PENGGUNAAN RHIZOBIUM DAN MIKROB PELARUT FOSFAT (MPF) UNTUK MEMPERBAIKI PERTUMBUHAN BIBIT AKASIA (Acacia mangium dan Acacia crassicarpa)
Oleh Risty Heryati Arsyad A24103014
PROGRAM STUDI ILMU TANAH FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2007
PENGGUNAAN RHIZOBIUM DAN MIKROB PELARUT FOSFAT (MPF) UNTUK MEMPERBAIKI PERTUMBUHAN BIBIT AKASIA (Acacia mangium dan Acacia crassicarpa)
Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian pada Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor
Oleh Risty Heryati Arsyad A24103014
PROGRAM STUDI ILMU TANAH FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2007
Judul Skripsi
: PENGGUNAAN RHIZOBIUM DAN MIKROB PELARUT FOSFAT (MPF) UNTUK MEMPERBAIKI PERTUMBUHAN BIBIT AKASIA (Acacia Mangium dan Acacia crassicarpa) Nama Mahasiswa : Risty Heryati Arsyad Nomor Pokok : A24103014
Menyetujui, Pembimbing I,
Pembimbing II,
Prof. Dr Ir Iswandi Anas, M.Sc
Dr Rahayu Widyastuti, M.Sc
NIP. 130 607 613
NIP. 131 879 328
Mengetahui, Dekan Fakultas Pertanian
Prof. Dr Ir Didy Sopandie, M.Agr NIP. 131 124 019
Tanggal Lulus :
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Sukabumi pada tanggal 4 Juni 1985, dari pasangan Heri Mochamad Arsyad dan Yeti Slamet Sentosa, sebagai anak kedua dari lima bersaudara : Ricky Haryagraha Arsyad, Rifsy Hernayati Arsyad, Muhammad Yeris Arsyad dan Tsaqila Islami Arsyad. Riwayat pendidikan penulis dimulai saat masuk TK Aisyiah 2 Sukabumi pada tahun 1990. Pada tahun 1997, penulis menyelesaikan pendidikan di SDN Ir. H. Juanda Sukabumi. Setelah itu menyelesaikan pendidikan SLTPN 2 Sukabumi pada tahun 2000. Pada tahun 2003, penulis menyelesaikan pendidikan di SMUN 3 Sukabumi. Penulis diterima di Institut Pertanian Bogor pada tahun 2003 di Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian melalui jalur USMI. Selama
mengikuti
kuliah,
penulis
aktif
di
berbagai
lembaga
kemahasiswaan, seperti Bahan Eksekutif Mahasiswa (BEM) Fakultas Pertanian (periode 2004-2005) sebagai staf Departemen Advokasi dan Kesejahteraan Mahasiswa, Himpunan Mahasiswa Ilmu Tanah (HMIT) sebagai Ketua Biro Kemahasiswaan Departemen Pengembangan Sumberdaya Mahasiswa (periode 2005-2006). Penulis juga mendapat kesempatan menjadi asisten Geomorfologi dan Analisis Lansekap (periode 2005-2006 dan 2006-2007), Biologi Tanah (periode 2005-2006) dan Bioteknologi Tanah (periode 2005-2006).
SUMMARY
RISTY HERYATI ARSYAD. Improving Acacia seedling (Acacia mangium and Acacia crassicarpa) Quality Through Inoculation with Local Rhizobium and Phosphate Solubilizing Microbe (PSM) Under supervision of ISWANDI ANAS and RAHAYU WIDYASTUTI The increasing of paper raw material requirement is caused by the development of raw material. Therefore, it is needed a method to produce a high quality and quantity of paper. Acacia is one of paper raw material. To increase the growth of acacia seed, an effective usage of Rhizobium and Phosphate Solubilizing Microbe (PSM) seedling inoculant is one of strategies to produce good acacia seeds. The Rhizobium and Phosphate Solubilizing Microbe seedling inoculant can reduce anorganic fertilizer usage and increase the growth of acacia seed. The aims of this research were to select Rhizobium which has an ability to fix atmosphere N2 air and local Phosphate Solubilizing Microbe in dissolving phosphate, also to test the ability of those isolates in increasing the growth of acacia seedling. This research was conducted in the Soil Biotechnology Laboratory, Department of Soil and Land Resource Science, Faculty of Agriculture, Bogor Agricultural University and RAPP greenhouse (Pelalawan and Pangkalan Kerinci R&D Nursary) in Riau. Plant media is cocopit. The experiment consisted of 15 Rhizobium treatments isolated from peat soil, which was planted with A. crassicarpa, and mineral soil, which was planted with A. mangium; 16 Phosphate Solubilizing Microbe treatments taken from peat and mineral soil with 5 replications. The research resulted 2 Rhizobium isolates from 15 tested isolates, which could increase the growth of A. crassicarpa effectively, those were Rh Ac 5 and P05-R1S, and 2 Phosphate Solubilizing Microbe from 16 tested isolates, those were BPF 4 and FPF 5. While on A. mangium, there were 2 isolated out of 15 Rhizobium isolates which could increase the A. mangium growth effectively, those were M32-M33-R2N and M45-R2N; also 3 isolates out of 16 Phosphate Solubilizing Microbe, those were M32-BP3, FRK2, and M33-FP2. The characteristic of effectiveness could be seen from the plant height, the amount of leaves, the dry root wight, the dry plant weight, the diameter of bar and the root compactness; so that the usage of Rhizobium inokulan, Rh Ac 5 and P05-R1S equal to the usage of 0.1 kg/l Monopotassiumphosphate fertilizer and better than control. Meanwhile the usage of MPF, BPF 4 and FPF5 equal to the usage of 0.5/l kg of Osmocote fertilizer and better than control.
RINGKASAN
RISTY HERYATI ARSYAD. Penggunaan Rhizobium dan Mikrob Pelarut Fosfat (MPF) Untuk Memperbaiki Pertumbuhan Bibit Akasia (Acacia mangium dan Acacia crassicarpa) Dibawah Bimbingan ISWANDI ANAS dan RAHAYU WIDYASTUTI Meningkatnya kebutuhan bahan baku kertas akibat perkembangan industri kertas yang berkembang pesat menyebabkan perlu adanya suatu cara untuk menghasilkan bahan baku kertas yang baik secara kualitas maupun kuantitas. Akasia merupakan salah satu bahan baku pembuatan kertas. Untuk meningkatkan pertumbuhan bibit akasia, maka penggunaan inokulan Rhizobium dan Mikrob Pelarut Fosfat (MPF) yang efektif merupakan salah satu strategi untuk menghasilkan bibit akasia yang baik. Penggunaan inokulan Rhizobium dan MPF tersebut dapat mengurangi penggunaan pupuk anorganik dan meningkatkan pertumbuhan bibit akasia. Penelitian ini bertujuan untuk menyeleksi Rhizobium yang memiliki kemampuan menambat N2 udara dan Mikrob Pelarut Fosfat lokal dalam melarutkan fosfat, serta menguji kemampuan isolat tersebut dalam meningkatkan pertumbuhan semai akasia. Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Bioteknologi Tanah, Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor dan rumah kaca RAPP (Pelalawan dan Pangkalan Kerinci R&D Nursary), Riau. Media tanam yang digunakan adalah cocopit. Perlakuan percobaan terdiri dari 15 perlakuan Rhizobium dari tanah gambut dengan A. crassicarpa dan tanah mineral dengan A. mangium dan 16 perlakuan mikrob pelarut fosfat dari tanah gambut dan tanah mineral dengan 5 ulangan Dari hasil penelitian diperoleh 2 isolat Rhizobium dari 15 isolat yang diuji, yang efektif meningkatkan pertumbuhan A. crassicarpa yaitu Rh Ac 5 dan P05R1S serta 2 isolat Mikrob Pelarut Fosfat (MPF) dari 16 isolat yang diuji yaitu BPF 4 dan FPF 5. Sedangkan pada A. mangium, dari 15 isolat Rhizobium yang diuji diperoleh 2 isolat yang efektif meningkatkan pertumbuhan A. mangium yaitu M33-R2N dan M45-R2N serta 3 isolat MPF dari 16 isolat yang diuji yaitu M32BP3, FRK2 dan M33-FP2. Sifat keefektifannya tersebut dapat dilihat dari tinggi tanaman, jumlah daun, bobot kering akar, bobot kering tanaman, diameter batang dan kekompakan akar, sehingga penggunaan inokulan Rhizobium yaitu Rh Ac 5 dan P05-R1S setara dengan penggunaan pupuk Monopotassiumphosphate 0.1 kg/l dan lebih baik dibanding kontrol. Sedangkan penggunaan MPF yaitu BPF 4 dan FPF 5 setara dengan penggunaan pupuk Osmocote 0.5 kg/l dan lebih baik dibanding kontrol.
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Perkembangan industri kertas yang pesat menyebabkan kebutuhan bahan baku pembuatan kertas meningkat. Tetapi peningkatan kebutuhan bahan baku ini tidak diimbangi dengan peningkatan produktivitas tanaman hutan sebagai bahan utamanya. Dengan adanya penebangan hutan besar-besaran, pembakaran hutan dan konversi kawasan hutan menjadi lahan pertanian dan pemukiman mengakibatkan bahan baku pembuatan kertas semakin menipis. Oleh karena itu, perlu adanya suatu strategi untuk meningkatkan ketersediaan bahan baku tersebut baik secara kualitas maupun kuantitas. Akasia merupakan salah satu tanaman yang dapat dijadikan sebagai bahan utama pembuatan kertas. Jumlah akasia yang terbatas di alam membuat industri kertas harus berupaya agar akasia tetap tersedia saat akan digunakan dengan cara dibudidayakan.
Akasia
memiliki
keuntungan
sebagai
tanaman
yang
dibudidayakan sebagai bahan baku pembuatan kertas karena memiliki daya adaptasi yang luas dan toleransi yang tinggi terhadap kondisi lingkungan yang kurang menguntungkan. Akasia merupakan leguminosa yang tumbuh cepat (fast growing species), dan dapat bersimbiosis dengan Rhizobium dalam menambat N2 udara. Rhizobium merupakan mikrob penambat N2 yang hidup bersimbiosis pada tanaman inang dari famili Leguminoceae dengan membentuk bintil pada akarnya. Bintil akar ini merupakan organ simbiosis yang aktif dalam melakukan fiksasi N2 dari udara. Untuk menunjang simbiosis yang efektif antara Rhizobium dan tanaman akasia, maka dapat dilakukan dengan menginokulasikan Rhizobium pada pembibitan akasia. Penggunaan Rhizobium pada saat ini dalam pembibitan akasia belum dilakukan secara efektif karena masih memakai cara konvensional yaitu bintil akar yang mengandung mikrob penambat N dikumpulkan dari akar tanaman lalu disuspensikan dan disebarkan ke tanaman. Kelemahannya kualitas bintil akar tidak terjamin, sulit memperoleh jumlah inokulan yang diinginkan, tidak semua bintil adalah Rhizobium. Dengan
demikian perlu adanya suatu upaya untuk
1
mendapatkan isolat Rhizobia yang efektif dalam menambat N sehingga dapat diaplikasikan di lapangan dalam pembibitan akasia. Hal ini diharapkan dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman akasia dan mengurangi penggunaan pupuk anorganik. Pembentukan bintil akar dalam pertumbuhan bibit akasia yang baik juga memerlukan fosfor. Pada tanaman legum, unsur P diperlukan untuk merangsang penambatan N2 melalui peningkatan jumlah bintil pada perakaran sehingga dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman. Ketersediaan fosfor dalam tanah gambut dan tanah mineral masam masih rendah. Hal ini disebabkan pH tanah rendah dan ketersediaan Al dan Fe dalam tanah tinggi sehingga mengikat P. Kekahatan fosfor merupakan salah satu kendala utama dalam peningkatan produksi pertanian. Masalah penting dari pupuk P adalah efisiensinya yang rendah karena fiksasi P yang cukup tinggi oleh tanah. Pemberian pupuk fosfat dalam jumlah besar oleh pengaruh waktu dapat berubah menjadi fraksi yang sukar larut. Fosfat dalam tanah sukar larut, sehingga sebagian besar tidak tersedia bagi tanaman. Usaha meningkatkan efisiensi pemupukan P antara lain dilakukan melalui berbagai cara. Salah satu diantaranya dengan memanfaatkan Mikrob pelarut fosfat. (Subba Rao, 1994). Mikrob pelarut fosfat memiliki peranan penting dalam meningkatkan ketersediaan P di dalam tanah bagi tanaman. Dari beberapa hasil penelitian menunjukkan bahwa mikrob pelarut fosfat mampu meningkatkan ketersediaan P dalam tanah. Hal ini disebabkan mikrob pelarut fosfat dapat menghasilkan asamasam organik yang selanjutnya akan bereaksi dengan alumunium fosfat, besi fosfat dan kalsium fosfat, sehingga fosfat yang tadinya sukar larut menjadi mudah larut dan tersedia bagi tanaman (Walker, 1975). Berdasarkan hasil penelitian Laboratorium Bioteknologi Tanah, Institut Pertanian Bogor diperoleh inokulan mikrob pelarut fosfat yang mampu meningkatkan ketersediaan P bagi tanaman diantaranya BBP-1, CKP2-3, CKP3-3 dan GP3-2 mampu meningkatkan ketersediaan P bagi tanaman tetapi belum mampu meningkatkan bobot kering tanaman (Elfiati, 2004). Kendala pemupukan P yang kurang efektif dan penggunaan Rhizobium yang masih menggunakan cara konvensional mengakibatkan perlunya suatu upaya
2
untuk memperbaiki kondisi seperti itu. Hal itu dapat dilakukan dengan menginokulasikan Rhizobium yang mampu menambat N2 udara dan Mikrob Pelarut Fosfat yang memiliki kemampuan melarutkan P sukar larut pada pembibitan akasia dengan tujuan mendapatkan bibit akasia yang berkualitas sehingga dapat mengurangi pupuk anorganik 1.2 Tujuan 1. Mengisolasi Rhizobium dari tanah gambut dan tanah mineral serta bintil akar tanaman A. mangium dan A. crassicarpa. 2. Mengisolasi Mikrob Pelarut Fosfat dari tanah gambut dan tanah mineral. 3. Menyeleksi Rhizobium lokal yang memiliki kemampuan dalam menambat N2 udara dan Mikrob Pelarut Fosfat yang memiliki kemampuan melarutkan P-sukar larut. 4.
Menguji kemampuan isolat Rhizobium dan Mikrob Pelarut Fosfat dalam memperbaiki pertumbuhan bibit akasia (A. mangium dan A. crassicarpa).
1.3 Hipotesis 1. Rhizobium yang mempunyai kemampuan menambat N2 udara yang tinggi dapat diisolasi dari tanah dan bintil akar tanaman akasia. 2. Mikrob Pelarut Fosfat yang mempunyai kemampuan dalam melarutkan P sukar larut dapat diisolasi dari tanah mineral masam dan tanah gambut. 3. Pertumbuhan akasia yang diberi inokulan memberikan respon yang positif dibanding tanpa inokulan. 4. Kebutuhan pupuk anorganik dapat ditekan dengan penggunaan Rhizobium dan Mikrob Pelarut Fosfat.
3
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Acacia sp. 2.1.1
Acacia mangium Willd Acacia mangium Willd termasuk ke dalam famili Leguminoceae, sub-
famili Mimosoidae, mulai dikenal secara luas di Indonesia setelah jenis ini banyak digunakan dalam kegiatan reboisasi dan rehabilitasi lahan. Akasia digolongkan ke dalam pohon leguminosa yang cepat tumbuh (fast growing species). Acacia mangium Willd merupakan jenis leguminosa yang berdaur relatif pendek yaitu sekitar 8-10 tahun dengan riap 25 m3/ha/thn, sedangkan tinggi pohon sekitar 1530 m dengan dengan diameter lebih dari 20 cm pada umur 9 tahun (Retnowati, 1988). Acacia mangium adalah jenis asli Indonesia Bagian Timur, Papua New Guinea dan Australia (Negara Bagian Queesland). Penyebaran akasia dari papua pada 0050’LS sampai dengan Australia (Queesland) pada 19000’LS. Kondisi tegalan yang paling baik tumbuh di Australia pada elevasi <100 m dpl. (Nation Academy Science, 1983). Persyaratan tumbuh Acacia mangium relatif lebih mudah. Akasia mampu tumbuh pada lahan bekas tebangan, bekas perladangan liar, tanah yang jelek dan lahan yang ditumbuhi alang-alang. Akasia memiliki kemampuan adaptasi yang cukup tinggi dan mampu tumbuh pada tanah dengan pH 4.2 (tanah masam). Akasia akan tumbuh dengan sangat baik pada daerah dengan curah hujan yang tinggi yaitu 1500-4000 mm/thn dengan temperatur antara 13-340C (Retnowati, 1988). Keistimewaan lain A. mangium yaitu mudah beradaptasi dengan struktur tanah mana pun, bahkan jenis pohon ini bisa menyuburkan tanah. Akasia ini memiliki resistensi tinggi terhadap hama dan penyakit serta tingkat pertumbuhan tinggi. Dalam industri kertas, akasia ini memiliki serat lebih baik dibanding pohon tropis lainnya (Suita et al., 2002). Tetapi akasia memiliki masalah dalam pengembangannya yaitu, 1) Benih akasia rentan terhadap hama dan penyakit sehingga diharapkan tidak terjadi kawin kerabat karena akan menurunkan vigor dan pertumbuhan maka diperlukan tingkat
4
