Kakao
Kakao (Theobroma cacao L.) termasuk salah satu komoditas perkebunan yang dikembangkan untuk kepentingan ekspor dan untuk memenuhi kebutuhan industri makanan dan minuman dalam negeri. Komoditas kakao memberikan kontribusi yang cukup besar terhadap penerimaan devisa negara setelah kelapa sawit, karet, kelapa, dan kopi, meskipun produksi dan harga kakao di pasar dunia selalu berfluktuasi (Herman, 2000).
Fungi Mikoriza Arbuskula
Mikoriza adalah suatu struktur yang dibentuk oleh akar tanaman dan cendawan tertentu. Mikoriza merupakan suatu bentuk hubungan simbiose mutualisme, antara fungi dengan perakaran tumbuhan tinggi. Istilah mikoriza pertama kali digunakan oleh Robert Hartig pada tahun 1840, yang berasal dari bahasa Latin "Myhes" yang berarti cendawan dan "Rhiza" yang berarti akar (Hardiatmi, 2008).
Mikoriza dapat dikelompokan menjadi tiga golongan, yaitu;
Ektomikorhiza, Endomikoriza, dan Ektendomikoriza. Penggolongan tersebut
berdasarkan struktur tubuh buah dan cara infeksi terhadap tanaman (Hardiatmi, 2008).
FMA (Fungi Mikoriza Arbuskular) adalah salah satu jasad renik tanah dari kelompok jamur yang bersimbiosis dengan akar tanaman. Jamur ini mempunyai sejumlah pengaruh yang menguntungkan bagi tanaman yang bersimbiosis dengannya. FMA mampu meningkatkan pertumbuhan tanaman karena status hara tanaman tersebut dapat ditingkatkan dan diperbaiki. Kemampuannya yang tinggi dalam meningkatkan penyerapan air dan hara terutama P (Hapsoh, 2008).
Di dalam tanah mikoriza dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti pH, suhu, Fe, Al, dan mikro organisme tanah. Glomus berkembang dengan baik pada pH 5,5 sampai 6,5 dan Acaulospora pada pH 5,0 (Sasli, 1999).
Glomus memiliki hifa yang relatif lurus, menjulur sepanjang kortek akar
sering kali membentuk percabangan tipe H yang memungkinkan hifa tumbuh ke dua arah yang berbeda. Acaulospora, hifa pada titik masuk (entry point) memiliki karakteristik bercabang-cabang. Hifa pada kortek terluar biasanya memiliki percabangan yang lebih tidak teratur, lebih ikal, atau keriting dibandingkan dengan hifa Glomus (Nusantara, 2012).
Jenis mikoriza dapat dikelompokan menjadi tiga golongan berdasarkan bentuk tubuh dan cara infeksi terhadap tanaman inang, yaitu ektomikoriza, endomikoriza, dan ektendomikoriza (Setiadi, 1989). Ada beberapa jenis mikoriza yang dikenal, yaitu sheating, “vesikula - arbuskula”, “orchidaceous”, “miscellaneous”, dan “pseudomikoriza”. “Sheating - Mycorrhiza disebut juga sebagai ektomikoriza, sedangkan “vesikula - arbuskula”, “orchidaceous”, dan “miscellaneous” digolongkan ke dalam endomikoriza. Pseudomikoriza atau mikoriza palsu hampir sama dengan ektomikoriza, tetapi tidak mempunyai
“jarring hartig” dan mantel jamur yang merupakan ciri khusus dari ektomikoriza (Sastrahidayat, 1992).
Hifa yang ada di dalam sel atau akar tanaman terdiri dari hifa yang tidak bercabang yang terletak di antara sel, hifa intraseluler. Selain itu, terdapat hifa intraseluler yang bercabang secara diktomi (arbuskular) atau yang membengkak menjadi bulat atau bulat memanjang (vesikel) dan hifa mengering (hifa gelung) (Anas, 1993).
Syarat Tumbuh Kakao
1. Iklim
Iklim merupakan faktor yang meliputi curah hujan, suhu, kelembapan udara, penyinaran matahari, dan kecepatan angin yang antar unsur tersebut mempunyai hubungan yang rumit. Sebaran curah hujan lebih berpengaruh terhadap produksi kakao dibandingkan dengan jumlah curah hujan yang tinggi. Proses fisiologi tanaman kakao juga dipengaruhi oleh suhu udara. Kecepatan angin juga menentukan keberhasilan usaha tani kakao (PPKKI, 2004).
2. Tanah
Sifat tanah yang mempengaruhi pertumbuhan dan produksi tanaman adalah sifat fisik, kimia, dan biologi tanah. Sifat kimia tanah meliputi kadar unsur hara mikro dan makro dalam tanah, kejenuhan basa, kapasitas pertukaran kation, pH atau keasaman tanah, dan kadar bahan organik relatif mudah diperbaiki dengan teknologi yang ada. Sementara itu, sifat fisik tanah yang meliputi tekstur, struktur, konsistensi, kedalaman efektif tanah (solum), dan akumulasi endapan
suatu unsur (konkresi) relatif sulit diperbaiki meskipun teknologi perbaikannya telah ada. Sifat biologi tanah belum menjadi pertimbangan dalam melakukan penilaian kesesuaian lahan, karena hubungannya belum banyak diketahui secara pasti (PPKKI, 2004).
a. Sifat Kimia Tanah
Keasaman (pH) tanah yang baik untuk kakao adalah netral atau berkisar 5,6-6,8. Tanaman kakao membutuhkan tanah berkadar bahan organik tinggi, yaitu di atas 3% (PPKKI, 2004).
b. Sifat Fisik Tanah
Jeluk mempan atau kedalaman tanah yang dapat dijangkau akar secara aktif (effective depth) tidak identik dengan ketebalan solum tanah. Tekstur tanah menunjukan perbandingan tertentu antara tiga fraksi tanah, yaitu pasir, debu, dan lempung (PPKKI, 2004).
3. Timbulan
Faktor ini meliputi elevasi, topografi, dan tinggi tempat. Kakao tumbuh baik pada lahan datar atau kemiringan tanah kurang dari 15%. Suhu udara idealnya sekitar 28˚C, sehingga semakin tinggi tempat semakin rendah tingkat kesesuaiannya. Faktor timbulan yang berpengaruh adalah lereng, ini berkaitan dengan tingkat kesuburan, manajemen pemeliharaan, dan pemanenan (PPKKI, 2004).
Faktor Yang Mempengaruhi Keberadaan FMA
1. Spesies FMA dan Tanaman Inang
Persentase kolonisasi tergantung pada spesies FMA dan tanaman inang,
sering dihubungkan pertumbuhan akar dan kepekaan tanaman (Smith dan Read, 1997). Terdapat korelasi antara produksi spora dan kolonisasi
akar antara spesies tanaman untuk masing-masing FMA (Hedrick dan Bloom, 1986).
2. Suhu, Kelembaban, dan pH Tanah
Persentase kolonisasi meningkat pada 30˚ C, tetapi beberapa kombinasi cendawan - tanaman berkembang secara normal pada 35˚ C atau lebih (Bowen 1987, diacu dalam Smith & Read 1997). Kedelai yang diinokulasi FMA dapat membentuk kolonisasi sebesar 61% pada pH 5,6 dan meningkat menjadi 75% pada pH 6,4 (Nurlaeny et al., 1996).
3. Cahaya
Radiasi rendah, hari pendek dan fotosintesis yang rendah, mengurangi penyebaran akar yang bermikoriza (Gianinazzi - Pearson dan Gianinazzi, 1983). Beberapa laporan mengungkapkan kolonisasi berkurang pada cahaya rendah dalam hubungannya dengan suplai karbohidrat (Smith dan Read, 1997).
4. Ketersediaan Hara
Ada interaksi antara N dan P dalam pertumbuhan tanaman dan pengaruhnya terhadap kolonisasi, yakni P lebih tersedia pada tanaman cukup N dibandingkan dengan tanaman yang kekurangan N (Smith dan Read, 1997). Ketersediaan P mempengaruhi persentase kolonisasi. Fosfat yang sangat rendah
menghambat kolonisasi. Penambahan sedikit fosfat akan meningkatkan kolonisasi (Simanungkalit, 1997).
5. Pestisida
Pestisida meliputi methyl bromida, khloropikrin, dan berbagai macam racun fungi menurunkan kolonisasi FMA di lapangan (Fakuara, 1988). Aplikasi fungisida seperti Benomyl, PCNB, dan Captan menurunkan persentase kolonisasi
akar oleh FMA bila dibandingkan dengan tanpa fungisida (Schreiner dan Bethlenfalvay, 1996).
Peranan FMA
Status kesuburan lahan erat berkaitan dengan kondisi mikrobia tanah yang berlimpah, memiliki fungsi simbiosis dengan perakaran tanaman, serta ditunjukkan dengan pertumbuhan tanaman yang baik (Corryanti, 2011).
Proses infeksi dimulai dari pembentukan appresorium yaitu struktur yang berupa penebalan masa hifa yang kemudian menyempit seperti tanduk. Appresorium membantu hifa menembus ruang sel epidemis melalui permukaan akar, atau rambut-rambut akar dengan cara mekanis dan enzimatis. Hifa yang telah masuk ke lapisan korteks kemudian menyebar di dalam dan diantara sel-sel korteks, hifa ini akan membentuk benang-benang bercabang yang mengelompok disebut arbuskula yang berfungsi sebagai jembatan transfer unsur hara, antara cendawan dengan tanaman inang. Arbuskula merupakan hifa bercabang halus yang dapat meningkatkan luas permukaan akar, dua hingga tiga kali. Pada sistem perakaran yang terinfeksi akan muncul hifa yang terletak diluar, yang menyebar
disekitar daerah perakaran dan berfungsi sebagai alat pengabsorbsi unsur hara. Hifa yang terletak diluar ini dapat membantu memperluas daerah penyerapan hara oleh akar tanaman (Hardiatmi, 2008).
Sejumlah percobaan telah membuktikan hubungan saling menguntungkan, yaitu adanya cendawan mikoriza sangat meningkatkan efisiensi penyerapan mineral dari tanah. Mikoriza juga bisa memberikan kekebalan bagi tumbuhan inang. Mikoriza ini menjadi pelindung fisik yang kuat, sehingga perakaran sulit ditembus penyakit (patogen), sebab jamur ini mampu membuat bahan antibotik untuk melawan penyakit. Cendawan mikoriza bisa membentuk hormon seperti auxin, citokinin, dan giberalin yang berfungsi sebagai perangsang pertumbuhan tanaman (Hardiatmi, 2008).
Mikoriza menyebabkan terjadinya peningkatan ketahanan tumbuhan terhadap infeksi patogen dan parasit akar. Hal ini dikarenakan terdapatnya penghalang mekanis berupa mantel jamur yang dapat menghambat penetrasi patogen dan adanya kemampuan beberapa jamur mikoriza untuk memproduksi antibiotik. Mikoriza juga dapat merangsang inang untuk membentuk senyawa-senyawa penghambat dan meningkatkan persaingan kebutuhan hidup di rizosfer (Chakravarty dan Chatapaul, 1988).
Hubungan FMA Dengan Kakao
FMA adalah salah satu jasad renik tanah dari kelompok jamur yang bersimbiosis dengan akar tanaman. Jamur ini mempunyai sejumlah pengaruh yang menguntungkan bagi tanaman yang bersimbiosis dengannya (Hapsoh, 2008).
FMA banyak mendapat perhatian karena kemampuannya berasosiasi membentuk simbiosis mutualistik dengan hampir 80% spesies tanaman (Steussy, 1992). Menurut beberapa peneliti (Daniels dan Trappe, 1980; Van Nuffelen dan Schenck, 1983; Bianciotto et al., 1989; Al Raddad, 1995; Kabirun dan Widada, 1995; Nurlaeny et al., 1996; Simanungkalit, 1997; Hapsoh, 2003), kompatibilitas FMA dengan tanaman inang sangat bervariasi bergantung pada spesies FMA, spesies tanaman inang dan kondisi lingkungannya.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa pemberian mikoriza dapat meningkatkan pertumbuhan bibit kakao yang lebih baik dibanding bibit tanpa mikoriza. Ini terlihat dari tingginya nilai rata-rata untuk hampir semua peubah yang diamati dibanding bibit yang tidak bermikoriza. Tinggi bibit di akhir penelitian meningkat sampai 133% terhadap kontrol yang justru terdapat pada tanaman dengan tingkat kekeringan 70% air tersedia. Ini menunjukkan bahwa bibit yang bermikoriza sebenarnya tidak terlalu bemasalah pada kondisi kekeringan oleh karena adanya hifa ekstemal cendawan mikoriza yang masih dapat menyerap air dari pori-pori tanah. Bobot kering bibit yang bermikoriza juga menunjukkan adanya perbedaan nyata dibanding kontrol. Pada akhir penelitian, bibit bermikoriza meningkatkan bobot kering tajuk dan akar masing-masing sebesar 144,7% dan 190% terhadap kontrol (Sasli, 1999).
Tahapan Kolonisasi FMA
1. Prekolonisasi
Kolonisasi akar diawali dari pertumbuhan hifa dari ketiga sumber inokulum (spora, hifa, atau potongan akar terinfeksi FMA). Rangsangan
prekolonisasi disebabkan oleh adanya flavonoid hasil eksudat akar (Smith dan Read, 1997).
2. Kontak dan Penembusan
Kontak hifa dengan akar diikuti oleh pelekatan dan setelah sekitar 2-3 hari, pembentukan apresorium yang membengkak. Penembusan dinding sel-sel tumbuhan selalu terjadi dengan pengecilan diameter hifa membentuk ujung yang
agak runcing, diikuti dengan ekspansi hifa memasuki lumen sel (Smith dan Smith, 1996; Smith dan Read, 1997).
3. Perkembangan Kolonisasi
Setelah pembentukan apresorium dan penembusan sel-sel epidermis dan eksodermis, percabangan hifa ke dalam korteks bagian tengah dan dalam akar (dalam mikoriza tipe Arum), tumbuh memanjang di ruang-ruang interseluler membentuk koloni. Koloni ini disebut ’kolonisasi’ untuk menggambarkan asosiasi mutualistik fungi - tumbuhan (Smith dan Smith, 1996; Smith dan Read, 1997). 4. Pergantian Arbuskula
Meskipun hifa fungi menembus dinding sel korteks akar, membran plasmanya tidak dirusak (ditembus) tetapi berkembang mengelilingi bentuk arbuskula, menghasilkan bentuk kompartemen apoplastik baru disebut kompartemen bidang kontak arbuskula. Di sini kedua simbion hanya dipisahkan
oleh membran masing-masing yaitu matriks bidang kontak yang tipis dari tumbuhan dan dinding sel fungi yang tipis, dengan lebar kompartemen bidang kontak antara 80-100 nm (Harrison, 1997).
5. Pertumbuhan Hifa Eksternal dan Produksi Spora
Sekali fungi berkembang di dalam akar dan tumbuh subur di dalam tanah, hifa eksternal merupakan sumber inokulum penting untuk kelanjutan kolonisasi sistem perakaran yang sama. Percabangan hifa yang halus ini sebagai bentuk adaptasi untuk mengeksplorasi pori-pori tanah dan juga selalu berasosiasi dengan bahan organik tanah, di mana mineralisasi hara terjadi (Smith dan Read, 1997).
Manfaat FMA
1. Meningkatkan Serapan Hara dan Air
FMA mampu meningkatkan pertumbuhan tanaman karena status hara tanaman tersebut dapat ditingkatkan dan diperbaiki. Kemampuannya yang tinggi dalam meningkatkan penyerapan air dan hara terutama P (Jakobsen, 1992; Smith dan Read, 1997; Bryla dan Duniway, 1997; Hapsoh, 2003). Dijelaskan Sieverding (1991) bahwa FMA yang menginfeksi sistem perakaran tanaman inang akan memproduksi jalinan hifa secara intensif sehingga tanaman bermikoriza akan mampu meningkatkan kapasitasnya dalam menyerap unsur hara dan air.
2. Pelindung Biologi Bagi Patogen Akar
Mikoriza dapat berfungsi sebagai pelindung biologi bagi terjadinya infeksi patogen akar. Dari penelitian Sastrahidayat (1995) dilaporkan bahwa mikoriza mampu menekan tingkat serangan F. oxysporum lycopersici penyebab busuk akar
pada tanaman tomat dengan rata-rata sekitar 47,44% dan penyelamatan produksi sebesar 148,26%.
3. Meningkatkan Produksi Hormon Auksin
Selain itu fungi mikoriza dapat meningkatkan produksi hormon seperti auksin, sitokinin. Auksin dapat berfungsi meningkatkan elastisitas dinding sel dan mencegah atau memperlambat proses penuaan akar, dengan demikian fungsi akar
sebagai penyerap unsur hara dan air diperpanjang (Subashini dan Natarajan, 1997; Hapsoh, 2003).
4. Meningkatkan Produksi Tanaman
Selain fungsi yang telah disebutkan FMA dapat meningkatkan hasil tanaman pada tanah mineral masam tropika (Widada dan Kabirun, 1997). Peningkatan hasil juga dilaporkan pada berbagai jenis tanaman antara lain pada jagung (93,0%), kedelai (56,2%), padi gogo (25,0%), kacang tanah (23,8%), cabai (22,0%), bawang merah (62,0%), dan semangka (77,0%) (Sastrahidayat 1995), kedelai (29,2%-35,8%) (Hanum, 1997; Ernita, 1998).
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Organisme tanah di dalam tanah ada yang bermanfaat dan ada pula mengganggu atau merugikan. Organisme yang bermanfaat, yaitu organisme tersebut terlibat dalam proses dekomposisi dan pengikat atau penyedia unsur hara. Organisme yang mengganggu atau merugikat, yaitu organisme tersebut memanfaatkan organisme lain seperti sebagai sumber makanan.
Salah satu contoh dari organisme yang bermanfaat adalah mikoriza. Mikoriza adalah salah satu cendawan yang mampu bersimbiosis dengan perakaran tanaman tingkat tinggi yang ditandai dengan Arbuskula. Simbiosis merupakan sifat yang menguntungkan bagi tanaman itu sendiri maupun tanaman inang untuk mempercepat pertumbuhan dan meningkatkan kualitas serta daya hidup bibit tanaman pada tanah defisit unsur hara. Oleh karena itu mikoriza memegang peranan penting dalam meningkatkan produktifitas lahan bermasalah (Nainggola dan Samah, 2004).
Manfaat yang ditimbulkan dari mikoriza adalah meningkatkan kemampuan tanaman dalam mendapatkan hara. Mikoriza memberi manfaat pada pertumbuhan dan hasil tanaman dengan cara meningkatkan kemampuan tanaman untuk mendapatkan hara yang ada dalam tanah, yaitu dengan meningkatnya penyerapan unsur hara terutama P, dan juga meningkatkan penyerapan unsur hara lainnyaseperti N (NH4+ atau NO3-), K, dan Mg yang bersifat mobil. Peningkatan
penyerapan juga terjadi untuk unsur-unsur hara seperti Zn, Cu, S, B, dan Mo (Ouimet, 1996).
Di alam keberadaan dan status fungi mikoriza arbuskula tidak dapat diketahui secara pasti. Fungi mikoriza arbuskula dengan jumlah tertentu di alam, diketahui dapat berpengaruh pada jenis tanaman yang dijadikan sebagai inang. Kondisi serta keadaan dari lahan yang menjadi faktor utama dari perbedaan pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Persentase kolonisasi akar oleh FMA akan mempengaruhi tanaman inang.
FMA di dalam tanah memiliki peran dalam membantu pertumbuhan tanaman. Namun belum diketahui besar perbedaan keberadaan dan status FMA yang disebabkan oleh ekologi tempat tumbuh. Tanaman yang tumbuh di tempat berbeda maka pertumbuhannya berbeda juga. Perbedaan tersebut disebabkan oleh keterkaitan tanah, organisme, dan tanaman. Hubungan dalam hal tersebut yang akan dilihat melalui pengamatan. Kakao merupakan jenis tanaman yang dapat tumbuh di dataran rendah dan dataran tinggi. Tanaman ini banyak ditanam dikarenakan memiliki banyak manfaat dalam pengolahannya. Kakao (Theobroma
cacao L.) adalah tanaman yang sering dimanfaatkan dalam kegiatan agroforestri
dan perkebunan oleh pemilik lahan.
Ada sekitar 150 spesies FMA yang telah dideskripsi berdasarkan morfologi spora (Morton dan Benny, 1990) meskipun deskripsi awal dalam
beberapa hal tidak memuaskan dan revisinya sangat diperlukan (Smith dan Read, 1997). Banyaknya spesies FMA menunjukan bahwa FMA pada
setiap lahan berbeda-beda, seperti perbedaan FMA di dataran rendah dan dataran tinggi.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari keberadaan dan status FMA berkaitan dengan perbedaan ekologi tempat tumbuh. Hal ini akan dapat mengetahui keberadaan dan status FMA di dataran rendah dan dataran tinggi.
Kegunaan Penelitian
Hasil yang akan didapat dari penelitian ini akan dapat mengetahui mengenai keberadaan dan status FMA. Melalui perbedaan ekologi tempat tumbuh maka dapat diketahui perbedaan dari FMA.
Hipotesis Penelitian
Informasi tentang dinamika sporulasi FMA di daerah tropis masih sangat kurang. Diduga adanya perbedaan ekologi tempat tumbuh akan mempengaruhi keberadaan FMA.
ABSTRACT
Rahmat Saputra : Existence and Status of Arbuscular Mycorrhizal Fungi on
Lowland and Highland Cocoa Field.
The goal of this research is to know the existence and the status of Arbuskular Mycorrhiza at Cocoa ecosystems in lowland andhighland. Soil sample has been taken from Adian Nangka Village, District of Lae Parira, Region of Dairi and Lubuk Pakam - Perbaungan, Region of Serdang Bedagai. This research use soil separating method to obtain spores and root coloring method to find out root colonization. The trapping result with host of Zea mays obtained an average spore density on the lowland is 39,6 (40) spores / 50 g soil, while the highland obtained 458,2 (459) spores / 50 g soil. The result shows on the lowland obtained 6 spores types of Glomus genus and 1 spores type of Acaulospora genus with up to 37,19% colonization percentage. Highland obtained 18 spores types of Glomus genus and 1 spores type of Acaulospora genus with up to 70,04% colonization percentage.
ABSTRAK
Rahmat Saputra : Keberadaan dan Status Fungi Mikoriza Arbuskula Pada Lahan Kakao di Dataran Rendah dan Dataran Tinggi.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui keberadaan dan status FMA pada lahan kakao di dataran rendah dan dataran tinggi. Contoh tanah dan akar berasal dari Desa Adian Nangka, Kecamatan Lae Parira, Kabupaten Dairi dan Lubuk Pakam -Perbaungan, Kabupaten Serdang Bedagai. Penelitian ini menggunakan metode tuang saring untuk mendapatkan spora dan metode pewarnaan untuk mengetahui kolonisasi akar. Hasil trapping dengan tanaman inang Zea mays diperoleh kepadatan spora rata-rata pada dataran rendah adalah 39,6 (40) spora / 50 g tanah, sementara pada dataran tinggi diperoleh kepadatan spora rata-rata adalah 458,2 (459) spora / 50 g tanah. Hasil penelitian pada dataran rendah didapat 6 tipe spora genus Glomus dan 1 tipe spora genus Acaulospora dengan persentase kolonisasi mencapai 37,19%. Pada dataran tinggi diperoleh 18 tipe spora genus Glomus dan 1 tipe spora genus Acaulospora dengan persentase kolonisasi mencapai 70,04%. Kata kunci : FMA, Kakao, Dataran Rendah, Dataran Tinggi