Tempat dan Waktu
Penelitian dilaksanakan di Kebun Percobaan Cikabayan, University Farm IPB Bogor dengan suhu harian rata-rata 25.5 oC, kelembaban harian rata-rata 84%, curah hujan rata-rata 251.4 mm per bulan selama periode penelitian (Lampiran 1), dan di Laboratorium Fisiologi Tumbuhan Departemen Biologi FMIPA IPB. Penelitian berlangsung mulai bulan Agustus 2011 sampai dengan bulan Desember 2011.
Bahan
Bahan tanaman yang digunakan adalah benih padi sawah varietas Inpari 13 dan benih jagung varietas komposit Sukmaraga dari Balai Penelitian Serealia Maros (Lampiran 2). Pupuk hayati yang digunakan adalah PGPR (Azotobacter
sp., Azospirillum sp., Bacillus subtilis dan Pseudomonas beteli) dari Departemen
Biologi FMIPA IPB, cendawan endofit Aspergillus niger diperoleh dari PPSHB IPB, dan CMA Glomus manihotis dari bagian Mikologi FMIPA IPB. Pupuk anorganik yang digunakan adalah NPK Pelangi dengan komposisi N: P: K (20 : 10 : 10).
Metode
Penelitian terdiri atas beberapa tahapan seperti pada gambar 1. Tahap pertama persiapan bahan tanam (media tanam, benih, pupuk hayati dan pupuk anorganik), tahap kedua proses penyemaian benih padi, tahap ketiga penanaman dan pemupukan, tahap keempat proses pemanenan, tahap terakhir proses analisis (analisis potensi produksi, analisis serapan hara dan analisis mikroba dan N, P, K media tanam).
Gambar 1 Bagan alir kegiatan penelitian Persiapan Media Tumbuh Tanaman
Media tumbuh yang digunakan adalah tanah podsolik merah kuning dari Jasinga Bogor dengan pH 4.1 (Lampiran 3). Media tumbuh untuk tanaman padi adalah sebanyak 8 kg pot-1 atausetara dengan volume 8 liter pada ember plastik berukuran 10 liter yang selanjutnya dilumpurkan selama 2 minggu. Media tumbuh untuk tanaman jagung yaitu tanah sebanyak 10 kg polibag-1 atau setara dengan 10 liter yang dimasukkan ke dalam polibag berukuran 40 cm x 40 cm. Untuk pengujian awal sifat kimia dan kandungan mikroba tanah digunakan 1 kg tanah komposit.
Persiapan PGPR dalam Media Kompos
Isolat bakteri yang digunakan sebagai pupuk hayati adalah Bacillus subtilis
(strain HU48), Pseudomonas beteli (strain ATCC1986IT), Azotobacter sp. (strain HY1141), dan Azospirillum sp. (strain NS01) yang didapatkan dari koleksi Departemen Biologi FMIPA IPB. Perbanyakan bakteri dilakukan dalam media spesifik, yaitu media NB (Nutrient Broth) untuk B. subtilis, media NFB (Nutriemt
Ferro Broth) untuk Azospirillum sp., media LGI (Lacto Glucose Infusion) untuk
Penanaman dan pemupukan Penyemaian benih padi Persiapan media tanam (tanah
podsolik merah kuning), benih, dan analisis media tanam
Kompos tanpa PGPR; kompos + PGPR; CMA pada Zeolit; dan A. niger pada dedak; NPK pelangi
Panen Analisis potensi Produksi Analisis Serapan Hara Analisis Media Tanam (N,P,K dan Mikroba)
Azotobacter sp., dan media TSB (Triptic Soy Broth) untuk P. beteli. Penyiapan PGPR ini diawali dengan sterilisasi media cair sebagai media inokulasi dan tanah gambut sebagai bahan pembawa. Media yang sudah steril tersebut kemudian diinokulasi dengan isolat bakteri yang akan digunakan sebagai pupuk hayati. Setelah itu, biakan diinkubasi selama 24 jam untuk B. subtilis, P. beteli,
Azospirillum sp., dan 48 jam untuk Azotobacter sp. dengan penggoyangan.
Sentrifugasi dengan kecepatan 5000 rpm dilakukan untuk menghasilkan endapan bakteri dengan volume cair dari 2 liter menjadi 50 ml. Pelet yang dihasilkan sebanyak 50 ml kemudian dicampur dengan 1 kg gambut yang sudah disterilisasi sebelumnya. Pemanenan bakteri dilakukan pada fase eksponensial dengan kepadatan sel 108sel ml-1. Kepadatan sel bakteri diamati dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 620 nm.
Penyiapan pupuk kompos diawali dengan penyiapan cacahan jerami dan kotoran sapi dengan perbandingan 2 : 1 (b/b). Cacahan jerami dan kotoran sapi tersebut kemudian disusun masing-masing dalam 5 lapisan, kemudian ditutup menggunakan terpal. Setelah 3 minggu (setengah matang), sebagian kompos diperkaya (dicampur) pupuk hayati PGPR dalam media pembawa gambut sebanyak 1% bobot bahan kompos dan sebagian kompos tidak diperkaya untuk kontrol. Kompos dikategorikan telah matang dan siap digunakan setelah 6 minggu.
Persiapan CMA dalam Media Zeolit
Perbanyakan CMA dilakukan dengan menggunakan metode biakan pot. Tanaman Pueraria phaseloides yang telah disterilisasi dengan larutan hipoklorit 0.05% selama 1 menit ditumbuhkan dalam pot yang berisi campuran media zeolit steril dan inokulum CMA 20% (v/v). Tanaman dipelihara dan disiram setiap hari. Penyiraman terhadap pot dihentikan pada saat P. phaseloides berumur 4 bulan. Tajuk tanaman dipotong, akar dan media tumbuh dibiarkan mengering yang selanjutnya digunakan sebagai pupuk hayati.
Persiapan Aspergillus niger dalam Media Dedak
Isolat yang digunakan yaitu cendawan Aspergillus niger yang didapatkan dari PPSHB IPB. Isolat diperbanyak pada media PDA dalam cawan petri. Pembuatan pupuk hayati diawali dengan mencampurkan dedak sebanyak 3 kg dengan urea 90 g ditambah dengan aquadest sebanyak 500 ml. Campuran diaduk rata sehingga didapatkan struktur yang liat. Selanjutnya campuran dedak sebanyak 150 g dimasukkan ke dalam plastik transparan ukuran 1 kg. Kemudian campuran disterilisasi pada tekanan 1 atm dan suhu 121 ºC selama 2 jam. Campuran dedak yang telah disterilisasi diinokulasi dengan isolat A. niger di dalam laminar. Kemudian diinkubasi pada suhu ruang selama seminggu dan dihaluskan.
Pembibitan Benih Padi
Benih padi dikecambahkan menggunakan kertas merang basah. Selanjutnya pada umur 5 hari setelah perkecambahan dilakukan pembibitan menggunakan media tanah PMK pada baki persemaian. Setelah bibit berumur 20 hari dilakukan pindah tanam ke dalam pot.
Pertanaman dan Pemupukan
Tanaman padi ditanam dua bibit pada setiap pot. Pada umur satu minggu setelah tanam dibuat hanya satu setiap pot. Tanaman jagung ditanam dua biji pada setiap polibag, dan pada umur satu minggu setelah tanam dibuat hanya menjadi satu tanaman setiap polibag.
Aplikasi pupuk hayati dan kompos dilakukan pada saat bersamaan dengan penanaman padi maupun jagung, sedangkan pupuk NPK diaplikasikan pada umur satu minggu setelah tanam. Kompos tanpa PGPR sebanyak 20 g tanaman-1 diaplikasikan pada tanaman kontrol. Kompos yang diperkaya PGPR diaplikasikan sebanyak 20 g tanaman-1 setara dengan 2 x104 sel bakteri untuk tanaman padi dan 25 g tanaman-1 atau setara dengan 2.5 x 104 sel bakteri untuk tanaman jagung. Cendawan endofit pada media dedak diaplikasikan sebanyak 7.5 g tanaman-1 setara dengan 5 x 102 spora tanaman-1 untuk tanaman padi dan jagung. CMA dengan media zeolit diaplikasikan 12.5 g tanaman-1 setara dengan 9 spora tanaman-1 hanya untuk tanaman jagung. Aplikasi pupuk NPK dengan dosis yang
direkomendasikan (dosis 100%) adalah 250 kg ha-1 untuk tanaman padi dan 300 kg ha-1 untuk tanaman jagung (Setiyowati 2011).
Pengamatan Parameter Tanaman
Komponen pertumbuhan padi dan jagung diukur secara berkala sekali dalam seminggu selama tujuh minggu mulai umur dua minggu setelah tanam. Komponen pertumbuhan yang diamati adalah tinggi tanaman dan jumlah daun. Jumlah total anakan padi diamati hanya sampai menjelang berbunga, dan bobot kering akar dan tajuk diukur setelah panen. Komponen produksi tanaman padi yang diukur meliputi panjang malai, jumlah malai, bobot gabah total, ukuran gabah (bobot 100 biji), jumlah gabah isi dan jumlah gabah hampa. Komponen produksi tanaman jagung meliputi ukuran tongkol (panjang dan diameter), bobot kering pipil biji dan bobot 100 biji diamati setelah panen.
Analisis Serapan Hara
Analisis serapan hara tanaman padi dan jagung hanya untuk perwakilan beberapa satuan percobaan yang dilakukan di Balai Penelitian Tanah Bogor. Bagian tumbuhan yang digunakan untuk analisis yaitu bagian daun. Daun diambil dari daun ketiga pada tanaman yang berumur 4 mst.
Analisis Tanah
Analisis media tanam sebelum dan setelah perlakuan dilakukan di Balai Penelitian Tanah Bogor. Kandungan mikroba Aspergillus niger, Glomus
manihotis, Azotobacter sp., Azospirillum sp., Bacillus subtilis dan Pseudomonas
beteli dianalisis di IPBCC Departemen Biologi FMIPA IPB.
Rancangan Percobaan
Penelitian dilaksanakan menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan satu perlakuan. Perlakuan terdiri dari 10 taraf pemupukan untuk tanaman padi, dan 13 taraf pemupukan untuk tanaman jagung, masing-masing dengan 5 ulangan. Semua perlakuan menggunakan pupuk kompos. Padi dan jagung yang ditanam di media yang mengandung pupuk NPK 100% digunakan sebagai
kontrol. Perlakuan 9 taraf lain untuk padi adalah kombinasi antara pupuk NPK 100% (K1), 75% (K2) dan 50% (K3) dengan pupuk hayati PGPR (H1), pupuk hayati cendawan endofit (H2) dan pupuk hayati PGPR + cendawan endofit (H3). Perlakuan 12 taraf lain untuk jagung yaitu kombinasi antara NPK 100% (K1), 75% (K2) dan 50% (K3) dengan pupuk hayati PGPR (H1), hayati PGPR + cendawan endofit (H2), pupuk hayati PGPR + mikoriza (H3) dan pupuk hayati PGPR + cendawan endofit + mikoriza (H4).
Analisis Data Kuantitatif
Pengolahan data hasil pengamatan dilakukan pada parameter pertumbuhan dan produksi. Program yang digunakan yaitu Statistical Analysis System 9.1 (SAS) dengan uji Anova (Analyisis of varians), uji lanjut Duncan Multiple Rank Test (DMRT), Kontras Orthogonal dan Analisis Korelasi.