Percobaan I: Pertumbuhan akar bibit vanili terinokulasi beberapa jenis FMA dengan waktu aplikasi yang berbeda pada tanah ultisol
2. Persiapan Trichoderma harzianum
Peremajaan Trichoderma harzianum
Peremajaan ini dilakukan dengan menumbuhkan isolat T. harzianum yang sudah murni pada media PDA (Potato Dextrose Agar) dan diinkubasi pada suhu ruang selama 5 sampai 7hari. Pembiakan massal dilakukan pada 300 g jagung pipil steril yang sebelumnya disterilisasi terlebih dahulu dengan mengunakan autoklaf pada suhu 121 ºC. Inkubasi dilakukan selama 14 hari untuk mendapatkan massa T. harzianum yang telah menutupi seluruh permukaan jagung.
Suspensi konidia sebanyak 1 x 106. Suspensi konidia yang digunakan berasal dari konidia T. harzianum, yang telah ditumbuhkan pada media PDA. Untuk mendapatkan suspensi konidia sebanyak 106, miselia cendawan beserta konidianya di panen dengan menggunakan spatula, membuat suspensi sebanyak 10 ml aquades. Hasil dari suspensi yang disentrifuse tersebut diambil sebanyak 1 ml dimasukkan ke dalam tabung reaksi lain yang telah berisi aquades sebanyak 9 ml. Dengan menggunakan haemacytometer jumlah konidia dihitung sebanyak 1 x 106
Penanaman
Setek ditanam dalam wadah plastik (polybag) ukuran 15 cm x 20 cm yang telah diisi campuran tanah dan pupuk organik. Sebelum ditanam, setek terlebih dahulu direndam dalam larutan fungisida (3 g/l air) dan bakterisida (2 g/l air). Wadah plastik (polybag) diatur sesuai denah percobaan.
Pemberian Perlakuan
Inokulasi FMA Glomus agreggatum + Gigaspora margarita (5 g/lubang tanam + 5 g/lubang tanam), untuk Trichoderma harzianum diberikan pada saat
14
tanam sebanyak 10 ml kerapatan konidia 12 x 106 disemprotkan pada media tanam dan batang vanili.
Pemeliharaan
Pemeliharaan tanaman yang penting dilakukan adalah penyiraman setiap hari. Pelaksanaan penyiraman dilaksanakan pada pagi hari dan disesuaikan dengan kondisi curah hujan. Pengendalian gulma dilakukan secara manual dengan cara mencabut gulma yang tumbuh di dalam polybag.
Pengamatan
Pada percobaan ini pengamatan yang dilakukan meliputi komponen pertumbuhan dan komponen fisiologis tanaman:
1. Persen penyakit busuk batang (PBB). Perhitungan persen penyakit busuk batang dilakukan satu kali pada saat akhir percobaan dengan menggunakan rumus berikut.
2. Persen setek hidup. Perhitungan persen keberhasilan setek dilakukan satu kali pada saat akhir percobaan dengan menggunakan rumus berikut.
3. Panjang tunas. Pengukuran panjang tunas dilakukan setiap dua minggu dengan cara mengukur pangkal batang (tunas) sampai titik tumbuh tertinggi.
4. Jumlah ruas. Perhitungan jumlah ruas dilakukan setiap dua minggu dengan cara mengukur panjang ruas pada tunas.
5. Jumlah daun. Jumlah daun dihitung berdasarkan daun yang terbuka secara sempurna.
6. Ketebalan daun. Pengukuran ketebalan daun dilakukan satu kali pada saat akhir percobaan dengan menggunakan mikroskop.
7. Diameter ruas. Pengukuran diameter batang dilakukan setiap dua minggu dengan cara mengukur diameter batang dengan menggunakan jangka sorong. 8. Panjang akar. Pengukuran panjang akar dilakukan satu kali pada saat akhir
percobaan dengan cara mengukur akar terpanjang dari pangkal akar sampai ujung akar.
9. Volume akar. Pengukuran volume akar dilakukan satu kali pada saat akhir percobaan dengan mengukur volume air yang naik setelah akar dimasukkan ke gelas ukur.
10. Kerapatan stomata. Penghitungan kerapatan stomata pada daun dilakukan satu kali pada saat akhir percobaan dengan menggunakan mikroskop pada pembesaran 400 kali.
11. Analisis kandungan klorofil. Analisis kandungan klorofil dilakukan satu kali pada saat akhir percobaan dengan metode Sims dan Gamon (2002).
15 pada saat akhir percobaan dengan cara menimbang tunas dan akar.
13. Serapan hara jaringan N, P, K (g/tanaman). perhitungannilai serapan unsur hara dihitung menggunakan rumus sebagai berikut :
Serapan hara (g/tanaman) = konsentrasi jaringan (%) x biomassa total (g). 14. Persen kolonisasi FMA pada akar vanili. Dihitung menggunakan rumus
(Koske dan Gemma1989).
4 HASIL DAN PEMBAHASAN
Kondisi Umum Penelitian
Penelitian dilakukan yaitu bulan Januari sampai dengan Agustus tahun 2015. Berdasarkan data iklim yang diambil dari Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika Dramaga menunjukkan pada percoban 1 selama penelitian (Februari – Maret 2015) rata-rata curah 359. 95 mm bulan-1, intensitas cahaya matahari rata-rata 292.3 kal cm-2 hari-1 dengan temperatur udara rata-rata 26.02oC dan kelembaban rata-rata 86 %. Berbeda dengan percobaan 2 (Mei-Agustus 2015) dengan curah hujan yang relatif rendah rata-rata 101.52 mm bulan-1, intensitas cahaya matahari rata-rata 346.92 kal cm-2 hari-1, dengan rata-rata temperature udara 27.2 oC dan kelembaban rata-rata 77.95%. Data iklim dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3 Data iklim selama percobaan Bulan Curahhujan (mm) Intensitas cahaya matahari (kal cm-2 hari-1) Temperatur (oC) Kelembaban (%) Februari 345.6 259.3 25.9 87.0 Maret 374.3 325.3 26.2 85.0 Mei 201.9 337.5 26.3 64.0 Juni 90.2 328.2 28.2 66.8 Juli 1.6 353.0 28.2 90.0 Agustus 112.4 369 26.2 91.0
Sumber : BMG stasiun klimatologi-Bogor
Rata-rata curah hujan pada awal penanaman pada percobaan 1 (Februari-Maret 2015) tergolong sedang 345.6 mm bulan-1, dan meningkat antara 5-8 MST (Minggu Setelah Tanam). Kelembaban yang relatif tinggi 87 % menurun sedikit menjadi 85 %. Setek vanili mulai bertunas pada umur 2 MST dengan rata-rata setek
Tabel 2 Kriteria persen kolonisasi akar (Setiadi et al. 1992)
No Persen kolonisasi (%) Keterangan
1 0-25 Rendah
2 26-50 Sedang
3 51-75 Tinggi
16
bertunas sebesar 20.52 %, jumlah setek yang bertunas terus meningkat hingga pada umur 8 MST dengan rata-rata setek bertunas sebesar 96.31%. Hasil pengamatan menunjukkan adanya serangan penyakit busuk batang vanili. Gejala busuk batang dapat ditemukan pada seluruh bagian tanaman yaitu akar, batang, buah, pucuk, dan kadang-kadang pada daun. Pada percobaan pertama penyakit yang timbul diduga karena kondisi kelembaban yang tinggi. Setek vanili yang terserang penyakit busuk batang dapat dilihat pada Gambar 3.
Pada percobaan ke-2 (Mei-Agustus 2015) penanaman dilakukan di akhir bulan Mei dengan curah hujan pada saat penanaman lebih rendah dari percobaan pertama yaitu 201.9 mm bulan-1. Pada minggu ke-2 setelah tanama sampai dengan minggu ke-5 curah hujan menurun hingga 90.5 mm bulan-1 , minggu ke-6 sampai ke-9 minggu setelah tanam curah hujan menurun drastis hingga 1.6 5 mm bulan-1 namun meningkat kembali pada akhir percobaan dengan curah hujan 112.4 mm bulan-1. Setek vanili mulai bertunas pada umur 3 MST dengan rata-rata setek bertunas sebesar 18.95%, jumlah setek yang bertunas terus meningkat hingga pada umur 12 MST dengan rata-rata setek bertunas sebesar 98. 66%. Berbeda dengan percobaan pertama pertumbuhan tunas setek vanili tergolong lebih lama, diduga karena faktor iklim yang sangat berbeda dengan percobaan pertama. Hasil pengamatan penyakit busuk batang pada percobaan ini sangat kecil bahkan dapat dikatakan sama sekali tidak ada, hal ini diduga karena penyakit busuk batang tidak berkembang pada curah hujan rendah. Berikut pada Gambar 4 dapat dilihat kondisi umum pertumbuhan bibit vanili pada 8 MST.
Gambar 3 Penyakit busuk batang menyerang pada semua bagian setek tanaman vanili akar batang dan daun pada 2 MST
17 Percobaan 1: Pertumbuhan akar setek vanili pada aplikasi beberapa jenis
FMA dan waktu aplikasi yang berbeda Persen penyakit busuk batang
Inokulasi jenis FMA dan waktu aplikasi memperlihatkan hasil yang berdeda tidak nyata terhadap persen penyakit busuk batang (Tabel 4). Penyakit busuk batang menyerang pada 2 MST diduga karena kondisi lingkungan yang lembab dengan rata-rata curah 359. 95 mm bulan-1 26.02oC dan kelembaban rata-rata 86 % sehingga berkembang cendawan Fusarium oxysporum f. sp penyebab penyakit busuk batang pada vanili. Semangun (1999) menyatakan suhu optimum untuk pertumbuhan koloni Fusarium oxysporum f.sp berkisar antara 26oC – 31oC, dengan kelembaban antara 85 - 90%. Unsur cuaca secara langsung maupun tidak langsung mempengaruhi peningkatan penyakit busuk batang pada vanili.
Tabel 4 Perlakuan inokulasi Fungi Mikoriza Arbuskula dan waktu aplikasi terhadap persen penyakit busuk batang
Perlakuan Persen penyakit
busuk batang (%) Jenis FMA G. agreggatum 18.00 G. margarita 10.00 Acaulospora 10.90 G. agreggatum + G. margarita 16.00 G. agreggatum + Acaulospora 12.00 G. margarita + Acaulospora 14.00
G. agreggatum + G. margarita + Acaulospora 20.00
Notasi tn
Waktu Aplikasi FMA
Pada saat tanam 15.68
3 minggu setelah tanam 13.14
Notasi tn
Keterangan : Angka yang diikuti dengan huruf sama pada kolom yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata pada uji DMRT 5%
Pada penelitian ini pengamatan persen penyakit busuk batang dilakukan dari awal penanaman setek vanili. Setek vanili yang terserang Fusarium oxysporum dipisahkan dari pembibitan karena propagul jamur Fusarium oxysporum dapat menyerang setek vanili lainnya dengan sangat cepat. Menurut Winarsih (1997) Penyebaran propagul dapat terjadi melalui angin, air tanah, serta tanah terinfeksi dan terbawa oleh alat pertanian dan manusia, daur hidup dari Fusarium oxysporum mengalami fase patogenesis dan saprogenesis. Pada fase patogenesis, jamur hidup sebagai parasit pada tanaman inang. Apabila tidak ada tanaman inang, patogen hidup di dalam tanah sebagai saprofit pada sisa tanaman dan masuk fase saprogenesis, yang dapat menjadi sumber inokulum untuk menimbulkan penyakit pada tanaman lain yang belum terserang.
18
Persen setek berakar dan panjang akar
Inokulasi FMA memberikan pengaruh yang nyata terhadap parameter persen setek berakar pada umur 2, 4, 6, dan 8 minggu setelah tanam (MST) dan parameter panjang akar pada umur 8 MST dibandingkan perlakuan tanpa inokulasi FMA, sedangkan perlakuan waktu aplikasi tidak terdapat perbedaan yang nyata pada persen setek berakar pada umur 2, 4, 6, dan 8 minggu setelah tanam (MST) dan parameter panjang akar pada umur 8 MST (Tabel 5).
Pada Tabel 5 dapat dilihat inokulasi jenis FMA berbeda nyata dengan inokulasi jenis FMA. Inokulasi FMA dapat meningkatkan persen tumbuh akar lebih cepat dibandingkan dengan perlakuan tanpa inokulasi, hal ini diduga karena inokulasi FMA mampu merangsang tumbuh akar. Menurut Hartmann et al. (2004) setek yang mengandung karbohidrat tinggi dan nitrogen cukup akan mempermudah terbentuknya serta perkembangan akar dan tunas setek. Pembentukan akar adventif dapat terjadi dalam dua tahap, pertama adalah inisiasi yang dicirikan atas pembelahan sel dan diferensiasi sel-sel tertentu ke dalam bakal akar dan tahap kedua adalah pertumbuhan bakal akar yang memanjang. Somantri
et al. (1987) menyatakan upaya untuk inisiasi akar sangat penting untuk memulai pertumbuhan setek, periode kritis penyemaian setek adalah ketika setek belum Tabel 5 Perlakuan inokulasi beberapa jenis FMA dan waktu aplikasi terhadap persen
setek berakar dan panjang akar
Perlakuan Persen setek berakar (%) Panjang
akar (cm) Jenis FMA 2 MST 4 MST 6 MST 8 MST 8 MST Tanpa FMA 17.30 b 26.00 b 26.00 b 54.30 b 25.10 b G.agreggatum 30.10 a 47.90 a 72.30 a 85.50 a 47.90 a G. margarita 34.00 a 53.70 a 69.60 a 87.50 a 53.70 a Acaulospora 33.70 a 56.60 a 76.60 a 87.50 a 56.60 a G. agreggatum + G. margarita 34.40 a 58.70 a 77.50 a 90.00 a 58.70 a G. agreggatum + Acaulospora 29.80 a 53.20 a 73.30 a 86.00 a 53.20 a G. margarita + Acaulospora 35.30 a 51.80 a 75.20 a 90.00 a 51.80 a G. agreggatum + G. margarita + Acaulospora+ G. agreggatum 28.00 a 49.70 a 70.10 a 79.80 a 49.70 a Notasi * * * * *
Waktu aplikasi FMA
Pada saat tanam 33.17 a 50.60 a 72.50 a 83.07 a 50.25 a
Tiga minggu setelah
tanam 27.47 b 48.80 a 62.65 b 82.07 a 25.10 a
Notasi * tn * tn tn
Keterangan: Angka yang diikuti dengan huruf sama pada kolom yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata pada uji DMRT 5 %
19 berakar, setek vanili yang berhasil bertunas disebabkan oleh adanya dukungan akar yang sudah tumbuh dan berkembang dengan baik. Pada penelitian yang dilakukan Nurbaity et al. (2009) menunjukkan bahwa pemberian FMA terhadap tanaman sorgum mampu menginisiasi pertumbuhan akar, meningkatkan panjang akar dan memaksimalkan serapan hara sehingga tanaman sorgum mampu tumbuh dengan baik pada tanah yang miskin hara.
Panjang Tunas
Inokulasi FMA dan waktu aplikasi FMA disajikan pada Tabel 6.
Panjang tunas dipengaruhi oleh inokulasi FMA sedangkan perlakuan waktu aplikasi tidak berpengaruh nyata, hal ini diduga karena waktu aplikasi FMA pada saat tanam dan pada saat tumbuh akar tidak mempengaruhi panjang tunas bibit vanili. Peningkatan parameter panjang tunas bibit vanili dapat disebabkan oleh peranan FMA dalam proses metabolisme pada perakaran tanaman. Metabolisme akar yang bermikoriza meningkat 2-4 kali dibanding akar yang tidakbermikoriza, karena akar yang bermikoriza dapat memperbesar penyerapan garam-garam mineral dengan mempertinggi penyediaan ion hidrogen yang dapat dipertukarkan (Sieverding 1991). FMA efektif pada kondisi-kondisi yang kurang menguntungkan bagitanaman seperti kesuburan tanah yang rendah dan
Tabel 6 Perlakuan inokulasi beberapa jenis FMA dan waktu aplikasi terhadap panjang tunas.
Perlakuan Panjang tunas (cm)
Jenis FMA 2 MST 4 MST 6 MST 8 MST G.agreggatum 0.98 c 2.68 c 3.91 c 6.31 d G. margarita 3.06 b 6.21 b 8.20 ab 11.01 bc Acaulospora 3.74 ab 7.90 a 9.79 ab 12.56 bc G. agreggatum + G. margarita 2.81 b 6.27 b 9.63 ab 14.26 ab G. agreggatum + Acaulospora 4.73 a 8.29 a 13.37 a 17.97 a G. margarita + Acaulospora 3.91 ab 7.25 ab 11.01 b 15.17 b G. agreggatum + G. margarita + Acaulospora 4.10 ab 7.62 ab 11.13 b 14.75 ab G. agreggatum 4.96 a 8.91 a 11.11 b 14.11 ab Notasi * * * * Waktu aplikasi
Pada saat tanam 3.66 a 7.09 a 10.07 a 13.84 a
Tiga minggu setelah
tanam 3.44 a 6.78 a 9.56 a 12.83 a
Notasi tn tn tn tn
Keterangan: Angka yang diikuti dengan huruf sama pada kolom yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata pada uji DMRT 5 %
20
ketersediaan air terbatas. Simbiosis FMA dengan akar tanaman berlangsung selama tanaman hidup. Hal ini dapat menjaga keseimbangan proses fisiologis tanaman sehingga dapat mempercepat pertumbuhan, memacu pertumbuhan tunas dan perkembangan tanaman oleh karena tanaman cukup unsur hara dan air (Tirta & Gede 2006).
Inokulasi jenis FMA Glomus agregatum + Gigaspora margarita berbeda nyata dari jenis FMA lainnya dan perlakuan tanpa FMA. Dapat dilihat panjang tunas tertinggi dari 2 MST sampai 8 MST perlakuan Glomus agregatum +
Gigaspora margarita.Glomus agregatum + Gigaspora margarita mampu meningkatkan kompenen pertumbuhan terutama pada panjang tunas tanaman inangnya. Brundrett et al. (1996) menyebutkan bahwa genus Glomus dan
Gigaspora termasuk genus yang memiliki sifat adaptif terhadap berbagai tanaman inang, sehingga memiliki potensi yang sangat bagus dikembangkan dalam meningkatkan pertumbuhan tanaman dan kemampuan bertahan hidup. Hasil penelitian Kharisma (2013) mengatakan keuntungan yang didapat dari FMA jenis
Gigaspora sp dan Glomus sp adalah meningkatkan pertumbuhan, meningkatkan kapasitas penyerapan hara dan air serta toleran pada tanah yang masam dan mikoriza sebagai pengendali hayati.
Persen kolonisasi FMA pada akar vanili
Inokulasi beberapa jenis FMA mempengaruhi persen kolonisasi FMA pada akar vanili. Persen kolonisasi FMA disajikan pada Tabel 7.
Tabel 7 Perlakuan inokulasi beberapa jenis FMA dan waktu aplikasi terhadap persen kolonisasi FMA pada akar vanili
Perlakuan Persen kolonisasi akar (%) Kategori persen kolonisasi akar(%) *keterangan Jenis FMA Tanpa inokulasi FMA 3.70 % 0-20% Rendah G.agreggatum 60,00 % 51-75 % Tinggi G. margarita 60,00 % 51-75 % Tinggi Acaulospora 40.00 % 26-50 % Sedang G. agreggatum + G. margarita 63.00 % 51-75 % Tinggi G. agreggatum + Acaulospora 57.00 % 51-75 % Tinggi G. margarita + Acaulospora 51.00 % 51-75 % Tinggi G. agreggatum + G. margarita + Acaulospora 59.00 % 51-75 % Tinggi Waktu aplikasi
Pada saat tanam 50.92 % 26-50 % Sedang
Tiga minggu setelah tanam
47.50 % 26-50 % Sedang
21 Inokulasi jenis FMA Glomus agregatum + Gigaspora margarita
memperoleh persen kolonisasi akar tinggi yaitu 63%. Tingginya kolonisasi FMA pada akar vanili oleh Glomus agregatum + Gigaspora margarita selaras dengan kompenen pengamatan panjang tunas bibit vanili. Berbeda dengan perlakuan jenis FMA (Glomus agreggatum), (Gigaspora margarita), (Glomus agreggatum +
Acaulospora), (Gigaspora margarita + Acaulospora), (Glomus agreggatum +
Gigaspora margarita + Acaulospora) walaupun tergolong persen kolonisasi dengan kategori tinggi tidak selaras dengan kompenen pertumbuhan lainnya yaitu pada pengamatan panjang tunas. Tingginya kolonisasi akar tanaman oleh FMA tidak selalu menjamin efektifitas yang tinggi. Menurut Abbot et al. (1992) efektifitas dalam hal ini menyangkut kemampuan FMA dalam memberikan keuntungan bagi tanaman inang
Tinggi atau rendahnya efektifitas FMA dalam memberikan keuntungan bagi tanaman, dipengaruhi oleh kecepatan FMA dalam kolonisasi akar tanaman inang. Kolonisasi akar oleh FMA diawali saat hifa memfiksasi akar melalui apresoria. Tahapan ini diikuti oleh kolonisasi hifa secara internal, baik interseluler maupun intraseluler yang dalam perkembangan berikutnya akan membentuk vesikel dan arbuskula (Sieverding 1991). Kolonisasi mikoriza pada akar tanaman dapat memperluas bidang serapan akar dengan adanya hifa eksternal yang tumbuh dan berkembang melalui bulu akar. Selanjutnya miselia FMA dapat tumbuh dan menyebar keluar akar sekitar lebih 9 cm, dengan total panjang hifanya dapat mencapai 26-54 m/g tanah. Inokulasi FMA mampu menginfeksi perakaran bibit vanili, hal ini di tunjukkan adanya hifa tipis pada permukaan akar, vesikel (struktur khas berbentuk oval) dan arbuskula pada jaringan korteks tanaman (Gambar 4). Vesikula berfungsi sebagai organ yang menyediakan cadangan energi dan sebagai struktur reproduktif, Arbuskula secara struktural analog dengan hautoria di dalam fungi parasit, tetapi berfungsi dalam alih tempat hara (Gunawan 1993).