PERBANDINGAN PENGGUNAAN ISOLAT BAKTERI Azospirillum sp PADA TANAH LATOSOL TERHADAP PRODUKSI DAN SERAPAN NITROGEN RUMPUT
SKRIPSI VIARY AQSHA UTAMI
DEPARTEMEN ILMU NUTRISI DAN TEKNOLOGI PAKAN FAKULTAS PETERNAKAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2012
RINGKASAN VIARY AQSHA UTAMI. D24080355. 2012. Perbandingan Penggunaan Isolat Bakteri Azospirillum sp pada Tanah Latosol terhadap Produksi dan Serapan Nitrogen Rumput. Skripsi. Ilmu Nutrisi dan Teknologi Pakan. Fakultas Peternakan. Pembimbing Utama : Dr. Ir. Panca Dewi M.H.K., M. Si Pembimbing Anggota : Dr. Ir. Ahmad Darobin Lubis, M.Sc Nitrogen merupakan salah satu unsur hara esensial bagi tanaman. Kekurangan nitrogen pada tanaman dapat menyebabkan pertumbuhan tanaman tertekan dan daun-daun menjadi kering. Salah satu faktor yang mempengaruhi kandungan nitrogen dalam tanah yaitu pH tanah. Tanah latosol merupakan jenis tanah yang memiliki pH rendah sehingga bersifat masam. Pada kondisi tanah seperti ini, diperlukan penambahan nitrogen dari luar. Penambahan nitrogen dapat dilakukan dengan menambahkan mikroba kedalam tanah. Mikroba yang digunakan yaitu Azospirillum. Terdapat lima isolat yang akan diuji pada penelitian ini. Isolat Azospirillum yang digunakan diambil dari Sulawesi Tenggara. Tujuan dari penelitian ini yaitu membandingkan kualitas dari kelima isolat yang dilihat dari produksi dan serapan nitrogen rumput Paspalum notatum dan Brachiaria decumbens var. mulato. Perlakuan yang diberikan yaitu P1: Azospirillum isolat 82a(2)1, P2: Azospirillum isolat 82a(2)2, P3: Azospirillum isolat 82b(2)1, P4: Azospirillum isolat 82b(2)2, P5: Azospirillum isolat 82b(2)3 P6: Kontrol (tanpa Azospirillum). Hasil yang didapat yaitu perlakuan yang diberikan tidak berbeda nyata pada peubah pertambahan tinggi vertikal, pertambahan jumlah daun, berat kering akar dan berat kering tajuk. Pada penghitungan persentase peningkatan, isolat terbaik pada rumput Paspalum notatum yaitu isolat 82a(2)1 atau pada P1, sedangkan pada rumput Brachiaria decumbens var. mulato yaitu isolat 82b(2)2 atau P4. Pada peubah serapan nitrogen total rumput Brachiaria decumben var. mulato, P4 menunjukan hasil terbaik. Kata kunci : Azospirillum, Brachiaria decumbens, Nitrogen, Paspalum notatum.
ABSTRACT Comparison of The Use of Azospirillum sp in Latosol Soil Against Grass Production and Nitrogen Absorbtion Utami, V.A., P. D. M. H. Karti., A. D. Lubis Nitrogen is one of the essential nutrient for plant. Deficiency nitrogen in plant could make plant plant’s growth be under pressure. Latosol soil is a kind of soil which has a low pH. In this condition, it needs to add nitrogen from external. Adding some microbes could improve nitrogen in soil. This research used isolate Azospirillum inside the soil for fixation N 2 to NH 3 so nitrogen can absorbed by the plant. There are five isolates that will be test in the research. The sample of Isolate Azospirillums took from South East Sulawesi. The aim of the research is comparize five isolates Azospirillum qualities. The treatments in the research are P1: Azospirillum isolate 82a(2)1, P2 : Azospirillum isolate 82a(2)2, P3 : Azospirillum isolate 82b(2)1, P4 : Azospirillum isolate 82b(2)2, P5 : Azospirillum isolate 82b(2)3, P6 : Control (without Azospirillum). The result showed that it is not different between treatments and control. Howewer by the growth’s percentage, the best isolate in Paspalum notatum is P1 treatment or the isolate 82a(2) and in Brachiaria decumbens var. mulato is P4 treatment or the isolate 82b(2)2. Parameter nitrogen absorbtion in Brachiaria decumben var. mulato, P4 is the best treatment to increase nitrogen absorbtion. Keywords: Azospirillum, Brachiaria decumbens, nitrogen, Paspalum notatum.
PERBANDINGAN PENGGUNAAN ISOLAT BAKTERI Azospirillum sp PADA TANAH LATOSOL TERHADAP PRODUKSI DAN SERAPAN NITROGEN RUMPUT
VIARY AQSHA UTAMI D24080355
Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Peternakan pada Fakultas Peternakan Institut Pertanian Bogor
DEPARTEMEN ILMU NUTRISI DAN TEKNOLOGI PAKAN FAKULTAS PETERNAKAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2012
Judul
: Perbandingan Penggunaan Isolat Bakteri Azospirillum sp pada Tanah Latosol terhadap Produksi dan Serapan Nitrogen Rumput
Nama
: Viary Aqsha Utami
NIM
: D24080355
Menyetujui,
Pembimbing Utama,
(Dr. Ir. Panca Dewi M.H.K., M. Si) NIP : 19611025 198703 2 002
Pembimbing Anggota,
(Dr. Ir. Ahmad Darobin Lubis, M. Sc.) NIP :19670103 199303 1 001
Mengetahui, Ketua Departemen Ilmu Nutrisi dan Teknologi Pakan
(Dr. Ir. Idat G. Permana, M.Sc.Agr) NIP. 19670506 199103 1 001
Tanggal Ujian : 6 September 2012
Tanggal Lulus :
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan pada 26 Desember 1990 di Jakarta. Penulis adalah anak pertama dari tiga bersaudara dari pasangan Bapak Bagyo Setyo dan Ibu Neng Rivolia. Pendidikan pertama Penulis di Sekolah Dasar Yaspen Tugu Ibu Depok pada tahun 1996. Setelah lulus, Penulis melanjutkan pendidikan di Sekolah Menengah Pertama Negeri 3 Depok dari tahun 2002 sampai 2005 dan pada tahun 2008, Penulis menyelesaikan pendidikan di Sekolah Menengah Atas Negeri 2 Depok. Penulis diterima di IPB pada tahun 2008 melalui jalur Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN). Setelah melewati Tingkat Persiapan Berasama selama satu tahun, Penulis masuk di Departemen Ilmu Nutrisi dan Teknologi Pakan, Fakultas Peternakan pada tahun 2009. Penulis mengikuti Program Kreativitas Mahasiswa bidang penelitian yang berjudul Kajian Sari Buah Mahkota Dewa (Phaleria macrocarpa) pada Air Minum Ayam Pedaging untuk Menghasilkan Sumber Protein Hewani yang Sehat dan Penulis juga bantuan mendapat dana dari CDA IPB untuk menjalankan usaha penggemukan ayam broiler pada tahun 2010. Selama menjalankan pendidikan di IPB, Penulis menjadi anggota Badan Eksekutif Mahasiswa Peternakan (BEM-D). Tahun pertama di BEM-D Penulis berperan sebagai Anggota Biro Olahraga dan Seni dan pada tahun kedua (2009). Penulis juga mengikuti Ekstrakurikuler Teater Kandang,
Fakultas Peternakan.
Penulis sering menjadi panitia dalam acara-acara yang dilaksanakan oleh Badan Eksekutif Mahasiswa Fakultas Peternakan dan Kementrian Pendidikan Badan Eksekutif Mahasiswa-Keluarga Mahasiswa. Bogor, September 2012
Viary Aqsha D24080355
KATA PENGANTAR
Bismillaahirrahmaanirraahiim. Alhamdulillahirabbil’alamin. Segala puji dan syukur yang tiada habisnya penulis ucapkan kepada Allah SWT, Tuhan semesta alam karena atas segala rahmat, karunia dan nikmat-Nya, penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Perbandingan Penggunaan Isolat Bakteri Azospirillum sp pada Tanah Latosol terhadap Produksi dan Serapan Nitrogen Rumput”. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Peternakan pada Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor. Penulis berharap skripsi ini dapat memberi informasi mengenai bakteri Azospirillum dan semakin banyak berkembang di Indonesia untuk meningkatkan produksi rumput. Penulis berterimakasih kepada pihak-pihak yang telah membantu dan memotivasi penulis selama penulisan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa skripsi ini jauh dari kata sempurna. Maka dari itu penulis memohon maaf bila terdapat kesalahan pada penulisan skripsi ini. Penulis berharap skripsi ini dapat menjadi referensi tambahan untuk pengembangan ilmu pengetahuan terutama dalam bidang peternakan. Penulis juga berharap skripsi ini dapat bermanfaat untuk kemajuan pertanian dan peternakan khususnya di Indonesia.
Bogor, September 2012
Penulis
DAFTAR ISI Halaman RINGKASAN ...............................................................................................
i
ABSTRACT .................................................................................................
ii
LEMBAR PERNYATAAN .........................................................................
iii
LEMBAR PENGESAHAN .........................................................................
iv
RIWAYAT HIDUP .....................................................................................
v
KATA PENGANTAR .................................................................................
vi
DAFTAR ISI ................................................................................................
vii
DAFTAR TABEL ........................................................................................
ix
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................
x
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................
xi
PENDAHULUAN .......................................................................................
1
Latar Belakang ................................................................................. Tujuan ..............................................................................................
1 2
TINJAUAN PUSTAKA ..............................................................................
3
Azospirillum Sp ................................................................................ Paspalum notatum ............................................................................ Brachiaria decumbens ....................................................................... Nitrogen ........................................................................................... Serapan Nitrogen Tanaman ............................................................... Jumlah Nitrogen yang Ditambat/Tahun ............................................. Sifat dan Ciri Umum Tanah Latosol ................................................
3 4 5 6 7 7 8
MATERI DAN METODE ...........................................................................
9
Lokasi dan Waktu Penelitian ............................................................ Materi ............................................................................................... Alat dan Bahan ..................................................................... Metode ............................................................................................. Prosedur ............................................................................... Rancangan Percobaan dan Analisis Data .............................. Perlakuan ............................................................................. Peubah yang Diamati ...........................................................
9 9 9 9 9 10 11 11
HASIL DAN PEMBAHASAN ...................................................................
13
Pengaruh Pemberian Azospirillum terhadap Pertumbuhan, Produksi, dan Serapan Nitrogen Rumput Paspalum notatum .........................
13
Pengaruh Pemberian Azospirillum terhadap Pertumbuhan, Produksi, dan Serapan Nitrogen Rumput Brachiaria decumbens var. mulato ....
16
Pembahasan Umum ...........................................................................
18
KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................................
21
Kesimpulan ...................................................................................... Saran .................................................................................................
21 21
UCAPAN TERIMA KASIH .......................................................................
22
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................
23
LAMPIRAN .................................................................................................
26
DAFTAR TABEL Nomor 1. 2.
3. 4.
Halaman Pengaruh Azospirillum terhadap pertumbuhan, produksi dan serapan nitrogen rumput Paspalum notatum ...................................................
13
Matriks persentase peningkatan dan penurunan pertumbuhan, produksi dan serapan nitrogen rumput Paspalum notatum dibandingkan dengan kontrol ...........................................................
14
Pengaruh Azospirillum terhadap pertumbuhan, produksi dan serapan nitrogen rumput Brachiaria decumbens var. mulato ......................
16
Matriks persentase penurunan pertumbuhan, peningkatan produksi dan serapan nitrogen rumput Brachiaria decumbens var. mulato dibandingkan dengan kontrol ............................................................
17
DAFTAR GAMBAR Nomor
Halaman
1. Rumput Paspalum notatum .................................................................
5
2. Rumput Brachiaria decumbens var. mulato ........................................
5
3. Perakaran rumput Paspalum notatum...................................................
15
4. Perakaran rumput Brachiaria decumbens var. mulato.........................
18
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor
Halaman
1.
Medium NFb .....................................................................................
27
2.
Sidik Ragam Laju Pertumbuhan Tinggi Vertikal Paspalum notatum...............................................................................................
28
3.
Sidik Ragam Laju Pertambahan Jumlah Daun Paspalum notatum ...
28
4.
Sidik Ragam Berat Kering Tajuk Paspalum notatum........................
28
5.
Sidik Ragam Berat Kering Akar Paspalum notatum .........................
28
6.
Sidik Ragam Serapan Nitrogen Total Paspalum notatum .................
28
9.
Sidik Ragam Laju Pertumbuhan Tinggi Vertikal Brachiaria decumbens var. mulato. ......................................................................
29
10. Sidik Ragam Laju Pertambahan Jumlah Daun Brachiaria decumbens var. mulato .......................................................................
29
11. Sidik Ragam Berat Kering Tajuk Brachiaria decumbens var. mulato.................................................................................................
29
12. Sidik Ragam Berat Kering Akar Brachiaria decumbens var. mulato.................................................................................................
29
13. Sidik Ragam Serapan Nitrogen Total Brachiaria decumbens var. mulato.................................................................................................
29
PENDAHULUAN Latar Belakang Latosol adalah tanah yang paling banyak terdapat di wilayah tropika basah dan setengah basah pada ketinggian 0-2000 m dengan curah hujan tahunan dari 25010.000 mm (Sanchez, 1992). Latosol merupakan tanah yang mengalami proses pencucian dan pelapukan lanjut dengan ciri perbedaan horizon tidak jelas dan kandungan unsur hara rendah. Salah satu unsur hara yang kandungannya rendah dalam tanah latosol yaitu nitrogen. Nitrogen tersedia dalam jumlah banyak di atmosfer dalam bentuk gas, tetapi gas ini tidak dapat dimanfaatkan secara langsung oleh tanaman. Nitrogen merupakan penyusun dari senyawa-senyawa organik penting di dalam tanaman, seperti asamasam amino, protein dan asam nukleat dan merupakan bagian dari proses yang terlibat di dalam sintesis dan transfer energi. Nitrogen membantu pertumbuhan tanaman, meningkatkan produksi biji dan buah dan meningkatkan kualitas daun untuk pakan ternak (Munawar, 2011). Pemanfaatan gas nitrogen dapat dilakukan dengan bantuan mikroba pengikatnya yang mengubah gas nitrogen menjadi amonium (NH 4 +) yang dapat digunakan oleh tanaman, baik melalui mekanisme simbiotik maupun non simbiotik. Pengikatan nitrogen atmosfer tersebut dikenal sebagai diazotrofi atau penambat nitrogen secara biologis sehingga mikroba yang melakukan pengikatan nitrogen disebut sebagai diazotrof atau bakteri penambat nitrogen. Salah satu mikroba yang dapat menambat nitrogen secara non simbiotik yaitu bakteri Azospirillum sp. Nitrogen yang diikat tersebut akan diserap oleh tanaman dalam bentuk amonium dan nitrat dengan cara melepas ikatan rangkap tiga yang sangat kuat pada N 2 secara enzimatis. Mikroba ini bersifat sangat aerobik dengan adanya ammonia didalam medium dan tidak mampu menambat nitrogen dalam keadaan anaerob total (Yuwono, 2008). Penelitian tentang Azospirillum pertama kali dilakukan pada tahun 1970 oleh J. Dobereiner dan rekannya di Brazil (Bashan, 1993). Telah banyak dilakukan penelitian tentang Azospirillum dengan hasil Azospirillum meningkatkan produksi dan serapan nitrogen tanaman. Salah satunya yaitu penelitian yang dilakukan oleh Karti (2005) dengan hasil isolat Azospirillum meningkatkan produksi dan kadar 1
nitrogen tajuk serta serapan nitrogen total rumput Setaria splendida. Isolat- isolat bakteri pada penelitian ini belum diidentifikasi spesiesnya, beberapa spesies Azospirillum yang telah ditemukan yaitu Azospirillum brasilense, Azospirillum lipoferum, Azospirillum amazonense, Azospirillum halopraeferens dan Azospirillum irakense. Tujuan Penelitian ini bertujuan membandingkan lima isolat Azospirillum terhadap pertumbuhan, produksi, serapan nitrogen dan kandungan protein kasar rumput Paspalum notatum dan Brachiaria decumbens varietas mulato yang ditanam pada tanah latosol.
2
TINJAUAN PUSTAKA Azospirillum sp Bakteri penambat nitrogen dibagi menjadi dua yaitu bakteri yang membentuk bintil akar dan bakteri yang tidak membentuk bintil akar. Contoh dari bakteri yang membentuk bintil akar yaitu Rhizobiumi dan Bradyrhizobium, sedangkan bakteri yang tidak membentuk bintil contohnya yaitu Azotobacter dan Azospirillum. Azospirillum merupakan salah satu bakteri penambat nitrogen yang hidup bebas dan dapat berasosiasi dengan rumput (Rao, 1994). Penelitian mengenai Azospirillum pertama kali dilakukan pada tahun 1970 oleh J. Dobereiner dan rekannya di Brazil (Bashan, 1993). Beberapa spesies Azospirillum yang telah ditemukan yaitu Azospirillum brasilense, Azospirillum lipoferum, Azospirillum amazonense dan Azospirillum halopraeferens. Pada tahun 1989, Khammas dan rekan-rekannya menemukan Azospirillum irakense di rhizosfer (daerah sekitar perakaran) dan perakaran tanaman padi. Azospirillum termasuk bakteri penambat nitrogen nonsimbiotik yang hidup bebas didalam tanah, baik disekitar maupun dekat dengan perakaran. Eckert et al. (2001) melaporkan bahwa Azospirillum digunakan sebagai biofertilizer karena mampu menambat nitrogen (N 2 ) 40-80% dari total nitrogen dalam rotan dan 30% nitrogen dalam tanaman jagung. Nitrogen yang ditambat oleh Azospirillum akan diserap oleh tanaman dalam bentuk amonium dan nitrat (Rao, 1982). Azospirillum sp juga mampu menghasilkan zat pengatur tumbuh seperti IAA (Indol Acetic Acid), giberelin, auksin, serta senyawa yang menyerupai sitokinin (Venkateswarlu dan Rao, 1983). Azospirillum memiliki sifat mikroaerofilik sehingga dapat dipisahkan dalam medium setengah padat yang mengandung malat melalui prosedur pengayaan. Karakteristik dari Azospirillum yaitu berkembangnya pelikel tipis berwarna putih, padat dan beralun pada medium setengah padat yang mengandung malat (Rao, 1994). Hasil penelitian Charyulu dan Rajaratmamahon (1980) menunjukkan bahwa pemberian jerami padi sawah tanah Aluvial, Laterit dan Salin Sulfat Masam meningkatkan populasi Azospirillum sp. Aktivitas fiksasi N 2 pada tanah Salin Sulfat Masam (pH 3,2) lebih rendah dibanding tanah lainnya yang memiliki pH sampai 6,6. 3
Dari hasil ini dapat disimpulkan bahwa aktivitas fiksasi N 2 oleh Azospirillum sp dipengaruhi oleh pH (Hanafiah, 2007). Pemberian isolat Azospirillum sp dari padi menghasilkan berat kering tanaman lebih tinggi bila dibandingkan isolat dari tebu, demikian juga bila dibandingkan dengan isolat yang berasal dari tanaman jagung. Perbedaan berat kering diduga karena kecocokan isolat dengan tanaman inang (Rusmana dan Hadijaya, 1994). Faktor abiotik yang mempengaruhi ketahanan bakteri di dalam tanah adalah kelembaban tanah, suhu, pH, tekstur, kadar O 2 dan nutrisi (Davies dan Whitbread, 1989). Azospirillum mempunyai kisaran pH dan O 2 yang sempit untuk aktivitas nitrogenase (Tchan dan Zeman, 1995). Keuntungan dari tanaman yang mendapat tambahan Azospirillum yaitu: 1) Mendapat suplai amonium dalam jumlah yang cukup atau sesuai kebutuhan secara terus menerus, 2) suplai hormon tumbuh seperti auksin, IAA dan giberelin yang diproduksi pada kondisi tertentu. Auksin berfungsi memacu pembentukan akar dan rambut-rambut akar (Hadas dan Okon, 1987). Karti (2005) menyatakan pemberian isolasi bakteri Azospirillum sp pada tanah podzolik merah kuning untuk rumput Setaria splendida meningkatkan produksi, kadar nitrogen tajuk, kadar nitrogen akar serta serapan nitrogen total. Penambahan Azospirillum pada rumput Chloris gayana meningkatkan kadar nitrogen tajuk dan akar, tetapi tidak mempengaruhi produksi, pertumbuhan serta serapan nitrogen total. Okon dan Itzigsohn (1995) menyatakan penambahan Azospirillum dan Rhizobium pada jenis legum dapat meningkatkan jumlah bintil akar, perkembangan tanaman, berat kering dan fiksasi N 2 . Keadaan medium NFB (Nitrogen Free Bromthymolblue) dapat membuat kondisi medium mikroaerofil sehingga dalam lingkungan tersebut Azospirillum sp mampu menambat N 2. Pertumbuhan Azospirillum ditandai dengan terbentuknya pellicle dibawah permukaan medium (Okon et al., 1977). Paspalum notatum Rumput Paspalum notatum dapat tumbuh dari biji atau secara vegetatif. Rumput ini tumbuh pada daerah subtropis yang agak lembab sampai lembab dengan curah hujan tahunan 800-2000 mm. Rumput ini sangat kuat dan kompetitif. Produksi 4
rumput meningkat bila ditumbuhkan pada tanah yang subur. Di Amerika Serikat, rumput Paspalum notatum yang diberi pupuk N di padang rumput dapat memproduksi 400-600 kg/ha dalam berat segar pertahun (PROSEA, 1992).
Gambar 1. Rumput Paspalum notatum Sumber: Dokumentasi penelitian (2012)
Brachiaria decumbens Brachiaria decumbens termasuk rumput yang tahan terhadap tanah asam dan kandungan fosfor tanah yang rendah (Sanchez, 1993). Rumput ini sangat responsif terhadap pemupukan nitrogen (Damry et al., 2009). Rumput ini memiliki ciri bentuk yang bervariasi, perennial, sedikit tegak dan sering membentuk kumpulan daun yang lebat. Asal rumput ini yaitu dari Afrika Tropik dan terdapat di pinggir hutan di daerah yang lembab dengan curah hujan 762 mm per tahun atau lebih. Rumput Brachiaria decumbens akan membentuk kumpulan daun yang lebih terbuka bila direnggut oleh ternak. Produksi biji biasanya rendah, sehingga perbanyakan tanaman biasanya dengan bagian akar dan rhizoma (Reksohadiprodjo, 1985).
Gambar 2. Rumput Brachiaria decumbens var. mulato Sumber: Dokumentasi penelitian (2012)
5
Batang rumput ini dapat mencapai ketinggian 150 cm. Rumput ini toleran terhadap tanah yang kesuburannya rendah, tetapi memiliki respon positif terhadap pemupukan N, P dan K (PROSEA, 1992). Nitrogen Nitrogen merupakan unsur hara makro esensial yang menyusun sekitar 1,5% bobot tanaman dan sangat berfungsi dalam pembentukan protein. Unsur ini mudah berubah bentuk dan mudah hilang baik lewat volatilisasi (gas N 2 ) maupun lewat pelindian (NO 3 -). Pengelolaan nitrogen yang tidak baik dapat menyebabkan tanaman mengalami defisiensi nitrogen(Hanafiah, 2007). Bentuk nitrogen yang diserap dari tanah ada dua, yaitu: nitrat (NO 3 -) dan amonium (NH 4 +). Kadar nitrogen yang berlebihan juga tidak baik. Tumbuhan yang terlalu banyak mendapat nitrogen biasanya mempunyai daun berwarna hijau tua dan lebat, dengan system akar yang kerdil sehingga nisbah tajuk-akarnya tinggi (Salisbury dan Ross, 1992; Hardjowigeno, 2007). Fiksasi (pengikatan) nitrogen dapat terjadi melalui empat cara, yaitu: (1) secara fisik melalui pelepasan energi listrik pada saat terjadinya kilat, (2) secara kimia melalui proses ionisasi, yang keduanya terjadi pada saat atmosfer paling atas dan turun ke tanah lewat presipitasi (hujan), (3) secara biologis lewat simbiosis mutualistik pada tanaman legum dan beberapa tanaman non legum serta (4) melalui fiksasi nonsimbiotik oleh mikroba tanah (Hanafiah, 2007). Krishna (2002) menyatakan sumber nitrogen dalam tanah antara lain berasal dari fiksasi oleh mikroba, air irigasi, hujan, perombakan bahan organik dan pemupukan. Nitrogen termasuk unsur hara yang sangat mudah larut dan hilang melalui drainase dan pada situasi tertentu akan hilang menguap atau kembali menjadi bentuk gas N 2 . Jumin (2008) menyatakan pemupukan nitrogen dapat meningkatkan kandungan protein, meningkatkan pertumbuhan vegetatif terutama daun dan meningkatkan pertumbuhan tinggi tanaman. Kekurangan nitrogen menyebabkan pertumbuhan tanaman tertekan dan daun-daun menjadi kering. Pada keadaan kandungan nitrogen yang sangat rendah, daun akan menjadi coklat dan mati. Ciri kekurangan nitrogen pada jenis rumput-rumputan, yaitu: ujung-ujung daun tua akan
6
mengering seperti terbakar, lalu menjalar ke seluruh daun melalui ibu tulang dan melebar ke samping sehingga memberikan bentuk V (Leiwakabessy et al., 2003). Serapan Nitrogen Tanaman Menurut Sanchez (1992) kadar nitrogen tanaman dan produksi (berat kering tanaman) mempengaruhi serapan nitrogen. Lakitan (2000) mengatakan bahwa serapan hara tanaman dihitung berdasarkan total bobot tanaman per satuan bobot bahan kering tanaman. Bobot kering tanaman merupakan bobot bahan tanaman setelah seluruh air yang terkandung didalamnya dihilangkan. Tambahan nitrogen udara pada tanah berkisar antara 4 kg N/ha sampai 50 kg N/ha pada padang rumput, sedangkan di hutan hujan tropika berkisar antara 46 kg N/ha sampai 147 kg N/ha (Sanchez, 1992). Jumlah Nitrogen Yang Ditambat/Tahun Penyediaan nitrogen pada tanaman melalui fiksasi biologis memegang peranan penting dalam proses produksi tanaman di dunia (Leiwakabessy et al., 2003), akan tetapi kebanyakan penduduk menggunakan pupuk anorganik sebagai sumber nitrogen. Jumlah nitrogen yang ditambat oleh bakteri simbiotik maupun non simbiotik perlu diketahui untuk menghitung jumlah urea yang dihemat dalam setahun. Penerapan dalam penggunaan bakteri penambat nitrogen diharapkan dapat mengganti pupuk anorganik dengan pupuk hayati. Beberapa mikroba lain yang dapat menambat nitrogen, yaitu Rhizobium, Azolla/Anabaena dan cyanobacteria. Evaluasi selama 20 tahun terakhir yang dilakukan oleh Okon dan Labandera-Gonzalez (1994) pada beberapa tempat di dunia menunjukkan bahwa bakteri Azospirillum sp mampu meningkatkan hasil tanaman pertanian pada jenis tanah dan iklim yang berbeda. Informasi yang diperoleh yaitu bahwa inokulasi bakteri Azospirillum sp dapat menghemat penggunaan pupuk nitrogen buatan sekitar 15%–60%. Bakteri hidup bebas menambat 15 kgN/ha/tahun, cyanobacteria 7-80 kgN/ha/tahun, Azolla/Anabaena 45-450 kgN/ha/tahun dan Rhizobium 24-584 kgN/ha/tahun (Elkan, 1992). Jumlah urea yang dihemat pertahun oleh bakteri hidup bebas yaitu sebesar 102,48 kg urea/tahun, cyanobacteria sebesar 47,83-546,58 kg urea/tahun, Azolla/Anabaena sebesar 307,45-3074,53 kg urea/tahun dan yang terbesar oleh Rhizobium sebesar 163,97-3990,06 kg urea/tahun. 7
Penambatan nitrogen secara signifikan juga dapat dilakukan oleh tanaman bukan legum yang berasosiasi dengan jamur actinomycetes seperti Alnus, Ceanothus, Eleagnus, Casuarina dan lainnya dengan laju penambatan hingga 100 kgN/ha/tahun (Munawar, 2011). Sifat dan Ciri Umum Tanah Latosol Tanah mempunyai beberapa fungsi, diantaranya: sebagai tempat berdiri tegak dan bertumpunya tanaman, sebagai media tumbuh yang menyediakan hara dan tempat pertukaran hara antara tanaman dengan tanah, sebagai sumber air bagi tanaman (Jumin, 2008). Latosol merupakan tanah yang telah mengalami pelapukan lanjut dan biasanya berwarna merah atau kuning. Tanah ini berkembang dari berbagai batuan induk, terbentuk dibawah kondisi iklim dengan curah hujan dan suhu yang tinggi di daerah tropis dan semitropis dan biasanya mengandung besi oksida (Soepardi, 1983). Baskoro dan Tarigan (2007) menyatakan pH tanah latosol darmaga yaitu 4,8. Faktor pembatas pada tanah Latosol ialah status nutrisi yang rendah dan bahan organik rendah sehingga kesuburan kimianya rendah (Sutejo dan Kartasapoetra, 1990). Latosol meliputi tanah-tanah yang telah megalami pelapukan intensif dan perkembangan tanah lanjut, sehingga terjadi pelindian unsur basa, bahan organik dan silika dengan meninggalkan sesquioxid yang berwarna merah. Ciri morfologi yang umum adalah tekstur liat, struktur remah sampai gumpal lemah dan konsistensi gembur. Sifat-sifat dominan dari tanah latosol yaitu: kapasitas penukaran kation rendah, lempungnya kurang aktif, kadar mineral rendah, stabilitas agregat tinggi dan berwarna merah. Latosol terbentuk didaerah-daerah beriklim humidtropika tanpa bulan kering sampai subhumid yang memiliki musim kemarau agak panjang (Darmawijaya, 1997). Latosol ditetapkan sebagai tanah yang paling banyak terdapat di wilayah tropika basah dan setengah basah, pada ketinggian 0 sampai 2000 m dengan curah hujan tahunan dari 250 hingga 10000 mm. Pelateritan masih dianggap sebagai proses utama pembentukan tanah, mungkin dibawah pengaruh iklim yang sebelumnya. Tanah ini berwarna merah atau coklat kemerahan tanpa horizon iluvium yang bertekstur kuat (Sanchez, 1992).
8
MATERI DAN METODE Lokasi dan Waktu Penelitian Penelitian ini dilakukan pada bulan November 2011 sampai Februari 2012. Isolasi bakteri dan pengujian isolat dilakukan di Laboratorium Biologi, Fakultas Ilmu Matematika dan Ilmu Pengetahuan alam, Institut Pertanian Bogor. Pemeliharaan dan Penelitian bioassay dilakukan di rumah kaca kebun percobaan Cikabayan. Analisis bobot kering akar dan tajuk dilakukan di Laboratorium Agrostrologi. Analisis kandungan nitrogen dilakukan di Laboratorium Biologi Hewan, Pusat Antar Universitas, Institut Pertanian Bogor. Materi Alat dan Bahan Isolat bakteri pada penelitian ini diambil di Sulawesi Tenggara. Penelitian ini menggunakan bahan tanam Paspalum notatum dan Brachiaria decumbens varietas mulato yang diperoleh dari Laboratorium Agrostrologi, Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor. Tanah yang digunakan yaitu tanah latosol dramaga yang diperoleh dari Laboratorium Agrostrologi, Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor. Peralatan yang digunakan untuk inokulasi bakteri yaitu: cawan petri, tabung reaksi, spatula, timbangan analitik, autoclave, laminar air flow, lemari es. Peralatan untuk penelitian bioassay yaitu: saringan tanah, plastik, pot plastik, timbangan, kertas semen dan oven. Prosedur Persiapan Tanah Tanah latosol dibersihkan dari berbagai akar dan kotoran-kotoran kemudian disaring dan dikering udarakan. Sebanyak 5 kg tanah dicampur dengan pupuk SP36 dan pupuk KCl masing-masing 1,5 g/pot sampai homogen lalu dimasukkan kedalam pot plastik. Penanaman Setiap pot ditanam satu individu. Rumput ditumbuhkan selama satu bulan. Setelah tumbuh dengan baik, maka dapat dimulai perlakuan yaitu pemberian bakteri penambat nitrogen dengan isolat yang berbeda.
9
Pemeliharaan Penyiraman dan pembersihan gulma dilakukan setiap pagi hari. Inokulasi dan Pemberian Bakteri Penambat Nitrogen Satu ml suspensi dibiakkan secara aseptik didalam tabung reaksi yang mengandung 10 ml media NFB (Nitrogen Free Bromthymolblue) (lampiran 1) semi padat, kemudian diinkubasi selama 4-7 hari. Biakan yang menunjukkan adanya pellicle oranye dimurnikan dengan menginokulasikan kedalam medium NB (Nutrient brooth), kemudian diinkubasikan dan digoyangkan selama 1-2 hari pada suhu ruang. Bakteri dimasukkan kedalam tanah sebanyak 1 ml/pot setelah pemeliharaan tanaman selama satu bulan. Pengamatan Satu
minggu
sebelum
dilakukan
pengamatan,
dilakukan
trimming
(menyamakan tinggi tanaman) terlebih dahulu yaitu dengan cara memotong tanaman sampai tingginya setara. Pengamatan laju pertambahan tinggi vertikal dan pertambahan jumlah daun dilakukan setiap minggu selama delapan minggu. Pemanenan Pemanenan dilakukan setelah tanaman berumur 3 bulan, kemudian dilakukan pengamatan dan pengambilan sampel untuk analisa beberapa peubah, yaitu berat kering tajuk, berat kering akar, serapan nitrogen dan kandungan protein kasar. Analisis BK akar dan BK tajuk Pengukuran bobot kering akar dan tajuk diukur pada akhir percobaan dengan cara mengeringudarakan terlebih dahulu bagian tajuk dan akar tanaman kemudian dimasukkan oven pada suhu 60°C selama 48 jam. Rancangan Percobaan dan Analisis Data Rancangan yang digunakan adalah Rancangan Acak Lengkap (RAL), yang terdiri dari 6 perlakuan, tiap perlakuan terdiri dari 4 ulangan. Penelitian ini menggunakan dua jenis rumput yang dianalisis secara terpisah. Model matematika dari rancangan yang digunakan adalah :
10
Yij = µ + τi + ε ij Keterangan : Yij
:Respon percobaan dari perlakuan ke-i dan ulangan ke-j
µ
:Rataan umum
τi
:Efek perlakuan ke-i
ε ij
:Error perlakuan ke-i dan ulangan ke-j
Data yang diperoleh dianalisa dengan ANOVA (Analysis of Variance) (Steel dan Torrie, 1995). Perlakuan Penelitian ini menggunakan dua jenis rumput, yaitu: Rumput 1 adalah Paspalum notatum dengan perlakuan, yang terdiri dari: PK = tanpa isolat bakteri (kontrol) PP1 = Azospirillum isolat 82a(2)1 PP2 = Azospirillum isolat 82a(2)2 PP3 = Azospirillum isolat 82b(2)1 PP4 = Azospirillum isolat 82b(2)2 PP5 = Azospirillum isolat 82b(2)3. Rumput 2 adalah Brachiaria decumbens var. mulato dengan perlakuan, yang terdiri dari: MK = tanpa isolat bakteri (kontrol) MP1 = Azospirillum isolat 82a(2)1 MP2 = Azospirillum isolat 82a(2)2 MP3 = Azospirillum isolat 82b(2)1 MP4 = Azospirillum isolat 82b(2)2 MP5 = Azospirillum isolat 82b(2)3. Peubah yang diamati Peubah yang diamati pada penelitian ini adalah: 1.
Laju pertumbuhan tinggi vertikal. Pengukuran dilakukan dengan cara menyatukan seluruh cabang dan kemudian diukur tegak lurus dari permukaan tanah hingga pucuk tertinggi. Pengukuran tinggi vertikal diukur setiap minggu
11
sampai 8 MST (minggu setelah tanam) yang dilakukan selama satu periode masa tanam. 2.
Laju pertambahan jumlah daun. Penghitungan jumlah daun dihitung setiap minggu sampai 8 MST yang dilakukan selama satu periode masa tanam.
3.
Berat kering tajuk dan akar Tajuk dan akar dipisahkan. Masing-masing ditimbang berat segarnya. Kemudian dikering udarakan selam 48 jam. Setelah itu dioven pada suhu 60ºC selama 48 jam.
4.
Kadar nitrogen tajuk dan akar. Analisis kadar nitrogen dengan menggunakan analisis Kjeldhal. Sampel ditimbang sebanyak 0,25 gram, dimasukkan kedalam labu kjeldhal 100 ml dan ditambahkan selenium 0,25 gram dan 3 ml H 2 SO 4 pekat. Kemudian dilakukan destruksi (pemanasan dalam keadaan mendidih) selama satu jam sampai larutan jernih. Setelah dingin ditambahkan 50 ml aquadest dan 20 ml NaOH 40%, lalu didestilasi. Hasil destilasi ditampung dalam labu Erlenmeyer yang berisi campuran 10 ml H 3 BO 3 2% dan dua tetes indicator Brom Cresol Green-Methyl Red berwarna merah muda. Destilasi dihentikan setelah hasil tampungan (destilat) menjadi 10 ml dan berwarna hijau kebiruan. Kemudian destilasi dititrasi dengan HCL 0,1 N sampai berwarna merah muda. Perlakuan yang sama dilakukan juga terhadap sampel akar. Dengan metode ini diperoleh kadar nitrogen total yang dihitung dengan rumus: 𝑥 14 %𝑁 = (𝑆−𝐵)𝑤𝑥𝑥𝑁𝐻𝐶𝐿 x 100% 1000
Keterangan : S: volume titran sampel (ml); w: bobot sampel kering (mg).
5.
Serapan nitrogen. Serapan nitrogen total diperoleh dari hasil perkalian bobot kering tajuk (BKT) dengan kadar nitrogen tajuk (KNT) ditambah dengan bobot kering akar (BKA) dikalikan dengan kadar nitrogen akar (KNA). Kadar serapan nitrogen total dihitung dengan rumus: Serapan nitrogen tajuk = BKT (g) x KNT (%) Serapan nitrogen akar = BKA (g) x KNA (%) Serapan nitrogen total = BKT (g) x KNT (%) + BKA (g) x KNA (%)
6.
Kandungan protein kasar. Hasil kandungan protein kasar didapat melalui perkalian kadar nitrogen dengan 6,25 (%N x 6,25) 12
HASIL DAN PEMBAHASAN Azospirillum yang digunakan pada penelitian ini diambil dari tanah Sulawesi Tenggara yang memiliki persamaan dengan tanah latosol dramaga yaitu jenis tanah masam. Isolat yang diambil belum diidentifikasi tetapi sudah diuji dan diketahui tergolong bakteri gram negatif yang berbentuk batang. Medium inokulasi bakteri yang digunakan adalah medium semipadat NFB (Nitrogen Free Bromthymolblue) dengan sumber karbon asam malat. Azospirillum sp memiliki sifat mikroaerofilik, sehingga dapat diisolasi pada media semi solid yang mengandung malat (Rao, 1995). Pertumbuhan Azospirillum sp ditandai dengan terbentuknya pellicle dibawah permukaan medium (Okon et al., 1977). Pengaruh Pemberian Azospirillum terhadap Pertumbuhan, Produksi dan Serapan Nitrogen Rumput Paspalum notatum. Pengaruh Azospirillum terhadap pertumbuhan, produksi dan serapan nitrogen rumput Paspalum notatum dapat dilihat pada Tabel 1. Hasil analisis statistik menunjukkan bahwa pemberian Azospirillum sp pada rumput Paspalum notatum di tanah latosol tidak mempengaruhi laju pertambahan tinggi vertikal, laju pertambahan jumlah daun, berat kering akar, berat kering tajuk dan serapan nitrogen. Tabel 1. Pengaruh Azospirillum terhadap pertumbuhan, produksi dan serapan nitrogen rumput Paspalum notatum. Perlakuan PK PP1 PP2 PP3 PP4 PP5
LPTV (cm/ minggu) 1.86±0.64 1.74±1.21 1.91±1.42 1.96±0.63 2.10±1.01 1.90±0.61
PJD (helai/ minggu) 9.00± 0.90 12.28±3.27 9.11±2.62 10.43±3.89 9.63±3.58 10.60±3.44
BK akar (g/pot)
BK tajuk (g/pot)
7,80±3,82 10,25±3,50 7,25±3,62 10,80±4,11 7,95±3,07 8,55±3,48
20,60±3,81 26,05±6,43 21,10±7,38 26,75±3,74 21,40±4,50 21,35±5,58
Serapan nitrogen (mg/pot) 20,04±4,08 23,88±6,15 20,06±7,45 26,67±4,73 19,45±4,56 19,62±5,57
Protein Kasar 5,22 4,80 5,06 5,17 4,82 4,71
Keterangan : PP1 = Azospirillum isolat 82a(2)1, PP2 = Azospirillum isolat 82a(2)2, PP3 = Azospirillum isolat 82b(2)1, PP4 = Azospirillum isolat 82b(2)2, PP5 = Azospirillum isolat 82b(2)3. LPTV= Laju Pertambahan Tinggi Vertikal, PJD= Pertambahan Jumlah Daun, BK=Berat Kering.
Hasil yang tidak berbeda nyata antara perlakuan isolat bakteri dengan kontrol dikarenakan mobilisasi nitrogen yang belum sempurna di tanah. Gas N 2 yang ditangkap dan diubah oleh Azospirillum menjadi NH 4 + (amonium) atau NO 3 - (nitrat) masih digunakan sebagian untuk kebutuhan Azospirillum dan belum dikeluarkan 13
semuanya ke dalam tanah sehingga belum semua amonium dan nitrat yang dihasilkan diserap tanaman. Munawar (2011) menyatakan agar dapat diserap tanaman, unsur-unsur hara harus berada atau kontak langsung dengan permukaan akar tanaman. Hasil penelitian ini sudah terlihat adanya peningkatan pada perlakuan yang diberikan Azospirillum, oleh karena itu dihitung persentase peningkatan dan penurunan yang dibandingkan dengan kontrol. Matriks persentase peningkatan dan penurunan pertumbuhan, produksi dan serapan nitrogen rumput Paspalum notatum yang dibandingkan dengan kontrol dapat dilihat pada Tabel 2. Dilihat dari persentase peningkatan, penambahan perlakuan 4 (Azospirillum isolat 82b(2)2) memiliki persentase pertambahan laju tinggi vertikal paling tinggi yaitu sebesar 12,9%, sedangkan pertambahan jumlah daun tertinggi yaitu penambahan perlakuan 1 (Azospirillum isolat 82a(2)1) dengan persentase peningkatan sebesar 36,44%. Pertambahan laju tinggi vertikal pada perlakuan 1 terjadi lebih rendah dari kontrol, hal ini disebabkan tidak semua tanaman menggunakan unsur hara yang dimiliki untuk pertumbuhan tinggi vertikal. Jumlah daun dan lebar daun juga merupakan hasil dari penggunaan unsur hara, sehingga pertumbuhan pada perlakuan 1 lebih diutamakan pada jumlah daun ataupun lebar daun dibanding pertumbuhan tinggi vertikal. Tabel 2. Matriks persentase peningkatan dan penurunan pertumbuhan, produksi dan serapan nitrogen rumput Paspalum notatum dibandingkan dengan kontrol. Perla kuan
PP1 PP2 PP3 PP4 PP5
Laju pertambahan tinggi vertikal
Pertambahan jumlah daun
BK akar
BK tajuk
Serapan nitrogen
-------------------------------------------- (%) -----------------------------------------6.45 36.44 31,41 26,46 19,16 2.7 1.22 -7,05 2,43 0,10 5.38 15.88 38,46 29,85 33,08 12.9 7 1,92 3,88 -2,94 2.15 17.78 9,62 3,64 -2,10
Keterangan : PP1 = Azospirillum isolat 82a(2)1, PP2 = Azospirillum isolat 82a(2)2, PP3 = Azospirillum isolat 82b(2)1, PP4 = Azospirillum isolat 82b(2)2, PP5 = Azospirillum isolat 82b(2)3
Perlakuan 3 (Azospirillum isolat 82b(2)1) adalah perlakuan terbaik untuk peubah berat kering akar, berat kering tajuk dan serapan nitrogen. Selain mempunyai kemampuan untuk menambat N 2, Azospirillum sp mampu menghasilkan zat pengatur 14
tumbuh seperti IAA (Indol Acetic Acid), giberelin, auksin, serta senyawa yang menyerupai sitokinin (Venkateswarlu dan Rao, 1983). Beberapa keuntungan dari tanaman yang berasosiasi dengan Azospirillum yaitu mendapat suplai amonium dalam jumlah yang cukup atau sesuai kebutuhan secara terus menerus dan suplai hormon tumbuh seperti auksin, IAA dan giberelin yang diproduksi pada kondisi tertentu. Auksin ini berfungsi memacu pembentukan akar dan rambut-rambut akar. (Hadas dan Okon, 1987).
Gambar 3. Perakaran rumput Paspalum notatum Sumber: Dokumentasi Penelitian (2012)
Munawar (2011) menyatakan di dalam tanaman, nitrogen mengalami beberapa tahap alih bentuk. Tahap pertama adalah perubahan nitrogen inorganik menjadi senyawa organik berberat molekul rendah (seperti asam amino). Tahap kedua, sintesis senyawa-senyawa nitrogen berberat molekul tinggi, seperti protein dan asam nukleat. Proses penggunaan nitrogen didalam tanaman, yaitu: nitrogen yang diserap oleh akar tanaman ditranslokasikan didalam xilem ke bagian atas tanaman, sebagian besar yang diserap tanaman diasimilasi di dalam jaringan akar dan didistribusikan kembali sebagai asam amino, sedangkan nitrat dapat dialirkan ke batang dan daun tanpa perubahan bentuk. Karti (2005) menyatakan penambahan Azospirillum nyata meningkatkan kadar nitrogen tajuk dan akar serta serapan nitrogen total pada rumput Setaria splendida 15
dan secara nyata meningkatkan kadar nitrogen tajuk dan akar dan serapan nitrogen total rumput Chloris gayana. Munawar (2011) menerangkan Azospirillum sp merupakan jenis bakteri penambat nitrogen non simbiotik yang dapat menambat gas N 2 dari udara kemudian mengubahnya menjadi bentuk yang dapat diserap tanaman yaitu amonium dan nitrat. Fungsi utama dari Azospirillum yaitu meningkatkan serapan nitrogen tanaman yang ditunjukkan dengan meningkatnya pertumbuhan dan produksi tanaman. Serapan nitrogen pada perlakuan 3 sudah mengalami peningkatan sehingga meningkatkan produksi berat kering akar dan berat kering tajuk tanaman. Laju pertumbuhan pada perlakuan 3 dapat dikatakan rendah dikarenakan nitrogen yang diserap lebih digunakan untuk produksi berat kering tajuk dan berat kering akar tanaman. Berat kering tajuk tidak hanya dilihat dari pertumbuhan tinggi vertikal dan jumlah daun seperti pada perlakuan 3, tetapi dapat juga dilihat dari lebar daun. Daun yang lebar dapat meningkatkan proses fotosintesis tanaman. Pengaruh Pemberian Azospirillum terhadap Pertumbuhan, Produksi dan Serapan Nitrogen Rumput Brachiaria decumbens var. mulato Pengaruh Azospirillum terhadap pertumbuhan, produksi dan serapan nitrogen rumput Brachiaria decumbens var. mulato dapat dilihat pada Tabel 3. Hasil analisis statistik menunjukkan bahwa pemberian Azospirillum sp pada rumput Brachiaria decumbens var. mulato di tanah latosol tidak mempengaruhi laju pertambahan tinggi vertikal, laju pertambahan jumlah daun, berat kering akar, berat kering tajuk dan serapan nitrogen tanaman. Tabel 3. Pengaruh Azospirillum terhadap pertumbuhan, produksi dan serapan nitrogen rumput Brachiaria decumbens var. mulato. Perlakuan
MK MP1 MP2 MP3 MP4 MP5
LPTV (cm/ minggu) 7.54±1.47 6.56±0.97 6.00±1.51 6.51±1.68 6.94± 1.43 7.48±1.09
PJD (helai/ minggu) 6.83±1.34 3.97±1.19 2.94±1.88 4.63±2.69 5.37±4.28 5.00±3.82
BK akar (g/pot)
BK tajuk (g/pot)
5,20±1,09 7,60±3,20 8,75±3,17 9,85±4,15 10,1±4,94 7,25±1,47
33,70±3,08 39,10±14,72 31,35±2,78 46,35±17,97 45,60±13,95 37,10±7,46
Serapan N total (mg/pot) 28,28±17,08 25,18±9,51 24,63±3,70 43,54±14,33 37,19±14,67 32,13±4,95
Protein Kasar 6,30 3,93 3,79 4,98 4,83 4,32
Keterangan : MP1 = Azospirillum isolat 82a(2)1, MP2 = Azospirillum isolat 82a(2)2, MP3 = Azospirillum isolat 82b(2)1, MP4 = Azospirillum isolat 82b(2)2, MP5 = Azospirillum isolat 82b(2)3. LPTV= Laju Pertambahan Tinggi Vertikal, PJD= Pertambahan jumlah Daun, BK=Berat Kering.
16
Hasil pada penelitian ini sudah terlihat peningkatan pada peubah-peubah yang diamati, oleh karena itu dihitung matriks persentasi peningkatan dan penurunan yang dibandingkan dengan kontrol. Matriks persentase penurunan pertumbuhan, peningkatan produksi dan serapan nitrogen rumput Brachiaria decumbens var. mulato dapat dilihat pada Tabel 4. Tanda minus menandakan peubah pertambahan tinggi vertikal dan pertambahan jumlah daun pada perlakuan lebih rendah dari kontrol. Laju pertambahan tinggi vertikal dan laju pertambahan jumlah daun yang lebih rendah daripada kontrol dikarenakan nitrogen yang diserap tanaman perlakuan lebih banyak digunakan untuk produksi berat kering akar dan tajuk dibanding pertumbuhan. Produksi suatu rumput tidak hanya dilihat dari tinggi vertikal, tetapi juga produksi berat kering. Tabel 4. Matriks persentase penurunan pertumbuhan, peningkatan produksi dan serapan nitrogen rumput Brachiaria decumbens var. mulato dibandingkan dengan kontrol. Perlakuan
MP1 MP2 MP3 MP4 MP5
Laju pertambahan Pertambahan BK akar BK tajuk Serapan tinggi vertikal jumlah daun nitrogen -------------------------------- (%) -------------------------------------13 -41.87 46,15 16,02 -10,96 -20.42 -56.95 68,27 -6,97 -12,91 -13.66 -32.21 89,42 37,54 53,96 -7.96 -21.37 94,23 35,31 31,51 -0.79 -26.79 39,42 10,10 13,61
Keterangan : MP1 = Azospirillum isolat 82a(2)1, MP2 = Azospirillum isolat 82a(2)2, MP3 = Azospirillum isolat 82b(2)1, MP4 = Azospirillum isolat 82b(2)2, MP5 = Azospirillum isolat 82b(2)3
Berat kering akar dengan persentase peningkatan tertinggi yaitu pada perlakuan 4 (Azospirillum isolat 82b(2)2), sedangkan serapan nitrogen dan berat kering tajuk yang tertinggi yaitu pada perlakuan 3 (Azospirillum isolat 82b(2)1). Hasil pengaruh isolat Azospirillum sp pada rumput Brachiaria decumbens varietas mulato secara keseluruhan dapat dikatakan bahwa perlakuan 3 (Azospirillum isolat 82b(2)1) adalah isolat yang terbaik dilihat dari serapan nitrogen dan produksi berat kering tajuk. Munawar (2011) menjelaskan bahwa didalam tanaman, nitrogen berfungsi sebagai komponen utama penyusun protein, hormon, klorofil, vitamin dan enzimenzim esensial untuk kehidupan tanaman. Klorofil merupakan bagian dari pigmen yang berfungsi sebagai antena, mengumpulkan cahaya serta mentransfer energi ke pusat reaksi pada proses fotosintesis (Taiz dan Zeiger, 1991). Semakin banyak 17
nitrogen yang diserap, maka proses fotosintesis semakin baik yang berdampak pada pertumbuhan dan produksi tanaman. Pernyataan ini didukung oleh hasil penelitian pada rumput yang diberi penambahan Azospirillum sp pada penelitian ini.
Gambar 4. Perakaran rumput Brachiaria decumbens var. mulato Sumber: Dokumentasi Penelitian (2012)
Dibandingkan dengan serapan nitrogen pada rumput Paspalum notatum, serapan nitrogen pada rumput Brachiaria decumbens lebih besar. Damry et al., (2009) menyatakan Brachiaria decumbens merupakan rumput yang sangat responsif terhadap pemupukan nitrogen. Pada saat pengamatan, tanaman yang diberikan perlakuan tidak menunjukkan gejala kekurangan nitrogen, sedangkan pada beberapa tanaman yang tidak diberi perlakuan terdapat gejala kekurangan nitrogen. Gejala dari tanaman yang kekurangan nitrogen yaitu tanaman menjadi kerdil, pertumbuhan tanaman terbatas, daun-daun menguning dan gugur (Hardjowigeno, 2007). Pembahasan Umum Kelima isolat Azospirillum yang diambil dari tanah di Sulawesi tenggara tidak mempengaruhi laju pertambahan tinggi vertikal, pertambahan jumlah daun, berat kering akar, berat kering tajuk dan serapan nitrogen kedua rumput yang digunakan. Penelitian yang dilakukan oleh Karti (2005) dengan menggunakan Azospirillum pada tanah podzolik merah kuning yang mengandung Al tinggi, didapat hasil Azospirillum 18
tidak berpengaruh terhadap berat kering tajuk dan berat kering akar pada rumput Chloris gayana. Rumput Setaria splendida yang diberikan
Azospirillum
berpengaruh nyata (P<0,05) terhadap berat kering tajuk tetapi tidak berpengaruh terhadap berat kering akar. Rumput Paspalum notatum secara statistik tidak berbeda nyata, tetapi bila dihitung menggunakan persentase peningkatan, perlakuan 3 (Azospirillum isolat 82b(2)1) menunjukkan hasil yang paling baik dibanding perlakuan lainnya. Laju pertambahan tinggi vertikal dan laju pertambahan jumlah daun yang tidak lebih baik dari kontrol dikarenakan tidak semua tanaman menggunakan unsur hara yang dimiliki untuk pertumbuhan tinggi vertical. Hal ini seperti yang terjadi pada tanaman Paspalum notatum yang diberi perlakuan 3, unsur hara yang dimiliki lebih digunakan untuk pertumbuhan jumlah daun sehingga meningkatkan berat kering tajuk dan akar. Perlakuan 3 (Azospirillum isolat 82b(2)1) rumput Brachiaria decumbens var. mulato, kandungan serapan nitrogen total tinggi tetapi kandungan protein kasar yang rendah menandakan protein dalam tanaman sudah digunakan untuk produksi sehingga produksi meningkat sedangkan kandungan protein kasar menurun. Kandungan protein kasar yang rendah pada penelitian ini dapat disebabkan pula pada penelitian ini rumput dipanen pada umur 90 hari, sedangkan umumnya umur panen rumput yaitu 40-50 hari. Kandungan protein kasar rumput semakin menurun seiring dengan bertambahnya umur rumput. Isolat terbaik untuk kedua jenis rumput yaitu perlakuan 3 (Azospirillum isolat 82b(2)1). Serapan nitrogen pada rumput Brachiaria decumbens var. mulato lebih tinggi dibanding rumput Paspalum notatum. Hal ini dikarenakan Brachiaria decumbens merupakan jenis rumput yang sangat responsif terhadap penambahan pupuk nitrogen, Perbedaan jumlah nitrogen yang diserap juga dikarenakan kemampuan Azospirillum dalam menambat N 2 berbeda-beda karena Azospirillum termasuk bakteri yang non spesifik seperti yang dikatakan Rusmana (1994), kemampuan tiap-tiap isolat Azospirillum sp dalam menambat gas N 2 berbeda-beda, bahkan isolat yang berasal dari satu tanaman dapat menunjukkan perbedaan. Tidak seperti pada Rhizobium yang mempunyai tanaman inang tertentu dan hanya akan bersimbiosis dan hidup pada tanaman inang tersebut (Leiwakabessy et al., 2003).
19
Azospirillum bukan termasuk bakteri yang spesifik pada tanaman tertentu. Penelitian yang dilakukan oleh Puente dan Bashan (1993) dengan menggunakan Azospirillum brasilense starins CD dan SP-246 pada tanaman Wild Cordon Cactus mendapat hasil yang sama pada kedua spesies Azospirillum dalam meningkatkan tinggi, diameter dan volume tanaman. Bashan (1993) menyatakan bahwa pengetahuan tentang bagaimana Azospirillum mempengaruhi pertumbuhan tanaman masih dipertanyakan. Hal ini dikarenakan kerumitan dari mekanisme Azospirillum dan perbedaan interpretasi perorangan.
20
KESIMPULAN DAN SARAN KESIMPULAN Pemberian kelima isolat Azospirillum sp yang diambil dari tanah Sulawesi Tenggara tidak berpengaruh terhadap pertumbuhan, produksi dan serapan nitrogen rumput Paspalum notatum dan Brachiaria decumbens var. mulato. Dilihat dari persentase peningkatan pertumbuhan, produksi dan serapan nitrogen yang dibandingkan dengan kontrol, hasil terbaik untuk kedua rumput yaitu perlakuan 3 atau Azospirillum isolat 82a(2)1.
SARAN Kelima isolat Azospirillum sp diidentifikasi untuk mengetahui spesiesnya dan dapat diuji pada skala yang lebih besar atau uji lapang dengan pemanenan dilakukan kurang lebih tujuh periode selama setahun.
21
UCAPAN TERIMAKASIH
Assalamu’alaikum wa rakhmatullahi wa barakaatuh. Alhamdulillahirobbil ‘alamin. Segala puji bagi Allah SWT, tuhan semesta alam yang telah melimpahkan rahmat, taufik dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini. Terimakasih yang tak terhingga saya tujukan kepada pembimbing saya Dr. Ir. Panca M. H. K., M.Si, Dr. Ir. Ahmad Darobin Lubis, M.Sc yang telah dengan sabar memberi bimbingan dan petunjuk selama penelitian dan penulisan tugas akhir ini. Penulis juga berterimakasih kepada Ir. Agus Septiana MS., Iwan Prihantoro S.Pt, M.Si., dan Ir. Sri Rahayu M.Si. sebagai penguji ujian akhir yang telah memberikan saran demi kelengkapan skripsi ini. Terimakasih yang besar juga Penulis ucapkan untuk kedua orang tua Penulis yang telah memberikan semangat, bantuan dan do’a serta kasih sayang yang tiada habisnya demi kesuksesan penulis. Penulis juga mengucapkan terimakasih kepada kedua adik (Ricky dan Ririn). Skripsi ini dapat diselesaikan juga dengan bantuan beberapa pihak, sehingga saya mengucapkan terimakasih kepada Staf dan dosen Laboratorium Agrostrologi dan dosen Fakultas Peternakan yang telah banyak membantu selama penelitian dan penulisan skripsi ini, keluarga besar dari pihak ibu dan bapak yang telah turut memberikan doa dan semangat kepada penulis, teman-teman yang selalu menemani dan membantu penulis Nurus, Kiki, Cumy, Maha, Fitri, Hera, Rima, Diah, Melki, keluarga besar B13 dan INTP 45 yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu atas kebersamaannya selama penulis di IPB dan semoga persahabatan ini tetap terjalin. Penulis berharap skripsi ini bermanfaat
Bogor, 2012
Penulis
22
DAFTAR PUSTAKA Bashan, Y. 1993. Potential use of Azospirillum as biofertilizer. Turrialba 43: 286291. Baskoro, D. P. T. & S. D. Tarigan. 2007. Karakteristik kelembaban tanah pada beberapa jenis tanah. Tanah dan Lingk. 9(2): 77-81. Damry, Marsetyo & S. Syukur. 2009. Growth, production and nutritive value of Brachiaria mulato as affected by levels of urea fertilization. The 1st International Seminar on Animal Industry. Faculty of Animal Science, Bogor. Darmawijaya, M. I. 1997. Klasifikasi Tanah. Gajah Mada University Press, Yogyakarta. Davies, K. G. & R. Whitbread. 1989. Factors affecting the colonization of a root system by fluorescent Pseudomonas the effect of water, temperature and soil microflora. Plant and Soil 116 : 247-256. Elkan, G. H. 1992. Biological nitrogen fixation system in tropical ecosystems: an overview. In: Mulongoy K, Gueye M, Spencer DSC (eds) Biological nitrogen fixation and sustainability of tropical agriculture. Wiley, Chichester, pp 27-40 Eckert, B., O.B. Weber, G. Kirchhof, A. Halbritter, M Stoffels & Hartmann. 2001. Azospirillum doebereinerae sp nov., a fitrogen fixing bacterium associated with the c4-grass miscantus. Inter. J. of Systematic and Evolution. Microbiol. 51:17-26. Hadas, R. & Y. Okon. 1987. Effect of Azospirillum brasilense inoculation on root morphology and respiration in tomatoseedlings. Biol. Fertil. Soils 5 : 241247. Hanafiah, K. A. 2007. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. Raja Grafindo Persada, Jakarta. Hardjowigeno, S. 2007. Ilmu Tanah. Edisi Baru. Akademika Pressindo, Jakarta. Jumin, H. B. 2008. Dasar-Dasar Agronomi. Edisi Revisi. Raja Grafindo Persada, Jakarta. Karti, P. D. M. H. 2005. Penggunaan Azospirillum pada tanah masam dengan alumunium tinggi terhadap produksi dan serapan nitrogen rumput Setaria splendida dan Chloris gayana. Med. Pet. 28: 37-45 Khammas, K. M., E. Ageron, P. A. D. Grimont & P. Kaiser. 1989. Azospirillum irakense sp. nov., a nitrogen-fixing bacterium associated with rice roots and rhizosphere soil. Research in Microbiol. 140: 679 (Abstr.) Krishna, K. R. 2002. Soil Fertility and Crop Production. Sci. Pub. Inc, Enfield. Lakitan, B. 1993. Dasar-Dasar Fisiologi Tumbuhan. Raja Grafindo Persada, Jakarta. 23
Leiwakabessy, F. M., Suwarno & U. M. Wahyudin. 2003. Diktat Kuliah Kesuburan Tanah. Jurusan Tanah, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor, Bogor. Munawar, A. 2011. Kesuburan Tanah dan Nutrisi Tanaman. IPB Press, Bogor. National Research Council. 1988. Nutrient Recruitments of Diary Cattle . 6th revised edition. National Academy Press, Washington D. C. Okon, Y., S. L. Albrecht & R. H. Burris. 1977. Methods for growing Azospirillum lipoferum and for counting it in pure culture and in association with plants. Appl. Environ. Microbiol. 33(1):85-88. Okon, Y. & C.A. L. Gonzalez. 1994. Agronomic application of Azospirillum: An evaluation of 20 years worldwide field inoculation. Soil. Biol. Biochem. 26: 1591–1601. Okon, Y. & R. Itzigsohn. 1995. The development of Azospirillum as a commercial inoculants for improving crop yields. Biotech. Advances 13: 415 (Abstr.) PROSEA. 1992. Plant Resources of South-East Asia. Forages 4th Edition. Bogor. Puente, M. E. & Y. Bashan. 1993. Effect of inoculation with Azospirillum brasilense strains on the germination and seedlings growth of the giant columnar cardon cactus. Symbiosis 5: 49-60. Rao, N. S. S. 1982. Biofertilizers in Agriculture. Mohan Primlani, Oxford dan IBH Publishing Co, New Delhi. Rao, N. S. S. 1994. Mikroorganisme Tanah dan Pertumbuhan Tanaman. Edisi ke-2. Terjemahan: Herawati Susilo. UI-Press, Jakarta. Rao, N. S. S. 1995. Soil Microorganisms and Plant Growth. Sci. Pub. Inc, Enfield. Reksohadiprodjo, S. 1985. Produksi Tanaman Hijauan Makanan Ternak Tropik. BPFE, Yogyakarta. Rusmana, I. & D. D. Hadijaya. 1994. Aktivitas nitrogenase Azospirillum sp dan efektivitas simbiotiknya dengan jagung. Hayati 1: 51-54. Sanchez, P. A. 1992. Sifat dan Pengelolaan Tanah Tropika. Jilid 1. Terjemahan: Johara T. Penerbit ITB, Bandung. Sanchez, P. A. 1993. Sifat dan Pengelolaan Tanah Tropika. Jilid 2. Terjemahan: Hamzah A. Penerbit ITB, Bandung. Salisbury, F. B. & C. W. Ross. 1992. Fisiologi Tumbuhan. Jilid 1. Terjemahan: Diah R. Penerbit ITB, Bandung. Soepardi, G. 1983. Sifat dan Ciri Tanah. Jurusan Tanah, Fakultas Pertanian Bogor. Bogor. Steel, R. G. D. & J. H. Torrie. 1995. Prinsip dan Prosedur Statistik. Terjemahan: M. Syah. Cetakan ke-4. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta. 24
Sutejo, M. M. & A. G. Kartasapoetra, 1990. Pupuk dan Cara Pemupukan. Rineka Cipta, Jakarta. Taiz, L. & E. Zeiger. 1991. Plant Physiology. The Benyamin Cummings Publishing Company Inc, California. Tchan, Y. T. & A. M. Zeman. 1995. N 2 fixation in 2.4. dichloro phenoxy acetic acid treated wheat inoculated with free living diazotrophs. Soil Biol. Biochem. 27: 453-457. Venkateswarlu, K. & A. V. Rao. 1983. Response of pearl millet to inoculation with different strains of Azospirillum brasilense. Plant Soil 74: 379-387. Yuwono, T. 2008. Bioteknologi Pertanian. Gajah Mada University Press, Yogyakarta.
25
LAMPIRAN
26
Lampiran 1. MEDIUM NFB
Medium NFB (Nitrogen Free Bromthymolblue) terdiri dari: •
asam malat
1,25
g
•
KOH
1
g
•
K 2 HPO 4
0,125 g
•
MgSO 4 .7H 2 O
0,25
•
MnSO 4 .H 2 O
0,0025 g
•
FeSO 4 .7H 2 O
0,0125 g
•
NaCl
0,005 g
•
CaCl 2
0,0025 g
•
Na 2 Mo.O 4
0,005 g
•
Bromtimol blue
0,025 ml
•
agar
4
g
•
aquades
250
ml
g
27
Lampiran 2. Sidik Ragam Laju Pertumbuhan Tinggi Vertikal Paspalum notatum. Sumber Derajat Keragaman Bebas Perlakuan 5
Jumlah Kuadrat 0,34
Rataan Tengah 0,07
Galat
24
22,80
0,95
Total
29
23,15
0,80
Fhit
F0,05
F0,01
0,07
2,62
3,90
Lampiran 3. Sidik Ragam Laju Pertambahan Jumlah Daun Paspalum notatum. Sumber Keragaman Perlakuan
Derajat Bebas 5
Jumlah Kuadrat 37,52
Rataan Tengah 7,50
Galat
24
232,14
9,67
Total
29
269,66
9,30
Fhit
F0,05
F0,01
0,78
2,62
3,90
Lampiran 4. Sidik Ragam Berat Kering Tajuk Paspalum notatum. Sumber Keragaman Perlakuan
Derajat Bebas 5
Jumlah Kuadrat 151,70
Rataan Tengah 30,34
Galat
18
527,41
29,30
Total
23
679,11
29,53
Fhit
F0,05
F0,01
1,04
2,77
4,25
Fhit
F0,05
F0,01
1,04
2,77
4,25
Lampiran 5. Sidik Ragam Berat Kering Akar Paspalum notatum. Sumber Keragaman Perlakuan
Derajat Bebas 5
Jumlah Kuadrat 151,70
Rataan Tengah 30,34
Galat
18
527,41
29,30
Total
23
679,11
29,53
Lampiran 6. Sidik Ragam Serapan Nitrogen Total Paspalum notatum. Sumber Keragaman Perlakuan
Derajat Bebas 5
Jumlah Kuadrat 176,94
Rataan Tengah 35,39
Galat
18
552,44
30,69
Total
23
729,38
31,71
Fhit
F0,05
F0,01
1,15
2,77
4,25
28
Lampiran 9. Sidik Ragam Laju Pertumbuhan Tinggi Vertikal Brachiaria decumbens var. mulato. Sumber Keragaman Perlakuan
Derajat Bebas 5
Jumlah Kuadrat 9,07
Rataan Tengah 1,81
Galat
24
45.69
1,90
Total
29
54.75
1,89
Fhit
F0,05
F0,01
0,95
2,62
3,90
Lampiran 10. Sidik Ragam Laju Pertambahan Jumlah Daun Brachiaria decumbens var. mulato. Sumber Keragaman Perlakuan
Derajat Bebas 5
Jumlah Kuadrat 43,23
Rataan Tengah 8,65
Galat
24
187,53
7,81
Total
29
230,76
7,96
Fhit
F0,05
F0,01
1,11
2,62
3,90
Lampiran 11. Sidik Ragam Berat Kering Tajuk Brachiaria decumbens var. mulato. Sumber Keragaman Perlakuan
Derajat Bebas 5
Jumlah Kuadrat 750,83
Rataan Tengah 150,17
Galat
18
2420,50
134,47
Total
23
3171,33
137,88
Fhit
F0,05
F0,01
1,12
2,77
4,25
Lampiran 12. Sidik Ragam Berat Kering Akar Brachiaria decumbens var. mulato. Sumber Keragaman Perlakuan
Derajat Bebas 5
Jumlah Kuadrat 67,45
Rataan Tengah 13,49
Galat
18
195,33
10,85
Total
23
262,78
11,43
Fhit
F0,05
F0,01
1,24
2,77
4,25
Lampiran 13. Sidik Ragam Serapan Nitrogen Total Brachiaria decumbens var. mulato. Sumber Keragaman Perlakuan
Derajat Bebas 5
Jumlah Kuadrat 1098,66
Rataan Tengah 219,73
Galat
18
2523,00
140,17
Total
23
3621,66
157,46
Fhit
F0,05
F0,01
1,57
2,77
4,25
29
