Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan mulai Juni 2010 sampai Mei 2011, bertempat di rumah kaca Departemen Biologi FMIPA IPB, Kebun Percobaan Cikabayan University Farm IPB, dan Laboratorium Bagian Mikologi Departemen Biologi FMIPA IPB.
Bahan Penelitian
Tanaman jarak pagar yang digunakan adalah 4 aksesi batang bawah jarak pagar terpilih hasil penelitian Sutrisna (2010) yang diperoleh dari Kebun Induk Jarak Pagar Pakuwon Sukabumi, yaitu Sumatera Barat 1 (S1), Jawa Tengah 2 (J2), Jawa Barat (JB), dan Banten 3 (B3) (Tabel 1). Pupuk hayati yang digunakan adalah cendawan mikoriza arbuskula (CMA) koleksi PPSHB IPB (inokulum mycofer terdiri dari Glomus manihotis, G. etunicatum, Gigaspora margarita, Acaulospora tuberculata) dan PGPR (campuran isolat bakteri Azotobacter sp. (strain HY1141), Azospirillum sp. (strain NS01), Bacillus subtilis (strain HU48), dan Pseudomonas beteli (strain ATCC1986IT)) koleksi IPBCC Biologi FMIPA IPB. Media tumbuh berupa tanah andosol dan tailing tambang emas Pongkor. Bahan pewarnaan akar berupa KOH 10%, HCl 1N, trypan blue, dan gliserol 50%. Tabel 1. Tanaman jarak pagar (batang bawah) berdasarkan kode dan asal aksesi
Kode Asal Aksesi Provinsi
S1 J2 JB B3
Surantih, X Koto Tarusan, Pesisir Selatan Sidourip, Binangun, Cilacap
Ciwareng, Babakan Cikao, Purwakarta Cikeruh Wetan, Cikeusik, Pandeglang
Sumatera Barat Jawa Tengah Jawa Barat Banten
Rancangan Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan menggunakan Rancangan Acak Kelompok (Lampiran 2-4). Penelitian ini meliputi 3 bagian yaitu percobaan teknik perkecambahan, percobaan respon aksesi tanaman jarak pagar terhadap pupuk hayati selama pembibitan, dan percobaan respon aksesi tanaman jarak pagar
terhadap pupuk hayati pada media tailing tambang emas. Percobaan teknik perkecambahan digunakan 3 faktor. Faktor pertama adalah benih empat aksesi tanaman jarak pagar, yaitu S1, J2, JB, dan B3. Faktor kedua adalah perendaman dengan 2 taraf, yaitu lumpur kotoran sapi dan air suhu kamar. Faktor ketiga adalah media perkecambahan berupa kain handuk, kompos, dan tanah. Semua taraf dikombinasikan secara lengkap dan diperoleh 16 kombinasi perlakuan yang diulang sebanyak 3 kali sehingga terdapat 48 satuan percobaan.
Percobaan respon beberapa aksesi tanaman jarak pagar terhadap pupuk hayati selama pembibitan dilakukan 2 tahap. Tahap pembibitan II dilakukan untuk mengamati konsentrasi pupuk PGPR yang sesuai untuk bibit tanaman jarak pagar. Tahap pembibitan I digunakan 2 faktor. Faktor pertama adalah aksesi tanaman jarak pagar dengan 4 taraf: S1, J2, JB, dan B3. Faktor kedua adalah pupuk dengan 5 taraf: tanpa pupuk (P0), CMA (P1), PGPR (P2), kombinasi CMA dengan PGPR (P3), dan pupuk NPK (P4). Media yang digunakan adalah tanah:kompos (2:1). Konsentrasi CMA sebanyak 70 g per 900 g media (7.8% dalam zeolit atau sekitar 48 spora), PGPR sebanyak 7 g per 900 g media (0.78% dalam gambut), dan NPK 0.4 g per 900 g media. Semua taraf dikombinasikan secara lengkap dan diperoleh 20 kombinasi perlakuan yang diulang sebanyak 17 kali sehingga terdapat 340 satuan percobaan. Konsentrasi PGPR 7 g diperoleh berdasarkan konversi dari hasil penelitian sebelumnya oleh Hamim et al. (2007).
Tahap pembibitan II dilakukan untuk mempelajari konsentrasi PGPR yang optimum dalam meningkatkan pertumbuhan bibit tanaman jarak pagar. Hal ini dilakukan karena pada pembibitan I menunjukkan hasil yang belum optimum. Tahap ini digunakan 2 faktor. Faktor pertama adalah aksesi tanaman jarak pagar dengan 4 taraf: S1, J2, JB, dan B3. Faktor kedua adalah pupuk dengan 9 taraf: tanpa pupuk (P0), pupuk NPK (P1), CMA 36 g (P2), PGPR 10 g (P3), PGPR 30 g (P4), PGPR 50 g (P5), kombinasi CMA 36 g dengan PGPR 10 g (P6), kombinasi CMA 36 g dengan PGPR 30 g (P7), dan kombinasi CMA 36 g dengan PGPR 50 g (P8). Media yang digunakan adalah tanah:kompos (2:1). Semua taraf dikombinasikan secara lengkap dan diperoleh 36 kombinasi perlakuan yang diulang sebanyak 3 kali sehingga terdapat 108 satuan percobaan.
Percobaan respon beberapa aksesi tanaman jarak pagar terhadap pupuk hayati pada media tailing tambang emas merupakan kelanjutan dari pembibitan tahap I. Percobaan ini menggunakan 3 faktor. Faktor pertama adalah aksesi tanaman jarak pagar yaitu: S1, J2, JB, dan B3. Faktor kedua adalah pupuk yaitu: tanpa pupuk (P0), CMA (P1), PGPR (P2), kombinasi CMA dengan PGPR (P3), dan pupuk NPK (P4). Faktor ketiga adalah media tumbuh yaitu tanah andosol (M0) dan tailing tambang emas Pongkor (M1). Semua taraf dikombinasikan secara lengkap dan diperoleh 40 kombinasi perlakuan yang diulang sebanyak 3 kali sehingga terdapat 120 satuan percobaan (Lampiran 4). Analisis media tumbuh tanah andosol dan tailing meliputi sifat fisik dan kimia tanah dilakukan di Laboratorium Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan IPB.
Prosedur Penelitian 1. Produksi PGPR
Masing-masing isolat bakteri Azotobacter sp., Azospirillum sp., Bacillus subtilis, dan Pseudomonas beteli yang telah diremajakan selanjutnya ditumbuhkan pada masing-masing media tumbuh, yaitu Lacto Glucose Infusion cair (Azotobacter sp.), Nitrogen Fixing Bacteria cair (Azospirillum sp.), Nutrient Broth (Bacillus subtilis), dan Trypticase Soy Broth (Pseudomonas beteli). Media yang telah diinokulasi masing-masing bakteri diinkubasi pada mesin penggoyang selama 24 jam kecuali isolat Azotobacter sp. selama 48 jam (sampai jumlah sel masing-masing isolat mencapai 108 sel/ml), kemudian disentrifuse pada kecepatan 5000 rpm selama 15 menit. Pelet hasil sentrifuse dicampurkan ke dalam gambut steril dengan perbandingan 2:1 (2 L medium bakteri dengan 1 kg gambut) kemudian hasilnya dimasukkan ke dalam botol steril dan disimpan pada suhu kamar.
2. Persiapan Perkecambahan
Benih tanaman jarak pagar sejumlah 288 yang baru dipanen dan dikeringkan, terdiri dari aksesi S1, J2, JB, dan B3 direndam dalam air keran (tap water) dan lumpur kotoran sapi masing-masing 144 biji selama 24 jam. Masing- masing hasil perendaman dikecambahkan pada 3 jenis media yaitu kain handuk, kompos, dan tanah pada kondisi basah kapasitas lapang. Kain handuk yang
digunakan berukuran 25x60 cm, ketebalan 3 mm, dan jumlah bulu kain sebanyak 42 cm-2. Biji diletakkan ditengah kain sesuai dengan masing-masing perlakuan kemudian kain dilipat untuk menutup bagian atas benih, sehingga menjadi berukuran 25x30 cm.
3. Persiapan Pembibitan
Bahan tanaman untuk pembibitan berasal dari benih yang telah berkecambah dan dalam kondisi seragam. Media tumbuh berupa tanah-kompos (2:1) dimasukkan pada polibag (1 kg) sebanyak 900 g tanpa sterilisasi karena untuk aplikasi lapangan. Masing-masing polibag ditanami satu kecambah tanaman jarak pagar keempat aksesi.
4. Pemupukan CMA, PGPR, dan NPK
Pemupukan CMA dan PGPR dilakukan pada saat penanaman kecambah jarak pagar. Sebanyak 70 g inokulan CMA dalam media zeolit dan PGPR dalam media gambut (7 g pada pembibitan I serta 10, 30, dan 50 g pada pembibitan II) serta kombinasinya dengan cara dicampurkan di sekitar perakaran kecambah jarak pagar. Sedangkan pemupukan NPK 0.4 g dilakukan 1 minggu setelah tanam. Konsentrasi inokulan CMA sebanyak 70 g (7.8% dari media tumbuh) setara dengan sekitar 48 spora mycofer dan 36 g CMA (4% dari media tumbuh) setara dengan sekitar 24 spora, sedangkan 7 g PGPR (0.78% dari media tumbuh) setara dengan sekitar 1.4 x 109 sel bakteri (campuran 4 isolat bakteri), 10 g PGPR (1.11% dari media tumbuh) setara dengan sekitar 2 x 109 sel bakteri, 30 g PGPR (3.33% dari media tumbuh) setara dengan sekitar 6 x 109 sel bakteri, dan 50 g PGPR (5.56% dari media tumbuh) setara dengan sekitar 1010 sel bakteri.
5. Persiapan Perlakuan Media Tumbuh
Semua bahan tanaman berasal dari percobaan pembibitan I yang sudah mendapatkan perlakuan pemupukan dan berumur 1.5 bulan. Masing-masing aksesi tanaman jarak pagar yang mendapatkan 5 macam perlakuan pemupukan dipindahkan pada media tumbuh tanah andosol dan tailing tambang emas pada polibag 15 kg kemudian ditambahkan kotoran sapi yang telah mengalami pengomposan dengan perbandingan media tumbuh:kompos kotoran sapi sebesar 13:2 (w/w). Kedua media tumbuh ini dalam kondisi tanpa sterilisasi.
6. Pewarnaan Akar
Prosedur pewarnaan akar menggunakan metode yang dikembangkan oleh Brundret et al. (1996). Secara garis besar metode ini sebagai berikut: akar dipotong-potong sekitar 1 cm dan dibersihkan dari kotoran, direndam di dalam KOH 10% selama 15 menit lalu dibilas dengan air steril sebanyak 3 kali. Selanjutnya akar direndam dalam HCl 1 N selama semalam dan diwarnai dengan biru trypan. Akar kemudian disimpan dalam larutan gliserol 50%. Potongan akar siap untuk diamati persentase kolonisasinya menggunakan mikroskop dissekting.
Pengamatan
1. Kecepatan Tumbuh (KCT) Benih Jarak Pagar
Total perkecambahan benih jarak pagar mulai hari ke-1 sampai hari ke-12 setelah dikecambahkan dihitung untuk digunakan dalam menentukan kecepatan tumbuhnya. Kecepatan tumbuh benih merupakan jumlah benih vigor yang diperhitungkan sebagai akumulasi kecepatan benih berkecambah setiap hari dalam unit tolak ukur persentase per hari (per etmal). Kecepatan tumbuh dihitung menurut Sadjad et al. (1999) dengan rumus:
KCT =
n t t N 0dimana; KCT = kecepatan tumbuh (% per hari atau % per etmal) t = waktu pengamatan
N = persentase kecambah normal setiap waktu pengamatan tn = waktu akhir pengamatan
2. Pertumbuhan Tanaman Jarak Pagar
Pengamatan pertumbuhan tanaman dilakukan setiap minggu sekali selama pembibitan dan perlakuan media tumbuh di lapang. Aspek pertumbuhan yang diamati adalah tinggi tajuk, diameter batang, jumlah daun, panjang dan diameter akar primer, jumlah akar sekunder, serta bobot kering akar dan tajuk. Pengamatan perakaran dan bobot kering tajuk dan akar diamati pada akhir percobaan. Pengukuran tinggi tanaman dilakukan dengan mengukur mulai pangkal batang pada media tumbuh sampai pucuk tanaman. Diameter batang diukur pada jarak 2 cm di atas permukaan media tumbuh. Perhitungan jumlah daun dilakukan dengan cara menghitung seluruh daun di setiap batang dan percabangan. Jumlah akar
dihitung berdasarkan kedudukan akar pada sistem perakaran. Diameter akar primer merupakan rata-rata dari seluruh diameter akar primer yang diukur dari pangkal akar. Berat basah tajuk dan akar diukur pada saat tajuk dan akar masih segar. Sedangkan penentuan berat kering, tajuk dan akar dikeringkan terlebih dahulu menggunakan oven pada suhu 800C selama 72 jam.
3. Kolonisasi CMA
Pengamatan terhadap pertumbuhan cendawan dan persentase kolonisasi di dalam akar dilakukan dengan menggunakan metode Giovanetti & Mosse (1980). Secara garis besar metode ini sebagai berikut: akar yang sudah diwarnai dengan biru trypan kemudian disimpan dalam larutan gliserol 50% siap untuk diamati kolonisasinya. Penghitungan persentase kolonisasi dengan meletakkan potongan- potongan akar tersebut pada cawan gride line, kemudian bagian akar yang mengenai garis diamati keberadaan struktur CMA (hifa, vesikula, arbuskula, dan spora) menggunakan mikroskop disekting dan dihitung persentase kolonisasinya dengan rumus: K = x100% N v h
dimana; K = kolonisasi CMA (% akar terkolonisasi)
Σ h+v = jumlah akar terkolonisasi pada garis horisontal dan vertikal N = total akar yang menyinggung garis horisontal dan vertikal
4. Serapan Hara Tanaman Jarak Pagar
Analisis serapan hara dilakukan oleh Laboratorium Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan IPB. Analisis serapan hara tanaman jarak pagar meliputi hara N, P, dan K.
Analisis Data
Data perkecambahan benih, respon pertumbuhan, kolonisasi CMA, dan
serapan hara dianalisis dengan analisis ragam pada α 0.05 menggunakan SPSS 16.
Pembandingan nilai tengah antar perlakuan diuji menggunakan Duncan Multiple Range Test.