Abstrak
Tanaman legum pakan yang tumbuh pada tanah yang tidak subur seperti Ultisol mempunyai pertumbuhan yang tidak optimal. Tanaman akan menghadapi kendala defisiensi unsur hara esensial tertentu, selain juga pada musim kemarau dapat mengalami kondisi kekurangan air (cekaman kekeringan). Tujuan penelitian ini adalah : 1) menguji keefektifan inokulasi CMA dan Rhizobium terhadap pertumbuhan tiga jenis tanaman legum pakan, baik pada kadar air tanah 80 % KL maupun 50 % KL, 2) mengetahui mekanisme adaptasi terhadap cekaman kekeringan, bagi tanaman legum pakan yang mendapat perlakuan tanpa inokulasi, inokulasi tunggal CMA atau Rhizobium, serta inokulasi ganda CMA dan Rhizobium. Tiga jenis tanaman legum pakan (Centrosema pubescens, Calopogonium mucunoides, Pueraria phaseoloides) diberi perlakuan inokulasi (tanpa inokulasi, inokulasi Rhizobium, inokulasi CMA, inokulasi Rhizobium dan CMA) pada kadar air tanah 80 % KL dan 50 % KL. Hasil penelitian menunjukkan bahwa inokulasi CMA pada kadar air tanah 80 % mampu meningkatkan pertumbuhan (biomassa total) Sentro 18 kali, Kalopo 8 kali, dan Puero 15 kali, sedangkan pada kadar air tanah 50 % KL, mampu meningkatkan pertumbuhan Sentro 8 kali, Puero 13 kali dibandingkan tanpa inokulasi. Inokulasi tunggal Rhizobium pada kadar air tanah 50 % KL meningkatkan pertumbuhan Sentro (0.78 kali), dan pada kadar air tanah 80 % menurunkan pertumbuhan Kalopo (-0.27 kali) dibandingkan tanpa inokulasi. Pada tanaman Sentro, inokulasi ganda CMA dan Rhzobium dapat menurunkan pertumbuhan Sentro (-0.44 kali) pada kadar air tanah 80 % KL, dan (-0.33 kali) pada kadar air tanah 50 % KL dibandingkan dengan inokulasi tunggal CMA. Pada kadar air tanah 50 % KL (cekaman kekeringan ), tanaman yang bersimbiosis dengan CMA mengembangkan mekanisme adaptasi berupa pengurangan luas daun (Sentro, Puero) serta mempertahankan bobot kering akar (Kalopo, Puero), sedangkan tanaman Sentro yang bersimbiosis dengan Rhizobium secara tunggal tidak mengurangi luas daunnya, tetapi meningkatkan bobot kering akarnya, dan tanaman Sentro yang bersimbiosis secara ganda dengan Rhizobium dan CMA mengurangi luas daun serta bobot kering akarnya. Sebaliknya, tanaman yang tidak bersimbiosis dengan CMA (Puero), selain mengurangi luas daun dan bobot kering akarnya, juga meningkatkan kadar prolina daun.
Kata Kunci: Centrosema pubescens, Calopogonium mucunoides, Pueraria phaseoloides, CMA, Rhizobium, cekaman kekeringan, dan pertumbuhan
Abstract
Forage legumes grown on poor soil condition such as Ultisol would not reach their optimal growth. The plants face some essential nutrient deficiencies, and also soil water deficit in dry season. The objectives of this experiment were 1) to evaluate the effectiveness of AM-fungi and Rhizobium inoculation on growth of three forage legumes under different soil water regimes, 2) to determine the adaptation mechanisms of these forage legumes on drought stress. Three forage legume species (Centrosema pubescens, Calopogonium mucunoides, Pueraria phaseoloides), were treated with inoculation (noninoculated, inoculated with Rhizobium, inoculated with AM-fungi, inoculated with Rhizobium and AM-fungi) at soil water content (80 % and 50 % of field capacity). The results showed that AM-fungi inoculation at 80 % soil water content can increase the growth of Sentro 18 folds, Kalopo 8 folds, and Puero 15 folds, while at 50 % soil water content can increase the growth of Sentro 8 folds and Puero 13 folds compare to noninoculated. Single Rhizobium inoculation at 50 % soil water content can increase growth of Sentro (0.78 folds), and decreased the growth of Kalopo (-0.27 folds) at 80 % soil water content. Comparing to single AM-fungi inoculation, inoculation with both Rhizobium and AM-fungi, decreased the growth of Sentro (-0.44 folds) at 80 % soil water content and (-0.33 folds) at 50 % soil water content. At 50 % soil water content (drought stress), the mycorrhizal plants developed adaptation mechanism i.e. decreased their leaf area (Sentro, Puero) and maintenanced their root dry weight (Kalopo, Puero). Sentro inoculated with single Rhizobium did not decrease its leaf area, and increased its root dry weight, but for Sentro inoculated with both Rhizobium and AM-fungi decreased their leaf area and root dry weight. In the other hands the nonmycorrhizal plants (Puero), decreased their leaf area and root weight, and increased their proline content in the leaf.
Key words : Centrosema pubescens, Calopogonium mucunoides, Pueraria phaseoloides, AM-fungi, Rhizobium, drought stress, and growth
Pendahuluan
Tanaman legum pakan seperti Sentro (Centrosema pubescens), Kalopo (Calopogonium mucunoides), dan Puero (Pueraria phaseoloides) yang dibudidayakan pada Ultisol akan menghadapi kendala kekurangan (defisiensi) unsur hara esensial tertentu, dan pada musim kemarau dapat mengalami kondisi kekurangan air (cekaman kekeringan). Menurut Hardjowigeno (1995) Ultisol termasuk ke dalam kategori tanah yang miskin unsur hara baik makro maupun mikro dan bereaksi masam, serta mempunyai kemampuan menahan air yang rendah (Mengel dan Kirkby 2001)
Salah satu alternatif yang mungkin dapat mengatasi hambatan pertumbuhan tanaman legum pakan seperti Sentro, Kalopo, dan Puero yang tumbuh pada Ultisol adalah dengan menggunakan mikroorganisme bermanfaat yaitu berupa CMA dan Rhizobium.
CMA mampu meningkatkan pertumbuhan tanaman secara umum yaitu selain berkaitan dengan peran CMA dalam perbaikan hara tanaman juga disebabkan oleh kemampuan CMA dalam peningkatan ketahanan terhadap kondisi kekurangan air. Perkembangan hifa eksternal mikoriza arbuskula pada akar tanaman menyebabkan volume tanah yang dapat dijelajahi menjadi lebih besar (Davies et al. 1992), yang selanjutnya berpengaruh pula terhadap peningkatan unsur hara tanaman terutama P dan unsur-unsur lainnya seperti Zn, Cu, K, dan NH4 (Marschner 1995), dan peningkatan penyerapan air tanah (de la
Cruz 1986; Faber et al. 1991; Ruiz-Lozano dan Azcar 1995).
Khusus untuk tanaman legum, termasuk tanaman legum pakan, selain bersimbiosis dengan CMA juga bersimbiosis dengan Rhizobium. Simbiosis antara tiga organisme tersebut dikenal dengan istilah simbiosis tripartit. Menurut Linderman (1991) kebanyakan tanaman legum yang bersimbiosis dengan CMA dan Rhizobium (simbiosis tripartit) umumnya tumbuh lebih baik jika dibandingkan dengan yang hanya bersimbiosis dengan salah satunya saja.
Apabila berada pada kondisi cekaman kekeringan, tanaman secara umum biasanya mengembangkan strategi adaptasi yang ditandai dengan adanya perubahan karakteristik baik fisiologi, morfologi ataupun penologi. Akumulasi solut kompatibel seperti prolina di dalam daun adalah merupakan upaya tanaman melakukan penyesuaian osmosis agar penurunan potensial air akibat kekeringan tidak diikuti oleh penurunan turgor. Menurut Heldt (1999) prolina mempunyai fungsi khusus sebagai zat pelindung terhadap kerusakan akibat kekeringan.
Sampai sejauh ini, belum diperoleh informasi penelitian tentang pemanfaatan CMA dan Rhizobium dalam perbaikan pertumbuhan tanaman legum pakan Sentro, Kalopo, dan Puero pada kadar air tanah 80 % KL dan 50 % KL (cekaman kekeringan). Dengan pemberian CMA dan Rhizobium secara bersama- sama (inokulasi ganda) pada tiga jenis tanaman legum pakan tersebut diharapkan tanaman dapat mengatasi hambatan pertumbuhan serta dapat meningkatkan
ketahanan terhadap kondisi kekurangan air seperti yang lazim dialami oleh tanaman di lapangan pada musim kemarau.
Penelitian ini bertujuan untuk : 1) menguji keefektifan inokulasi CMA dan Rhizobium terhadap pertumbuhan tiga jenis tanaman legum pakan (Sentro, Kalopo, dan Puero) baik pada kadar air tanah 80 % KL maupun 50 % KL, 2) mengetahui mekanisme adaptasi terhadap cekaman kekeringan tiga jenis tanaman legum pakan, yang mendapat perlakuan tanpa inokulasi, inokulasi tunggal CMA atau Rhizobium, serta inokulasi ganda CMA dan Rhizobium.