Penyemprotan tanaman dengan isolat pada permukaan daun bertujuan untuk menambahkan populasi Methylobacterium sehingga tanaman mendapatkan tambahan zat pengatur tumbuh selain yang berasal dari dalam tanaman itu sendiri. Aplikasi isolat Methylobacterium berpengaruh nyata meningkatkan tinggi tanaman pada 28 dan 49 HST dibandingkan dengan kontrol (Tabel 3). Perlakuan pemupukan berpengaruh nyata pada semua umur tanaman yang diamati. Pemupukan dengan dosis penuh berbeda nyata dengan kontrol, namun sebagian tidak berbeda nyata dengan pemupukan 1/3 dan 2/3 dosis pada semua umur tanaman. Interaksi antara pemupukan dengan aplikasi Methylobacterium menunjukkan pengaruh nyata pada 28 HST (Tabel 4).
Tabel 3. Pengaruh aplikasi Methylobacterium dan tingkat pemupukan terhadap pertumbuhan tanaman tolok ukur tinggi tanaman.
Perlakuan Umur Tanaman (HST)
14 21 28 35 42 49 --- cm --- Methylobacterium kontrol 10.32 16.27 21.08 b 29.23 36.83 45.44 b Semprot media 10.34 16.31 21.42 a 29.44 35.94 43.75 b Semprot isolat 10.40 16.85 22.58 a 31.15 39.10 48.85 a Tingkat Pemupukan kontrol 9.67 b 14.64 b 17.72 b 26.17 c 33.00 b 40.17 b Pupuk 1/3 dosis 10.46 a 16.69 a 22.42 a 30.19 b 37.83 a 47.17 a Pupuk 2/3 dosis 10.68 a 17.28 a 23.08 a 30.81 ab 37.92 a 47.42 a
Pupuk dosis penuh 10.60 a 17.31 a 23.56 a 32.58 a 40.42 a 49.31 a
Keterangan : Angka yang diikuti dengan huruf yang sama pada kolom yang sama tidak berbeda nyata berdasarkan uji Duncan pada taraf 5%.
16
Berdasarkan Tabel 4 dapat dilihat bahwa perlakuan Methylobacterium hanya berpengaruh nyata pada perlakuan tanpa pemupukan (kontrol). Interaksi antara aplikasi Methylobacterium dengan tingkat pemupukan tidak berpengaruh nyata pada tinggi tanaman pada 1/3, 2/3 dan dosis penuh. Hal ini menunjukkan bahwa pemupukan mempunyai peranan yang lebih dominan dibandingkan dengan pengaruh aplikasi Methylobacterium pada pertumbuhan tanaman kedelai. Danial (2011) menyatakan bahwa pengaruh aplikasi isolat Methylobacterium spp terhadap tinggi tanaman kedelai mulai terlihat setelah penyemprotan umur 20 HST dan pada perlakuan perendaman benih dengan isolat TD-TPB3 yang dilanjutkan dengan penyemprotan pada daun umur 10 HST + 20 HST menunjukkan tinggi tanaman kedelai yang tertinggi.
Tabel 4. Pengaruh interaksi antara pemupukan dan aplikasi Methylobacterium pada 28 HST pada tolok ukur tinggi tanaman.
Tingkat pemupukan Perlakuan Methylobacterium
kontrol Semprot media Semprot isolat
--- (cm) ---
kontrol 16.25 c 16.75 c 20.17 b
Pupuk 1/3 dosis 22.42 a 21.75 ab 23.08 a
Pupuk 2/3 dosis 22.08 ab 23.83 a 23.33 a
Pupuk dosis penuh 23.58 a 23.33 a 23.75 a
Keterangan : Angka yang diikuti dengan huruf yang sama tidak berbeda nyata berdasarkan uji Duncan pada taraf 5%.
Daun merupakan organ penting dalam tanaman karena perannya dalam proses fotosintesis. Hasil pengamatan pada Tabel 5 menunjukkan bahwa perlakuan Methylobacterium berpengaruh nyata meningkatkan jumlah daun pada saat tanaman berumur 35 dan 42 HST. Perlakuan penyemprotan dengan isolat Methylobacterium dan perlakuan pemupukan tidak memberikan pengaruh yang nyata pada saat awal pertumbuhan tanaman (14 HST). Pemberian pupuk NPK menunjukkan pengaruh nyata pada jumlah daun yang dihasilkan dibandingkan dengan kontrol (tanpa pemupukan) saat tanaman berumur 21-49 HST. Tidak terdapat interaksi antara pemupukan dan aplikasi Methylobacterium pada semua umur tanaman pada tolok ukur jumlah daun. Inokulasi Methylobacterium sp. dapat meningkatkan jumlah nodul, ukuran daun dan berat daun cabai dan tomat (Deka Boruah et al. 2010). Aplikasi Methylobacterium spp strain TD-J7+TD-TPB3 dengan perendaman benih ditambah penyemprotan pada 2 dan 4 MST dapat meningkatkan jumlah daun cabai (Goni 2010).
17 Tabel 5. Pengaruh aplikasi Methylobacterium dan tingkat pemupukan terhadap
jumlah daun.
Perlakuan Umur tanaman (HST)
14 21 28 35 42 49 Methylobacterium kontrol 3.0 4.8 5.3 7.8 b 9.5 b 11.7 ab Semprot media 3.0 4.8 5.4 7.6 b 9.3 b 11.3 b Semprot isolat 3.0 4.9 5.6 8.1 a 10.0 a 12.2 a Tingkat pemupukan kontrol 3.0 4.4 b 4.7 b 6.9 b 8.6 b 10.8 b Pupuk 1/3 dosis 3.0 4.9 a 5.6 a 8.0 a 9.8 a 11.9 a Pupuk 2/3 dosis 3.0 4.9 a 5.7 a 8.1 a 10.0 a 12.0 a
Pupuk dosis penuh 3.0 5.0 a 5.9 a 8.2 a 10.1 a 12.1 a
Keterangan : Angka yang diikuti dengan huruf yang sama pada kolom yang sama tidak berbeda nyata berdasarkan uji DMRT pada taraf 5%.
Biomassa tanaman yang dihitung berdasarkan bobot kering tanaman menunjukkan laju pertumbuhan tanaman. Penghitungan biomassa tanaman pada penelitian ini dilakukan pada 35 HST dengan tujuan untuk mengetahui laju pertumbuhan tanaman pada fase vegetatif. Penyemprotan isolat Methylobacterium dapat meningkatkan bobot kering tajuk dan total bobot kering tanaman kedelai (Tabel 6). Perlakuan pemupukan menunjukkan bahwa bobot kering tajuk pemupukan dosis penuh nyata lebih tinggi daripada perlakuan yang lain. Sedangkan pada bobot kering total perlakuan pemupukan penuh tidak berbeda nyata dengan 1/3 dosis pemupukan. Aplikasi Methylobacterium sp. dan Bradyrhizobium japonicum SB120 pada benih secara signifikan dapat meningkatkan parameter pertumbuhan tanaman kedelai meliputi bobot tanaman, jumlah daun, berat kering akar dan total bobot kering pada penanaman dalam pot di rumah kaca (Radha et al. 2009), total bobot kering kedelai meningkat 41.67% pada perlakuan inokulasi Methylobacterium sp. dan B. japonicum (Meenakashi & Savalgi 2009). Selain itu inokulasi Methylobacterium suomiense dapat meningkatkan biomassa tanaman cabai sebesar 2.98% sampai 40.82% (Yim et al. 2009).
Tabel 6. Pengaruh aplikasi Methylobacterium dan tingkat pemupukan pada bobot kering tanaman kedelai
Perlakuan Bobot kering tanaman (g)
Akar Tajuk Total bobot kering tanaman
Methylobacterium kontrol 0.114 1.295 b 1.295 b Semprot media 0.144 1.488 b 1.488 b Semprot isolat 0.283 1.914 a 1.914 a Tingkat pemupukan kontrol 0.109 1.704 b 1.244 c Pupuk 1/3 dosis 0.250 1.360 b 1.610 ab Pupuk 2/3 dosis 0.215 1.342 b 1.556 b
Pupuk dosis penuh 0.149 1.704 a 1.853 a
Keterangan : Angka yang diikuti dengan huruf yang sama pada kolom yang sama tidak berbeda nyata berdasarkan uji DMRT pada taraf 5%.
18
Perlakuan Methylobacterium dan tingkat pemupukan menunjukkan pengaruh yang nyata pada tolok ukur jumlah polong, produksi dan produksi per tanaman. Namun tidak terdapat interaksi antara dua perlakuan pada tolok ukur yang diamati. Jumlah polong pada perlakuan penyemprotan dengan isolat Methylobacterium berbeda nyata dengan kontrol (Tabel 7). Tingkat pemupukan dosis penuh berbeda nyata dengan kontrol, namun tidak berbeda nyata dengan pemupukan 2/3 dosis. Aplikasi isolat Methylobacterium pada pertumbuhan tanaman cabai menunjukkan bahwa tingkat pemupukan dengan dosis yang lebih rendah lebih berpengaruh daripada pada pemupukan dosis tinggi (Chauhan et al. 2010). Produksi buah cabai pada aplikasi rendam benih+semprot Methylobacterium tiap 1 bulan tidak berbeda nyata pada tingkat pemupukan setengah dosis dengan satu dosis rekomendasi (Azizah 2011).
Semakin sering aplikasi isolat Methylobacterium maka pertumbuhan tanaman semakin meningkat. Meenakashi & Savalgi (2009) menyatakan bahwa total bobot kering kedelai meningkat 41.67% pada perlakuan inokulasi Methylobacterium sp.+ B. japonicum dengan penyemprotan pada 20, 30 dan 45 hari dibandingkan dengan kontrol. Selain itu Danial (2011) menyatakan bahwa teknik aplikasi Methylobacterium spp isolat TD-TPB3 pada kedelai varietas Kaba dengan cara perendaman yang dilanjutkan dengan penyemprotan pada daun umur 10 HST + 20 HST memberikan peningkatan pertumbuhan dan produksi tanaman. Peningkatan terjadi pada peubah tinggi tanaman 35 HST, bobot kering tajuk, bobot kering akar, jumlah polong, polong isi, bobot 100 butir dan produksi.
Tabel 7. Pengaruh aplikasi Methylobacterium dan tingkat pemupukan pada tolok ukur jumlah polong, produksi dan produksi per tanaman.
Perlakuan
Tolok Ukur Produksi
Jumlah polong Produksi (g) Bobot biji / tanaman (g) Methylobacterium kontrol 13.42 b 11.73 b 2.93 b Semprot media 12.00 b 11.05 b 2.76 b Semprot isolat 19.50 a 19.47 a 4.87 a Tingkat Pemupukan kontrol 11.00 c 9.67 b 2.42 b Pupuk 1/3 dosis 14.00 bc 13.79 a 3.45 a Pupuk 2/3 dosis 16.67 ab 16.20 a 4.05 a
Pupuk dosis penuh 18.22 a 16.67 a 4.17 a
Keterangan : Angka yang diikuti dengan huruf yang sama pada kolom yang sama tidak berbeda nyata berdasarkan uji DMRT pada taraf 5%.
Zat pengatur tumbuh (auksin, sitokinin dan giberelin) diketahui berperan penting dalam pertumbuhan tanaman. Sitokinin berperan dalam morfogenesis, pertunasan, pembentukan kloroplas, pembentukan umbi pada kentang, pemecahan dormansi, dan pembukaan stomata (Wattimena et al. 1992). Aplikasi Methylobacterium spp dapat meningkatkan jumlah auksin, sitokinin dan giberelin pada tanaman. Sitokinin pada jumlah tertentu dapat memacu pertumbuhan tanaman karena sitokinin berperan dalam memacu perkembangan sel dan pembentukan organ pada tumbuhan. Ryu et al. (2006) menyatakan bahwa terdapat akumulasi
19 sitokinin yaitu trans zeatin pada tanaman cabai yang diberi isolat Methylobacterium sp. CBMB20 dan CBMB110.
Zat pengatur tumbuh yang dihasilkan oleh isolat Metylobacterium berperan penting pada peningkatan pertumbuhan tanaman. Methylobacterium spp. strain TD-J7 menghasilkan auksin 9.13 ppm, trans-zeatin 74.37 ppm dan gibrelin 98.75 ppm dan isolat strain TD-TPB3 menghasilkan IAA 96.56 ppm, trans zeatin 33.14 ppm dan giberelin 129.83 ppm (Widajati et al. 2008). Zat pengatur tumbuh yang dihasilkan bakteri dapat menstimulasi translokasi fotoasimilat dengan membantu proses pembungaan, pembuahan dan pembentukan biji yang sehingga dapat meningkatkan produktivitas tanaman (Amanullah et al. 2010).
Hasil penghitungan jumlah koloni pada permukaan daun saat tanaman berumur 35 HST menunjukkan bahwa kelimpahan Methylobacterium pada daun yang disemprot isolat adalah berkisar antara 3.2 x 102- 1.18 x 104 cfu gram-1 daun (Tabel 8). Kelimpahan paling besar terdapat pada perlakuan Methylobacterium yang diberi pupuk 1/3 dosis. Jumlah koloni yang terlihat lebih rendah dari populasi isolat yang disemprotkan (107 cfu mL-1 ) menunjukkan bahwa koloni isolat yang disemprotkan tidak mampu bertahan hidup seperti pada populasi awal. Hasil ini juga menunjukkan bahwa jumlah koloni yang telah diaplikasikan akan berkeseimbangan dengan populasi yang ada di alam.
Tabel 8. Kelimpahan bakteri Methylobacterium daun kedelai pada 35 HST.
Perlakuan Jumlah koloni
Tanpa isolat Methylobacterium 1.12 x 102
Semprot media AMS 3.50 x 102
Methylobacterium tanpa pemupukan 2.70 x 103
Methylobacterium + pupuk 1/3 dosis 1.18 x 104
Methylobacterium + pupuk 2/3 dosis 3.20 x 102
Methylobacterium + pupuk dosis penuh 5.40 x 103
Kelimpahan Methylobacterium yang berada di alam berbeda menurut jenis tanamannya. Pada daun poh-pohan dan kemangi asal Bogor terdapat 104 cfu g-1 daun, kecambah kacang hijau (taoge) 8.75x102 cfu g-1 daun (Riupassa 2003), tanaman pangan (padi, jagung dan kedelai) serta tanaman hortikultura (mentimun, tomat, terong, cabai merah, gambas dan labu) berkisar 102-105 cfu g-1 tanaman (Salma et al. 2004).
Hasil penghitungan kelimpahan bakteri yang telah diaplikasikan menunjukkan bahwa penyemprotan isolat yang masih hidup diduga kurang menguntungkan karena bakteri yang disemprotkan banyak yang mengalami kematian. Kelimpahan populasi Methylobacterium di permukaan tanaman dipengaruhi oleh musim tanam, iradiasi ultra violet dan suhu lingkungan (Omer et al. 2004). Perlu dipertimbangkan kembali apakah perlu dilakukan perbaikan cara aplikasi bakteri misalnya dengan menambahkan perekat agar bakteri tidak mudah tercuci. Selain itu dapat pula dilakukan pemanfaatan metabolit yang dihasilkannya saja yaitu auksin, sitokinin dan giberelin sehingga mengurangi biaya pembuatan isolat karena tidak perlu menggunakan isolat segar.
Serapan NPK jaringan tanaman dihitung berdasarkan hasil analisis jaringan tanaman (Lampiran 7). Aplikasi Methylobacterium dapat meningkatkan serapan N,
20
P, dan K dibandingkan dengan kontrol (Tabel 9). Hasil tersebut juga menunjukkan bahwa perlakuan pemupukan berpengaruh penting terhadap penyerapan NPK tanaman. Semakin tinggi tingkat pemupukan maka unsur hara yang diserap oleh tanaman kedelai juga semakin tinggi.
Tabel 9. Serapan unsur N, P dan K jaringan tanaman kedelai.
Perlakuan total serapan N (g) total serapan P (mg) total serapan K (mg)
Methylobacterium Kontrol 47.264 4.763 30.978 Semprot media 61.862 5.921 44.107 Semprot isolat 69.201 7.753 48.620 Tingkat pemupukan Kontrol 49.957 4.636 16.492 Pupuk 1/3 dosis 57.822 6.244 44.220 Pupuk 2/3 dosis 58.640 6.098 47.519
Pupuk dosis penuh 71.349 7.604 56.709
Auksin berperan dalam mendorong pemanjangan sel, pembelahan sel, diferensiasi jaringan xilem dan floem, pembentukan akar. dapat menambahkan jumlah auksin tanaman. Hasil pada Tabel 6. menunjukkan bahwa penambahan jumlah auksin dengan penyemprotan isolat Methylobacterium pada tanaman dapat meningkatkan pertumbuhan akar. Semakin banyak akar pada tanaman maka penyerapan hara pada tanaman dapat menjadi lebih efisien seperti yang terlihat pada serapan N, P dan K tanaman kedelai pada tabel 9. Hal ini sejalan dengan penelitian Kim et al. (2010) yang menunjukkan bahwa kombinasi aplikasi Methylobacterium oryzae dan cendawan Arbuskula Mikorhiza secara signifikan meningkatkan akumulasi nitrogen (N) yang lebih besar pada akar dan tajuk tanaman cabai serta meningkatkan jumlah Fosfor (P) sampai 23.3% dibandingkan dengan tanpa inokulasi.
Berbagai faktor dapat mempengaruhi penyerapan hara pada tanaman kedelai. Ghulamahdi et al. (2006) menyatakan bahwa sistem budidaya jenuh mampu meningkatkan aktivitas nitrogenase, serapan N, P, K daun, bobot kering bintil, akar, batang, daun, polong, serta biji dibandingkan budidaya kering. Pertumbuhan kedelai pada sistem budidaya jenuh terus (BJ) lebih baik dibandingkan budidaya jenuh kering (BJK), dan budidaya jenuh kering (BJK) lebih baik dibandingkan budidaya kering (BK). Efisiensi Serapan N, laju pertumbuhan tanaman, efisiensi penggunaan N, laju pertumbuhan relatif, dan laju asimilasi bersih mempengaruhi hasil biji kedelai pada kondisi kekeringan (Agung & Rahayu 2004).
Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa aplikasi pupuk hayati pada tanaman, yaitu penyemprotan isolat Methylobacterium spp dapat meningkatkan pertumbuhan dan produksi kedelai. Aplikasi isolat Methylobacterium spp dengan cara penyemprotan di daun pada 14 dan 28 HST dapat meningkatkan serapan NPK tanaman, sehingga tanaman dapat memenfaatkan pupuk yang diberikan secara optimal. Namun perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai cara aplikasi isolat yang dapat mengurangi tingkat kematian isolat yang telah disemprotkan pada tanaman.
21
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
1. Perendaman benih dengan Methylobacterium tidak berpengaruh nyata pada viabilitas benih dengan tolok ukur daya berkecambah, indeks vigor, kecepatan tumbuh bobot kering kecambah normal dan rata rata bobot kecambah.
2. Aplikasi Methylobacterium dan pemupukan dosis penuh berpengaruh nyata pada tolok ukur tinggi tanaman, jumlah daun, bobot kering tanaman, jumlah polong dan produksi dibandingkan dengan kontrol.
3. Kelimpahan koloni Methylobacterium pada daun saat tanaman berumur 35 HST adalah 3.2 x 102- 1.18 x 104 cfu g-1 daun.
4. Aplikasi penyemprotan tanaman dengan isolat Methylobacterium dapat meningkatkan serapan N, P, dan K dibandingkan dengan kontrol.
5. Kombinasi aplikasi isolat Methylobacterium dengan penyemprotan pada tanaman dengan pemupukan NPK 1/3 dosis (16.5 kg N ha-1, 33.3 kg P2O5 ha-1 dan 33.3 kg K2O ha-1) paling efektif pada pertumbuhan dan produksi kedelai.
Saran
Perlu dilakukan penelitian yang lebih lanjut mengenai media pembawa yang tepat dan cara aplikasi isolat Methylobacterium pada benih kedelai. Perlu dipertimbangkan juga waktu yang tepat dan cara aplikasi isolat Methylobacterium yang baik pada tanaman kedelai.