JURNAL AGROTEKNOS Maret 2011 VOL.1.No.1. hal. 48-54 ISSN: 2087-7706
PENINGKATAN PERTUMBUHAN Pueraria javanica YANG DIINOKULASI FUNGI MIKORIZA ARBUSKULA DAN APLIKASI VERMIKOMPOS The Increase of Pueraria javanica Growth Inoculated By Arbuscular Mycorrhyza Fungi and Vermicompost Application ASRIANTI ARIF*) Jurusan Kehutanan, Fakultas Pertanian Universitas Haluoleo Kampus Bumi Tridharma Anduonohu Kendari
ABSTRACT The increase in plant productivity can be achieved by improving the quality of marginal lands (such as dried land, stone land, and mining lands). The efforts of land improvement include planting legume plant, application of organic fertilizer and introducing biological agent like Arbuscular Mycorrhiza Fungi (AMF). The combination of legume plant, AMF inoculation and vermicompost could be an effective method and need to be site tested. A pre-evaluation in finding the compatible AMF type to host and obtaining the best composition of vermicompost to Pueraria javanica growth has been conducted in a green house. This research was factorial experiment in CRD using two factors. The first factor was AMF inoculum type and the second factor was medium formulation. The growth factors measured were plant height, root dry weight, shoot dry weight, total dry weight and AMF propagule number. The research revealed that 20% AMF type of Glomus sp. combined with vermicompost composition treatment + 80% zeolit was the best treatment and capable of increasing root, shoot and total plant dry weights by 377%, 90%, and 704%, respectively, compared to the control. AMF inoculum type G. etunicatum (selected) and Glomus sp. (endogenous) gave different responses againts vermicompost addition in which type G. etunicatum was more tolerant than Glomus sp (endogenous). The best inoculum were Glomus sp, G.etunicatum and 30 % AMF type Glomus sp combined with vermicompost composition + 70% zeolit treatment, which produced propagule amount 10120 x 104, 308 x 10, 77 x 104 per 100 g zeolit, respectively Key words : Pueraria javanica, Arbuscular Mycoriza fungi, vermikompost
8
PENDAHULUAN
Pueraria javanica merupakan salah satu jenis tanaman leguminosea yang potensial dan memiliki banyak manfaat. Tanaman ini selain dimanfaatkan sebagai pakan ternak, juga sering dimanfaatkan sebagai tanaman penutup (cover crop) pada lahan-lahan marginal yang dikhususkan untuk areal pertanian, lahan-lahan tandus dan berbatu, lahan tambang dan lahan yang memiliki kemiringan yang terjal sebagai tanaman proteksi dalam meminimalisir dampak erosi. Teknologi pemanfaatan tanaman legume juga dapat memberikan manfaat lain yaitu seresah Alamat korespondensi: Telp. (0401) 391929, Fax. (0401) 390496 *)
dan sisa-sisa tanaman legum yang terdekomposisi diharapkan dapat mensuplai kebutuhan unsur hara dan asosiasinya dengan bakteri Rhizobium dapat memberikan sumbangan hara nitrogen bagi tanaman. Tipe pertumbuhan dari jenis ini adalah merambat, dan memiliki pertumbuhan yang relatif cepat dengan membentuk populasi padat menutupi area yang ditempati. Jenis ini juga sering dipakai sebagai salah satu inang fungi mikoriza arbuskula (FMA) dan sering dipakai dalam perbanyakan FMA. Tanaman legum diintroduksikan dalam upaya perbaikan lahan-lahan marginal (lahan kering, berbatu, dan bekas tambang). Upaya perbaikan lahan antara lain dengan penanaman tanaman legum sebagai salah satu jenis tanaman yang dapat berasosiasi dengan bakteri pemfiksasi
Vol. 1 No.1, 2011
Pertumbuhan Pueraria Javanica yang Diinokulasi Fungi Mikoriza
nitrogen. Selain itu pemberian bahan organik yang bertujuan memperbaiki sifat fisik, kimia dan biologi tanah serta introduksi agen-agen hayati seperti fungi mikoriza arbuskula (FMA) yang berperan dalam membantu penyerapan hara dan air bagi tanaman. Sehingga kombinasi antara penanaman tanaman legum sebagai tanaman penutup tanah (cover crop) dan inokulasi FMA serta pemberian vermikompos dinilai efektif. Salah satu agen hayati yang diintroduksikan dalam upaya meningkatkan pertumbuhan dan perkembangan tanaman adalah FMA. FMA merupakan salah satu agen hayati yang berasosiasi dengan akar tumbuhan hidup dan berperan dalam transfer hara (Brundrett, 2004). Peran FMA adalah membantu penyerapan unsur hara terutama hara P dan hara lain seperti Zn, Cu, Ni, NH4+ dan NO3-, membantu penyediaan hara dari yang tidak tersedia menjadi tersedia bagi tanaman, membantu tanaman untuk dapat bertahan pada kondisi kekeringan karena adanya hifa-hifa cendawan yang mampu menembus pori-pori tanah dan memperluas daerah penyerapan air, dan sebagai proteksi dari serangan patogen akar (Brundrett et al., 1994; Smith dan Read, 1997). Penambahan vermikompos sebagai pupuk organic dapat meningkatkan pertumbuhan awal tanaman sebelum bersimbiosis dengan FMA dan lebih meningkatkan pertumbuhan setelah akar tanaman bersimbiosis dengan FMA. Vermikompos merupakan pupuk berkualitas tinggi sebab mengandung berbagai unsur hara seperti nitrogen, fosfor, kalium dan unsur-unsur mikro seperti sulfur, boron, dan zinc, juga mengandung berbagai hormon tumbuh bagi tanaman seperti auxin, sitokinin, giberellin (Nuryati, 2004), menyediakan energi untuk aktivitas mikroorganisme, meningkatkan porositas tanah, meningkatkan infiltrasi, kemampuan mengikat air, dan menurunkan pengaruh logam-logam berat (Samosir, 1994). Oleh sebab itu kombinasi antara tanaman legum termasuk seresahnya, inokulasi FMA dan aplikasi vermikompos merupakan metode kombinasi yang efektif dan perlu ada uji lapang. Namun sebelumnya evaluasi pendahuluan dalam mencari jenis FMA yang kompatibel dengan inangnya dan mendapatkan komposisi media vermikompos yang terbaik terhadap pertumbuhan tanaman Pueraria javanica perlu dilakukan dalam skala
49
rumah kaca. Sehingga tujuan dari penelitian adalah untuk menguji pengaruh jenis FMA dan komposisi media vermikompos dalam meningkatkan pertumbuhan P. javanica.
BAHAN DAN METODE Waktu dan Tempat. Penelitian ini dilaksanakan di rumah kaca Laboratorium Ekologi Hutan dan Laboratorium Silvikultur Fakultas Kehutanan IPB yang dilaksanakan selama 4 (enam) bulan. Bahan dan Alat. Bahan yang digunakan adalah benih P. javanica, inokulum FMA jenis Glomus etunicatum terseleksi (eksotik) dengan kode NPI 126 (diperbanyak dari inokulum mycofer) di Laboratorium Silvikultur, inokulum FMA jenis Glomus sp. (endogenous) yang diisolasi dari bawah tegakan jati muna (koleksi laboratorium Agronomi Fakultas Pertanian UNHALU Kendari), vermikompos, zeolit, bahan-bahan staining, larutan PVLG dan melzer, hyponex merah. Alat-alat yang digunakan adalah saringan spora (63µm, 125µm, 250µm, dan 500µm), pinset spora, sentrifuse, timbangan analitik, mikroskop binokuler Nikon YS100, mikroskop stereo binokuler Carton NSWT, Mikroskop Monookuler FCL 15 EX-N, kaca obyek dan gelas penutup. Metode Pelaksanaan. Penanaman Tanaman Pueraria javanica 1. Persiapan media tanam zeolit dengan vermikompos sesuai perlakuan formulasi dan dimasukkan pada gelas plastik sebagai media kultur pot. 2. Mengecambahkan benih P. javanica selama ± satu minggu atau sampai muncul 2 helai daun lalu dipindahkan pada media tanam kultur pot yang sudah disiapkan tadi. 3. Pemeliharaan dan penyiraman, khusus perlakuan tanaman inang dengan inokulasi FMA tanpa vermikompos pemberian larutan hara hyponex merah (25-5-20) dilakukan seminggu sekali dengan konsentrasi 1 g/l air dan diberikan sebanyak 5 ml. Kultur pot disusun sesuai layout penelitian kemudian dipelihara selama tiga bulan di rumah kaca. Rancangan Penelitian. Penelitian ini merupakan percobaan faktorial dengan Rancangan Acak Lengkap (RAL) menggunakan 2 faktor. Faktor pertama yaitu jenis inokulum
50
ARIF
J. AGROTEKNOS
FMA yang terdiri dari tiga taraf : 1) Kontrol (Mo), 2) FMA jenis G. etunicatum (Mb) dan 3) FMA jenis Glomus sp. (endogenous) (Mk). Faktor kedua adalah komposisi media vermikompos (v/v) terdiri dari V0 (100% zeolit), V1 (90% zeolit dicampur 10% vermikompos), V2 (80% zeolit dicampur 20% vermikompos), V3 (70% zeolit dicampur 30% vermikompos), dan V4 (60% zeolit dicampur 40% vermikompos). Pengamatan Peubah Pertumbuhan. Peubah pertumbuhan yang diamati dan diukur adalah tinggi yang diukur dari pangkal batang (pada satu titik yang tetap dekat permukaan tanah) sampai titik tumbuh tertinggi pada jalur batang dengan menggunakan mistar yang diukur pada 4, 8, 12 minggu setelah tanam (MST), menghitung bobot kering akar, bobot kering pucuk, bobot kering tanaman yang dilakukan pada umur 12 MST (akhir pengamatan), dan penentuan jumlah propagul FMA ditentukan berdasarkan metode MPN (The most probable number) (Porter 1979). Cara perhitungan jumlah propagul yaitu dengan memilih tiga seri pengenceran yang menghasilkan kolonisasi akar, dimana P1 infeksi tertinggi, P2 dan P3 adalah yang jumlah
infeksinya berturut-turut di bawah P1. Kemudian menentukan angka pada tabel MPN berdasarkan nilai P1, P2 dan P3 dan kombinasi dari angka dikali dengan faktor pengenceran P2. Selang kepercayaan 95 % dapat dihitung berdasarkan rumus:
log a,b log MPN 0.362 Analisis Data. Data hasil pengamatan dari masing-masing peubah dilakukan analisis sidik ragam. Jika hasil analisis sidik ragam menunjukkan F hitung > dari F tabel maka dilanjutkan dengan uji Duncan pada taraf kepercayaan 95% untuk membandingkan antar perlakuan (Mattjik dan Sumertajaya 2002). Pengolahan data dilakukan dengan menggunakan program komputer SAS V6.12 (Statistical Analysis Sistem).
HASIL Hasil analisis ragam pengaruh mandiri perlakuan jenis FMA, komposisi media vermikompos dan interaksi antara FMA dan komposisi media vermikompos terhadap peubah pertumbuhan tanaman inang P. javanica dapat dilihat pada tabel 1.
Tabel 1. Rekapitulasi F hitung terhadap peubah pertumbuhan pada tanaman P. javanica Interaksi Vermikompos*FMA Tinggi tanaman umur 4 MST 0.908tn 340.832*** 15.278*** Tinggi tanaman umur 8 MST 6.438*** 73.408*** 5.293*** Tinggi tanaman umur 12 MST 4.069** 12.369*** 2.087tn Bobot kering akar 11.454*** 37.5871*** 7.147*** Bobot kering pucuk 91.998*** 158.116*** 3.712** Bobot kering total 78.466*** 159.092*** 5.426*** Keterangan: ***) berpengaruh sangat nyata pada P≤0.001, **) berpengaruh nyata pada P≤0.01, *) berpengaruh nyata pada P≤0.05, tn) berpengaruh tidak nyata pada P>0.05 Peubah
FMA
Pada Tabel 1 menunjukkan bahwa interaksi antara perlakuan jenis FMA dan komposisi media vermikompos memberikan pengaruh nyata terhadap tinggi tanaman umur 4 dan 8 MST, bobot kering akar, bobot pucuk, dan bobot kering total tanaman P. javanica. Pengaruh FMA secara mandiri terlihat pada semua peubah pengamatan kecuali pada tinggi tanaman umur 4 MST, demikian juga dengan komposisi media
Vermikompos
vermikompos secara mandiri berpengaruh sangat nyata pada semua peubah pengamatan. Hasil uji lanjut pengaruh jenis FMA dan komposisi media vermikompos terhadap tinggi tanaman umur 4 dan 8 MST dapat dilihat pada Tabel 2. Hasil uji lanjut pengaruh jenis FMA dan komposisi media vermikompos terhadap peubah bobot kering akar, pucuk dan total tanaman dapat dilihat pada Tabel 3.
Vol. 1 No.1, 2011
Pertumbuhan Pueraria Javanica yang Diinokulasi Fungi Mikoriza
51
Tabel 2. Pengaruh Kombinasi antara Perlakuan jenis FMA dan Komposisi Media Vermikompos terhadap Tinggi Tanaman P. javanica umur 4 dan 8 MST Perlakuan FMA dan Komposisi media 4 MST Peningkatan (%) 8 MST Peningkatan (%) vermikompos M0V0 4,5 e 0 33,43 c 0 M0V1 21,66 d 88,35 b 381.333 164,284 M0V2 27,83 d 518.444 94 b 181,185 M0V3 49,95 c 1010 93,58 b 179,928 M0V4 48,22 c 971,556 84 b 151,271 MBV0 96,12 a 2036 122,83 a 267,425 MBV1 88,80 a 1873.333 126,57 a 278,612 MBV2 93,68 a 1981,778 125,98 a 276,847 MBV3 90,22 a 1904,889 121,13 a 262,339 MBV4 87,63 a 1847,333 120,67 a 260,963 MKV0 97,62 a 2069,333 117,45 a 251,331 MKV1 89,42 a 1887,111 134,58 a 302,572 MKV2 86,72 a 1827,111 114 a 241,011 MKV3 74,48 b 1555,111 114,8 a 243,404 MKV4 69,47 b 1443,778 129,13 a 286,269 Keterangan: Rerata sekolom diikuti huruf yang berbeda menunjukkan perbedaan yang nyata pada taraf kepercayaan 95 % berdasarkan uji Duncan Tabel 3. Pengaruh kombinasi jenis FMA dan komposisi media vermikompos terhadap bobot kering akar, pucuk dan total tanaman P. javanica umur 12 MST Perlakuan FMA dan B.krg Peningkatan B.krg Peningkatan B.krg Peningkatan Komposisi media Akar (%) pucuk (%) Total (%) vermikompos M0V0 0.83 e 0 1.50 g 0 2.33 f 0 M0V1 2.47 bc 179 7.31 f 51 9.78 e 384 M0V2 2.86 b 132 9.69d e 34 12.55 d 266 M0V3 1.86 d 253 10.19 d 32 12.05 d 287 M0V4 1.99 cd 237 10.06 d 32 12.05 d 287 MBV0 2.74 b 147 9.20d e 38 11.93 d 292 MBV1 2.64 b 159 11.77 c 20 14.41 c 186 MBV2 2.46 bc 181 14.32 a 3 16.77 b 84 MBV3 2.53 bc 172 14.38 a 3 16.91 b 79 MBV4 2.39bcd 189 13.89ab 6 16.28 b 106 MKV0 2.98 b 118 8.36 ef 43 11.33de 318 MKV1 2.96 b 120 12.65bc 14 15.61bc 134 MKV2 3.96 a 377 14.78 a 90 18.74 a 704 MKV3 2.52 bc 173 14.43 a 2 16.95 b 76 MKV4 2.74 b 147 12.67bc 14 15.41bc 142 Keterangan: Rerata sekolom diikuti huruf yang berbeda menunjukkan perbedaan yang nyata pada taraf kepercayaan 95 % berdasarkan uji Duncan
Pengaruh jenis FMA dan komposisi media vermikompos secara mandiri terhadap peubah tinggi tanaman pada umur 12 MST dapat dilihat pada grafik Gambar 1 yan menunjukkan bahwa pengaruh mandiri perlakuan FMA pada kedua jenis FMA berbeda tidak nyata namun keduanya berbeda nyata dengan kontrol pada tinggi tanaman umur 12 MST. Begitu pula dengan perlakuan komposisi media, penambahan vermikompos memberikan pengaruh yang relatif sama dan semua perlakuan vermikompos berbeda tidak nyata namun
berbeda nyata dengan kontrol. Pada dasarnya dalam inokulum tidak hanya mengandung spora akan tetapi juga beberapa jenis propagul infektif lainnya seperti vesikel (khusus Glomus), dan hifa dari FMA yang memiliki kemampuan untuk mengkolonisasi akar. Pengujian potensi inokulum dilakukan dengan menggunakan test MPN (The Most Probable Number), test ini untuk menentukan jumlah propagul infektif dengan beberapa tingkat pengenceran yang berbeda.
52
ARIF
J. AGROTEKNOS
Hasil pengujian potensi formulasi inokulum FMA pada perlakuan pemberian vermikompos menghasilkan jumlah propagul tertinggi adalah jenis G. etunicatum dengan vermikompos
Gambar 1.
30% dan terendah dihasilkan oleh Glomus sp. dengan vermikompos 30% yaitu 0,12 x 104 propagul (Tabel 1).
Pengaruh Perlakuan FMA dan Perlakuan Komposisi Media Vermikompos terhadap Tinggi Tanaman Umur 12 MST di Rumah Kaca
Gambar 2. Kolonisasi Hifa dan Vesikel pada Akar Tanaman P. javanica Umur Tanaman 12 MST
Vol. 1 No.1, 2011 Tabel 4
Pertumbuhan Pueraria Javanica yang Diinokulasi Fungi Mikoriza
53
Potensi Inokulum Fungi Mikoriza Arbuskula per 100 g Media Zeolit Perlakuan
Jumlah propagul infektif (KA 10%) Jumlah/100 g zeolit 104
G. etunicatum 308 x G. etunicatum + vermikompos 30% 7,7 x 104 G. etunicatum + vermikompos 40% 5,4 x 104 Glomus sp. 10120 x 104 Glomus sp. + vermikompos 30% 0,12 x 104 Glomus sp + vermikompos 40% 0,19 x 104 *) Keterangan : Kisaran jumlah propagul pada selang kepercayaan 95 %
PEMBAHASAN Secara umum hasil penelitian menunjukkan bahwa interaksi antara perlakuan jenis FMA dan perlakuan komposisi media vermikompos memberikan pengaruh yang nyata terhadap peubah pertumbuhan yang diamati. Tabel 2 menunjukkan bahwa pada umur 4 MST perlakuan inokulasi FMA jenis Glomus sp. (MkV0) memberikan pertumbuhan terbaik pada tanaman P. javanica dengan peningkatan sebesar 2069,333% dibanding kontrol. Kontrol adalah perlakuan dasar yang sering digunakan dalam kultur FMA dan digunakan sebagai pembanding. Kontrol yaitu tanaman yang pemupukannya menggunakan hara hyponex merah sebanyak 2 gr per liter air dan diberikan ke tanaman sebanyak 5 ml per pot tanaman. Peningkatan pertumbuhan pada perlakuan MkV0 menunjukkan bahwa kebutuhan hara tanaman pada pertumbuhan awal masih tercukupi dengan pemberian hara hyponex merah. Walaupun MkV0 memberikan persentase peningkatan pertumbuhan yang lebih tinggi, namun dari uji statistik secara umum terlihat berbeda tidak nyata dengan perlakuan FMA+vermiompos lainnya. Pada umur 8 MST, perlakuan FMA jenis Glomus sp. dengan komposisi media vermikompos sebesar 10 % + 90% Zeolit (V1 v/v) memberikan peningkatan pertumbuhan tertinggi yaitu sebesar 302,572 % dibanding kontrol. Perlakuan FMA jenis Glomus sp.+ Vermikompos 10% memberikan persentase peningkatan tertinggi yang berbeda tidak nyata dengan perlakuan lain namun berbeda nyata dengan kontrol dan perlakuan tanpa inokulasi FMA. Perlakuan inokulasi jenis FMA telah mampu memberikan pertumbuhan tanaman yang sangat besar. Hal ini membuktikan bahwa inokulasi FMA mampu
Kisaran jumlah propagul *) 145 – 652 x 104 3,6 – 16,3 x 104 0,50 – 2,50 x 104 4770 – 21440 x 104 0,41 – 0,57 x 104 0,88 – 3,96 x 104
memberikan pengaruh yang baik terhadap pertumbuhan tanaman. Ini diduga bahwa pada awal pertumbuhan sesudah terjadi infeksi dan kolonisasi pada 2 minggu pertama, FMA telah mampu merangsang pertumbuhan dengan lebih baik dibanding tanaman tanpa inokulasi FMA. Ini mengindikasikan bahwa ada suatu mekanisme FMA mengeluarkan suatu hormon tumbuh sehingga dari start awal pertumbuhan lebih terpacu pertumbuhannya dibanding kontrol. Hal ini diduga berkaitan dengan kemampuan dari FMA dalam menghasilkan hormon tumbuh seperti auksin, sitokinin dan giberelin (Marschner 1992) yang mampu memacu pertumbuhan tanaman. Selaras dengan penelitian Alimuddin (2006) yang melaporkan bahwa inokulasi FMA 1 dan 2 MST tanpa IBA mampu menghasilkan akar sekunder yang banyak dan panjang, baik menurut panjang unit akar maupun panjang akar secara total pada stek jati. Fenomena ini mengindikasikan bahwa peran FMA sama dengan peran IBA dalam menginisiasi akar. Lebih jelas pengaruh ini apabila dibandingkan dengan pengaruh perlakuan IBA yaitu tidak signifikan perbedaannya. Selain itu peningkatan pertumbuhan juga berkaitan dengan dengan peran dari FMA sendiri yaitu membantu penyerapan hara, dimana hifanya menyebar dalam media atau tanah dan membantu penyerapan air, fosfor dan hara lainnya (Alexopoulus et al. 1996). FMA yang menginfeksi sistem perakaran tanaman inang akan memproduksi hifa secara intensif sehingga tanaman bermikoriza akan mampu meningkatkan kapasitasnya dalam menyerap unsur hara dan air (Brundrett et al. 1994). Hara vermikompos masih cukup tersedia dalam mendukung pertumbuhan tanaman. Penambahan vermikompos relatif tidak memberikan pengaruh yang terlihat dari perlakuan V1 berbeda tidak nyata dengan perlakuan komposisi media vermikompos
