berbeda pada setiap lokasi. Populasi MPF dalam penelitian berkisar 10 000−80 000 satuan pembentuk koloni (SPK) g-1 tanah, hal ini terlihat pada Gambar 1 bahwa populasi yang paling tinggi terdapat pada lokasi dengan kode SS17 yaitu Dusun Raoe, Kecamatan Gangking dengan total populasi 0.8 × 105 SPK g-1 tanah dan populasi terendah terdapat pada lokasi dengan kode SS4 yaitu Dusun Batuloe, Kecamatan Ujung Bulu dengan total populasi 0.1 × 105 SPK g-1 tanah. Hal ini sejalan dengan hasil penelitian Suliasih dan Widawati (2006) bahwa jumlah bakteri pelarut fosfat di sekitar rizosfer rata-rata 106−107 SPK g-1 tanah, sedangkan di luar rizosfer rata-rata 105 SPK g-1 tanah. Pada daerah rizosfer terdapat komponen karbon sebagai sumber pertumbuhan bagi bakteri pelarut fosfat. Populasi mikrob tanah yang semakin tinggi akan meningkatkan aktivitas biokimia dalam tanah serta meningkatkan indeks kualitas tanah (Saraswati dan Sumarno 2008). Keberadaan mikrob pelarut fosfat dari satu lokasi ke lokasi lain beragam tergantung sifat biologis, ada yang hidup pada kondisi netral dan basa ada juga yang hidup pada kondisi asam.
10
Log SPK g-1 tanah
6 5 4 3
Populasi mikrob pelarut fosfat
2 1
SS1 SS2 SS3 SS4 SS5 SS7 SS8 SS9 SS10 SS11 SS12 SS13 SS14 SS15 SS16 SS17 SS18 SS19 SS20 SS21
0
Asal isolat Gambar 1 Total mikrob pelarut fosfat pada 20 lokasi contoh tanah Faktor yang dapat memengaruhi keanekaragaman populasi mikrob pelarut fosfat pada setiap lokasi adalah status hara, sumber bahan organik, pH tanah, dan aktivitas enzim tanah (Alia et al. 2013).
Uji Kualitatif dan Kuantitatif pada Mikrob Pelarut Fosfat Kemampuan mikrob pelarut fosfat dalam melarutkan fosfat dapat diuji melalui uji kualitatif yang ditandai dengan reaksi positif yaitu terdapat zona bening disekeliling koloni pada media Pikovskaya. Hasil isolasi diperoleh 115 isolat pelarut fosfat yang telah dimurnikan. Dari 115 isolat tersebut dipilih sebanyak 39 isolat yang diseleksi pada tahap uji kualitatif dengan mengukur diameter koloni (cm) dan zona bening (cm). Pemilihan isolat pelarut fosfat tersebut berdasarkan indeks pelarutan yang dihasilkan, kenampakan secara fisiologis isolat pelarut fosfat pada media Pikovskaya, serta ketahanan isolat dari kontaminasi yang terjadi di media yang digunakan. Uji kualitatif diperoleh besarnya indeks pelarutan (IP) mikrob pelarut fosfat. Indeks pelarutan diperoleh dari rasio diameter zona bening terhadap diameter koloni. Uji kualitatif menunjukkan kemampuan isolat pelarut fosfat dalam menghasilkan zona bening di sekitar koloni yang besarnya berbeda pada setiap isolat yang diuji ditunjukkan oleh Gambar 2. Zona bening merupakan indikator pertumbuhan mikrob pelarut fosfat pada media Pikovskaya yang mengandung senyawa fosfat sukar larut. Zona bening dapat terbentuk disebabkan mikrob pelarut fosfat melarutkan senyawa fosfat sukar larut yang terdapat dalam media Pikovskaya padat. Garis tengah zona bening yang dihasilkan mikrob pelarut fosfat dalam penelitian berada pada kisaran 0.5−1.7 cm. Suliasih et al. (2006) dalam penelitian memperoleh daerah bening yang dihasilkan oleh Pseudomonas sp. selama satu minggu pengamatan yaitu 1.4 cm dan yang terkecil Flavobacterium yaitu 0.45 cm. Isolat yang menghasilkan zona bening terbesar pada media
11
Pikovskaya selama tujuh hari pengamatan dipilih untuk diuji pada tahap berikutnya yang disebut dengan uji kuantitatif.
a. Isolat bakteri SS1.2
b. Isolat bakteri SS20.4
c. Isolat fungi SS16.3
d. Isolat fungi E1
Gambar 2 Contoh keragaan bakteri pelarut fosfat (a dan b) dan fungi pelarut fosfat (c dan d) pada media Pikovskaya Uji kuantitatif dilakukan pada media Pikovskaya cair dengan sumber P yaitu Ca3(PO4)2, fosfat alam Ciamis, dan AlPO4 diinkubasi selama tujuh hari. Pada akhir inkubasi terlihat bahwa kontrol dari Pikovkskaya cair Ca 3(PO4)2 menghasilkan nilai P terlarut 61 ppm dan pH 6.20 memiliki arti ada fosfat terlarut karena pemanasan pada saat sterilisasi di mesin autoklaf yang mengakibatkan pecahnya ikatan Ca-fosfat dalam media Pikovskaya cair. Sebanyak 19 isolat pelarut fosfat diuji pada tahap ini. Pada sumber P yang digunakan yaitu Ca 3(PO4)2 berdasarkan Tabel 2 dapat diketahui bahwa bakteri yang memiliki daya larut P paling tinggi adalah isolat bakteri SS19.3 dengan P terlarut 617 ppm, pH yang dihasilkan juga sangat rendah yaitu 2.56 mengindikasikan adanya asam-asam organik yang dihasilkan oleh isolat bakteri tersebut. Kemampuan isolat bakteri SS19.3 dalam meningkatkan kelarutan P lebih besar 10 kali bila dibandingkan dengan kontrol, selanjutnya isolat SS21.2 memiliki daya larut P sebesar 585 ppm. Isolat bakteri lainnya juga memiliki nilai pelarutan P yang berbeda. Perubahan
12
konsentrasi fosfat pada kultur dipengaruhi oleh fosfat yang mengendap karena metabolit organik dan atau pembentukan senyawa fosfat organik dengan sekresi asam organik yang digunakan sebagai sumber energi (Khan dan Bhatnagar 1997). Tabel 2 Pengaruh isolat bakteri pelarut fosfat terhadap kelarutan tiga sumber P sukar larut pada media Pikovskaya cair Sumber P Sumber P Sumber P Ca3(PO4)2 Fosfat alam AlPO4 Ciamis Indeks Isolat P pH pH P pH pelarutan P terlarut terlarut terlarut (ppm (ppm (ppm P) P) P) Tidak ada 61 6.20 14 7.46 29 4.97 SS1.2 3.43 124 3.43 407 3.14 70 3.38 SS12.1 3.25 260 4.07 365 3.62 138 3.11 SS13.5 2.06 297 3.99 102 3.71 144 2.99 SS14.2 3.05 329 4.27 152 3.80 106 3.08 SS15.2 3.38 328 3.53 325 3.40 86 3.76 SS15.3 2.00 94 3.44 292 3.59 179 3.60 SS18.1 1.89 272 3.95 152 3.52 113 2.77 SS18.2 2.50 167 4.80 27 6.93 38 3.61 SS19.1 2.48 191 4.01 72 4.11 94 3.00 SS19.2 3.87 321 3.32 182 3.47 56 3.02 SS19.3 2.85 617 2.56 92 3.42 63 3.08 SS19.7 6.20 158 3.37 237 3.93 94 3.04 SS19.8 2.59 250 4.09 122 3.56 100 3.08 SS20.4 3.78 529 3.64 100 3.32 129 3.61 SS21.2 1.44 585 4.38 102 3.22 119 2.87 Keterangan : - : tidak diamati
Isolat bakteri SS1.2 lebih unggul dalam melarutkan P pada media Pikovskaya cair dengan sumber P fosfat alam Ciamis sebesar 407 ppm sementara isolat bakteri SS12.1 memiliki nilai P terlarut yaitu 365 ppm serta pH yang dihasilkan oleh isolat bakteri tersebut 3.62 tidak jauh berbeda dengan isolat bakteri SS1.2 yang menghasilkan pH pada media sebesar 3.14. Namun kedua isolat tersebut mampu mereduksi pH pada media Pikovskaya cair setengah dari pH kontrol yaitu tanpa isolat bakteri. Sumber P yang juga digunakan adalah AlPO 4, isolat bakteri SS15.3 memiliki kemampuan untuk melarutkan P yang paling tinggi yaitu 179 ppm dan isolat bakteri SS13.5 memiliki daya larut 144 ppm. Selama tujuh hari inkubasi terjadi penurunan pH pada media Pikovskaya cair yang mengandung isolat bakteri pelarut fosfat. Isolat bakteri pelarut fosfat dengan sumber Ca3(PO4)2 mampu mereduksi pH setengah dari kontrol. Kemampuan fungi yang terpilih dalam melarutkan sumber P sukar larut juga berbeda, isolat fungi E1 dapat melarutkan P tertinggi yaitu delapan kali lebih tinggi dibandingkan dengan kontrol pada sumber Ca3(PO4)2 (Tabel 3). Sementara isolat fungi SS16.3 dengan sumber P yang sama hanya mampu melarutkan P
13
sebanyak dua kali dibandingkan kontrol. Isolat Fungi FPF E1 (Aspergillus niger) merupakan isolat yang diperoleh dari isolasi pupuk hayati dalam penelitian Puspitawati et al. (2013). Isolat FPF E1 tersebut telah diuji pada penelitian sebelumnya dan terlihat hasil daya larut isolat fungi FPF E1 pada media Pikovskaya cair dengan sumber Ca3(PO4)2 sebesar 537.3 ppm. Fungi FPF E1 diuji kembali pelarutannya menunjukkan hasil 531 ppm. Hal tersebut menunjukkan bahwa isolat fungi tersebut memiliki kemampuan yang tinggi dalam melarutkan P sukar larut. Demikian halnya dengan hasil penelitian terdahulu Lestari (1994) bahwa Apergillus niger yang diteliti mampu meningkatkan P larut dari sumber P batuan fosfat. Tabel 3 Pengaruh isolat fungi pelarut fosfat terhadap kelarutan tiga sumber P sukar larut pada media Pikovskaya cair Sumber P Sumber P Sumber P Ca3(PO4)2 Fosfat alam AlPO4 Ciamis Indeks Isolat P pH P terlarut pH P terlarut pH pelarutan terlarut (ppm (ppm P) (ppm P) P) Tidak ada 61 6.20 14 7.46 29 4.97 SS8.1 136 5.20 40 6.87 36 3.23 SS10.9 124 4.02 34 4.01 50 3.20 SS16.3 1.05 124 4.63 16 5.44 171 2.91 SS5.b1 1.15 111 5.38 28 4.06 29 3.21 FPF 4 211 3.56 219 3.53 47 3.07 FPF E1 1.19 531 3.71 36 3.18 153 2.92 Keterangan : - : tidak diamati
Setiap mikrob pelarut fosfat yang diuji secara kualitatif dan kuantitatif menunjukkan kemampuan dalam meningkatkan kelarutan P pada media Pikovskaya cair juga berbeda. Tingginya indeks pelarutan yang dihasilkan pada uji kualitatif belum mampu menunjukkan hasil yang tinggi pada uji kuantitatif. Hal ini ditunjukkan pada Gambar 2 dengan nilai r yaitu -0.056 dengan sumber Ca3(PO4)2. Demikian halnya pada sumber fosfat alam Ciamis nilai r yaitu 0.512 dan sumber AlPO4 dengan nilai r yaitu -0.162. Tidak semua mikrob pelarut fosfat memiliki daya larut yang sama-sama tinggi pada masing-masing sumber P sukar larut. Beberapa menunjukkan ada yang tinggi di salah satu sumber P seperti isolat bakteri SS1.2 memiliki kemampuan melarutkan fosfat tinggi pada fosfat alam Ciamis, namun kemampuan melarutkan Ca3(PO4)2 termasuk sedang, dan kemampuan melarutkan AlPO4 termasuk rendah.
14
Gambar 3 Korelasi indeks pelarutan dengan P terlarut pada media Pikovskaya cair dengan sumber Ca3(PO4)2
Gambar 4 Korelasi indeks pelarutan dengan P terlarut pada media Pikovskaya cair dengan sumber fosfat alam Ciamis
Gambar 5 Korelasi indeks pelarutan dengan P terlarut pada media Pikovskaya cair dengan sumber AlPO4
15
Tabel 4 Total pelarutan P mikrob pelarut fosfat (MPF) pada tiga sumber P sukar larut Sumber P Sumber P Sumber P Ca3(PO4)2 fosfat alam AlPO4 Isolat Bakteri/fungi Ciamis (%) Tidak ada 6.16 3.33 2.28 SS1.2 Bakteri 12.53 96.90 5.51 SS12.1 Bakteri 26.26 86.90 10.87 SS13.5 Bakteri 30.00 24.29 11.34 SS14.2 Bakteri 33.23 36.19 8.35 SS15.2 Bakteri 33.13 77.38 6.77 SS15.3 Bakteri 9.49 69.52 14.09 SS18.1 Bakteri 27.47 36.19 8.90 SS18.2 Bakteri 16.87 6.43 2.99 SS19.1 Bakteri 19.29 17.14 7.40 SS19.2 Bakteri 32.42 43.33 4.41 SS19.3 Bakteri 62.32 21.90 4.96 SS19.7 Bakteri 15.96 56.43 7.40 SS19.8 Bakteri 25.25 29.05 7.87 SS20.4 Bakteri 53.43 23.81 10.16 SS21.2 Bakteri 59.09 24.29 9.37 SS8.1 Fungi 13.84 9.52 2.83 SS10.9 Fungi 12.53 8.10 3.94 SS16.3 Fungi 12.53 3.81 13.46 SS5.b1 Fungi 11.31 6.67 2.28 FPF 4 Fungi 21.31 52.14 3.70 FPF E1 Fungi 53.64 8.57 12.05 Keterangan: P total Ca3(PO4)2 990 ppm P, P total fosfat alam Ciamis 420 ppm P, P total AlPO 4 1270 ppm P; rata-rata P terlarut Ca3(PO4)2 27.71%, rata-rata P terlarut fosfat alam Ciamis 35.17%, rata-rata P terlarut AlPO4 7.56%.
Total P yang mampu dilarutkan isolat bakteri SS19.3 paling tinggi sebesar 62.32% bila dibandingkan dengan kontrol pada sumber Ca3(PO4)2. Sementara pada sumber fosfat alam Ciamis isolat bakteri SS19.3 hanya memberikan sebesar 21.90%, nilai tersebut lebih rendah dari isolat bakteri SS1.2 yang mampu melarutkan P 96.90%. Pada sumber AlPO4 isolat bakteri SS15.3 dan isolat fungi SS16.3 unggul sebesar 14.09% dan 13.46%. Tingkat pelarutan P oleh mikrob pelarut fosfat pada media Pikovskaya cair paling tinggi terdapat pada sumber P fosfat alam Ciamis, diikuti persentase Ca3(PO4)2 dan paling rendah AlPO4. Hal ini sejalan dengan hasil penelitian Cho et al. (2005) bahwa isolat bakteri pelarut fosfat yang berasal dari rizosfer berbagai tanaman di Korea memiliki daya larut yang tinggi pada media Pikovskaya cair dengan sumber P yaitu Ca3(PO4)2, disusul dengan FePO4 dan paling rendah AlPO4. Sementara hasil penelitian Puspitawati et al. (2013) menunjukkan bahwa secara umum rata-rata persentase pelarutan P dari sumber besi fosfat lebih tinggi dibandingkan dengan aluminium fosfat dan kalsium fosfat.
16
Gambar 6 Korelasi pH dengan P terlarut pada media Pikovskaya cair dengan sumber Ca3(PO4)2
Gambar 7 Korelasi pH dengan P terlarut pada media Pikovskaya cair dengan sumber fosfat alam Ciamis
Gambar 8 Korelasi pH dengan P terlarut pada media Pikovskaya cair dengan sumber AlPO4 Tingkat pelarutan P oleh mikrob pelarut fosfat pada media Pikovskaya cair paling tinggi terdapat pada fosfat alam Ciamis, Ca3(PO4)2, dan paling rendah AlPO4 dilihat dari rata-rata pelarutan masing-masing 35.17%, 27.71%, dan 7.56%. Rao (1994) menyatakan bahwa bakteri pelarut fosfat diketahui mereduksi pH substrat dengan mensekresi sejumlah asam organik seperti asam-asam format, asetat, propionat, laktat, glikooksalat, fumarat dan suksinat. Asam-asam organik mampu meningkatkan kelarutan fosfat alam melalui mekanisme pengasaman, khelating, dan pertukaran ion (Omar 1998). Asam organik menurunkan pH larutan dan bertindak sebagai proton untuk reaksi pemutusan. Asam sitrat, asam trikarboksilat dengan 1α- dan 2β- mensubstitusi gugus hidroksil lebih kuat daripada asam organik lain dalam melarutkan fosfat alam (Kpomblekou dan Tabatabai 1994 dan Xu et al. 2004). Unsur P dimobilisasi disebabkan pertukaran ligan antara asam sitrat dan fosfat yang terjerap oleh Fe dan Al (Gerke et al. 2000). Asam organik dan asam anorganik mengubah Ca3(PO4)2 menjadi dikalsium fosfat dan monokalsium fosfat yang mampu meningkatkan ketersediaan P (Mahdi et al. 2011). Gambar 5 menunjukkan korelasi negatif dengan nilai r yaitu -0.479 antara penurunan pH dengan P terlarut pada media Pikovskaya cair dengan sumber P Ca3(PO4)2. Sementara Gambar 6 menunjukkan nilai korelasi sumber P fosfat alam
17
yaitu r -0.505 dan sumber P AlPO4 nilai r -0.339. Hal ini juga sesuai dengan penelitian Alia et al. (2013) antara pH dan daya larut P oleh mikrob yang diisolasi dari sekitar rizosfer sayuran memiliki korelasi negatif dengan nilai r -0.862. Coutinho et al.(2012) juga menyatakan dalam hasil penelitiannya bahwa tidak ada pengaruh yang nyata walaupun terjadi peningkatan jumlah spora dan penurunan pH pada media Pikovskaya cair. Rachmiati (1995) menyatakan bahwa setiap jenis mikrob pelarut fosfat mempunyai kemampuan yang berbeda-beda secara genetik dalam menghasilkan jumlah jenis asam-asam organik yang berperan dalam menentukan tinggi rendahnya pelarutan P. Inokulasi mikrob pelarut fosfat dengan pemberian pupuk NPK mampu meningkatkan tinggi tanaman kakao dan bobot biomassa dan serapan P (Herman dan Pranowo 2013).
Uji Hipersensitivitas pada Tanaman Tembakau Mikrob pelarut fosfat yang telah diseleksi pada tahap uji kuantitatif dan yang akan diaplikasi pada sorgum sebelumnya diuji hipersensitivitas. Tanaman yang digunakan sebagai indikator adalah tanaman tembakau. Hasil penelitian menunjukkan bahwa isolat bakteri maupun isolat fungi tidak bersifat patogen pada tanaman indikator yang digunakan yaitu tanaman tembakau. Isolat pelarut fosfat tidak menunjukkan gejala nekrosis pada daun tembakau yang telah disuntik setelah 2 × 24 jam, sehingga isolat bakteri SS20.4, isolat bakteri SS1.2, isolat fungi SS16.3 dan isolat fungi E1 tidak bersifat patogen dan selanjutnya diaplikasi pada sorgum.
Pengaruh Mikrob Pelarut Fosfat dengan Fosfat Alam Ciamis dan Pupuk SP36 terhadap Tinggi Tanaman dan Jumlah Daun Tanaman Sorgum Tanah sebagai media tanam sorgum manis dalam penelitian ini merupakan tanah Ultisol yang memiliki pH 4.3 dan Al-dd 17.52 cmol (+) kg-1. Pada penelitian ini tanah yang digunakan tidak diberi kapur dan bereaksi sangat masam terlihat dari nilai pH yang rendah. Pemberian fungi pelarut fosfat SS16.3 dengan fosfat alam Ciamis berpengaruh nyata terhadap tinggi tanaman dan jumlah daun (Tabel 5). Fosfat alam memiliki potensi sebagai penyedia hara P di tanah masam. Reaksi fosfat alam yang digunakan sebagai pupuk P secara langsung adalah sebagai berikut (Kaleeswari dan Subramanian 2001): Ca10F2(PO4)6 + 12H+
10Ca2+ + 6H2PO4- + 2F-
Berdasarkan reaksi tersebut terlihat bahwa fosfat alam melepaskan anion H2PO4- yang dapat diserap oleh tanaman. Tanaman dapat menyerap P dalam bentuk ortofosfat H2PO4- dan HPO42-. Peranan mikrob dalam melarutkan fosfat alam adalah mensekresi asam-asam organik melalui mekanisme pengasaman oleh mikrob pelarut fosfat, sehingga fosfat anorganik dilepaskan dari mineral fosfat dan melepaskan proton Ca2+.
18
Tabel 5 Pengaruh bakteri dan fungi pelarut fosfat dengan fosfat alam Ciamis dan SP-36 terhadap tinggi tanaman dan jumlah daun sorgum pada Ultisol Tinggi tanaman Jumlah daun Perlakuan 6 minggu 8 minggu 6 minggu 8 minggu (cm) (helai per tanaman) Kontrol 11.02a 12.02a 2.00a 2.00a Isolat SS20.4 tanpa P 12.67ab 13.77ab 2.50ab 2.50ab Isolat SS20.4 + FA 15.5ab 16.42b 3.25b 3.50b Isolat SS20.4 + SP-36 13.42ab 14.12ab 2.25ab 2.25ab Isolat SS1.2 tanpa P 14.80ab 15.67ab 2.75ab 2.75ab Isolat SS1.2 + FA 17.12b 17.97b 3.00b 3.00b Isolat SS1.2 + SP-36 14.35ab 15.57ab 2.75ab 2.75ab Isolat 16.3 tanpa P 14.37ab 15.97ab 2.00a 2.00a Isolat 16.3 + FA 32.40c 34.25c 3.75b 4.50c Isolat SS16.3 + SP-36 13.17ab 14.35ab 2.75ab 2.75ab Isolat E1 tanpa P 13.92ab 14.70ab 2.25ab 2.25ab Isolat E1 + FA 14.20ab 14.87ab 3.25b 3.25b Isolat E1 + SP-36 17.00b 17.90b 2.75ab 2.75ab Keterangan: Angka rata-rata yang diikuti oleh huruf kecil yang sama pada kolom yang sama tidak berbeda nyata berdasarkan uji jarak berganda Duncan pada taraf 5%. FA adalah fosfat alam Ciamis.
Pengaruh perlakuan dalam penelitian ini tidak dapat dianalisis lanjut disebabkan tanaman tidak tumbuh secara normal. Tanaman tersebut memiliki ciriciri warna daun keunguan, tanaman kerdil ditunjukkan pada Tabel 5, dan pertumbuhan akar terhambat. Faktor penyebab tanaman tumbuh kurang baik adalah pH tanah yang sangat masam dan tanaman sorgum keracunan unsur aluminium sehingga tanaman kerdil pada pH tanah 4.3 dan kejenuhan aluminium 66.5%. Pertumbuhan sorgum manis yang tidak normal dalam penelitian dapat dilihat pada Gambar 3. Tanaman sorgum manis tersebut menunjukkan pertumbuhan atas yang tidak normal, akar berwarna gelap dan pendek-pendek, serta jumlah daun yang sedikit.
19
a
b
c Gambar 9 Pertumbuhan tanaman sorgum manis yang tidak normal setelah umur delapan minggu (a. Mikrob pelarut fosfattanpa pupuk P; b. Mikrob pelarut fosfat + fosfat alam 50 ppm P; c. Mikrob pelarut fosfat + SP-36) Tanaman sorgum manis varietas Mandau yang tumbuh normal mencapai tinggi 131.67 cm pada umur delapan minggu setelah tanam (MST) dalam penelitian Putri (2014), sedangkan tinggi tanaman sorgum dalam penelitian ini hanya 34.25 cm. Perbedaan tinggi tanaman tersebut menunjukkan bahwa tanaman sorgum dalam penelitian ini kerdil. Sorgum memungkinkan ditanam pada tanah yang memiliki kesuburan rendah sampai tinggi dan solum agak dalam (lebih dari 15 cm). Tanah Vertisol, Aluvial, Andosol, Regosol, dan Mediteran umumnya sesuai untuk pertumbuhan sorgum. Sorgum dapat beradaptasi dengan baik pada tanah dengan pH 6.0-7.5 (Tabri dan Zubachtirodin 2013). Hasil penelitian Kusuma (2011) menunjukkan peningkatan konsentrasi cekaman aluminium menurunkan pertumbuhan sorgum manis, penurunan pertumbuhan dan hasil sorgum manis varietas Numbu terjadi pada konsentrasi Al 300 ppm setara dengan 3.33 cmol (+) kg-1, Sweet 200 ppm setara dengan 2.22 cmol (+) kg-1, dan Kawali 300 ppm setara dengan 3.33 cmol (+) kg-1. Sejumlah galur mutan koleksi PATIR-BATAN sangat tahan dan sebagian tahan pada kondisi pH tanah berkisar 4.2 sampai 4.7 dengan tingkat kejenuhan Al 30-39% (Human 2014).
20
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan 1. Mikrob pelarut fosfat yang mempunyai kemampuan yang tinggi melarutkan P sukar larut terdapat dalam tanah yang diambil sekitar akar tanaman kakao beberapa sentra produksi kakao. 2. Bakteri pelarut fosfat lebih efektif melarutkan fosfat sukar larut dibandingkan dengan fungi pelarut fosfat, bakteri pelarut fosfat rata-rata mampu melarutkan 30.45% P sukar larut Ca3(PO4)2, sedangkan fungi pelarut fosfat hanya mampu melarutkan sebesar 20.86% dari sumber fosfat sukar larut yang sama. 3. Mikrob pelarut fosfat yang diuji mampu melarutkan fosfat alam rata-rata 35.17%, melarutkan Ca3(PO4)2 rata-rata 27.71%, dan melarutkan AlPO4 rata-rata 7.56%.
Saran Untuk menguji pengaruh mikrob pelarut fosfat terhadap pertumbuhan tanaman pada tanah yang mengandung Al dd yang sangat tinggi ini, perlu dilakukan perbaikan sifat tanah dengan pengapuran sehingga pertumbuhan tanaman sorgum menjadi normal dan tidak keracunan Al. Dengan demikian pengaruh inokulasi mikrob pelarut fosfat dapat dievaluasi.
DAFTAR PUSTAKA Alia, Afzal A, Asad SA, Jabeen B, Khokhar SN. 2013. Phospate solubilizing bacteria assosiated with vegetables roots in different ecologies. Pak J Bot [Internet]. [diunduh 2015 Feb 18];45(2013):535-544. Tersedia pada: http://www.researchgate.net/. Aria MM, Lakzian A, Berenji AR, Besharati H, Fotovat A, Haghnia GH. 2009. Effect of Thiobacillus, sulfur, and vermicompost on the water-soluble phosphorus of hard rock phosphate. J Biortech. 101(2010):551554.doi:10.1016/j.biortech.2009.07.093. Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Pertanian. 2005. Rencana Aksi Ketahanan Pangan 2005-2010. Lima Komoditas: Beras, Jagung, Kedelai, Gula, dan Daging Sapi. Jakarta (ID): Balitbangtan Deptan. Cho H, Chung H, Madhaiyan M, Park M, Sa T, Seshadri S, Song J. 2005. Isolation and characterization of phospate solubilizing bacteria from the rhizosphere of crop plants of Korea. J Soilbio. 37(2005):19701974.doi10.1016/j.soilbio.2005.02.025.
21
Coutinho FP, Felix WP, Melo AMY. 2012. Solubilization of phospates in vitro by Aspergillus spp. and Penicillium spp. J Ecoleng. 42(2012):8589.doi10.106/j.ecoleng.2012.02.002. Elfiati. 2005. Peranan mikrob pelarut P terhadap pertumbuhan tanaman [catatan penelitian]. Medan (ID): Universitas Sumatera Utara. Espinoza L. 2003. Fertilization and Liming Grain Sorghum Production Handbook. University of Arkansas. United States Department of Agriculture. and Country Governments Cooperating.p 21-24. Gerik T, Beab B, Vanderlip R. 2003. Sorghum Growth and Development. Texas: Agricultural Communications, The Texas A&M University System. 7 p. Gerke J, Romer W, Beibner L. 2000. The quantitative effect of chemical phospate mobilization by carboxylate anions on P uptake by a single root. I. The basic concept and determination of soil parameters. J Plant Nutr Sci [Internet]. [diunduh 2015 Mei 08];163:207-212. Tersedia pada: http://www.researchgate.net/. Ginting RCB, Husen E, Saraswati R. 2006. Mikroorganisme pelarut fosfat. Di dalam: Suriadikarta dan Simanungkalit. editor. Bogor (ID): Balai Penelitian Tanah. Terjemahan dari: Organic and Bio Fertilizer. hlm 141-158. Grundon NJ, Asher CJ, Clark RB, Edward DG, Takkar PN. 1987. Nutritional Disorders of Grain Sorghum. Australia (Au): Australian Centre for International Agricultural Research. 99p. Hartatik W. 2011. Fosfat alam sumber pupuk P yang murah [catatan penelitian]. Warta Penelitian dan Pengembangan Pertanian [Internet]. [diunduh 2014 Jun 10];33(1):10-12. Tersedia pada: http://pustaka.litbang.pertanian.go.id/publikasi/wr331115.pdf. Herman M, Pranowo D. 2013. Pengaruh mikrob pelarut fosfat terhadap pertumbuhan dan serapan hara P benih kakao. Buletin RISTRI [Internet]. [diunduh 2015 Jan 26];4(2):129-138. Tersedia pada :https://www.academia.edu/6652478/. Human S. 2014. Riset dan pengembangan sorgum dan gandum untuk ketahanan pangan. Jakarta (ID): BATAN. Isgitani M, Kabirun S, Siradz SA. 2005. Pengaruh inokulasi bakteri pelarut fosfat terhadap pertumbuhan sorghum pada berbagai kandungan P tanah. J Tan dan Lingkungan;5(1):48-54. Kaleeswari RK, Subramanian S. 2001. Chemical reactivity of phospate rocks-a review. Agric Rev [Internet]. [diunduh 2015 April 30];22(2):121-126. Tersedia pada: www.indianjournals.com/. Kasno A, Prasetyo HB, Rochayati S. 2009. Deposit. Penyebaran dan Karakteristik Fosfat Alam. Bogor (ID): Balai Penelitian Tanah. 141 hlm. Khan JA, Bhatnagar RM. 1997. Studies on solubilization of insoluble phospate rocks by Aspergillus niger and Penicillium sp. Fertil Technol. 14:329-333. Kpomblekou AK, Tabatabai MA. 1994. Effect of organic acids on release of phosphorus from phospate rocks. Soil Sci [Internet];158:442-452. Kusuma PCHI. 2011. Respon ketahanan beberapa varietas sorgum manis (Sorghum bicolor (L.) Moench) terhadap cekaman aluminium [skripsi]. Surakarta (ID): Universitas Sebelas Maret. Lestari P. 1994. Pengaruh fungi pelarut fosfat terhadap serapan hara P dan pertumbuhan tanaman jagung [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
22
Lingga P. Marsono. 2008. Petunjuk penggunaan pupuk. Jakarta (ID):Penebar Swadaya. 150 hlm. Louw HA, Webley DM. 1959. A study of soil bacteria dissolving certain mineral phospate fertilizers and related compounds. J App Bact [Internet]. [diunduh 2014 May 04];22:227-233. Tersedia pada: http: //theglobaljournals.com/ijsr/file.php?val=February_2014__1391505739_aa7 54_151.pdf. Lumbantobing ELN, Hazra F, Anas I. 2008. Uji efektivitas bio-organic fertilizer (pupuk organik hayati) dalam mensubstitusi kebutuhan pupuk anorganik pada tanaman sweet sorghum [Sorghum bicolor (L.) Moench]. Jurnal Tanah dan Lingkungan. 10(2):72-76. Mahdi SS, Hassan IG, Hussain A, Rasool FU. 2011. Phosphorus availability issue its fixation and role of phospate solubilizing bacteria in phospate solubilization. J Agr Sci Internet]. [diunduh 2015 Mei 08];2(1):174-179. Tersedia pada: http://www.rjas.info/. Ma’shum M, Soedarsono J, Susilowati EL. 2003. Biologi Tanah. Jakarta (ID): Bagpro Peningkatan Kualitas Sumberdaya Manusia. Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi. Departemen Pendidikan Nasional. 154 hlm. Niswati A, Yusnaini S, Arif MAS. 2008. Populasi mikroba pelarut fosfat dan Ptersedia pada rizosfir beberapa umur dan jarak dari pusat perakaran jagung (Zea mays L.). J Tanah Trop;13(2):123-130. Omar SA. 1998. The role of rock-phospate-solubilizing fungi and vesicular arbuscular mycorrhiza (VAM) in growth of wheat plants fertilized with rock phospate. World J Microbial Biotech;14:211−218. Plesis JD. 2008. Sorghum Production. South Africa (Tza): Department of Agriculture. 20 p. Premono ME. 1994. Jasad renik pelarut fosfat pengaruhnya terhadap P-tanah dan efisiensi pemupukan P tanaman tebu [disertasi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Premono ME, Widyastuti R. 1994. Stabilitas Pseudomonas putida dalam medium pembawa dan potensinya sebagai pupuk hayati. J Hayati [Internet]. [diunduh 2015 Jul 04];1(2):55-58. Tersedia pada: http://repository.ipb.ac.id/. Premono ME, Widayati WE, Sumowijardjo S. 2002. Dinamika populasi Rhizopseudomonas pada permukaan akar tebu. Hayati [Internet]. [diunduh 2015 Jul 04];9(2):55-58. Tersedia pada: http://repository.ipb.ac.id/. Puspitawati DM, Anas I, Sugiyanta. 2013. Pemanfaatan mikrob pelarut fosfat untuk mengurangi dosis pupuk P anorganik pada padi sawah. J.Agron. Indonesia [Internet]. [diunduh 2015 Mar 02];41(3):188-195. Tersedia pada : http://download.portalgaruda.org/. Putri WK. 2014. Pengujian potensi hasil biji dan biomasa galur sorgum manis (Sorghum bicolor (L.) Moench) hasil irradiasi varietas pahat [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Rachmiati Y. 1995. Bakteri pelarut fosfat dari rizosfer tanaman dan kemampuannya dalam melarutkan fosfat. Prosiding Kongres Nasional VIHITI. Jakarta. 12-15 Desember 1995. Rao NSS. 1994. Mikroorganisme Tanah dan Pertumbuhan Tanaman. Susilo H. penerjemah. Jakarta (ID): UI Press. Terjemahan dari: Soil Microorganisms and Plant Growth. Ed ke-2.
23
Reyes I, Antoun A, Baziramakenga R, Bernier L. 2001. Solubilization of phospate rocks and minerals by a wild-type strain and two UV-induced mutants of Penicillium rugulosum. J Soilbio [Internet]. [diunduh 2015 Jun 23];33(2001):1741-1747. Tersedia pada: http://www.bashanfoundation.org/. Rupaedah B. 2014. Peranan fungi mikoriza arbuskular dan rizobakteri dalam meningkatkan produksi gula dan efisiensi penyerapan hara sorgum manis (Sorghum bicolor (L.) Moench) [disertasi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Saraswati R, Sumarno. 2008. Pemanfaatan mikrob penyubur tanah sebagai komponen teknologi pertanian. J Iptek Tan Pang [Internet]. [diunduh 2013 Des 20];3(1). Tersedia pada: http: //digilib.litbang.deptan.go.id/repository/index.php/repository/.../1474. Sastro Y, Widianto D, Prijambada ID. 2005. Pengaruh batuan fosfat dan kerapatan inokulum terhadap ketahanan hidup Aspergillus niger dan kemampuannya melarutkan fosfat setelah dipeletkan dengan batuan fosfat. Jurnal Tanah dan Lingkungan. 7(2):77-80. Suliasih A, Sugiharto HJD, Latupapua, Widawati S. 2006. Kemampuan melarutkan P terikat oleh bakteri pelarut fosfat asal Wamena Irian Jaya. Puslitbang Biologi. LIPI. Bogor. 10 hlm. Suliasih, Widawati S. 2006. Populasi Bakteri Pelarut Fosfat (BPF) di Cikaniki. Gunung Botol, dan Ciptarasa. serta kemampuannya melarutkan P terikat di media Pikovskaya padat. Biodiversitas [Internet]. [diunduh 2014 Mei 14];7(2):109−113. Tabri F, Zubachtirodin. 2013. Budi daya tanaman sorgum. Balai Penelitian Tanaman Serealia. hlm 5. Xu RK, Zhu YG, Chittleborough D. 2004. Phosporus release from phospate rock and iron phospate by low-moleculer-weight organic acids. J Environ Sci [Internet]. [diunduh 2015 Mei 04];16(1):5-8. Tersedia pada: http://www.ncbi.nlmnih.gov/.
24
LAMPIRAN Lampiran 1 Komposisi media Pikovskaya (Rao 1994) Bahan Glukosa Ca3(PO4)2 (NH4)2SO4 KCl MgSO4.7H2O MnSO4 FeSO4 Agar Yeast extract NaCl
gram liter-1 10 5g 0.5 0.2 0.1 Sedikit Sedikit 20 0.5 0.2
Lampiran 2 Komposisi media Nutrient Agar (Rao 1994) Bahan Nutrient Agar
gram liter-1 28
Lampiran 3 Komposisi media Nutrient Broth Bahan Nutrient Broth
gram liter-1 8
Lampiran 4 Komposisi media Luria Bertani (LB) Bahan gram liter-1 NaCl 5 Tripton Yeast extract
10 5
25
Lampiran 5 Kriteria berdasarkan penilaian sifat-sifat kimia tanah pusat penelitian tanah 1983 Sifat tanah Sangat Rendah Sedang Tinggi Sangat rendah tinggi C (%) <1.00 1.002.01-3.00 3.01-5.00 >5.00 2.00 N (%) <0.10 0.100.21-0.50 0.51-0.75 >0.75 0.20 C/N <5 5-10 11-15 16-25 >25 P Bray (ppm) <10 10-15 16-25 26-35 >35 P potensial
<10
10-20
21-40
41-60
>60
KTK (cmol(+)kg-1) K-dd (cmol(+)kg-1) Na-dd (cmol(+)kg-1) Mg-dd (cmol(+)kg-1) Ca-dd (cmol(+)kg-1) KB (%) Kejenuhan Al (%)
<5
5-16
17-24
25-40
>40
<0.20
0.40-0.50
0.60-1.00
>1.00
0.40-0.70
0.80-1.00
>1.00
1.10-2.00
2.10-8.00
>8.00
<2
0.200.30 0.100.30 0.401.00 2-5
6-10
11-20
>20
<20 <10
20-35 10-20
36-60 21-30
61-75 31-60
>75 >60
pH H2O
<0.10 <0.40
Sangat masam <4.5
Masam 4.5-5.5
Agak masam 5.6-6.5
Netral 6.6-7.5
Agak alkalis 7.6-8.5
Alkalis >8.5
26
Lampiran 6 Analisis sifat tanah Ultisol yang digunakan dalam percobaan sebagai media tumbuh Jenis analisis pH H2O C-organik (%) P2O5 (ppm) P potensial K2O (ppm) Ca (cmol(+) kg-1) Mg (cmol(+) kg-1) K (cmol(+) kg-1) Na (cmol(+) kg-1) KTK (cmol(+) kg-1) Tekstur pasir (%) Debu (%) Liat (%) Kejenuhan Al (%)
Metode pH meter Walkley & Black Bray I HCl 25% HCl 25% Amonium-asetat 1 N, pH 7.0 Amonium-asetat 1 N, pH 7.0 Amonium-asetat 1 N, pH 7.0 Amonium-asetat 1 N, pH 7.0 Amonium-asetat 1 N, pH 7.0 Pipet Pipet Pipet
Nilai 4.3 1.60 11.40 181.37 100.00 1.62
Kriteria PPT (1983) Sangat masam Rendah Rendah Sangat tinggi Sangat rendah
1.68
Sedang
0.27
Rendah
0.20
Rendah
26.36
Tinggi
22.16 25.09 52.75 66.5
Sangat tinggi
Lampiran 7 Analisis ragam pengaruh mikrob pelarut fosfat dengan sumber pupuk P terhadap tinggi tanaman 6 minggu Sumber Jumlah Derajat Kuadrat F-hitung P-value keragaman kuadrat bebas tengah Perlakuan 1340.231 12 111.686 11.541 0.000 MPF 261.932 3 87.311 8.412 0.000 Pupuk P 332.036 2 166.018 15.996 0.000 Interaksi MPF*Pupuk 652.332 6 108.722 10.475 0.000 P Galat 377.430 39 9.678 Total 1717.661 51 terkoreksi
27
Lampiran 8 Analisis ragam pengaruh mikrob pelarut fosfat dengan sumber pupuk P terhadap tinggi tanaman 8 minggu Sumber keragaman Perlakuan MPF Pupuk P
Interaksi MPF*Pupuk P Galat Total terkoreksi
Jumlah kuadrat 1455.438 325.030 338.790
Derajat bebas 12 3 2
Kuadrat tengah 121.286 108.343 169.395
F-hitung
P-value
11.482 9.514 14.875
0.000 0.000 0.000
695.266
6
115.878
10.176
0.000
411.968
39
10.563
1867.405
51
Lampiran 9 Analisis ragam pengaruh mikrob pelarut fosfat dengan sumber pupuk P terhadap jumlah daun 6 minggu Sumber keragaman Perlakuan MPF Pupuk P
Interaksi MPF*Pupuk P Galat Total terkoreksi Lampiran 10 Sumber keragaman Perlakuan MPF Pupuk P
Interaksi MPF*Pupuk P Galat Total terkoreksi
Jumlah kuadrat 12.923 0.229 7.542
Derajat bebas 12 3 2
Kuadrat tengah 1.077 0.076 3.771
F-hitung 3.574 0.234 11.553
0.001 0.872 0.000
1.511
0.203
2.958
6
0.493
11.750
39
0.301
24.637
51
P-value
Analisis ragam pengaruh mikrob pelarut fosfat dengan sumber pupuk P terhadap jumlah daun 8 minggu Jumlah Derajat Kuadrat F-hitung P-value kuadrat bebas tengah 22.423 12 1.869 5.949 0.000 0.896 3 0.299 0.878 0.462 12.542 2 6.271 18.429 0.000 6.292
6
1.049
12.250
39
0.314
34.673
51
3.082
0.015
28
Lampiran 11 Uji kualitatif isolatpelarut fosfat
Isolat
SS1.1 SS1.2 SS2.3 SS4.2 SS4.3 SS4.4 SS5.1 SS10.7 SS15.2 SS15.3 SS20.1 SS20.4 SS7b.3 SS7b.4 SS7b.6 SS4b.1 SS11.4 SS12.1 SS12.2
Hari ke-3
n (cm) z (cm) 0.30 0.85 0.20 0.70 0.20 0.80 0.40 0.53 0.40 1.00 0.38 0.90 0.40 0.60 0.20 0.30 0.25 0.70 0.30 0.60 0.25 0.80 0.25 0.70 0.56 0.98 0.40 0.50 0.30 0.50 0.68 0.83 0.20 0.60 0.20 0.30 0.13 0.50
Hari ke-4
IP 2.83 3.50 4.00 1.31 2.50 2.40 1.50 1.50 2.80 2.00 3.20 2.80 1.73 1.25 1.67 1.22 3.00 1.50 4.00
n (cm) 0.30 0.25 0.25 0.45 0.45 0.45 0.45 0.25 0.30 0.35 0.25 0.25 0.56 0.40 0.40 0.75 0.20 0.30 0.20
z (cm) 1.05 0.85 1.00 0.60 1.10 1.00 0.65 0.35 0.90 0.80 1.03 0.90 0.98 0.70 0.65 0.93 0.90 0.60 0.70
Hari ke-5
IP 3.50 3.40 4.00 1.33 2.44 2.22 1.44 1.40 3.00 2.29 4.10 3.60 1.73 1.75 1.63 1.23 4.50 2.00 3.50
Keterangan: n: diameter koloni; z: diameter zona bening; IP: indeks pelarutan (z/n)
n (cm) 0.35 0.25 0.25 0.50 0.55 1.05 0.50 0.25 0.30 0.35 0.25 0.25 0.60 0.45 0.40 0.78 0.30 0.40 0.20
z (cm) 1.10 0.95 1.05 0.70 1.23 1.05 0.70 0.45 1.00 0.88 1.20 0.90 1.00 0.83 0.70 0.93 1.10 0.90 0.93
Hari ke-6
IP 3.14 3.80 4.20 1.40 2.23 1.00 1.40 1.80 3.33 2.50 4.80 3.60 1.67 1.83 1.75 1.19 3.67 2.25 4.63
n (cm) 0.40 0.25 0.25 0.55 0.60 0.60 0.60 0.25 0.30 0.43 0.25 0.28 0.63 0.45 0.45 0.81 0.30 0.40 0.28
z (cm) 1.25 1.03 1.10 0.53 1.35 1.30 0.70 0.45 1.00 0.85 1.20 1.00 1.31 0.95 0.70 0.93 1.25 1.00 0.93
Hari ke-7
IP 3.13 4.10 4.40 0.95 2.25 2.17 1.17 1.80 3.33 2.00 4.80 3.64 2.10 2.11 1.56 1.14 4.17 2.50 3.36
n (cm) 0.50 0.35 0.30 0.60 0.65 0.65 0.65 0.25 0.33 0.43 0.25 0.30 0.60 0.50 0.50 0.94 0.30 0.40 0.23
z (cm) 1.30 1.20 1.25 0.80 1.50 1.50 0.75 0.45 1.10 0.85 1.23 1.18 1.40 1.10 1.00 1.16 1.50 1.30 1.00
IP 2.60 3.43 4.17 1.33 2.31 2.31 1.15 1.80 3.38 2.00 4.90 3.92 2.33 2.20 2.00 1.24 5.00 3.25 4.44
29
Lanjutan lampiran 11 Uji kualitatif isolat pelarut fosfat Hari ke-3 Hari ke-4 Isolat n n (cm) z (cm) IP (cm) z (cm) IP SS12.5 0.50 1.00 2.00 0.58 1.33 2.30 SS12.6 0.50 0.95 1.90 0.60 1.20 2.00 SS13.1 0.25 0.60 2.40 0.40 0.80 2.00 SS13.3 0.30 0.53 1.75 0.30 0.83 2.75 SS13.4 0.20 0.40 2.00 0.20 0.60 3.00 SS13.5 0.48 0.63 1.32 0.23 0.90 4.00 SS14.2 0.43 0.60 1.41 0.43 0.90 2.12 SS18.1 0.45 0.78 1.72 0.50 1.00 2.00 SS18.2 0.30 0.50 1.67 0.33 0.73 2.23 SS19.1 0.50 0.70 1.40 0.53 0.90 1.71 SS19.2 0.30 0.90 3.00 0.35 1.05 3.00 SS19.3 0.43 0.68 1.59 0.43 0.95 2.24 SS19.7 0.20 0.90 4.50 0.25 1.08 4.30 SS19.8 0.35 0.70 2.00 0.45 0.88 1.94 SS19.9 0.55 0.70 1.27 0.58 0.78 1.35 SS21.2 0.58 0.75 1.30 0.63 0.98 1.56 SS21.6 0.20 0.55 2.75 0.23 0.68 3.00 SS3.1 0.32 0.90 2.77 0.38 0.98 2.60 SS3.4 0.35 0.98 2.79 0.50 1.25 2.50 SS3.5 0.35 0.95 2.71 0.43 1.20 2.82
Hari ke-5 n (cm) z (cm) 0.68 1.50 0.63 1.48 0.45 1.03 0.40 1.00 0.33 0.88 0.70 1.23 0.45 1.25 0.60 1.13 0.40 0.93 0.53 1.10 0.38 1.25 0.60 1.08 0.25 1.33 0.50 1.05 0.58 0.88 0.80 1.25 0.23 0.85 0.40 1.13 0.58 1.45 0.45 1.38
Keterangan: n: diameter koloni; z: diameter zona bening; IP: indeks pelarutan (z/n)
Hari ke-6 IP 2.22 2.36 2.28 2.50 2.69 1.75 2.78 1.88 2.31 2.10 3.33 1.79 5.30 2.10 1.52 1.56 3.78 2.81 2.52 3.06
n (cm) z (cm) 0.70 1.68 0.70 1.50 0.48 1.30 0.50 1.13 0.33 1.00 0.80 1.40 0.50 1.40 0.63 0.98 0.50 1.00 0.58 1.30 0.38 1.38 0.50 1.30 0.25 1.30 0.55 1.28 0.58 0.90 0.90 1.38 0.23 0.95 0.40 1.30 0.68 1.53 0.55 1.50
Hari ke-7 IP 2.39 2.14 2.74 2.25 3.08 1.75 2.80 1.56 2.00 2.26 3.67 2.60 5.20 2.32 1.57 1.53 4.22 3.25 2.26 2.73
n (cm) z (cm) 0.75 1.68 0.73 1.55 0.48 1.35 0.60 1.20 0.33 1.20 0.80 1.65 0.53 1.60 0.70 1.33 0.50 1.25 0.58 1.43 0.38 1.45 0.50 1.43 0.25 1.55 0.55 1.43 0.60 1.05 0.98 1.40 0.30 1.00 0.40 1.30 0.80 1.70 0.55 1.68
IP 2.23 2.14 2.84 2.00 3.69 2.06 3.05 1.89 2.50 2.48 3.87 2.85 6.20 2.59 1.75 1.44 3.33 3.25 2.13 3.05
30
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Tebing Tinggi, Sumatera Utara pada tanggal 8 Februari 1993 dari pasangan Bapak Rustam Silaen dan Ibu Rosita Elfina Purba. Penulis merupakan anak ketiga dari empat bersaudara. Penulis memiliki tiga orang saudara laki-laki yaitu Daniel Zefry Silaen, Beni Firnando Silaen, dan Budi Kristian Silaen. Penulis menempuh pendidikan formal dimulai dari tahun 1997 pada tingkat TK Ananda selama satu tahun, kemudian pada tahun 1998 melanjutkan pendidikan dasar di SD Swasta Methodis 1 Tebing Tinggi, kemudian menempuh pendidikan menengah pertama di SMP Negeri 1 Tebing Tinggi dan lulus pada tahun 2007. Penulis lulus dari SMA Negeri 1 Tebing Tinggi pada tahun 2010. Penulis melanjutkan pendidikan di Perguruan Tinggi Negeri diterima melalui Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) pada tahun 2010 pada Program Studi Manajemen Sumberdaya Lahan, Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian. Selama menempuh pendidikan di IPB, penulis aktif di organisasi Persekutuan Mahasiswa Kristen (PMK) IPB dan juga mengambil bagian sebagai panitia dalam beberapa perayaan hari besar agama Kristen di IPB. Penulis juga diberi kesempatan menjadi asisten praktikum mata kuliah Biologi Tanah pada tahun 2014 dan menjadi asisten praktikum mata kuliah Bioteknologi Tanah pada tahun yang sama yaitu 2014.
