PRODUKSI INOKULUM CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) MELALUI KULTUR AEROPONIK DAN MEDIA PADAT
EVI LESTARI
DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2011
ABSTRAK EVI LESTARI. Produksi Inokulum Cendawan Mikoriza Arbuskula (CMA) melalui Kultur Aeroponik dan Media Padat. Dibimbing oleh HAMIM dan NAMPIAH SUKARNO. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari teknik produksi CMA dengan menggunakan media alternatif kultur aeroponik dan media padat. Penelitian dilakukan di rumah kaca dan laboratorium. Penelitian ini menggunakan dua macam rancangan percobaan yaitu RAL untuk percobaan I dan RAK Split Blok untuk percobaan II dengan 5 ulangan untuk setiap perlakuan. Tanaman inang yang digunakan ialah Ipomoea reptana, Centrosema pubescens, dan Allium cepa. Percobaan I terdiri dari 2 perlakuan yaitu inokulasi dan tanpa inokulasi CMA. Fase inokulasi dilakukan dengan metode kultur pot menggunakan media zeolit steril sebanyak 200 gram dengan pertumbuhan tanaman selama 12 minggu. Percobaan II atau fase produksi dilakukan dengan cara memindahkan tanaman inang yang telah terkolonisasi CMA pada fase inokulasi ke dalam tiga media tumbuh yaitu kultur aeroponik, media kompos dan zeolit. Pemanenan dilakukan pada minggu ke 12 dan 18 setelah tanam. Percobaan I menunjukkan persentase kolonisasi pada setiap tanaman inang lebih dari 70%. Tanaman inang C. pubescens tumbuh baik pada perlakuan CMA dibandingkan dengan perlakuan tanpa inokulasi. Percobaan II menunjukkan pertumbuhan terbaik I. reptana dan C. pubescens yang bersimbiosis dengan CMA ialah kultur aeroponik, sedangkan A. cepa ialah media zeolit. Kultur aeroponik secara nyata dapat meningkatkan total panjang akar per pot tanaman I. reptana sebesar 19,13 m. Persen kolonisasi CMA terbaik diperoleh pada tanaman C. pubescens dengan media kultur aeroponik yaitu 90,8%. Uji lanjut inokulum CMA menghasilkan persentase kolonisasi sebesar 25-53%. Kultur aeroponik menghasilkan kualitas inokulum CMA terbaik diikuti oleh media zeolit dan kompos. Kata kunci : cendawan mikoriza arbuskula, aeroponik, kompos, zeolit
ABSTRACT EVI LESTARI. Inoculum Production of Arbuscular Mycorrhizal Fungi (AMF) using Aeroponics Culture and Solid State Media. Supervised by HAMIM and NAMPIAH SUKARNO. The aim of this research was to study the technique of AMF inoculum production using aeroponics and solid state media. The experiments were carried out in the green house and laboratory. The experiments were conducted in two kinds of experimental design, namely Completely Randomized Design for experiment I and Split-blok Randomized Design for experiment II with five replications for each treatment. Host plants used were Ipomoea reptana, Centrosema pubescens, and Allium cepa. The first experiment was called inoculation phase. This experiment had two kinds of treatment, with and without AMF inoculation. Inoculation phase was grown in 200 grams of sterilize zeolite. The plants were grown until 12 weeks. The second experiment was called inoculum production. This experiment used three kinds of growing medium, they were aeroponics culture, compost and zeolite media. The plants were harvested at 12 and 18 weeks after planting. The AMF growth in inoculations phase experiment produced colonization percentage more than 70%. C. pubescens grew better in the AMF treatment. Experiment II showed that the best growths of I. reptana and C. pubescens associated with AMF were in aeroponics culture, while A. cepa was in zeolite media. Aeroponics culture significantly increased the total root length per pot of I. reptana. The length was 19,13 m. The best percentage colonization was observed at C. pubescens in aeroponics culture. The percentage colonization was 90,8%. The quality test of resulting AMF inoculum conducted that the inoculum could colonization the root to about 25-53%. The aeroponic culture produced the best quality of AMF inoculum followed by zeolite and compos media. Keywords: arbuscular mycorrhizal fungi, aeroponics, compost, zeolite
PRODUKSI INOKULUM CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) MELALUI KULTUR AEROPONIK DAN MEDIA PADAT
EVI LESTARI
Skripsi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor
DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2011
Judul Nama NRP
: Produksi Inokulum Cendawan Mikoriza Arbuskula (CMA) melalui Kultur Aeroponik dan Media Padat : Evi Lestari : G34062052
Disetujui :
Pembimbing I,
Pembimbing II,
Dr. Ir. Hamim, M.Si NIP: 19650322 199002 1 001
Dr. Ir. Nampiah Sukarno NIP: 19590504 198703 2 001
Diketahui : Ketua Departemen Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor
Dr. Ir. Ence Darmo Jaya Supena, M.Sc NIP: 19641002 198903 1 002
Tanggal Lulus :
PRAKATA Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini. Penelitian ini berjudul Produksi Inokulum Cendawan Mikoriza Arbuskula (CMA) melalui Kultur Aeroponik dan Media Padat yang dilaksanakan pada bulan Februari 2010 sampai Juni 2011 bertempat di Laboratorium Bagian Fisiologi Tumbuhan, Laboratorium Bagian Mikologi, Rumah Kaca Departemen Biologi Fakultas Matematika dan Pengetahuan Alam, IPB. Terima kasih penulis ucapkan kepada Dr. Ir. Hamim, M.Si dan Dr. Ir. Nampiah Sukarno selaku pembimbing yang telah memberikan saran dan bimbingannya selama melaksanakan penelitian serta kepada Dr. Triadiati, M.Si selaku penguji atas saran yang telah diberikan. Terima kasih penulis ucapkan juga kepada kepala Laboratorium Bagian Mikologi Departemen Biologi IPB beserta para staf (Pak Kus, Bu Emi, Kak Lia, dan Kak Riana) dan kepala Laboratorium Bagian Fisiologi Tumbuhan Departemen Biologi IPB beserta staf (Pak Nunu, Pak Trisna, Pak Kus dan Mbak Febi) yang telah memberikan fasilitas selama melaksanakan penelitian. Ucapan terima kasih penulis sampaikan setinggi-tingginya kepada keluarga tercinta Bapak, Emak, Te Titis, Te Eva, Fajar, malaikat kecil Adira dan Avira serta Keluarga Besar atas doa, dukungan dan kasih sayang yang diberikan. Penulis juga mengucapkan terimakasi kepada bapak guru Ahmad Bashri untuk kebaikannya, kepada teman seperjuangan Rina, Ruri, Lu’lu, Niken, Bunda Dezi, Mbak Ade, Mbak Dita, Kak Jaka, Bu Yuyun, Bu Dini, Bu Evri, Pak Erwin, Pak Yosi, Keluarga Besar Parung Farm khususnya Pak Sudibyo dan Pak Joko Waluyo, Keluarga Besar Pascasarjana BOT angkatan 2009, Keluarga Besar KEMSI 43, teman-teman KerZjakru atas dukungan nya, Ponah’ers tercinta, Kost Mahadewi dan teman-teman Biologi angkatan 41, 42 dan 43 atas semua kebersamaan dan motivasi yang telah diberikan. Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat.
Bogor, Agustus 2011
Evi Lestari
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Bekasi tanggal 14 April 1988 dari bapak Maman Rustaman dan ibu Sa’ani. Penulis merupakan putri ketiga dari empat bersaudara. Tahun 2006 penulis lulus dari SMAN 1 Bekasi dan lolos seleksi masuk IPB melalui jalur Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB). Pada tahun 2007 penulis diterima sebagai mahasiswa Mayor di Departemen Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam dengan Minor Ekonomi Pertanian Fakultas Ekonomi Managemen, IPB. Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif sebagai ketua BIOWORLD Himpunan Mahasiswa Biologi (HIMABIO) IPB pada tahun 2008-2009, Seketaris 1 OMDA Keluarga Mahasiswa Bekasi IPB pada tahun 2006-2007, Anggota Korps Alumni PMR SMAN 1 Bekasi pada tahun 2006sekarang, dan berbagai kegiatan kepanitian lainnya. Penulis juga aktif sebagai asisten praktikum mata kuliah Pertumbuhan dan Perkembangan Tanaman pada tahun ajaran 2010/2011, mata kuliah Fisiologi Tumbuhan pada tahun ajaran 2009/2010, mata kuliah Sistematika Tumbuhan Berpembuluh pada tahun ajaran 2008/2009, dan mata kuliah Biologi Dasar Tingkat Persiapan Bersama IPB pada tahun ajaran 2007/2008, 2008/2009 dan 2010/2011. Pada tahun 2008, penulis melakukan Studi Lapang di Taman Wisata Alam Situ Gunung Sukabumi, Jawa Barat dengan judul laporan “Keanekaragaman Lumut Sejati Di Taman Wisata Alam Situ Gunung, Jawa Barat”. Pada tahun 2009, penulis melakukan Praktik Kerja Lapang Di Serikat Petani Indonesia dari bulan Agustus sampai bulan September dengan judul laporan “Uji Benih di Bank Benih Serikat Petani Indonesia (SPI)”.
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL .................................................................................................. vii DAFTAR GAMBAR .............................................................................................. vii DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................... vii PENDAHULUAN Latar Belakang ................................................................................................................. 1 Tujuan .............................................................................................................................. 2 BAHAN DAN METODE Waktu dan Tempat ........................................................................................................... 2 Bahan dan Alat ................................................................................................................. 2 Metode Penelitian. ........................................................................................................... 2 Rancangan Percobaan ........................................................................................... 3 Persiapan Tanaman Inang ..................................................................................... 3 Fase Inokulasi CMA ............................................................................................. 3 Persiapan Sistem Media Tanam ............................................................................ 3 Fase Produksi Inokulum ....................................................................................... 3 Analisis Pertumbuhan Tanaman ........................................................................... 4 Analisis Pertumbuhan CMA ................................................................................. 4 Uji Lanjut Inokulum yang Dihasilkan .................................................................. 4 HASIL Percobaan I Fase Inokulasi CMA .................................................................................... 4 Pertumbuhan CMA ............................................................................................... 4 Pertumbuhan Tanaman Inang ............................................................................... 4 Percobaan II Fase Produksi Inokulum ............................................................................. 7 Pertumbuhan CMA. .............................................................................................. 7 Pertumbuhan Tanaman Inang ............................................................................... 7 Panjang Akar dan Panjang Akar Terkolonisasi CMA.................................................... 11 Uji Lanjut Inokulum Akar CMA yang Dihasilkan ......................................................... 11 PEMBAHASAN .................................................................................................... 11 SIMPULAN .......................................................................................................... 13 SARAN ............................................................................................................... 13 DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................. 13 LAMPIRAN ......................................................................................................... 15
DAFTAR TABEL Halaman 1 Pengaruh inokulasi CMA terhadap pengamatan tinggi tajuk, jumlah daun, bobot basah tajuk, bobot kering tajuk, bobot basah akar dan bobot kering akar pada fase inokulasi umur 12 MST ....................................................................................................................................... 6 2 Pengaruh media tumbuh terhadap tanaman inang yang telah diinokulasi CMA pada parameter pengamatan tinggi tajuk, jumlah daun, total panjang akar, bobot basah tajuk, bobot kering tajuk, bobot basah akar dan bobot kering akar pada fase produksi inokulum umur 18 MST ...................................................................................................................... 10
DAFTAR GAMBAR Halaman 1 Diagram alir metode penelitian .............................................................................................. 2 2 (A) persen kolonisasi CMA, (B) jumlah spora per cm akar, (C) jumlah spora per panjang akar pada tanaman inang yang telah diinokulasikan CMA umur 12 MST. Data menunjukkan nilai rataan dari lima kali ulangan ± Standar Deviasi (SD). ............................ 5 3 Hasil pewarnaan akar dengan biru tripan pada tanaman inang (A) I. reptana, (B) C. pubescens, dan (C) A. cepa. Struktur CMA yang teramati (1) miselia eksternal, (2) arbuskula, (3) vesikula, dan (4) spora umur 18 MST. ........................................................... 8 4 (A) persen kolonisasi CMA, (B) jumlah spora per cm akar, (C) jumlah spora per media, (D) jumlah spora per panjang akar, (E) jumlah spora per pot tanaman pada tanaman inang yang telah diinokulasikan CMA di media padat zeolit ( ), kultur aeroponik ( ), dan media padat kompos ( ) umur 18 MST. Data menunjukkan nilai rataan dari lima kali ulangan ± Standar Deviasi (SD)............................................................................................................................9 5 Uji lanjut inokulum yang dihasilkan media padat zeolit ( ), kultur aeroponik ( ), dan media padat kompos ( ). Data menunjukkan nilai rataan dari lima kali ulangan ± Standar Deviasi (SD). .................................................................................................................................... 11
DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1 Komposisi larutan hara Johnson ........................................................................................... 16 2 CMA yang digunakan sebagai inokulum ............................................................................. 17 3
Spora CMA tanaman inang I. reptana, C. pubescens, dan A. cepa di media padat pada fase produksi inokulum umur 18 MST ....................................................................................... 18
4 Panjang akar tanaman inang pada fase produksi inokulum umur 18 MST .......................... 19 5 Tanaman inang C. pubescens, I. reptana dan A. cepa pada fase inokulasi CMA umur 12 MST.......................................................................................................................................20 6 Tanaman inang I. reptana, C. pubescens dan A. cepa pada kultur aeroponik dan media padat fase produksi CMA umur 18 MST ...................................................................................... 21
1
PENDAHULUAN Latar Belakang Cendawan mikoriza arbuskula (CMA) ialah cendawan tanah yang bersimbiosis mutualisme dengan akar tumbuhan dan membentuk struktur khusus berupa arbuskula (Smith & Read 1997). Dalam simbiosisnya, CMA menerima karbohidrat dari tumbuhan sedangkan tumbuhan mendapatkan nutrisi dari cendawan sehingga dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman inang tersebut (Brundrett et al. 1994). Dalam hidupnya, CMA sangat membutuhkan tanaman inang sebagai tempat hidupnya. Tanaman yang dapat dijadikan sebagai inang CMA antara lain (1) tanaman inang tidak memiliki patogen yang umum menyerang tanaman, (2) potensial untuk percepatan dan pemanjangan akar yang terkolonisasi, (3) dapat tumbuh dengan baik, dan (4) tahan terhadap kekurangan hara P (Sylvia & Jarsfer 1994). Tumbuhan bermikoriza dapat dibagi ke dalam 2 kelompok berdasarkan ketergantungan tumbuhan terhadap simbiosisnya. Kelompok tersebut yaitu tumbuhan yang memiliki ketergantungan tinggi bahkan bersifat obligat dan tumbuhan yang memiliki ketergantungan rendah. Centrosema pubescens dan Allium sp. adalah tumbuhan yang termasuk ke dalam kelompok dengan ketergantungan terhadap CMA tinggi (Smith & Gianinazzi-Pearson 1988; Sieverding 1991). Ipomoea reptana termasuk kedalam subkelas Rosidae yang dapat bersimbiosis dengan CMA (Smith & Read 1997). Produksi inokulum CMA selama ini dilakukan dengan kultur pot menggunakan media padat seperti tanah, pasir, gambut atau zeolit. Produksi inokulum CMA dalam jumlah besar sebagai pupuk hayati dengan menggunakan teknik di atas masih mengalami hambatan. Hal ini dikarenakan CMA merupakan simbion obligat yang perbanyakannya bergantung pada tanaman inang. Metode tersebut kurang efisien karena memerlukan ruang pertumbuhan yang luas dan volume media yang besar sehingga menghambat produksi dari distribusi pupuk hayati tersebut. Oleh karena itu, diperlukan penelitian mengenai metode alternatif perbanyakan inokulum yang lebih efisien. Salah satu perbanyakan CMA ialah dengan menggunakan kultur aeroponik dan kultur pot dengan media tumbuh kompos. Sistem aeroponik merupakan salah satu modifikasi metode hidroponik (Weathers &
Zobel 1992) yang menggunakan air dan unsur hara dalam bentuk disemprotkan secara berkala ke sistem perakaran tumbuhan yang mengantung (Jones 2004). Produksi inokulum CMA dengan menggunakan kultur aeroponik pertama kali dilakukan oleh Sylvia dan Hubbel (1986). Kultur aeroponik merupakan bioteknologi yang potensial dalam menghasilkan sistem perakaran yang berasosiasi dengan CMA karena dapat menghasilkan propagul yang tinggi sehingga dapat digunakan sebagai teknologi efektif dalam memproduksi inokulum tanpa menggunakan media tanah (Hung & Sylvia 1988; Sylvia & Jarsfer 1992; Sylvia & Jarsfer 1994). Martin-Laurent (1999) melaporkan bahwa pertumbuhan CMA Glomus sp. pada tanaman Acacia mangium dalam sistem kultur aeroponik mengalami peningkatan sebanyak dua kali lebih tinggi dibandingkan dengan yang ditumbuhkan pada media tanah. Kualitas CMA yang diproduksi dengan kultur aeroponik juga lebih baik karena lebih murni akibat peluang terkontaminasi baik oleh cendawan mikoriza maupun non-mikoriza rendah. Selain itu, tanaman yang ditumbuhkan pada kultur aeroponik lebih efisien dalam memanfaatkan unsur hara dan dapat menghasilkan lingkungan aerasi yang tinggi (Weathers & Zobel 1992). Alternatif media tanam lain ialah media padat kompos. Kompos merupakan bahan organik tanah yang berperan penting dalam meningkatkan kesuburan tanah. Hasil penelitian yang dilakukan Celik et al. (2004) menunjukkan bahwa bahan organik campuran media kompos dan inokulum CMA secara nyata dapat meningkatkan sifat fisik dan struktur tanah. Mikoriza telah diketahui dapat meningkatkan kestabilan agregat tanah. Douds et al. (2006) melakukan penelitian produksi inokulum CMA skala lapang dengan menggunakan campuran kompos dan vermikulit menggunakan CMA G. claroideum, G. etunicatum, G. geosporum, G. intraradices, G. mosseae, dan Gigaspora gigantea. Pertumbuhan propagul inokulum CMA terbaik diperoleh pada media dengan perbandingan kompos dan vermikulit 1:4. Unsur hara P tersedia tanah yang dihasilkan oleh kompos terlalu tinggi dapat menghambat pertumbuhan CMA. Campuran vermikulit ke dalam media kompos dapat mengurangi unsur hara P yang terlalu tinggi. Kandungan unsur hara P pada media tanaman yang tinggi dapat menurunkan kolonisasi CMA pada akar tanaman (Smith & Read 1997). Secara ekonomis produksi CMA
2
menggunakan media campuran kompos lebih murah karena kompos tersedia dalam jumlah banyak di hampir seluruh wilayah Indonesia, dan praktis untuk produksi inokulum dalam skala besar. Kultur aeroponik dan media kompos telah dijadikan sebagai media alternatif dalam produksi inokulum CMA, namun kedua sistem ini belum banyak diteliti di Indonesia. Oleh karena itu dalam penelitian ini dilakukan pengujian terhadap metode produksi inokulum dengan kedua sistem tersebut. Tujuan Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari teknik produksi inokulum CMA dengan menggunakan media kultur aeroponik dan kultur media padat kompos.
BAHAN DAN METODE Waktu dan Tempat Penelitian dilaksanakan pada bulan Februari 2010 sampai dengan bulan Juni 2011 bertempat di Bagian Mikologi, Bagian Fisiologi Tumbuhan, dan Rumah Kaca Departemen Biologi FMIPA IPB, Bogor.
Bahan dan Alat Tanaman inang yang digunakan dalam penelitian ini ialah Centrosema pubescens, Ipomoea reptana, dan Allium cepa. Bahan yang digunakan ialah unsur hara Johnson, aquades, air steril, inokulum CMA komersial mycofer yang terdiri dari CMA Glomus sp., Acaulospora sp., dan Gigaspora sp. (Lampiran 2), tanah dan jerami yang berasal dari Kebun Percobaan Cikabayan, NaOCl 1%, KOH 10%, HCl 1%, larutan pewarna biru tripan, gliserol 50%, alkohol 70%, dan asam laktat. Alat yang digunakan ialah sistem aeroponik berbentuk kubus dengan ukuran sebesar 100x100x60 cm2 yang dilengkapi dengan 9 buah nozzle pada setiap sisi pipa, mesin pompa air, alat penentu waktu, pot berukuran 10x8 cm2, polybag berukuran 25x15 cm2, plastik tahan panas, mikroskop, neraca dan autoklaf. Metode Penelitian Diagram alir metode penelitian dapat dilihat pada Gambar 1.
Persiapan Tanaman Inang
Persiapan Media Tanam
Percobaan I Fase Inokulasi
Tanpa Inokulasi CMA
Inokulasi CMA Percobaan II Fase Produksi
Analisis Pertumbuhan Tanaman
Analisis Pertumbuhan Tanaman dan CMA Analisis Pertumbuhan Tanaman dan CMA
Uji Lanjut Inokulum
Inokulum CMA
Gambar 1 Diagram alir metode penelitian
3
Rancangan Percobaan Ada 2 macam rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini yaitu Rancangan Acak Lengkap untuk percobaan I dan Rancangan Acak Kelompok Split Blok untuk percobaan II dengan masing-masing 5 ulangan. Data dianalisis statistik dengan perangkat lunak SPSS (Statistical Package For Social Science) 16.0 dan diuji lanjut menggunakan Duncan’s Multiple Range Test (DMRT). Persiapan Tanaman Inang Benih yang digunakan sebagai tanaman inang ialah C. pubescens, I. reptana, dan umbi A. cepa. Sebelum disemai, C. pubescens dan I. reptana disterilisasi permukaan. Benih direndam dalam alkohol 70% selama 1 menit, lalu dibilas air steril sebanyak tiga kali. Selanjutnya benih direndam larutan NaOCl 1% selama 5 menit dan dibilas dengan air steril sebanyak tiga kali. Umbi A. cepa berumur 4-5 bulan dan berukuran ±25 gram dikupas kulit terluarnya sebanyak 2 lapis dan bagian pangkal akar dipangkas kemudian umbi disterilisasi permukaan. Umbi A. cepa ditanam pada media akuades steril hingga tumbuh akar selama 5 hari. Benih siap ditanam pada media zeolit steril hingga umur 2 minggu. Fase Inokulasi CMA Percobaan I yaitu fase inokulasi mengunakan pot berukuran 10x8 cm2. Ada 2 perlakuan yaitu inokulasi CMA dan tanpa inokulasi CMA. Perlakuan inokulasi CMA yaitu tanaman inang umur 2 MST diinokulasikan dengan 20 gram CMA pada media zeolit steril. Inokulasi dengan cara meletakkan campuran 20 gram inokulum CMA dan 140 gram zeolit steril di kesekitar sistem perakaran tanaman inang. Bagian atas pot ditambahkan zeolit steril sebanyak 40 gram sampai batas pangkal batang, sehingga total media zeolit yang digunakan adalah 200 gram. Perlakuan tanpa inokulasi CMA yaitu tanaman inang ditumbuhkan dengan media zeolit sebanyak 200 gram. Pemeliharaan tanaman dilakukan selama 12 minggu. Parameter pengamatan pada perlakuan tanpa inokulasi ialah respon pertumbuhan tanaman. Parameter pengamatan pada perlakuan inokulasi CMA ialah respon pertumbuhan tanaman dan pertumbuhan CMA. Tanaman inang dengan inokulasi CMA dapat digunakan untuk percobaan II yaitu fase produksi inokulum CMA.
Persiapan Sistem Media Tanam Kultur Aeroponik. Alat aeroponik dinyalakan selama 12 jam pada siang hari dan dimatikan pada malam hari serta dilengkapi oleh alat penentu waktu dengan ketentuan 30 detik menyala dan 60 detik mati secara berkala. Media air berisi nutrisi disemprotkan menggunakan mesin pompa dan nozzel ke arah perakaran tanaman. Nutrisi yang digunakan ialah larutan pupuk Johnson dengan kandungan P 50% dari konsentrasi normal. Kultur Media Padat. Media padat yang digunakan ialah media kompos dan media zeolit. Cara pembuatan media padat kompos ialah jerami padi dicacah lalu dicampurkan dengan kotoran sapi dengan perbandingan 2:1 (b/b) dan diinkubasi selama 45 hari. Kompos jerami dicampurkan dengan tanah pada perbandingan 2:1 (b/b). Sebanyak 1 kg campuran media kompos disterilisasi autoklaf pada suhu 121ºC selama 30 menit. Sterilisasi dilakukan dua kali dengan selang waktu satu hari. Pada media padat zeolit menggunakan dua macam pot dengan berat zeolit yaitu 180 gram untuk fase inokulasi CMA dan 1 kg untuk fase produksi. Sebelum digunakan, zeolit dibersihkan dengan air. Kemudian zeolit disterilisasi dengan autoklaf pada suhu 121ºC selama 30 menit. Fase Produksi Inokulum Kultur Aeroponik. Tanaman inang yang telah diinokulasikan CMA selanjutnya dipindahkan ke kultur aeroponik. Akar dibersihkan kemudian ditumbuhkan ke dalam kultur aeroponik. Larutan pupuk Johnson ditambahkan pada media air setiap seminggu sekali sebanyak 20 liter. Pada minggu pertama setelah dipidahkan ke media tumbuh, khusus tanaman I. reptana dilakukan pemangkasan tajuk. Pemeliharaan tanaman di media tumbuh dilakukan selama 18 MST. Komposisi larutan baku hara Johnson dapat dilihat pada Lampiran 1. Media Padat. Tanaman inang yang telah diinokulasikan CMA dipindahkan ke media padat yaitu kompos dan zeolit. Media padat sebanyak 1 kg dimasukkan ke dalam polybag berukuran 25x15 cm2. Tanaman inang dibersihkan dari media zeolit lalu dipindahkan ke media padat. Pemeliharan tanaman dilakukan dengan cara dibersihkan dari gulma dan disiram setiap hari dengan menggunakan akuades. Pemupukan dilakukan seminggu sekali menggunakan larutan pupuk Johnson sebanyak 100 ml. Pada minggu pertama setelah dipidahkan ke media tumbuh, khusus
4
tanaman I. reptana dilakukan pemangkasan tajuk. Pemeliharaan dilakukan selama 18 MST. Analisis Pertumbuhan Tanaman Parameter tinggi tajuk dan jumlah daun diukur setiap minggu. Pada saat panen, tanaman inang dibersihkan dari media kultur dengan menggunakan air. Tajuk dipisahkan dari akar tanaman inang. Tajuk dan akar ditimbang bobot basah, kemudian dikeringkan di dalam oven bersuhu 70ºC selama 3 hari. Bagian akar dibersihkan dan ditimbang bobot basahnya. Sebagian akar dikeringkan dalam oven bersuhu 70ºC selama 3 hari untuk mendapatkan bobot keringnya dan sebagian lagi digunakan untuk pengamatan kolonisasi akar, penghitungan jumlah spora CMA, dan uji lanjut inokulum yang dihasilkan. Analisis Pertumbuhan CMA Sebagian akar yang telah dipanen digunakan untuk analisis kolonisasi menggunakan metode pewarnaan akar (Brundrett et al. 1994) dan penghitungan jumlah spora. Pemilihan akar dengan cara pengambilan akar dari berbagai sisi akar secara acak sebanyak 30 potongan akar dengan ukuran 1 cm. Pewarnaan akar dengan cara akar tanaman dibersihkan dengan air mengalir, kemudian dipanaskan dalam KOH 10% (w/v) selama 15 menit dengan 90oC, lalu dibilas dengan air sebanyak tiga kali. Akar direndam HCl 1% (w/v) selama 12 jam. Lalu HCl dibuang dan diganti dengan larutan pewarna biru tripan 0,05% (w/v). Selanjutnya direndam gliserol 50% (w/v) dan diamati struktur kolonisasi CMA. Penghitungan persen kolonisasi CMA menggunakan metode gridline intersection (Giovannetti & Mosse 1980). Penghitungan spora pada kultur aeroponik dengan cara menghitung jumlah spora CMA yang terdapat pada potongan akar saat analisis kolonisasi CMA sedangkan pada media kompos dan zeolit dilakukan dengan cara menghitung jumlah spora pada media tumbuh dan akar. Pengamatan spora pada media air kultur aeroponik tidak dilakukan karena kondisi media air yang cepat mengering. Bobot media yang digunakan dalam penghitungan spora di media padat ialah 50 g. Uji Lanjut Inokulum yang Dihasilkan Inokulum akar yang sudah dikeringkan diuji lebih lanjut untuk menentukan viabilitas inokulum akar yang dihasilkan. Uji lanjut menggunakan tanaman inang I. reptana.
Inokulum akar sebanyak 0,2 gram dipotongpotong. Kemudian dicampurkan ke dalam media zeolit steril sebanyak 200 gram zeolit. Lalu tanaman inang I. reptana ditumbuhkan ke dalam campuran media dan inokulum akar. Pemeliharaan selama 6 minggu dan parameter yang diamati ialah persentase kolonisasi CMA.
HASIL Percobaan I Fase Inokulasi CMA Pertumbuhan CMA Hasil penghitungan persen kolonisasi dan total spora per panjang akar menunjukkan bahwa ketiga tanaman inang yang diinokulasikan CMA memiliki nilai yang tidak berbeda nyata (p<0.05). Kolonisasi CMA ketiga tanaman inang dengan nilai ratarata setiap tanaman inang lebih dari 70%. Namun demikian, tanaman inang C. pubescens memiliki nilai persen kolonisasi dan jumlah spora per panjang akar lebih tinggi dari kedua tanaman inang yang diuji. Spora per cm akar tanaman inang I. reptana dan C. pubescens berbeda nyata dengan spora per cm akar A. cepa (Gambar 2). Tanaman kontrol secara keseluruhan tidak menunjukkan adanya struktur CMA (Data tidak dilaporkan). Pertumbuhan Tanaman Inang Data pertumbuhan terhadap tanaman inang tanpa inokulasi CMA dan perlakuan CMA menunjukkan adanya perbedaan respon pertumbuhan (Tabel 1). Perlakuan CMA terhadap tanaman inang C. pubescens dapat meningkatkan respon pertumbuhan tanaman dibandingkan dengan tanpa perlakuan inokulasi CMA. Pertumbuhan tanaman inang I. reptana dan A. cepa tanpa perlakuan inokulasi CMA menunjukkan pertumbuhan tanaman yang lebih baik dibandingkan tanaman inang dengan perlakuan inokulasi CMA dapat tumbuh dengan baik dibandingkan dengan inokulasi CMA.
5
90 Jumlah spora per cm (spora/cm)
6
Kolonisasi CMA (%)
80 70 60 50 40 30 20 10 0
5 4 3 2 1
0 I. reptana
C. pubescens
A. cepa
I. reptana C. pubescens
A. cepa
B
A
Jumlah spora per panjang akar (spora/cm)
4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 I. reptana C. pubescens
A. cepa
C Gambar 2 (A) persen kolonisasi CMA, (B) jumlah spora per cm akar, (C) jumlah spora per panjang akar pada tanaman inang yang telah diinokulasikan CMA umur 12 MST. Data menunjukkan nilai rataan dari lima kali ulangan ± Standar Deviasi (SD).
6
Tabel 1 Pengaruh inokulasi CMA terhadap pengamatan tinggi tajuk, jumlah daun, bobot basah tajuk, bobot kering tajuk, bobot basah akar dan bobot kering akar pada fase inokulasi umur 12 MST Jumlah Bobot Kering Bobot Basah Akar Bobot Kering Akar Perlakuan Tinggi Tajuk (cm) Daun Bobot Basah Tajuk (g) Tajuk(g) (g) (g) Ipomoea reptana Inokulasi
62,20±13,8a
12,80±2,90b
3,70±0,50a
0,36±0,08a
1,18±0,36a
0,15±0,00a
Tanpa Inokulasi
63,00±8,60a
10,80±1,64a
5,88±0,64b
0,69±0,24a
2,42±1,34a
0,24±0,19a
Inokulasi
75,80±8,20b
54,00±4,70b
1,40±0,10a
0,31±0,12a
0,66±0,15a
0,17±0,15a
Tanpa Inokulasi
52,00±10,52a
18,20±3,42a
1,20±0,30a
0,38±0,07a
0,36±0,32a
0,08±0,03a
0,44±0,15a
1,22±0,19a
0,19±0,07a
Centrosema pubescens
Allium cepa Inokulasi
42,20±11,20a
8,40±1,10a
2,10±0,50a
Tanpa Inokulasi 42,50±10,61a 10,20±1,64b 3,10±0,39b 0,35±0,05a 1,33±0,42a 0,15±0,05a Keterangan: Angka pada setiap kolom yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf 5% Duncan’s Multiple Range Test (DMRT). Data menunjukkan nilai rataan dari lima kali ulangan ± Standar Deviasi (SD).
6
7
Percobaan II Fase Produksi Inokulum Pertumbuhan CMA. Cendawan mikoriza arbuskula pada ketiga akar tanaman inang dengan ketiga media yang diuji mampu membentuk simbiosis antara CMA dan tanaman inang. Struktur CMA yang teramati antara lain struktur miselia eksternal, spora, vesikula, dan arbuskula (Gambar 3). Persentase Kolonisasi CMA. Kolonisasi akar I. reptana yang ditumbuhkan pada ketiga media mencapai di atas 70%. Persen kolonisasi CMA pada I. reptana di media padat zeolit dan kulur aeroponik berbeda nyata dibandingkan pada media kompos. Nilai persentase kolonisasi tanaman inang I reptana pada media padat zeolit lebih tinggi dari pada persentase kolonisasi di fase inokulasi dengan media tumbuh yang sama. Persen kolonisasi CMA pada C. pubescens pada fase produksi hampir sama pada fase inokulasi. Persen kolonisasi CMA pada kultur aeroponik berbeda nyata dengan kolonisasi CMA pada kedua media padat. Kolonisasi CMA A. cepa pada media zeolit dari fase inokulasi ke fase produksi mengalami peningkatan persen kolonisasi. Persen kolonisasi CMA pada media padat zeolit berbeda nyata dengan kolonisasi CMA pada kultur aeroponik dan media padat kompos. Jumlah Spora Tanaman Inang CMA. Total spora CMA per pot tanaman merupakan hasil penjumlahan spora per total media dan spora per panjang akar. Total spora CMA pada media padat merupakan total spora CMA maksimum sedangkan pada kultur aeroponik merupakan total spora minimum. Kultur aeroponik tidak dilakukan pengamatan jumlah spora yang terdapat pada media air. Hasil penyaringan spora menunjukkan bahwa spora per total media kompos lebih banyak secara nyata dibandingan dengan spora yang per total media zeolit. Namun demikian, spora CMA pada media zeolit lebih bersih dari kotoran tanah dibandingkan dengan spora CMA pada media kompos. Jumlah spora pada I. reptana mengalami peningkatan dari fase inokulasi ke fase produksi. Namun, pada media padat zeolit mengalami penurunan jumlah spora per cm akar. Jumlah spora per cm akar dan spora per pot I. reptana pada media padat kompos berbeda nyata dengan spora pada kultur aeroponik dan media padat zeolit. Namun, jumlah spora pada kultur aeroponik masih dapat mencapai nilai maksimum (Gambar 4).
Spora per cm akar C. pubescens pada fase produksi di media kultur aeroponik dapat menghasilkan jumlah spora per cm 2 kali lebih banyak dibandingkan jumlah spora di media kompos. Namun demikian, pada media zeolit mengalami penurunan jumlah spora baik di media maupun di akar sehingga jumlah spora per pot pada media zeolit memiliki nilai terendah dari media lainnya. Jumlah spora per pot tidak menunjukkan hasil yang berbeda nyata, namun pada kultur aeroponik cenderung lebih tinggi yang kemudian diikuti oleh media padat kompos (Gambar 4). Jumlah spora pada A. cepa mengalami peningkatan jumlah spora dari fase inokulasi ke fase produksi. Spora per cm akar pada fase inokulasi hanya dapat menghasilkan 1 spora, sedangkan jumlah spora per cm akar pada fase produksi menghasilkan 2 spora. Jumlah spora per cm akar dan spora per pot pada ketiga media tumbuh menunjukan hasil yang berbeda nyata (Gambar 4). Pertumbuhan Tanaman Inang Hasil pengamatan terhadap tanaman inang I. reptana menunjukkan bahwa tinggi tajuk dan jumlah daun pada kultur aeroponik lebih tinggi secara nyata pada media padat. Namun demikian, tinggi tajuk dan jumlah daun pada media padat zeolit cenderung lebih baik dari pada media padat kompos. Hasil pengamatan terhadap bobot basah dan kering tajuk I. reptana pada aeroponik lebih tinggi secara nyata dari tanaman yang ditumbuhkan pada media padat. Sedangkan bobot basah dan kering akar I. reptana pada ketiga media yang diuji tidak berbeda nyata. Namun demikian, biomassa tajuk dan akar pada media zeolit lebih baik dibandingkan pada media kompos (Tabel 2). Parameter pertumbuhan C. pubescens tidak dipengaruhi oleh media yang diuji kecuali parameter jumlah daun. Jumlah daun pada aeroponik meningkat 1,5-2 kali lebih tinggi dibandingkan media padat zeolit dan kompos. Jumlah daun memiliki hubungan positif dengan jumlah cabang tanaman. Jumlah cabang pada kultur aeroponik lebih banyak dari pada jumlah cabang C. pubescens di media padat zeolit dan kompos yang diuji. Media padat tidak berpengaruh nyata terhadap parameter pertumbuhan C. pubescens. Namun demikian, pertumbuhan C. pubescens pada media kompos lebih baik dibandingkan pada media zeolit. Bobot basah dan kering tajuk dan akar C. pubescens tidak dipengaruhi oleh media yang diuji. Namun, biomassa tajuk dan
8
aeroponik lebih rendah dari media zeolit tetapi lebih tinggi dari media kompos. Bobot basah akar pada kultur aeroponik berbeda nyata dari pada media zeolit dan kompos. Bobot kering akar pada kultur aeroponik dan media kompos berbeda nyata dari pada bobot kering akar di media zeolit (Tabel 2). Hasil perhitungan total panjang akar tanaman inang yang telah diinokulasikan CMA pada ketiga media yang diuji tidak berbeda nyata kecuali total panjang akar pada I. reptana dengan kultur aeroponik menunjukkan hasil yang berbeda nyata (Tabel 2).
akar pada kultur aeroponik cenderung meningkat dibandingkan media padat kompos yang lebih baik dibandingkan pada media padat zeolit (Tabel 2). Parameter pertumbuhan A. cepa tidak dipengaruhi ketiga media uji yang digunakan kecuali tinggi tajuk pada kultur aeroponik berbeda nyata dari pada tinggi tajuk pada media lain. Pertumbuhan tanaman inang A. cepa menunjukkan hasil yang bervariasi. Bobot basah tajuk pada kultur aeroponik dan media padat zeolit berbeda nyata dengan bobot basah tajuk di media padat kompos. Bobot basah dan kering tajuk A. cepa di kultur
A2
A1
100µm
C4
C3
C2
100µm
B4
100µm
100µm
100µm C1
100µm
B3
B2
B1
A4
100µm
100µm
100µm
100µm
A3
100µm
100µm
Gambar 3 Hasil pewarnaan akar dengan biru tripan pada tanaman inang (A) I. reptana, (B) C. pubescens, dan (C) A. cepa. Struktur CMA yang teramati (1) miselia eksternal, (2) arbuskula, (3) vesikula, dan (4) spora umur 18 MST.
9 100 Jumlah spora per cm akar (spora/cm)
28
90
Kolonisasi CMA (%)
80 70 60 50 40 30 20 10
24 20 16 12 8 4 0
0
I. reptana C. pubescens
I. reptana
A. cepa
Jumlah spora per media (spora/kg)
10000 9000 8000 7000 6000 5000
4000 3000 2000 1000
0 I. reptana C. pubescens
A. cepa
Jumlah spora per panjang akar (spora/cm)
A
C. pubescens B
14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 I. reptana C. pubescens
A. cepa
D
C
Jumlah spora per pot tanaman (spora/pot)
A. cepa
12000 11000 10000 9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 I. reptana
C. pubescens
A. cepa
E Gambar 4 (A) persen kolonisasi CMA, (B) jumlah spora per cm akar, (C) jumlah spora per media, (D) jumlah spora per panjang akar, (E) jumlah spora per pot tanaman pada tanaman inang yang telah diinokulasikan CMA di media padat zeolit ( ), kultur aeroponik ( ), dan media padat kompos ( ) umur 18 MST. Data menunjukkan nilai rataan dari lima kali ulangan ± Standar Deviasi (SD).
10
Tabel 2 Pengaruh media tumbuh terhadap tanaman inang yang telah diinokulasi CMA pada parameter pengamatan tinggi tajuk, jumlah daun, total panjang akar, bobot basah tajuk, bobot kering tajuk, bobot basah akar dan bobot kering akar pada fase produksi inokulum umur 18 MST Media
Tinggi Tajuk (cm)
Jumlah Daun
Total Panjang Akar (m)
Bobot Basah Tajuk (g)
Bobot Kering Tajuk (g)
Bobot Basah Akar (g)
Bobot Kering Akar (g)
Ipomoea reptana Zeolit
70,20±26,15a
24,40±5,41a
6,77±3,42a
21,38±5,06ab
2,09±0,52a
3,56±0,74a
1,08±0,34a
Aeroponik
224,00±116,60b
41,80±14,04b
19,13±12,50b
50,22±37,44b
8,22±6,73b
3,66±2,09a
1,56±1,16a
Kompos
55,60±47,42a
16,60±11,10a
5,34±2,17a
11,56±4,70a
1,36±0,51a
2,22±0,81a
1,10±0,66a
Centrosema pubescens Zeolit
91,60±18,17a
60,60±22,49a
2,81±1,60a
5,30±3,25a
1,74±0,57a
1,88±0,21a
0,52±0,11a
Aeroponik
92,40±10,74a
136,80±48,59b
5,33±3,57a
7,26±1,32a
2,42±1,41a
3,24±0,74a
1,31±0,32a
Kompos
96,00±13,55a
82,80±21,28a
5,25±3,06a
6,62±2,36a
2,16±0,88a
2,76±0,86a
1,14±0,71a
Allium cepa Zeolit
25,60±3,36ab
8,00±2,92a
1,82±0,76a
3,64±3,25b
0,74±0,30a
1,4±0,48ab
0,24±0,09a
Aeroponik
37,00±9,92b
7,40±4,09a
2,12±0,63a
2,68±1,10b
0,70±0,56a
1,7±0,53b
0,60±0,22b
Kompos 23,00±4,22a 5,00±2,24a 1,69±1,86a 1,56±0,49a 0,52±0,29a 1,02±0,26a 0,56±0,24b Keterangan: Angka pada setiap kolom yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf 5% Duncan’s Multiple Range Test (DMRT). Data menunjukkan nilai rataan dari lima kali ulangan ± Standar Deviasi (SD).
10
11
Panjang Akar dan Panjang Akar Terkolonisasi CMA Tanaman inang mengalami pertumbuhan panjang akar dari fase inokulasi ke fase produksi pada media padat zeolit. Hal ini dapat dilihat dari data pesentase kolonisasi CMA dan bobot basah akar. Panjang akar dan panjang akar terkoloniasi CMA I. reptana memiliki persentase peningkatan pertumbuhan akar sebesar 78%, tanaman inang C. pubescens memiliki persentase peningkatan pertumbuhan akar sebesar 63%, tanaman inang A. cepa memiliki persentase peningkatan pertumbuhan akar sebesar 18%. Uji Lanjut Inokulum Akar CMA yang Dihasilkan Pengamatan persentase kolonisasi CMA pada uji kualitas inokulum akar menunjukkan hasil kolonisasi CMA antara 25-53%, Inokulum akar I. reptana dan A. cepa dari media padat zeolit dan media kultur aeroponik memiliki persentase kolonisasi yang lebih baik dibandingan dengan inokulum akar dari media padat kompos. Inokulum akar C. pubescens yang dihasilkan dari ketiga media tumbuh tidak menunjukkan perbedaan persentase kolonisasi. Namun, inokulum akar dari media kultur aeroponik menghasilkan kolonisasi yang lebih baik (Gambar 5). 70 Kolonisasi CMA (%)
60 50 40 30 20 10
0 I.reptana
C. pubescens
A. cepa
Gambar 5 Uji lanjut inokulum yang dihasilkan media padat zeolit ( ), kultur aeroponik ( ), dan media padat kompos ( ). Data menunjukkan nilai rataan dari lima kali ulangan ± Standar Deviasi (SD).
PEMBAHASAN Sumber inokulum CMA dapat dihasilkan dari struktur CMA yang menginfeksi tanaman inang. Sumber inokulum tersebut antara lain
akar dengan tingkat kolonisasi tinggi dan spora yang dihasilkan. Struktur CMA antara lain hifa, vesikula, arbuskula, dan spora (Sieverding 1991). Percobaan pertama yaitu fase inokulasi dengan kultur pot menggunakan media zeolit. Metode kultur pot pertama kali dikembangkan oleh Mosse pada tahun 1953 yang menginokulasi inokulan murni. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa infeksi CMA pada setiap tanaman inang rata-rata lebih dari 70%. Kormanik dan McGraw pada tahun 1982 melaporkan pembagian kategori kelas dalam persentase kolonisasi yaitu kelas 1: 0-5%, kelas 2: 6-25%, kelas 3: 26-50%, kelas 4: 51-75%, kelas 5: 76-100% (Rajapakse et al. 1992). Berdasarkan pembagian kategori kelas persentase kolonisasi akar menunjukkan bahwa kolonisasi CMA pada tanaman inang I. reptana dan C. pubescens termasuk kategori kolonisasi CMA tinggi yaitu kelas 5 karena mencapai 78,70% dan 81,60%. Tanaman inang A. cepa memiliki persentase kolonisasi cukup tinggi yaitu kelas 4 sebesar 72,2%. Persentase kolonisasi ketiga tanaman tidak berbeda nyata. Hasil yang tidak berbeda nyata menunjukkan bahwa perlakuan yang diberikan pada ketiga tanaman seragam. Tanaman inang tersebut dapat digunakan untuk fase produksi CMA selanjutnya. Pertumbuhan tanaman inang I. reptana menghasilkan jumlah spora terbanyak dibandingan C. pubescens dengan kolonisasi tertinggi pada fase inokulasi (Gambar 2). Hal ini berkaitan dengan pertumbuhan akar I. reptana yang lebih tinggi dibandingkan dengan pertumbuhan akar C. pubescens, sehingga CMA memiliki ruang hidup yang lebih luas pada akar I. reptana dibandingkan dengan akar C. pubescens. Respon pertumbuhan tanaman inang tanpa inokulasi CMA dapat tumbuh lebih baik dibandingkan tanaman inang dengan perlakuan CMA kecuali pada tanaman inang C. pubescens. I. reptana dan A. cepa yang diinokulasikan CMA memerlukan adaptasi untuk meningkatkan pertumbuhan tanaman. CMA dapat bersimbiosis dengan baik pada tanaman inang C. pubescens. Tanaman inang C. pubescens memiliki ketergantungan yang tinggi terhadap CMA. Pemberian larutan pupuk Johnson sebesar 50% dari konsentrasi normal sudah dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman pada tanaman inang tanpa inokulasi CMA. Kultur aeroponik dapat mempercepat pertumbuhan tanaman inang CMA I. reptana, C. pubescens dan A. cepa khususnya tinggi
12
tajuk serta perbanyakan inokulum CMA. Akar tanaman yang dibudidayakan secara aeroponik dapat menyerap oksigen lebih banyak dan efisiensi penyerapan unsur hara yang lebih optimal terutama unsur hara makro P. Unsur hara yang disemprotkan ke udara dapat mencapai perakaran secara langsung tanpa melalui media perantara sehingga unsur hara dapat langsung diserap oleh akar. CMA dapat mengkolonisasikan akar secara cepat dan dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman khususnya akar tanaman. Hal ini sesuai dengan pernyataan Sylvia dan Jarsfer (1994) bahwa simbiosis CMA dapat tumbuh dengan baik pada kultur aeroponik karena dapat meningkatkan kolonisasi CMA, jumlah spora CMA dan akar tanaman menjadi lebih panjang. Hal ini dikarenakan kultur aeroponik dapat menghasilkan aerasi lingkungan yang baik dan tidak adanya media substrat fisik. Kolonisasi CMA pada I. reptana dengan kultur aeroponik cenderung meningkat jika dibandingkan dengan media padat (Gambar 4). Persen kolonisasi CMA pada I. reptana dengan kultur aeroponik ialah 87,84% dan 10.363 spora. Nilai tersebut sudah masuk dalam kriteria kualitas inokulum yang tinggi. Menurut Martin-Laurent (1999) CMA dapat mengkolonisasi bagian korteks akar secara penuh pada akar tertua di media aeroponik jika dibandingkan pada korteks akar di media tanah. Oleh karena itu, walaupun persen kolonisasi tidak berbeda nyata namun intensitas kolonisasinya lebih tinggi sehingga jumlah total biomassa cendawan pada media aeroponik lebih tinggi. Kultur aeroponik dapat menciptakan lingkungan yang lebih aerasi pada media kultur. Persinggungan air dan udara yang dihasilkan butiran kabut air pada kultur aeroponik dapat meningkatkan kandungan oksigen di sekitar perakaran tanaman. Oksigen dan air berperan dalam pertumbuhan tanaman. Salah satunya ialah untuk proses respirasi aerob dan translokasi fotosintat. Respirasi aerob memerlukan oksigen untuk menghasilkan energi dari hasil fotosintesis. Translokasi fotosintat berjalan dari daerah sumber (source) ke daerah penampungan (sink) dengan melibatkan jaringan floem dan xilem. Pergerakan fotosintat dua arah dari tajuk dan akar dapat menyebabkan biomassa tajuk dan akar semakin meningkat. Pertumbuhan akar yang semakin meningkat dapat dijadikan sebagai tempat hidup CMA untuk melakukan simbiosis mutualisme antara akar tanaman dan CMA. Pertumbuhan tajuk juga semakin meningkat.
Media kompos dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman inang C. pubescens dari pada media zeolit. Media kompos jerami dapat menyediakan unsur hara P baik dalam bentuk organik maupun anorganik. Tanaman dapat menyerap fosfor dalam bentuk Ptersedia. Mikoriza dapat mengeluarkan asamasam organik dan enzim fosfatase yang dapat melarutkan P di tanah menjadi P-tersedia tanah. CMA dapat menyerap unsur hara P yang terdapat di media dengan menggunakan struktur hifa yang dimilikinya (Rao 1994). Fosfat merupakan hara makro esensial yang dibutuhkan tanaman untuk metabolisme tanaman, penyimpanan dan transfer energi (Rao 1994). Media pertumbuhan terbaik A. cepa yang bersimbiosis dengan CMA ialah media zeolit. Namun demikian, A. cepa juga dapat beradaptasi dengan baik pada kultur aeroponik. A. cepa yang ditumbuhkan dengan media kompos menunjukkan pertumbuhan yang lebih rendah. Hal ini disebabkan pada saat proses pemindahan akar dari fase inokulasi CMA ke fase produksi dengan menggunakan media padat kompos terjadi kesulitan pemindahan. Sehingga menyebabkan akar tanaman terganggu proses pertumbuhannya. Panjang akar tanaman mengalami peningkatan persentase pertumbuhan dari fase inokulasi ke fase produksi pada media zeolit. Penambahan media tumbuh dapat meningkatkan ruang hidup yang lebih besar bagi pertumbuhan simbiosis mutualisme CMA. Hifa ekstraradikal yang dihasilkan CMA dapat menggantikan peran akar dalam menjangkau unsur hara dan air yang sulit terjangkau oleh rambut akar (Salisbury & Ross 1992). Penambahan media tumbuh dapat meningkatkan peran hifa sehingga simbiosis mutualisme akar dan cendawan semakin meningkat. Tanaman inang I. reptana pada media aeroponik memiliki jumlah spora yang cukup tinggi dibandingkan dengan kedua tanaman inang lainnya yang diuji. Tanaman inang I. reptana berpotensi sebagai penghasil inokulum CMA yang efektif. Tanaman inang I. reptana pada kultur aeroponik menghasilkan tinggi tajuk dan jumlah daun yang cukup tinggi sehingga dapat digunakan sebagai sumber sayuran organik yang merupakan nilai tambah dari produksi massal inokulum CMA. Hal yang sama dengan C. pubescens yang dapat digunakan sebagai hijauan ternak dan sumber bahan organik. A. cepa menghasilkan jumlah spora paling
13
rendah pada ketiga media yang diuji dibandingkan dengan I. reptana dan C. pubescens namun tanaman ini menghasilkan tinggi tajuk yang baik pada media aeroponik. Inokulum CMA yang efisien dapat meningkatkan respon pertumbuhan tanaman inang dan CMA. Unsur hara Johnson yang diberikan dapat diserap langsung oleh tanaman dengan sumber unsur hara P dengan konsentrasi 50% dan pertumbuhan akar tanaman meningkat terutama pada kultur aeroponik. CMA dapat bersimbiosis dengan baik pada kandungan hara P yang tidak terlalu tinggi (Smith & Read 1997). Kultur aeroponik dapat memberikan ruangan yang lebih luas dan lingkungan aerasi, sehingga pertumbuhan tanaman dan CMA meningkat. Disisi lain, pertumbuhan akar di media padat memiliki ruang hidup yang lebih sempit dibandingkan pada kultur aeroponik. Pengujian kualitas inokulum akar mampu menghasilkan persentase kolonisasi CMA sebesar 25-53% (Gambar 5). Rendahnya persentase kolonisasi yang dihasilkan diduga karena umur tanaman inang yang masih muda yaitu 6 minggu. Nilai persen kolonisasi CMA yang dihasilkan memiliki kesamaan dengan persen kolonisasi pada fase produksi. Namun pada inokulum yang dihasilkan dari tanaman inang I. reptana dengan media zeolit memiliki nilai persentase kolonisasi yang lebih rendah dari kultur aeroponik. Hal ini mungkin disebabkan inokulum yang digunakan diuji dengan menggunakan tanaman inang dan media yang sama dari asal inokulum yaitu I. reptana dan media zeolit, sehingga persentase kolonisasi CMA mengalami penurunan.
SIMPULAN Produksi inokulum CMA dengan menggunakan kultur aeroponik dan media padat dapat meningkatkan pertumbuhan CMA dan pertumbuhan tanaman inang. CMA pada fase inokulasi menghasilkan persentase kolonisasi lebih dari 70%. Tanaman inang C. pubescens tumbuh baik pada perlakuan CMA dibandingkan dengan perlakuan tanpa inokulasi. Pertumbuhan CMA mengalami peningkatan dari fase inokulasi ke fase produksi. Pertumbuhan terbaik I. reptana dan C. pubescens yang bersimbiosis dengan CMA ialah pada kultur aeroponik sedangkan A. cepa ialah media zeolit. Uji lanjut inokulum CMA menghasilkan persentase kolonisasi sebesar 25-53%. Kultur aeroponik menghasilkan kualitas inokulum CMA terbaik diikuti oleh media zeolit dan kompos.
SARAN Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dengan perlakuan yang lebih lengkap untuk mengetahui kualitas inokulum CMA yang dihasilkan pada kultur aeroponik dan media padat.
DAFTAR PUSTAKA Brundrett M, Bougher N, Dell B, Groove T, Malajczuk N. 1994. Working with Mycorrhizas in Forestry and Agriculture. Wembley: CSI RO Centre for Mediterranean Agriculture Research. Celik I, Ortas I, Kilic S. 2004. Effect of compost, mycorrhiza, manure and fertilizer on some physical properties of a chromonoxerert soil. Soil & Tillage Research 78: 59-67. Douds DD Jr, Nagahashi G, Pfeffer PE, Reider C, Kayser WM. 2006. On-farm production of AM fungus inoculum in mixtures of compost and vermiculite. Biotech 97: 809–818. Geovanneti M, Mosse B. 1980. An evaluation of techniques for measuring vesicular arbuscular mycorrhizal infection in root. New Phytol 84: 489-500. Hung LL, DM Sylvia. 1988. Production of vesicular-arbuscular mycorrhizal fungus inoculum in aeroponic culture. Appl Environ Microbiol 54:353-357. Jones JB. 2004. Hydroponics : A Practical Guide for The Soilless Grower. Ed ke-2. USA: CRC Pr. Martin F-Laurent, Lee SK, Tham FY, Jie H, Diem HG. 1999. Aeroponic production of Acacia mangium saplings inoculated with AM fungi for reforestation in the tropics. Elsevier Science 122: 199-207. Rajapakse S, Miller JC Jr. 1992. Methods for studying vesicular-arbuscular mycorrhizal root colonization and related root physical properties. Microbiol 24: 311-315. Rao NSS. 1994. Mikroorganisme Tanah Dan Pertumbuhan Tanaman. Jakarta : UIPress.
14
Sieverding E. 1991. Vesicular-Arbuscular Mycorrhiza Management In Tropical Argosystems. Eschborn: Deutche Gesellschaft fur.
Sylvia DM, Hubbell DH. 1986. Growth and sporulation of vesicular-arbuscular mycorrhizal fungi in aeroponic and membrane systems. Symbiosis 1:259-267.
Salisbury BF, Ross CW. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid 3. Bandung: ITB-Press.
Sylvia DM, Jarstfer AG. 1992. Sheared root inoculum of vesicular-arbuscular mycorrhizal fungi. Appl Environ Microbiol 58: 229-232.
Smith SE, Smith FA, Jacobsen I. 2003. Micorrhizal fungi can dominate phosphate supply to plants irrespective of growth responses. Plant Physiol 133: 16-20. Smith SE, Gianinazzi-Pearson. 1988. Physiological interactions between simbionts in vesicular-arbuscular micorrhizal plant. Plant Physiol 39:221244. Smith SE, Read DJ. 1997. Mycorrhizal Symbiosis. Second Edition. California: Academic Press.
Sylvia DM, Jarstfer AG. 1994. Aeroponic culture of VAM fungi. In: A.K. Varma, B. Hock (eds). Mycorrhiza: Structure, Function, Molecular Biology and Biotechnology. Springer Verlag, Berlin. 427-441. Weathers PJ, Zobel RW. 1992. Aeroponics for the culture of organism, tissues, and cells. Biotech 10: 93-115.
2
LAMPIRAN
16
Lampiran 1 Komposisi larutan hara Johnson Hara Makro Berat molekul
Konsentrasi larutan stok (M)
Konsentrasi larutan stok (g/l)
101,10 236,16 115,08 246,49
1,0 1,0 1,0 1,0
101,10 236,16 115,08 246,49
Senyawa KNO3 Ca(NO)3,4H2O NH4H2PO4 MgSO4,7H2O
Volume larutan stok/larutan final (ml) 6,0 4,0 2,0 1,0
Hara Mikro Senyawa
Berat molekul
Konsentrasi larutan stok (M)
Konsentrasi larutan stok (g/l)
KCl H2BO3 MnSO4,H2O ZnSO4,7H2O CuSO4,5H2O H2MoO4(85%MoO3) Fe-EDTA
74,55 61,84 168,01 287,55 249,71 161,97 346,08
50,0 25,0 2,0 2,0 0,5 0,5 20,0
3,728 1,546 0,338 0,575 0,125 0,081 6,922
Volume larutan stok/larutan final (ml)
1,0
1,0
17
Lampiran 2 CMA yang digunakan sebagai inokulum A
100µm
B
100µm
10 µm
Keterangan : (A) Spora campuran Glomus etunicatum, Glomus manihotis, Gigaspora sp., Acaulospora sp., dan (B) struktur kolonisasi CMA.
18
Lampiran 3 Spora CMA tanaman inang I. reptana, C. pubescens, dan A. cepa di media padat pada fase produksi inokulum umur 18 MST A1
A2
100µm
100µm
B2
B1
100µm
100µm
C1
100µm
C2
100µm
Keterangan: Tanaman inang (A) I. reptana, (B) C. pubescens, (C) A. cepa pada (1) media padat zeolit, dan (2) media padat kompos.
19
Lampiran 4 Panjang akar tanaman inang pada fase produksi inokulum umur 18 MST A
D
A
F
E a
B
B
E
D
F
a
C
D
C
E
F
Keterangan: Akar tanaman inang (A) I. reptana, (B) C. pubescens, dan (C) A. cepa yang berasosiasi dengan CMA pada media (D) kultur aeroponik, (E) media padat kompos, dan (F) media padat zeolit.
20
Lampiran 5 Tanaman inang C. pubescens, I. reptana dan A. cepa pada fase inokulasi CMA umur 12 MST A
B
C
Keterangan : Tanaman inang (A) I. reptana, (B) C. pubescens, dan (C) A. cepa.
21
Lampiran 6 Tanaman inang I. reptana, C. pubescens dan A. cepa pada kultur aeroponik dan media padat fase produksi CMA umur 18 MST A
A
F
D
E
B
D
B
E
F
C
D
C
E
F
Keterangan: Tanaman inang (A) I. reptana, (B) C. pubescens, dan (C) A. cepa pada (D) kultur aeroponik, (E) media padat kompos, dan (F) media padat zeolit.
