ISOLASI DAN IDENTIFIKASI FUNGI MIKORIZA ARBUSKULA DARI PERAKARAN TEBU (Sacharum officinarum L.) DI AREA PERKEBUNAN TEBU SEI SEMAYANG KABUPATEN DELI SERDANG
*
Ahmad Shafwan S. Pulungan* Dosen Fakultas Biologi Universitas Medan Area, Email :
[email protected]
ABSTRAK Penelitian isolasi dan identifikasi fungi mikoriza arbuskula dari perakaran tebu (Saccharum officinarum L.) di area perkebunan tebu Sei Semayang Kabupaten Deli Serdang dilakukan pada bulan Maret 2009.Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui genus mikoriza arbuskula yang terdapat pada perakaran tebu.Sampling area berukuran 20m x 20m dengan 5 titik pengambilan sampel.Teknik yang digunakan dalam mengisolasi spora mikoriza arbuskula adalah teknik tuang saring dan dilanjutkan dengan teknik sentrifugasi. Hasil pengamatan diperoleh 8 jenis spora mikoriza arbuskula yang terdiri 7 jenis dari genus Glomus dan satu jenis dari genus Acaulospora. Kata Kunci : Tebu, FMA, Glomus, Acaulospora Kehadiran mikoriza penting bagi
PENDAHULUAN Fungi mikoriza arbuskula merupakan
ketahanan
suatu
tanaman
hidup yang mampu bersimbiosis dengan
biologi.Peranan mikoriza dalam menjaga
makhluk
keragaman hayati dan ekosistem sekarang
lainnya.Simbiosis
ini
mulai
kedua
pengaruh mikoriza untuk mempertahankan
hidup
tersebut.Fungi
terutama
keragaman
berguna dan saling menguntungkan terhadap makhluk
dikenal,
pemeliharaan
stabilitas
salah satu dari sekian banyak jenis makhluk
hidup
dan
ekosistem,
sekali
karena
mikroza arbuskula (FMA) merupakan salah
keanekaragamantumbuhan
satu tipe asosiasi mikoriza dengan akar
meningkatkan produktivitas (Moriera et al.,
tanaman.Fungi ini dapat dijadikan sebagai
2007).
salah
satu
membantu
alternatif
teknologi
pertumbuhan,
untuk
dan
Fungi mikoriza arbuskula diketahui
meningkatkan
bersifat
simbiosis
mutualistis
dengan
produktivitas dan kualitas tanaman terutama
tanaman, bersifat antagonis terhadap parasit
yang ditanam pada lahan-lahan marginal
dan hidup bebas secara alami di daerah
yang
rizosfer.FMA
kurang
subur
atau
bekas
tambang/industri (Delvian, 2006).
mengkolonisasi 27
juga
diketahui
hampir
seluruh
dapat akar
tanaman pertanian.Hampir 92% diketahui
pendewasaan). Vesikel biasanya dibentuk
bahwa FMA mampu bersimbiosis dengan
lebih banyak di luar jaringan korteks pada
berbagai jenis tanaman.
daerah kolonisasi yang sudah tua, dan
Ciri
khas
FMA
terletak
terbentuk
pada
setelah
pembentukan
bercabang-cabang
arbuskul.Arbuskul adalah struktur hifa yang
yang berkembang dalam sel-sel korteks
bercabang-cabang seperti pohon-pohon kecil
tanaman.Spora FMA bersifat khusus dan
yang mirip haustorium (membentuk pola
banyaknya
arbuskula
dikotom), berfungsi sebagai tempat pertukaran
diameternya berkisar antara 10 sampai >
nutrisi antara tanaman inang dengan jamur.
1000 μm.Warna sporanya beraneka macam mulai
dari
hialin
sampai
hitam
Struktur ini mulai terbentuk 2-3 hari setelah
dan
kolonisasi, diawali dengan penetrasi cabang
permukaannya mulai dari halus sampai
hifa
kasar.Kurang lebih ada 150 spesies FMA
lateral
Tanaman
berkembang dan banyak mengalami revisi
lainnya
berbentuk lonjong atau bulat, mengandung
(Saccharum
berfungsi
sebagai
makanan
atau
organ
dengan
intraseluler.Pembentukan
secara
vesikel
diawali
dan
pertumbuhan
2003). Tanaman tebu toleran pada kisaran kemasaman tanah (pH) 5-8. Jika pH tanah
dan
kurang dari 4,5 maka kemasaman tanah
glikogen.Sitoplasma menjadi semakin padat kondensasi,
untuk
dan cukup air tetapi tidak tergenang (Farid,
yang menjadi lebih padat, multinukleat dan lipid
kelembaban
34oC.Tanah yang terbaik adalah tanah subur
dengan adanya perkembang sitoplasma hifa
partikel
dalam
adalah > 70%.Suhu udara berkisar antara 28-
reproduksi.Vesikula selain dibentuk secara yang
dimanfaatkan
tumbuh baik pada daerah yang beriklim panas
menjadi
klamidospora, yang berfungsi sebagai organ
juga
pula
ternak (Farid, 2003).Tanaman tebu biasanya
penyimpanan
berkembang
dapat
industri jamur dan sebagai hijauan pakan
cairan lemak dan berdinding tipis, yang
proses
tebu
baku utama dalam industri gula. Bagian
Vesikula merupakan suatu struktur
melalui
hifa
officinarum.L) dimanfaatkan sebagai bahan
(INVAM, 2009).
mengdanung
oleh
sel inang.
taksonomi pada spesiesnya masih terus
ada
dibentuk
ekstraseluler dan intraseluler ke dalam dinding
yang berhasil dikenali, namun demikian
interseluler
yang
organel
semakin sulit untuk dibedakan sejalan dengan
menjadi
faktor
tanaman,
yang
disebabkan
akumulasi lipid selama maturasi (proses
oleh
pembatas dalam
pertumbuhan
beberapa
pengaruh
toksik
kasus unsur
alumunium (Al) bebas. Hasil tebu yang 28
optimum dapat dicapai apabila ketersediaan
berupa larutan glukosa 60%, larutan Melzer’s
hara makro primer (N, P, K), hara makro
sebagai bahan pewarna spora dan larutan
sekunder (Ca, Mg, S) dan hara mikro (Si, Cu,
PVLG
Zn) dalam tanah lebih tinggi dari batas
spora.Sedangkan
kritisnya (Farid, 2003).
dibutuhkan, yaitu KOH 10%, HCl 2%, larutan
Ketidakseimbanganpenggunaan pupuk
suatu
waktu
meskipun
bahan untuk
pengawet
pewarnaan
akar
pewarna (gliserol, asam laktat dan trypan
kimia dari tahun ke tahun menyebabkan tanah pada
sebagai
blue), dan aquades.
dilakukan
Alat-alat
yang
digunakan
untuk
penambahan unsur hara makro, mikro dan zat
pengambilan contoh tanah dan akar tanaman
pengatur tumbuh, produksi yang dihasilkan
adalah tali plastik, cangkul, kantong plastik
tetap tidak seimbang, dengan pemakaian
dan spidol serta kertas label. Peralatan untuk
pupuk kimia. Penggunaan FMA pada tanaman
pengamatan di laboratorium adalah saringan
tebu
250 μm, 125 μm dan 53 μm,tabung sentrifus,
diharapkan
dapat
mengurangi
penggunaan pupuk anorganik dan secara
cawan
langsung
binokuler, mikroskop cahaya, kaca preparat
mengurangi
biaya
produksi.
petri,
pinset
spora,
Kendala yang dihadapi adalah pengadaan
dan kaca penutup.
inokulan FMA yang efektif untuk tanaman
3. Pelaksanaan Penelitian
tebu (Sofyan et al., 2005).
Pengambilan Sampel
mikroskop
Pertama sekali dilakukan penetapan
METODOLOGI PENELITIAN 1. Waktu dan Tempat
areal pengambilan sampel yang kemudian
Pengambilan tanah dan akar tanaman contoh
dilanjutkan
dilakukan di Perkebunan Tebu milik PTPN 2
pengamatan berdasarkan metode
Kebun Sei Semayang, Sumatera Utara, pada
Ukuran plot pengamatan yang dipakai adalah
bulan
dan
20m x 20m. Penetapan plot dilakukan secara
identifikasi FMA pada akar tanaman contoh
acak dengan jumlah replikasi sebanyak 3 kali.
dilakukan di Laboratorium Biologi Tanah,
Kemudian dalam tiap-tiap plot ditentukan titik
Universitas Sumatera Utara pada bulan Maret-
pengambilan sampel tanah di setiap sudut plot
Agustus 2009.
dan di tengah plot. Dengan jumlah titik
2. Alat dan Bahan Dalam penelitian ini digunakan contoh
sebanyak 5 buah ini, selanjutnya dilakukan
tanah
Maret
dan
pengambilan
2009.Ekstraksi
akar
tanaman
sampel.Untuk
spora
dari
pengambilancontoh
tempat
ekstraksi
dengan
dengan
dan
kedalaman
pembuatan
tanah
dari
0-20
plot ICRAF.
rhizosfer cm.Dengan
mengambil jumlah tanah sebanyak ± 600-700
identifikasi spora FMA dibutuhkan bahan
g. 29
Contoh tanah yang diambil juga
dengan
menggunakan
pipet
tetes.Tabung
dilakukan analisis kimia untuk mengetahui
sentrifuse ditutup rapat dan disentrifuse
beberapa sifat kimia contoh tanah, diantaranya
dengan
N, P, pH.
menit.Kemudian cairan supernatan yang telah
Ekstraksi dan Identifikasi Spora FMA
disentrifuse dituang ke dalam saringan 53 μm,
kecepatan 2500 rpm
selama
3
Ekstraksi spora FMA dilakukan untuk
dicuci dengan air mengalir dan dipindahkan ke
memisahkan spora FMA dari sampel tanah
cawan petri dan kemudian diperiksa di bawah
sehingga dapat dilakukan identifikasi FMA
mikroskop untuk penghitungan kepadatan
guna mengetahui jumlah dan jenis spora FMA
spora
yang terdapat pada setiap petak contoh.Teknik
identifikasi spora FMA yang ada.
yang digunakan dalam mengekstraksi spora
Pembuatan Preparat Spora FMA
FMA
adalah
dilanjutkan
teknik dengan
tuang teknik
saring
dan
dan
pembuatan
Pembuatan
sentrifugasi
preparat
preparat
guna
spora
mengguanakan bahan pewarna Melzer’s dan
(Brundrett et al., 1996).
pengawet PVLG yang diletakkan secara
Prosedur teknik tuang saring dan
terpisah pada satu kaca preparat. Spora-spora
sentrifugasi adalah dengan mengambil 50 g
FMA yang diperoleh dari ekstraksi setelah
sampel tanah kemudian dituangkan dalam
dihitung jumlah diletakkan dalam larutan
gelas piala, dan ditambahkan air 200 ml dan
Melzer’s dan PVLG dan jenis spora FMA
diaduk, dibiarkan 30 menit sampai butiran
yang
tanah hancur. Menyaring campuran tanah
Selanjutnya spora-spora tersebut dipecahkan
sampel dengan air tersebut dalam satu set
secara hati-hati dengan cara menekan kaca
saringan dengan ukuran 250 μm, 125 μm, dan
penutup preparat menggunakan ujung lidi.
53 μm secara berurutan dari atas ke bawah.
Perubahan
Partikel yang tertahan dalam saringan tersebut
Melzer’s adalah salah satu indikator untuk
disemprot dengan air kran secara merata.
menentukan tipe spora yang ada.
Kemudian melepaskan saringan paling atas,
HASIL DAN PEMBAHASAN
ada
di
kedua
warna
larutan
spora
ini
dalam
sama.
larutan
saringan kedua kembali disemprot dengan air
Pada penelitian ini telah dilakukan
kran, setelah saringan kedua dilepas sejumlah
isolasi dan identifikasi mikoriza indigenus dari
tanah sisa yang tertinggal pada saringan
perakaran
terbawah
tabacum L) di area persawahan kabupaten
dipindahkan
ke
dalam
tabung
tembakau
sawah
sentrifuse. Kemudian menambahkan hasil
Pamekasan
saringan tadi dengan glukosa 60% yang
arbuskula dilakukan berdasarkan karakteristik
diletakkan di bagian bawah dari larutan
morfologi spora seperti bentuk spora, susunan 30
Madura.Identifikasi
(Nicotiana
Mikoriza
spora, bentuk hifa, ukuran spora dan warna
spora
FMA
spora.Tipe dan karateristik spora FMA yang
Acaulospora.Untuk genus Glomus ditemukan
ditemukan di lapangan.Dari hasil pengamatan
7
dan isolasi dari lapangan ditemukan dua genus
ditemukan hanya satu jenis.
jenis
dan
yaitu
untuk
Glomus
genus
dan
Acaulospora
Gambar 1 : Tipe dan karateristik spora FMA Kehadiran
suatu
dapat mempercepat laju perkecambahan
ekosistem dipengaruhi oleh berbagai hal,
spora FMA. Kemampuan genus Glomus
seperti umur tanamana inang, maupun
untuk
kondisi
lingkungan
tanah
FMA
pada
perakaran
tanaman
beradaptasi maupun
dengan tanaman
berbagai inang
inang.Beberapa jenis spora FMA dapat cepat
mengakibatkan banyaknya ditemukan dari
berkecambah pada berbagai kondisi, tetapi
genus ini.
beberapa jenis spora FMA juga mengalami perkecambahan
yang
cukup
Kondisi kimia tanah ditemukan tidak
lambat.
terdapat perbedaan sifat kimia.pH tanah
Pengkondisian media kultur tanaman inang
pada kondisi netral dengan nilai 6,69-6,98. 31
P-tersedia pada tanah dalam kondisi sangat
yang dianggap berfungsi sebagai rambut
tinggi, demikian juga dengan kandungan N
akar (rhizomorf) untuk menyerap seluruh
dalam tanah dalam kondisi sedang.
hara tanah dan air. Selain hal tersebut, jamur
Kepadatan spora FMA di tanah
FMA pada akar tanaman akan menambah
rizosfer tebu berkisar 34 spora/50g tanah
luas permukaan absorbsi unsur hara dan air
hingga 94 spora/50g
tanah atau sama
(Daniel et al., 1987). Bertambah luasnya
dengan 1–2 spora/g tanah. Faktor penyebab
permukaan akar meningkatkan penyerapan
kepadatan spora yang kecil ini karena
hara dan mineral dari dalam tanah. Hifa
kondisi kimia tanah yang menunjukkan
jamur FMA meluas di dalam tanah dan
bahwa kandungan P-tersedia dalam tanah
menyerap
tersebut sangat tinggi. Tingginya kandungan
penguraian mineral oleh organisme lain dan
P-tersedia
mentranslokasikannya
pada
tanah
menyebabkan
ion-ion
yang
terbebas
melalui
dari
misellia
kolonisasi FMA pada akar tanaman rendah,
jamur ke perakaran tanaman inang, sehingga
pada dasarnya FMA diperlukan tanaman
peningkatan
untuk menyerap P yang masih terikat
melalui asosiasinya dengan jamur FMA
dengan unsur lain menjadi P-tersedia bagi
sebagian besar disebabkan oleh perluasan
tanaman. Tingginya P-tersedia pada tanah
sistem penyerapan akar dengan adanya
akibat
misellia jamur.
pemupukan
yang intensif
pada
penyerapan
hara
tanaman
tanaman tebu, menyebabkan kandungan P
Hasil penelitian ini menunjukkan
tanaman juga meningkat.Peningkatan ini
bahwa dari sampel dengan kondisi kimia
menyebabkan kandungan fosfolipid tanaman
tanah
tebu juga meningkat, sehingga permeabilitas
mikroorganisme
membrane akar menurun untuk penyerapan
populasi FMA, selanjutnya dapat dikoleksi
P. Akibatnya kolonisasi FMA pada akar
dan dimanfaatkan sebagai suatu inovasi
tanaman tebu juga menurun pada tanaman
pemanfaatan
tebu.
meningkatkan pertumbuhan, produktivitas
tersebut
diperoleh tanah
agen
keberadaan
dalam
hayati
hal
yang
ini
dapat
Peningkatan kandungan N, P pada
tanaman dan efisiensi pemupukan, seperti
tanaman menurut Lee et al., (1996), karena
beberapa penelitian tentang peranan FMA
akar yang bermikoriza dapat menyerap
dalam meningkatkan pertumbuhan tanaman.
unsur hara dalam bentuk terikat dan tidak tersedia dalam tanah. Adanya hifa fungi 32
Ilmu Pertanian Indonesia. 3:371378. Farid. B. 2003. Perbanyakan Tebu (Saccharum officinarum L.) Secara In Vitro Pada Berbagai Konsentrasi IBA dan BAP. J. Sains dan Teknologi. 3:103-109. Gadkar.H dan Vijay.H.2001.Arbuscular Mycorrhizal Fungal Colonization. Factors Involved in Host Recognition. Plant Physiology. 127:1439-1499. Garcia-Romera, I., Garcia-Garrido., JM., Martinez-Molani, E., dan Ocampo, JA. 1991. Production of Pectolytic Enzymes in Lettuce Root Colonized by Glomus mosseae. Soil Biol. Biochem. 23:597-601. Gardner, F. Pearce, B.R. dan Mitchell, R.L. 1991. Fisiologi Tanaman Budidaya. Universitas Indonesia. Jakarta. Giovanetti.M. dan Mosse. B. 1980. An Evaluation of Technique for Meaning Vesicular Mycorrhiza Infection in Roots.New Phytologiest. 84:489-500. Harley, J. L. dan M. S. Smith.(1983). Mycorrhizal Symbiosis. Academic Press, Inc. New York. p438. Hayman. D. 1982. Influence of Soils and Fertility on Activity and Survival Vesicular Arbuscular Mycorrhiza Fungi.Phytopathology. 72:11191126. Jeffries, P., Gianinazzi, S., Perotto, S., Tuman, K., dan Barea, J. (2003). The Contribution of Arbuscular Mycorrhizal Fungi in Sustainable Maintenance of Plant Health and Soil Fertility. J. Biology dan Fertility of Soils 37: 1-16. Kariman. K.H. Golatapeh. M. dan Minassian. V. 2005. Arbuscular Mycorrhiza Fungi in Iran. Journal of Agricultural Technology 1(2)301313.
DAFTAR PUSTAKA Abbot, L.K. dan Robson, A.D., 1984.The Effect of Mycorrhizae on Plant Growth.CRC Press, Inc. Boca Raton. Florida. -------------------. 1996. Working with Mycorrhizas in Forestry and Agriculture. ACIAR Monograph 32. 374. -------------------. 2002. Coevolution of Roots and Mycorrhizas of Ldan Plants. New Phytologist 154: 275304. doi:10.1046/j.14698137.2002.00397.x. Bakhtiar. Y. 2002. Selection of Vesicular Mycorrhiza (VAM) Fungi, Host Plant and Spore Numbers for Producing Inoculum. J. Biosains dan Bioteknologi Indonesia. 2(1):36-40. Bertham.Y.H. 2003.Teknik Pemurnian Biakan Monoxenic FMA dengan Metode Cawan Petri dan Tabung Reaksi.Jurnal Ilmu-ilmu Pertanian Indonesia. 5(1):18-26. Brundreet, M., N. Bougher, B. Dell, T. Grave dan N. Malajezuk. 1996. Working with Mycorrizha in Forestry dan Agriculture. Australia Centre for International Agricultural Research (ACIAR), Canberra. Brundreet. 2002. Coevolution of Roots and Mycorrhizas of Land Plants. New Phytologist 154:275-304. Delvian, 2003.Keanekaragaman dan Potensi Pemanfaatn Fungi Mikoriza Arbuskula (FMA) di Hutan Pantai [Disertasi]. Bogor. Program Pascasarjana.Institut Pertanian Bogor. Delvian dan Elfiati, D. 2007.Keanekaragaman Fungi Mikoriza Arbuskula Berdasarkan Ketinggian Tempat.Jurnal Ilmu-
33
Lee, Y. J., Y. Guo., dan E. George. 1996. Uptake of Heavy Metals by Hyphae of An Arbuscular Mycorrhizal Fungus. Plant and Soil 184: 195205. Manjunath.A. dan Bagyaraj.D.J. 1981.Components of VA Mycorrhiza Inoculum and Their Effects of Growth of Onion.Phytol. 87:355-361. Menge, J.A. 1984. Inoculum production VA Mycorrhiza. CRC Press, Boca Raton, Florida. Moreira, M. Dilmar B, dan Tsai M. 2007. Biodiversity and Distribution of Arbuscular Mycorrhizal Fungi in Araucaria angustifolia Forest. Journal Agriculture 64(4):393-399. Mosse, B. 1973.Plant Growth Responses to Vesicular-Arbuscular Mycorrhizae. IV. In Soil Given Additional Phosphate. New Phytologist 72:127136. ------------. 1973. Advance in The Study of Vesicular-Arbuscular Mycorrhiza. Annual Reviews of Phytopathology. 11:171-196. ------------. 1981. Vesicular Arbuscular Mycorrhiza research for Tropical Agriculture. Research Buletin 194.College of Agricultur and Human, Resources Honolulu.University of Hawaii, p.82. Muyanziza, E. H.K.Kehri. dan D.J. Bagyaraj. 1997. Agricultural Intensification, soil biodiversity and agro-ecosystem function in the tropics : the role mycorrhiza in crops dan trees. Applied Soil Ecology 6:77-85. Paola B.F., 1984. Anatomy dan Morphology of VA Mycorrhizae. CRC Press, Inc., Boca Raton, Florida.
Pang, PC dan Paul EA. 1980.Effect of FMA on 14C dan 15N Distribution in nodulated FAbabeans.Can. J. Soil.Sci.60 : 241-249. Rao, S. N. 1994. Mikroorganisme Tanah dan Pertumbuhan Tanaman. Edisi Kedua. Penerbit Universitas Indonesia. Read. 1991. Root Colonization Pattern of G. epigeum in 9 host species. Mycologia 79.825-829. Rotwell.F.M. 1984. Agregation of Surface Mine Soil by Interaction Between VAM Fungi and Lignin Degradation Product of Lespedeza. Plant and Soil. 80:99-104. Schreiner.R.P. dan Koide.R.T. 1993.Stimulation of VesicularArbuscular Fungi by Mycotrophic and Non Mycotrophic Plant Root System. Appl. Environ Microbiol. 59:2750-2752. Selvaraj, T dan Chellappan, P. 2006. Arbuscular Mycorrhizae: A Diverse Personality. Journal Central Europian Agriculture.Vol.7.349358. Sofyan, A. Musa, Y. dan Feranita, H. 2005. Perbanyakan Fungi mikoriza arbuskular (FMA) Pada Berbagai Varietas Jagung (Zea mays L.) Dan Pemanfaatannya Pada Dua Varietas Tebu (Saccharum officinarum L.). J. Sains dan Teknologi. 5:12-20. Smith, S.E., dan Read, D.J. 2002. Mycorrhizal Symbiosis.Academic Press. London. Widiastuti, H , Guhardja, E, Soekarni, N, Darusman, L.K., Goenadi, D.H. Smith, S. 2002. Optimasi simbiosis cendawan mikoriza arbuskula Acaulospora tuberculata dan Gigaspora margarita pada bibit kelapa sawit di tanah masam. Menara Perkebunan. 70(2):50-57
34
