PENGUJIAN MIKROORGANISME SELULOLITIK
DAN BAHAN ORGANIK DALAM UPAYA
KONSERVASI LAHAN TEMBAKAU DELI
DISERTASI
DIAPARI SIREGAR
NIM 038104001
PROGRAM DOKTOR ILMU PERTANIAN
PASCASARJANA FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
M E D A N
PENGUJIAN MIKROORGANISME SELULOLITIK
DAN BAHAN ORGANIK DALAM UPAYA
KONSERVASI LAHAN TEMBAKAU DELI
DIAPARI SIREGAR
Disertasi sebagai salah satu syarat
Untuk memperoleh gelar
DOKTOR
Pada
Fakultas Pertanian Pascasarjana Universitas Sumatera Utara
PROGRAM DOKTOR ILMU PERTANIAN
PASCASARJANA FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
M E D A N
Telah di uji pada : Tanggal 12 April 2010
Panitia Penguji Disertasi
Promotor : Prof. Dr. Ir. Bujang Rusman, MSc. Co-Promotor : Prof. Dr. Ir. Asmarlaili Sahar, MS.,DAA. Prof. Dr. Ir. Erwin Masrul Harahap, MS. Penguji : Dr. Ir. Masri Sitanggang, MSc.
Judul Penelitian : Pengujian Mikroorganisme Selulolitik dan Bahan Organik dalam Upaya Konservasi Lahan Tembakau Deli
Nama Mahasiswa : Diapari Siregar Nomor Induk 038104001 Program Studi : Ilmu Pertanian
Menyetujui : Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Ir. Bujang Rusman, MSc. Promotor
Prof. Dr. Ir. Asmarlaili S. Hanafiah. MS Prof. Dr. Ir. Erwin Masrul H., MS. Co – Promotor Co – Promotor
Ketua Dekan
Program Doktor Ilmu Pertanian Fakultas Pertanian
Prof. Dr. Ir. Sengli J. Damanik, MSc. Prof. Ir. Zulkifli Nasution, MSc. Ph.D.
SURAT PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa Disertasi Pengujian Mikroorganisme Selulolitik dan Bahan Organik dalam Upaya Konservasi Lahan Tembakau Deli adalah benar karya saya sendiri dengan arahan Komisi Pembimbing (Promotor dan Co-Promotor) dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya ilmiah yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain atau laporan instansi tertentu telah disebutkan dalam teks atau dicantumkan dalam Daftar Pustaka pada bagian akhir dari penulisan disertasi.
Medan, April 2010
SUMMARY
DIAPARI SIREGAR. A Study on Celulotic Microorrganism and Organic Matter for Land Conservation of Deli Tobacco (under the Supervision of BUJANG RUSMAN, as promotor, ASMARLAILI SAHAR HANAFIAH and ERWIN MASRUL HARAHAP, as co-promotor)
Deli tobacco as sigar wrapper represents export commodity of Indonesia in Europe which can not be competed by other tobaccos. This tobacco can only well grow in Deli Area between River Wampu in Langkat and River Ular in Deli Serdang District of North Sumatra. Unfortunately nowadays this land has been suffered by degradation which influence to the decrease of deli tobacco production. These facts were caused by some factors among others due to the shortening of bero period, unsuitability of landuse or crop rotation, and irrational soil management.
This research was conducted by field survey, laboratory experiment, greenhouse experiment and field experiment. There are 4 (four) steps of this reseach i.e. : (1) Study on land potency of deli tobacco caused by any rotation of land using and its relationship to soil properties; (2) Issolation and selection of celulotic microorganism (MOS) from the Deli tobacco area; (3) Test of isolate potency selected from MOS; (4) Application of MOS from the sellected isolate in the field using the various dosage of organic matter and soil depth. A historical information about the area is collected from the district manager, administrator, plantation assistant and research center of deli tobacco as secondary data.
The applied reseach method in the first phase is one way variance analysis (0ne way anova) to test whether the average of sample is differ or not. The second and third phases of research apply the non factorial complete random sampling method. While the fourth research method is factorial design to know the treatment that consist of all of combination in the various level of factors.
laboratory of Agriculture Faculty of UISU and Research Center of Deli Tobbaco PTPN-II.
The study results of soil characteristics measurement since I up to IV phase indicate that application of organic matter such as bagasse that was combined by specific MOS could improve the soil physics, chemical and biological properties that had been degradated. The growth and production of deli tobacco indicate the increasing by this treatment. Combination 1.5 % of organic matter by selected MOS (B3M1) is a real
treatment that increase the improvement of soil physical, chemical and biological properties and the growth and production of deli tobacco. The results of identification of microorganism in this specific location were Trichoderma harzianum for fungus and
RINGKASAN
DIAPARI SIREGAR. Pengujian Mikroorganisme Selulolitik dan Bahan Organik dalam Upaya Konservasi Lahan Tembakau Deli ( di bawah bimbingan BUJANG RUSMAN, sebagai Promotor, ASMARLAILI SAHAR HANAFIAH dan ERWIN MASRUL HARAHAP, sebagai Co-Promotor).
Tembakau deli sebagai pembukus cerutu merupakan komoditi ekspor Indonesia di Eropa yang tidak dapat disaingi oleh tembakau lain. Tembakau ini hanya dapat tumbuh dengan baik didaerah Deli antara Sungai Wampu di Kabupaten Langkat dan Sungai Ular di Kabupaten Deli Serdang Sumatera Utara. Namun pada saat ini lahan tersebut telah mengalami degradasi yang berpengaruh terhadap penurunan produksi tembakau deli . Kenyataan ini disebabkan oleh beberapa faktor antara lain akibat dari mempersingkat masa bera, ketidaksesuaian rotasi penggunaan lahan atau pergiliran tanaman, dan pengolahan tanah yang tidak rasional.
dari lingkungan tersebut yang berguna untuk mempercepat proses dekomposisi bahan organik.
Penelitian dilakukan dengan melakukan survei lapang, percobaan di laboratorium, percobaan di rumah kaca dan dilanjutkan percobaan lapang. Ada 4 (empat) tahap penelitian yang dilakukan yaitu : (1) Studi potensi lahan tembakau deli akibat berbagai sistem rotasi penggunaan lahan dalam hubungannya dengan sifat-sifat tanah; (2) Isolasi dan seleksi mikroorganisme selulolitik (MOS) dari lahan tembakau deli; (3) Uji potensi isolat terseleksi dari MOS; (4) Aplikasi MOS dari isolat terseleksi di lapangan dengan berbagai dosis bahan organik dan kedalaman tanah. Informasi sejarah tentang lahan juga dikumpulkan dari distrik manajer, administratur, asisten kebun dan balai penelitian tembakau deli sebagai data sekunder.
Metode penelitian yang digunakan untuk penelitian tahap I adalah Analysis Variance satu arah (one way anova) yang berguna untuk menguji apakah rataan dari beberapa sampel berbeda atau tidak. Penelitian tahap II dan III menggunakan metode penelitian rancangan acak lengkap non faktorial. Metode penelitian ke IV digunakan rancangan faktorial yang berfungsi untuk mengenal sekumpulan perlakuan yang terdiri atas semua kombinasi yang mungkin dari taraf beberapa faktor.
potensi isolat terseleksi dari MOS dilakukan di Rumah Kaca Fakultas Pertanian USU dan aplikasi isolat terseleksi dari MOS di lapangan dengan berbagai dosis bahan organik dan kedalaman tanah di Kebun Klambir Lima PTPN-II. Analisa tanah dilakukan di Laboratorium Fakultas Pertanian UISU dan Balai Penelitian Tembakau Deli PTPN-II.
Hasil penelitian pengukuran sifat-sifat tanah mulai penelitian tahap I sampai IV menunjukkan bahwa aplikasi bahan organik berupa ampas tebu yang dikombinasikan dengan MOS spesifik lokasi dapat memperbaiki sifat-sfat fisik, kimia dan biologi tanah yang telah mengalami degradasi. Pertumbuhan dan produksi tanaman tembakau deli juga menunjukkan peningkatan akibat perlakuan ini. Kombinasi 1,5% bahan organik dengan MOS hasil seleksi (B3M1) merupakan perlakuan yang nyata meningkatkan perubahan
dari sifat-sifat fisik, kimia, dan biologi tanah serta pertumbuhan dan produksi tembakau deli. Hasil identifikasi mikroorganisme spesifik lokasi yang paling aktif adalah jenis
Trichoderma harzianum untuk kelompok jamur dan dari kelompok bakteri adalah
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Medan pada tanggal 4 Oktober 1964. Ayah bernama Hotmanian Siregar (Almarhum) dan Ibunda Hafsah Lubis (Almarhumah). Penulis merupakan anak ketiga dari tujuh bersaudara dan telah menikah tahun 1989 dengan Ir. Ratna Mauli Lubis, MP. Serta mempunyai dua orang putra dan dua orang putri : Abuzar Al Ghifari Siregar (1990), Hafizah Siregar (1992), Muhammad Huzaifah Siregar (1994) dan Juwairiah Siregar (1998).
Penulis lulus Sekolah Dasar pada SD Negeri 19 Medan tahun 1976, lulus Sekolah Menengah Pertama pada SMP Negeri 3 Medan tahun 1980, lulus Sekolah Menengah Atas pada SMA Negeri 2 Medan tahun 1983, lulus Sarjana Pertanian tahun 1988 pada Jurusan Ilmu Tanah dari Fakultas Pertanian Universitas Islam Sumatera Utara dan lulus Magister Pertanian tahun 1999 dari Program Pascasarjana Universitas Sumatera Utara, Medan.
Pada tahun 1987 – 1996, menjadi guru pada berbagai SMA Swasta dan Madrasah Aliyah Negri-2 di Medan. Mulai tahun 1993 – 1999 sebagai tenaga non edukatif pada Universitas Medan Area, dan mulai tahun 1999 sampai dengan sekarang menjadi staf pengajar di Jurusan Ilmu Tanah/Agroekoteknologi Fakultas Pertanian Universitas Islam Sumatera Utara Medan, Fakultas Pertanian Universitas Medan Area, Fakultas Pertanian Universitas Muslim Nusantara Medan.
UCAPAN TERIMA KASIH
Alhamdulillah, puji syukur kehadirat Allah SWT yang tidak pernah putus memberikan rahmat dan ni’mat Nya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan penyusunan Disertasi ini. Tema penelitian ini adalah “konservasi lahan tembakau deli” yang dilaksanakan sejak musim tanam tembakau deli 2005.
Seluruh rangkaian proses kegiatan penelitian hingga selesai laporan berupa disertasi ini tidak akan terlaksana tanpa adanya bimbingan, arahan, bantuan materil dan moril yang penuh keikhlasan dari berbagai pihak. Oleh karena itu dalam kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada :
1. Rektor Universitas Sumatera Utara (USU), Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H. MSc. (CTM), SpA(K), mantan Rektor USU Prof. Chairuddin P. Lubis DTM&H, SpA(K), Direktur SPs-USU, Prof. Dr. Ir. T. Chairun Nisa B, MSc., dan Mantan Direktur SPs-USU, Prof. Dr. Ir. Sumono MS yang telah memberi kesempatan kepada penulis untuk mengukuti program studi S3 Ilmu Pertanian, Sekolah Pasca Sarjana, Universitas Sumatera Utara.
3. Ibu Prof. Dr. Ir. Asmarlaily Sahar MS. DAA. dan Bapak Prof. Dr. Ir. Erwin Masrul Harahap MS. selaku Anggota Komisi Pembimbing yang tak jemu-jemunya memberikan bimbingan dan semangat agar dapat terselesaikannya penelitian ini. 4. Bapak Dr. Ir. Prama Yufdy. MSc., Bapak Dr. Ir. Masri Sitanggang, Bapak Dr. Ir.
Witjaksana Darmosarkoro MS., Bapak Prof. Dr. Ir. Abdul Rauf, MP., Bapak Dr. Ir. M.Rachmat Adiwiganda MSc., Bapak Dr. Sutarman MSc., dan Bapak Dr. Ir. Hasil Sembiring MSc. yang telah memberikan arahan dan masukan-masukan sehingga terselesaikannya penelitian ini.
5. Bapak Prof. Ir. Zulkifli Nasution, MSc. Ph.D., Bapak Prof. Dr. Ir. B. Sengli J. Damanik, MSc. dan ibu Dr. Ir. Hamidah Hanum, MP., masing-masing sebagai Dekan Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Ketua dan Sekretaris Program Doktor Ilmu-ilmu Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara yang telah menerina dan memberi kesempatan kepada penulis untuk mengikuti pendidikan ini.
6. Para Dosen di SPs-USU yang tidak dapat disebutkan namanya satu persatu, penulis ucapkan terimakasih yang sedalam-dalamnya atas ilmu dan nasihat yang diberikan mulai dari awal perkuliahan hingga selesainya penelitian ini.
sebagai Ketua Lembaga Penelitian UISU yang telah memberikan kesempatan penulis menyelesaikan pendidikan Program S3.
8. Ibu Sariani AS., selaku Ketua Yayasan UISU., Bapak Prof. Dr. Ir. Usman Nasution, selaku Rektor UISU dan Ibu Ir. Markhaini, MS., selaku Dekan Fakultas Pertanian UISU ketika itu, yang telah mengirimkan penulis untuk mengikuti Progran S3 dengan Sponsor Yayasan UISU.
9. Bapak Batara Muda Nasution dan Bapak Ir. Suwandi selaku Dirut dan mantan Dirut PTPN-II beserta para staf yang telah banyak memfasilitasi penelitian ini. 10.Para pendukung pendanaan untuk penelitian yaitu : Proyek Kerjasama Kemitraan
Penelitian Pertanian dan Perguruan Tinggi (KKP3T) tahun 2007, Deptan dan UISU.
11.Bapak Dr. Ir. Erwin Nya’koeb. MS., Ir. Bambang, Ir. Nasrun Siregar, Ir. Tampe Bangun, Ir. Tampubolon, selaku Distrik Manager dan Manager (Administratur) Kebun yang banyak membantu baik fasilitas maupun sumbangan pemikirannya. 12.Bapak Ir. Andi Purnama MSc., bapak Ir. Robby Eka (Alm), bapak Ir. Fauzi
(Mantan Kepala/Kepala Balai Penelitian Tembakau Deli), Medan serta bapak Ir. Zulkifli, ibu Ir. Dinar Lubis, bapak Ir. Robet Sitepu, ibu Dra. Juniarti Zebua (Kaur dan Staf BPTD), Bapak Ir. Irawan Bachtiar dan para staf/karyawan jajaran BPTD/Distrik Tembakau yang tidak dapat disebutkan namanya satu persatu atas masukan, saran dan fasilitas penelitian di Laboratorium dan rumah kaca BPTD. 13.Bapak Ir Anggiat, bapak Ir. Heri Supriantono, Ir. Andar Jarliswoto, Ir. Khairul
Bandar Klippa yang banyak membantu penulis melakukan penelitian pendahuluan pada musim tanam tembakau tahun 2005/2006.
14.Bapak Ir. Ilham (Asisten Kebun Kelambir Lima) dan kawan-kawan beserta karyawan, yang tak jemu-jemunya mendampingi penulis dilapangan, memberikan masukan terutama masalah teknik budidaya tembakau deli dan menyiapkan kebutuhan bahan serta alat selama berlangsung penelitian yaitu musim tanam 2006 dan 2007.
15.Bapak Ir. Badiaraja Siregar, Manager pabrik gula Sei Semayang serta staf yang telah membantu memberikan ampas tebu sebagai bahan penelitian.
16.Bapak/ibu para staf pengajar dan pegawai Fakultas Pertanian UISU yang selalu mendorong penulis untuk menyelesaikan pendidikan.
17.Teman teman, bapak-bapak dan ibu-ibu Prof. Dr. Drs. Dwi Surianto MSc., Dr. Ir. Edi Irwansyah, MS., Dr. Ir. Nurhayati, MP., Dr. Ir. Kusrizal, MP., Ir. Eva Sartini Bayu Girsang, MP., Ir. Lisa Mawarni,MP., Ir. Ardi Guchi, MP., Ir. Ukurta Perangin-angin, MP., Ir. Winston A. Tambunan, MP., Ir. Ilham Riyad, MP., Muliono, SP., Ir. Isni Robit, Surya Saputra yang banyak membantu pelaksanaan/informasi pada pelaksanaan penelitian ini.
19.Bapak Ir. H.M. Nasir, MM., selaku Kepala Tata Usaha SPs-USU, Bapak M.Syafii, SE., Ibu Ida, SH., Bapak Edi, SE., Ibu Nita serta Staf Administrasi lainnya yang tidak dapat saya sebutkan namanya yang telah membantu kelancaran proses perkuliahan dan administrasi selama penulis mengikuti program pendidikan.
20.Khusus kepada istri tercinta Ir. Ratna Mauli Lubis, MP., yang terus mendampingi, memberi semangat dan dorongan secara ikhlas dan setia, sejak awal pendidikan hingga akhir penulisan ini. Tak terlupakan juga buat anak-anak tercinta Abuzar Al-Ghifari Siregar, Hafizah Siregar, M. Huzaifah Siregar dan Juwairiah Siregar yang terus mendoakan dan memberikan dorongan kepada penulis sehingga selesainya penulisan Disertasi ini.
21.Khusus dan teristimewa kepada keluarga tercinta Ayahanda Hotmanian Siregar (alm), Ibunda Hafsah Lubis (almh) dan Ibunda Nurhalimah Harahap, Pamanda tercinta Drs. Ahmad Efendi Siregar beserta Ibu R. Mardiah. Abang, kakak dan adik-adik; Amir Hamzah Siregar, SPd, Surya Murni Siregar, Ir. Syafruddin Siregar, Dra. Adewati Inggriani Siregar, Harun Alamsyah Siregar, Bachtiar Alamsyah Siregar, Dra. Nadra Lubis diucapkan terima kasih yang mendalam atas kesabaran dan dorongan yang diberikan selama ini.
22.Semua pihak yang telah mendukung dalam perkuliahan dan penyusunan disertasi ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu.
kiranya disertasi ini dapat memberikan sumbangsih bagi perkembangan ilmu pengetahuan meskipun keberadaannya bagaikan setetes air di lautan.
DAFTAR ISI
Halaman
RINGKASAN i
DAFTAR RIWAYAT HIDUP iv
UCAPAN TERIMA KASIH v
DAFTAR ISI xi
DAFTAR TABEL xiv
DAFTAR GAMBAR xvi
DAFTAR LAMPIRAN xvii
PENDAHULUAN 1
Latar Belakang 1
Kerangka Permasalahan 7
Tujuan dan Sasaran Penelitian 8
Hipotesis 10
Kegunaan Penelitian 10
TINJAUAN PUSTAKA 12
Sejarah Tembakau Deli 12
Tanah dan Iklim Tembakau Deli 14
Kondisi Tanah Tembakau Deli Saat Ini 16
Metode Konservasi Tanah 20
Peranan Bahan Organik dalam Mengatasi Lahan Terdegradasi 22
Limbah Organik Pabrik Gula 23
Perombakan Bahan Organik 26
Mikroorganisme Selulolitik (MOS) pada Proses Pengomposan 28
BAHAN DAN METODE 30
Bahan dan Alat 31
Metode Penelitian 31
Pelaksanaan Penelitian 32
Peubah Amatan 34
Penelitian 2 38
Pengambilan Sampel dan Pengkayaan 39
Uji Potensi pada Media Cair Secara Kualitatif dan Kuantitatif 39
Penelitian 3 42
Peubah Amatan 42
Penelitian 4 43
Pelaksanaan Penelitian 44
Peubah Amatan 44
HASIL DAN PEMBAHASAN 47
Penelitian 1 47
Sifat Fisika Tanah 47
Sifat Kimia Tanah 53
Korelasi Bahan Organik dengan Sifat Fisika Tanah 58 Korelasi Bahan Organik dengan Sifat Kimia Tanah 60
Produksi Tembakau Deli 61
Penelitian 2 63
Penelitian 3 65
Penelitian 4 66
Sifat Fisika Tanah 67
Kemantapan Agregat (Stabilitas Agregat) 67
Air Tersedia 70
Kerapatan Lindak (Bulk Density) 72
Infiltrasi 73
Penetrasi Akar 76
Permeabilitas Tanah 78
Total Ruang Pori 80
Sifat Kimia Tanah 82
Kapasitas Tukar Kation 83
Derajat Kemasaman Tanah (pH) 85
Nitrogen Tanah 90
Posfat Tersedia Tanah 91
Kation-kation Tukar (K, Ca, Mg, dan Na) Tanah 93 Sifat Biologi Tanah 96
Populasi Mikrobia Tanah 97
Identifikasi Mikrobia Tanah 99
Pertumbuhan Tanaman 99
Diameter Batang 99
Tinggi Tanaman 101
Luas Daun Menurut Mutu Produksi 103
KESIMPULAN DAN SARAN 111
Kesimpulan 111
Saran 112
DAFTAR PUSTAKA 113
DAFTAR TABEL
No J U D U L Halaman
1. Metode Analisis yang Digunakan untuk Masing-masing
Peubah Amatan 33
2. Kelas Kecepatan Permeabilitas Tanah (Uhland dan O’Neal, 1951) 36 3. Kelas Laju Infiltrasi Tanah dalam cm/jam 37 4. Hasil Pengukuran Sifat-sifat Fisika Tanah dari Masing-masing
Jenis Rotasi Penggunaan Lahan 37
5. Hasil Pengukuran Sifat-sifat Kimia Tanah dari Masing-masing
Jenis Rotasi Penggunaan Lahan 42
6. Korelasi Kandungan Bahan Organik dengan Beberapa Sifat Fisika
Tanah Berdasarkan Korelasi Pearson 47
7. Korelasi Kandungan Bahan Organik dengan Beberapa Sifat Kimia
Tanah Berdasarkan Korelasi Pearson 48
8. Produksi Tembakau Deli Tahun 2006 pada Lahan Bekas Rotasi Tebu
dan Bera di Kebun Klambir Lima 50
9. Hasil Uji Kuantitatif dari Seleksi MOS yang Diisolasi 63 10. Hasil Uji Potensi Isolat Terseleksi dan Isolat Koleksi Laboratorium 65 11. Pengaruh Kombinasi antara Dosis Bahan Organik dengan
Mikroorganisme terhadap Beberapa Sifat Fisika Tanah 67 12. Pengaruh Kombinasi Bahan Organik dengan Mikroorganisme pada
Berbagai Kedalaman Tanah terhadap Perubahan Sifat-sifat Fisika
Tanah 70
13. Pengaruh Aplikasi Kombinasi Bahan Organik dengan
14. Pengaruh Kedalaman Tanah terhadap Perubahan Beberapa Sifat Kimia
Tanah 85
15. Hasil Analisis Kompos Ampas Tebu Saat Aplikasi ke Lapang Penelitian 89 16. Pengaruh Kombinasi Bahan Organik dengan Mikroorganisme
terhadap Populasi Mikrobia Tanah 98
17. Pengaruh Kombinasi Bahan Organik dengan Mikroorganisme terhadap Pertumbuhan Tanaman Tembakau Deli 103 18. Pengaruh Kedalaman Tanah terhadap Pertumbuhan Tanaman Tembakau
DAFTAR GAMBAR
No J u d u l Halaman
1. Kerangka/Alur Fikir Penelitian Kajian Konservasi dalam Peningkatan
Produktivitas Lahan Tembakau Deli 9
2. Kerangka Tahapan Penelitian Kajian Konservasi dalam Peningkatan
Produktivitas Lahan Tembakau Deli 11
3. Hubungan Perlakuan Kombinasi Bahan Organik dengan
Mikroorganisme terhadap Stabilitas Agregat Tanah 69 4. Hubungan Perlakuan Kombinasi Bahan Organik dengan
Mikroorganisme terhadap Air Tersedia (%) 71 5. Hubungan Perlakuan Kombinasi Bahan Organik dengan
Mikroorganisme terhadap Bulk Density (BD) (g/cm3) 73 6. Hubungan Perlakuan Kombinasi Bahan Organik dengan
Mikroorganisme terhadap Infiltrasi Tanah (cm/jam) 75 7. Hubungan Perlakuan Kombinasi Bahan Organik dengan
Mikroorganisme terhadap Penetrasi Akar (kg/cm2) 77 8. Hubungan Perlakuan Kombinasi Bahan Organik dengan Mikroorganisme pada Berbagai Kedalaman terhadap Penetrasi Akar
(kg/cm2) 78
9. Hubungan Perlakuan Kombinasi Bahan Organik dengan
Mikroorganisme terhadap Permeabilitas Tanah (cm/jam) 79 10. Hubungan Perlakuan Kombinasi Bahan Organik dengan
Mikroorganisme terhadap Total Ruang Pori Tanah (%) 81
11. Hubungan Perlakuan Kombinasi Bahan Organik dengan
Mikroorganisme terhadap KTK Tanah (me/100 g) 84 12. Hubungan Perlakuan Kombinasi Bahan Organik dengan
13. Hubungan Perlakuan Kombinasi Bahan Organik dengan Mikroorganisme pada Berbagai Kedalaman Tanah terhadap
Kandungan C-organik Tanah (%) 89
14. Hubungan Perlakuan Kombinasi Bahan Organik dengan
Mikroorganisme terhadap Kandungan N-total Tanah (%) 91 15. Hubungan Perlakuan Kombinasi Bahan Organik dengan
Mikroorganisme pada Berbagai Kedalaman terhadap Kandungan
P-tersedia (P-Bray II) Tanah 93
16. Hubungan Perlakuan Kombinasi Bahan Organik dengan
Mikroorganisme pada Berbagai Kedalaman terhadap Kandungan
K- dd Tanah (me/100 g) 95 17. Hubungan Perlakuan Kombinasi Bahan Organik dengan
Mikroorganisme terhadap Populasi Mikroorganisme (CFU x 105/g
contoh tanah) 98 18. Hubungan Perlakuan Kombinasi Bahan Organik dengan
Mikroorganisme terhadap Diameter Batang (cm) 101 19. Hubungan Perlakuan Kombinasi Bahan Organik dengan
Mikroorganisma terhadap Tinggi Tanaman (cm) 102 20. Hubungan Perlakuan Kombinasi Bahan Organik dengan
Mikroorganisme terhadap Luas Daun Pasir (cm2) 104 21. Hubungan Perlakuan Kombinasi Bahan Organik dengan
Mikroorganisme terhadap Luas Daun Kaki I (cm2) 105 22. Hubungan Perlakuan Kombinasi Bahan Organik dengan
Mikroorganisme terhadap Luas Daun Kaki II (cm2) 106 23. Hubungan Perlakuan Kombinasi Bahan Organik dengan
Mikroorganisme pada Berbagai Kedalaman terhadap Luas Daun
DAFTAR LAMPIRAN
No J u d u l Halaman 1. Peta Jenis Tanah Lokasi Penelitian di Kebun Klambir Lima PTPN-II 122 2. Deskripsi Profil Tanah Lokasi Penelitian di Kebun Klambir Lima PT.
Perkebunan Nusantara-II (Puslitnak, 1993 & BPTD 2005) 123
3. Rerata Produksi Tembakau Deli tahun 1983 – 2006 124 4. Data Produksi Tembakau Deli Kebun Klambir Lima 2000 – 2006 125 5. Pengaruh Rotasi Tanaman terhadap Sifat-sifat Tanah 126 6. Data Analisis Tanah dan Produksinya pada Lokasi yang Sama Setiap
5 tahun sekali 126
7. Curah Hujan yang Dibutuhkan untuk Suplai Bagi Pertumbuhan
Optimum Tembakau Deli di Lapangan dan Realisasi Saat Musim Tanam 127
8. Deskripsi Tembakau Deli Varitas F1-45 128
9. Komposisi Bahan Kimia pada Masing-masing Media Jamur (media
Asparagin), Bakteri (Media Hans), dan Aktinomicetes (Media Kenknight) 129 10. Prosedur Analisa Gula Reduksi Spectrometer Metode Nelson-Somogyl
dan Metode MPN (Most Probable Number) untuk Menghitung Populasi
Mikroorganisme 130
11. Hasil Uji Potensi Kuantitatif Berbagai Isolat Mikroorganisme Selulolitik Yang Diisolasi dari Sisa Tanaman Tembakau Deli pada Pengamatan
8 – 16 Hari Setelah Inkubasi 133
15. Analisis Sidik Ragam (ANOVA) dari Peubah Pertumbuhan Tanaman 140 16. Analisis Sidik Ragam (ANOVA) dari Peubah Mikroorganisme Tanah 141
17. Profil Tanah Lokasi Penelitian 142
18. Pembibitan Tembakau Deli 143
19. Pembuatan Kompos Ampas Tebu 144
20. Pembuatan Lobang Tanam Sesuai Perlakuan 145 21. Analisis Kekerasan Tanah (Penetrasi Akar) 146 22. Analisis Infiltrasi Tanah di Lapangan 147
23. Penanaman di Lapangan 148
24. Kondisi Tanaman pada Umur 15 Hari dan 21 Hari di Lapangan 149
25. Perawatan dan Pemeliharaan Tanaman 150
26. Pengukuran Luas Daun Pasir dan Gambar Daun Pasir 151 27. Profil Tanaman Setelah Dipanen Daun Kaki I 152
SUMMARY
DIAPARI SIREGAR. A Study on Celulotic Microorrganism and Organic Matter for Land Conservation of Deli Tobacco (under the Supervision of BUJANG RUSMAN, as promotor, ASMARLAILI SAHAR HANAFIAH and ERWIN MASRUL HARAHAP, as co-promotor)
Deli tobacco as sigar wrapper represents export commodity of Indonesia in Europe which can not be competed by other tobaccos. This tobacco can only well grow in Deli Area between River Wampu in Langkat and River Ular in Deli Serdang District of North Sumatra. Unfortunately nowadays this land has been suffered by degradation which influence to the decrease of deli tobacco production. These facts were caused by some factors among others due to the shortening of bero period, unsuitability of landuse or crop rotation, and irrational soil management.
This research was conducted by field survey, laboratory experiment, greenhouse experiment and field experiment. There are 4 (four) steps of this reseach i.e. : (1) Study on land potency of deli tobacco caused by any rotation of land using and its relationship to soil properties; (2) Issolation and selection of celulotic microorganism (MOS) from the Deli tobacco area; (3) Test of isolate potency selected from MOS; (4) Application of MOS from the sellected isolate in the field using the various dosage of organic matter and soil depth. A historical information about the area is collected from the district manager, administrator, plantation assistant and research center of deli tobacco as secondary data.
The applied reseach method in the first phase is one way variance analysis (0ne way anova) to test whether the average of sample is differ or not. The second and third phases of research apply the non factorial complete random sampling method. While the fourth research method is factorial design to know the treatment that consist of all of combination in the various level of factors.
laboratory of Agriculture Faculty of UISU and Research Center of Deli Tobbaco PTPN-II.
The study results of soil characteristics measurement since I up to IV phase indicate that application of organic matter such as bagasse that was combined by specific MOS could improve the soil physics, chemical and biological properties that had been degradated. The growth and production of deli tobacco indicate the increasing by this treatment. Combination 1.5 % of organic matter by selected MOS (B3M1) is a real
treatment that increase the improvement of soil physical, chemical and biological properties and the growth and production of deli tobacco. The results of identification of microorganism in this specific location were Trichoderma harzianum for fungus and
RINGKASAN
DIAPARI SIREGAR. Pengujian Mikroorganisme Selulolitik dan Bahan Organik dalam Upaya Konservasi Lahan Tembakau Deli ( di bawah bimbingan BUJANG RUSMAN, sebagai Promotor, ASMARLAILI SAHAR HANAFIAH dan ERWIN MASRUL HARAHAP, sebagai Co-Promotor).
Tembakau deli sebagai pembukus cerutu merupakan komoditi ekspor Indonesia di Eropa yang tidak dapat disaingi oleh tembakau lain. Tembakau ini hanya dapat tumbuh dengan baik didaerah Deli antara Sungai Wampu di Kabupaten Langkat dan Sungai Ular di Kabupaten Deli Serdang Sumatera Utara. Namun pada saat ini lahan tersebut telah mengalami degradasi yang berpengaruh terhadap penurunan produksi tembakau deli . Kenyataan ini disebabkan oleh beberapa faktor antara lain akibat dari mempersingkat masa bera, ketidaksesuaian rotasi penggunaan lahan atau pergiliran tanaman, dan pengolahan tanah yang tidak rasional.
dari lingkungan tersebut yang berguna untuk mempercepat proses dekomposisi bahan organik.
Penelitian dilakukan dengan melakukan survei lapang, percobaan di laboratorium, percobaan di rumah kaca dan dilanjutkan percobaan lapang. Ada 4 (empat) tahap penelitian yang dilakukan yaitu : (1) Studi potensi lahan tembakau deli akibat berbagai sistem rotasi penggunaan lahan dalam hubungannya dengan sifat-sifat tanah; (2) Isolasi dan seleksi mikroorganisme selulolitik (MOS) dari lahan tembakau deli; (3) Uji potensi isolat terseleksi dari MOS; (4) Aplikasi MOS dari isolat terseleksi di lapangan dengan berbagai dosis bahan organik dan kedalaman tanah. Informasi sejarah tentang lahan juga dikumpulkan dari distrik manajer, administratur, asisten kebun dan balai penelitian tembakau deli sebagai data sekunder.
Metode penelitian yang digunakan untuk penelitian tahap I adalah Analysis Variance satu arah (one way anova) yang berguna untuk menguji apakah rataan dari beberapa sampel berbeda atau tidak. Penelitian tahap II dan III menggunakan metode penelitian rancangan acak lengkap non faktorial. Metode penelitian ke IV digunakan rancangan faktorial yang berfungsi untuk mengenal sekumpulan perlakuan yang terdiri atas semua kombinasi yang mungkin dari taraf beberapa faktor.
potensi isolat terseleksi dari MOS dilakukan di Rumah Kaca Fakultas Pertanian USU dan aplikasi isolat terseleksi dari MOS di lapangan dengan berbagai dosis bahan organik dan kedalaman tanah di Kebun Klambir Lima PTPN-II. Analisa tanah dilakukan di Laboratorium Fakultas Pertanian UISU dan Balai Penelitian Tembakau Deli PTPN-II.
Hasil penelitian pengukuran sifat-sifat tanah mulai penelitian tahap I sampai IV menunjukkan bahwa aplikasi bahan organik berupa ampas tebu yang dikombinasikan dengan MOS spesifik lokasi dapat memperbaiki sifat-sfat fisik, kimia dan biologi tanah yang telah mengalami degradasi. Pertumbuhan dan produksi tanaman tembakau deli juga menunjukkan peningkatan akibat perlakuan ini. Kombinasi 1,5% bahan organik dengan MOS hasil seleksi (B3M1) merupakan perlakuan yang nyata meningkatkan perubahan
dari sifat-sifat fisik, kimia, dan biologi tanah serta pertumbuhan dan produksi tembakau deli. Hasil identifikasi mikroorganisme spesifik lokasi yang paling aktif adalah jenis
Trichoderma harzianum untuk kelompok jamur dan dari kelompok bakteri adalah
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Suatu kenyataan sejak dua abad yang lalu sampai saat ini, tembakau deli (Nicotiana tabacum L) merupakan tembakau yang terbaik di dunia dalam hal kualitas untuk bahan wrapper cerutu tipe eropa. Keunggulan tersebut terutama dalam hal aroma, rasa (taste), elastisitas daun, ketipisan daun, bentuk daun yang baik, warna yang halus dan rata, daya bakar yang baik dan warna abu (ash) cerutu yang dibakar putih. Karakter tersebut muncul karena dua factor yaitu iklim dan tanah. Area yang merupakan lahan tembakau deli berada di antara Sungai Wampu Kabupaten Langkat dan Sungai Ular Kabupaten Deli Serdang, Sumatera Utara. Bahan induk yang menyusun tanah berupa bahan endapan sungai, campuran bahan endapan sungai dan laut, endapan beting pantai dan sedikit tufa Toba yang bersifat dasitik, dengan fisiografi kipas vulkanis. Jenis tanahnya termasuk ke dalam ordo Inceptisol dan sebagian kecil Entisol dengan rejim kelembaban Aquik serta rejim temperatur Isohiperthermik (Wahyunto, dkk, 1990 dan Puslitnak, 1993). Oleh karena itu karakteristik ini tidak akan muncul jika tembakau deli ditanam di tempat lain di seluruh dunia seperti Brazil, Jember, USA, dan lain–lain (Direktorat Perdagangan Internasional, 2004).
organik dari tahun ke tahun yang menyebabkan terjadinya penurunan sifat-sifat tanah lainnya seperti N-total, KTK dan produksi tembakau deli sebesar 40,1 %. Degradasi tanah tidak hanya berdampak buruk terhadap produktivitas lahan, tetapi juga
mengakibatkan kerusakan atau gangguan fungsi lahan pertanian. Degradasi tanah
diartikan sebagai suatu proses, fenomena atau transformasi yang menurunkan kesuburan
tanah yang menyebabkan sifat-sifat fisika, kimia atau biologi tanah menjadi kurang sesuai
untuk pertanian (Arshad et al. 1998). Dampak dari penurunan bahan organik itu mengakibatkan juga peningkatan bulk density (BD), penurunan infiltrasi tanah, kemantapan agregat tanah, terkurasnya bahan organik di lahan itu, menurunnya total ruang pori (TRP) tanah, serta populasi dan aktivitas mikroorganisme tanah rendah (Siregar, 1999; Stocking and Niamh 2001).
Konservasi tanah merupakan upaya penempatan setiap bidang tanah pada cara penggunaan yang sesuai dengan kemampuan tanah tersebut dan memperlakukannya sesuai dengan syarat–syarat yang diperlukan agar tidak terjadi kerusakan tanah. Usaha– usaha konservasi tanah ditujukan untuk mencegah kerusakan tanah, memperbaiki tanah yang rusak, memelihara serta meningkatkan produktivitas tanah agar dapat dipergunakan secara lestari. Dalam usaha konservasi tanah dikenal tiga metode yaitu metode vegetatif, metode mekanik dan metode kimia (Arsyad, 2003). Oleh karena itu, konservasi tanah dimaksudkan untuk melindungi tanah oleh proses degradasi tersebut. Upaya konservasi
tanah harus mengarah kepada terciptanya sistem pertanian berkelanjutan yang didukung
oleh teknologi dalam melestarikan sumber daya lahan dan lingkungan (Adimihardja,
2008).
Atas dasar hal di atas maka penelitian ini menerapkan salah satu teknik konservasi tanah yaitu aplikasi bahan organik dalam memperbaiki penurunan sifat-sifat tanah yang telah terjadi. Bahan organik yang digunakan adalah ampas tebu yang berasal dari limbah perkebunan PTPN-II. Ampas tebu atau lazimnya disebut bagas, adalah hasil samping dari proses ekstraksi (pemerahan) cairan tebu. Dari satu pabrik dihasilkan ampas tebu sekitar 35 – 40% dari berat tebu yang digiling. Sekitar 60 % dari ampas tebu yang dihasilkan dimanfaatkan oleh pabrik gula sebagai bahan bakar dan sisanya belum dimanfaatkan oleh PTPN-II. Oleh karena itu untuk mengurangi jumlah dan mengurangi sifat bahaya dari limbah tersebut maka dapat dimanfaatkan sebagai sumber bahan organik tanah.
dalam air dan sebagian besar terdiri dari selulosa, pentosa dan lignin. Oleh karena mengandung selulosa tinggi maka hasil dekomposisinya menghasilkan C-organik 22,4%, ratio C/N 33,6, kadar air 5,3%, kadar N 0,25 – 0,60%, kadar fosfat 0,15 – 0,22%, dan 0,2 – 0,38% K2O (Erwin, 2008).
Di dalam ekosistem organisme perombak bahan organik memegang peranan penting karena sisa organik yang telah mati diurai menjadi umsur-unsur yang dikembalikan ke dalam tanah (N, P, K, Ca, Mg, dll) dan atmosfer (CH4 maupun CO2)
sebagai hara yang dapat digunakan kembali oleh tanaman. Adanya aktifitas organisme perombak bahan organik seperti mikroba saling mendukung keberlangsungan proses siklus hara dalam tanah. Akhir-akhir ini mikroorganisme perombak bahan organik digunakan sebagai strategi untuk mempercepat proses dekomposisi sisa-sisa tanaman yang mengandung lignin dan selulosa. Selain untuk meningkatkan biomas dan aktivitas mikroba tanah juga dapat mengurangi bibit penyakit, larva insek, volume bahan buangan, sehingga pemanfaatannya dapat meningkatkan kesuburan dan kesehatan tanah yang pada gilirannya merupakan kebutuhan pokok untuk meningkatkan kandungan bahan organik dalam tanah (Saraswati dkk, 2008).
hewan atau tumbuhan yang telah membusuk. Beberapa diantaranya diketahui dengan mudah dan cepat merombak selulosa untuk mempercepat pengomposan (Azhari, 2000).
Aplikasi bahan organik berupa kompos dalam lubang tanam sudah dicoba, namun cara ini tidak efektif, karena kompos hanya berada pada 20 cm di lapisan atas tanah, sedangkan perakaran tanaman tembakau deli berkembang sampai kedalaman 50 cm atau lebih (Purnama, 2004). Disamping itu kecepatan mineralisasi bahan organik dipengaruhi oleh jumlah bahan organik yang ditambahkan, kualitas bahan organik dan cara pemberiannya (Handayanto dan Ismunandar 1999). Oleh sebab itu teknik yang dilakukan dalam penelitian ini adalah dengan memberikan bahan organik pada berbagai kedalaman tanah yang dikombinasikan dengan isolat MOS hasil isolasi dari lahan tembakau deli untuk mempercepat berlangsungnya proses dekomposisi. Hal ini diharapkan akan dapat memperbaiki/memulihkan sifat-sifat tanah yang telah mengalami degradasi sehingga mampu meningkatkan produksi tembakau deli.
Berdasarkan hal di atas maka tujuan dari penelitian ini adalah memperbaiki dan memulihkan tanah yang telah terdegradasi, sehingga dapat menunjang peningkatan produksi tembakau deli. Beberapa penelitian yang perlu dilakukan adalah :
1. Studi potensi lahan tembakau deli akibat berbagai sistem rotasi penggunaan lahan dalam hubungannya dengan sifat-sifat tanah dengan tujuan mempelajari penyebab-penyebab terjadinya penurunan produktivitas lahan tembakau deli. 2. Isolasi mikroorganisme selulolitik dari lahan tembakau deli berupa bakteri, jamur
3. Seleksi dan uji potensi dari MOS di rumah kaca, yang tujuannya untuk menseleksi/menguji kemampuan MOS dari lahan tembakau deli dengan MOS unggulan koleksi Laboratorium Biologi Tanah Fakultas Pertanian USU dalam mendekomposisi bahan organik dari lahan tembakau deli.
4. Aplikasi isolat terseleksi dari mikrobia dekomposer (MOS) di lapangan dengan dosis bahan organik yang tepat pada berbagai kedalaman tanah.
Kerangka Permasalahan
Akibat dari pengolahan tanah intensif dan masa pemberaan tanah singkat di lahan tembakau deli mengakibatkan penurunan tingkat kesuburan tanah. Hal ini dicirikan dengan menurunnya sifat-sifat tanah dari tahun ke tahun (Lampiran 4) yang berdampak kepada penurunan produksi (Lampiran 3). Intensifnya pengolahan tanah selalu diiringi pembakaran sehingga pertambahan bahan organik secara alami menjadi terabaikan. Pengolahan tanah menyebabkan aktifitas mikrobia tanah meningkat, penguraian bahan organik semakin aktif, pelepasan unsur hara juga semakin tinggi, sehingga banyak yang tercuci. Penurunan bahan organik ini menyebabkan penurunan sifat-sifat tanah seperti penurunan kandungan N, penurunan Kapasitas Tukar Kation (KTK), pengerasan tanah, penurunan infiltrasi, permeabilitas tanah, total ruang pori dan lain sebagainya. Hal ini menyebabkan terjadinya degradasi lahan tembakau.
limbah dari pengolahan pabrik gula pada PTPN-II dapat digunakan sebagai sumber bahan organik dimana sebahagian masih belum dimanfaatkan.
Salah satu kendala dalam pemanfaatan bahan organik adalah masalah proses dekomposisinya yang lamban. Cara untuk mempercepat proses dekomposisi ini dapat digunakan mikroorganisme spesifik yang dapat diisolasi dari lahannya. Salah satu mikroorganisme yang cepat dalam merombak selulosa adalah mikroorganisme selulolitik (MOS). Ampas tebu diketahui mengandung ligno-cellulose artinya mengandung selulosa tinggi sehingga untuk mempercepat proses dekomposisinya dapat digunakan mikrorganisme selulolitik (MOS). Mikoorganisme ini dapat berasal dari kelompok jamur, bakteri dan aktinomicetes yang dapat ditemukan pada tanah–tanah pertanian, hutan dan dalam jaringan hewan atau tumbuhan yang telah membusuk. Beberapa diantaranya diketahui dengan mudah dan cepat merombak selulosa untuk mempercepat pengomposan.
Aplikasi bahan organik berupa kompos dalam lubang tanam sudah dicoba, namun cara ini tidak efektif, karena kompos hanya berada pada 20 cm lapisan atas tanah, sedangkan perakaran berkembang sampai kedalaman 50 cm atau lebih (Purnama, 2004).
Berdasarkan pertimbangan di atas maka dapat dirumuskan beberapa permasalahan sebagai berikut :
2. Sejauh mana manfaat ampas tebu yang merupakan limbah dari pabrik gula produksi PTPN-II sebagai sumber bahan organik untuk memperbaiki sifat-sifat tanah yang telah mengalami penurunan.
3. Sejauh mana manfaat isolasi mikroorganisme selulolitik dari lahan tembakau deli dalam mengefektifkan proses dekomposisi ampas tebu di lapangan.
Dari beberapa permasalahan di atas maka diharapkan akan ditemukannya dosis bahan organik yang tepat dalam memperbaiki penurunan sifat-sifat tanah dan meningkatkan produktivitas tanaman tembakau deli di lapangan. Disamping itu ditemukannya MOS spesifik lokasi. Kerangka / alur pikir penelitian diilustrasikan pada Gambar 1.
Tujuan dan Sasaran Penelitian
Tujuan dan sasaran penelitian ini adalah :
1. Mengkaji degradasi lahan tembakau deli akibat berbagai sistem rotasi penggunaan lahan dan pengolahan intensif terhadap penurunan sifat-sifat tanah
2. Mencari isolat MOS yang efektif dalam mendekomposisi bahan organik
3. Menguji potensi MOS dalam mengefektifkan pemanfaatan ampas tebu sebagai bahan organik dalam rangka perbaikan sifat-sifat tanah yang terdegradasi
Gambar 1. Kerangka / alur pikir penelitian Kajian Konservasi dalam Peningkatan Produktivitas Lahan Tembakau Deli
Rotasi Tanaman Singkat Masa Bera Singkat Intensitas Tanam dan
Pengolahan Tanah Intensif
Degradasi Lahan Sifat Fisiko-Kimia
Terganggu
Produktivitas Lahan Rendah
Perlu Konservasi (Biologi)
Aplikasi dengan Berbagai Kedalaman Penggunaan
Mikroba
Pemberian BO
Hipotesis
1. Terjadinya degradasi tanah dengan gambaran sifat fisika dan kimia tanah yang ada sebagai akibat dari berbagai sistem rotasi penggunaan lahan
2. Pemanfaatan ampas tebu yang tepat sebagai sumber bahan organik dapat memperbaiki penurunan sifat-sifat tanah yang telah terjadi sehingga dapat meningkatkan produktivitas lahan dan tanaman tembakau deli
3. MOS spesifik lokasi yang potensial pada areal lahan tembakau deli akan dapat mengefektifkan proses dekomposisi bahan organik yang diaplikasikan ke lahan tembakau deli
4. Pengaruh kedalaman aplikasi bahan organik akan dapat mempengaruhi sifat-sifat tanah dan produksi tembakau deli
Kegunaan Penelitian
GAMBAR KERANGKA TAHAPAN PENELITIAN
Gambar 2. Kerangka Tahapan Penelitian Kajian Konservasi Dalam Peningkatan Produktivitas Lahan Tembakau Deli
Penelitian tahap I di lapangan dan laboratorium
Penelitian tahap II di laboratorium
Penelitian tahap III di Rumah Kaca
Penelitian tahap IV di lapangan
Studi potensi lahan Tembakau Deli akibat berbagai system rotasi penggunaan lahan dalam hubungannya dengan sifat tanah.
Isolasi dan seleksi mikroorganisme selulolitik (MOS) dari lahan tembakau deli
Uji potensi isolate terseleksi dari MOS
Aplikasi isolat terseleksi dari MOS di lapangan dengan berbagai dosis bahan organik dan kedalaman tanah.
Keluaran yang diinginkan :
• Dapat memperbaiki dan memulihkan tanah yang telah terdegradasi dengan tepat cara, tepat dosis dalam aplikasi bahan organik yang berasal dari limbah pengolahan tebu
TINJAUAN PUSTAKA
Sejarah Tembakau Deli
Tembakau merupakan tanaman perkebunan/industri berupa semak setahun yang berasal dari Amerika Selatan. Pada tahun 1492 Columbus mengunjungi suku Indian Arawaks yang memberinya daun–daun kering berharga mahal. Pada tahun 1545 daun kering ini juga ditemukan pada suku Indian Iroquois di Canada tahun 1558. Andre Thevet mengumumkan bahwa daun kering tersebut berasal dari tembakau. Dari Amerika Selatan tembakau disebarkan oleh orang Portugis dan Spanyol ke Turki (1600), Cina dan Jepang (pertengahan abad ke 16), Afrika Tengah (1889), New Zealand (1900) dan lain– lain. Tidak diketahui kapan tepatnya tembakau masuk ke Indonesia (Erwin, 1997).
Sejarah mencatat bahwa sekitar 147 tahun lalu atau tepatnya tahun 1863, sebuah konsesi tanah pertama sejak Belanda menginjakkan kaki di Sumatera Utara, diberikan kepada seorang pengusaha tembakau Belanda bernama Nienhuys di Tanjung Sepassai. Sejak saat itulah dunia mulai mengenal tembakau deli, komoditas yang membuat wilayah Sumatera Utara di bagian timur terkenal dengan sebutan The Dollar Land. Akan tetapi, keberadaan komoditas yang mengantarkan nama Deli Serdang, bahkan Indonesia di pasar dunia itu, kini terancam. Jika dulu penanaman hampir di seluruh wilayah pantai timur Sumatera Utara, ini hanya tersisa di atas lahan antara sungai Wampu dan Sungai Ular, Kabupaten Deli Serdang, Sumatera Utara.
baik dari tembakau deli. Berdasarkan laporan penelitian yang diterbitkan pada tahun 1905, telah ditanam tembakau sumatera di Italia dan Brazil dimana kedua Negara ini merupakan Negara penghasil daun tembakau cerutu. Suerdieck Charutos merupakan perusahaan di bagian tenggara Brazil yang setiap tahun menanam tembakau Sumatera seluas 500 ha, dengan produktivitas yang sangat tinggi, namun mutu yang dihasilkan belum bisa mengimbangi mutu tembakau sumatera yang ditanam di daerah deli (Erwin dan Sabrina, 2000).
Tembakau Conecticut yang juga digemari oleh pabrik cerutu telah berusaha untuk meniru semua kultur tehnis tembakau deli yang ditanam dengan naungan agar intensitas cahaya matahari menyerupai daerah deli yang dikenal dengan nama tembakau conecticut
Tanah dan Iklim Tembakau Deli
Tembakau deli dibudayakan pada tanah inceptisol yang berasal dari endapan tanah dasit tua dan dasit muda. Tanah ini mengandung unsur hara K dan P yang lebih tinggi dari pada bahan asalnya. Derajat kemasaman (pH) tanah rata-rata 6.0, tekstur tanah bervariasi dari lempung berpasir sampai lempung berliat (Druif, 1980). Budidaya tembakau sebenarnya tidak selalu menghendaki tanah khusus, asalkan solum tanahnya memiliki sifat gembur dan beraerasi cukup sampai kedalaman 50 – 60 cm. Pori aerasi tanah dapat ditingkatkan persentasenya dengan pengolahan tanah dan pemberian bahan organik berupa pupuk kandang, kompos, maupun limbah blotong dan sebagainya (Idjuddin, 1993).
Faktor tanah sangat mempengaruhi pertumbuhan tembakau deli. Tanaman tembakau sangat mengehendaki tanah dengan tingkat kesuburan yang cukup baik, menghendaki bahan organik dan kelembaban tanah yang cukup tinggi. Jumlah unsur hara yang cukup dan seimbang sangat menentukan terhadap produktivitas. Kelebihan salah satu unsur hara seperti fosfat akan menyebabkan pertumbuhan akar terganggu dan akhirnya mempengaruhi jumlah daun dan tanaman menjadi cepat matang dan berbunga (Erwin 1997).
penyinaran matahari, atau disebut sebagai tanaman berhari netral. Lamanya periode penyinaran tidak mempengaruhi besarnya keadaan struktur bahan tembakau.
Tembakau deli pada awal penanaman memerlukan curah hujan yang kecil. Pada saat sebelum penanaman memerlukan panas matahari yang tinggi untuk penjemuran tanah, gunanya untuk menekan perkembangan bakteri penyakit layu dan nematode. Jumlah hujan yang cukup, sangat diperlukan pada saat pertumbuhan minggu ke dua sampai dengan waktu panen, karena pada periode ini tanaman tembakau sangat membutuhkan air untuk proses pertumbuhan. Bila pada periode tersebut terjadi defisit air maka tanaman akan memperlihatkan pertumbuhan yang kerdil dan luas daun menyempit serta sangat mudah terserang penyakit.
Tembakau deli membutuhkan curah hujan yang cukup. Kebutuhan bersih curah hujan untuk pertumbuhan selama periode tanam sampai panen (± 77 hari) sebesar 483 mm (Lampiran 5.). Curah hujan rata-rata bulanan di lokasi penelitian pada saat musim tanam (Maret sampai pertengahan bulan Mei) selalu berada di bawah kebutuhan optimum untuk pertumbuhannya. Oleh karena itu suplai air perlu sekali dilakukan. Hampir di semua kebun sudah mempunyai alat penyiram air dengan sprinkle, hanya jumlahnya masih terbatas dan belum cukup untuk memenuhi seluruh areal kebun yang ditanami. Suatu hal yang menjadi hambatan adalah sumber air untuk irigasi guna penyiraman tanaman.
pertumbuhannya. Suhu udara yang cocok untuk pertumbuhan tanaman tembakau berkisar antara 21 - 32,30C (Abidin, 1999).
Kondisi Tanah Tembakau Deli Saat Ini
Beberapa tahun terakhir ini kondisi lahan tembakau deli telah mengalami degradasi yang cukup berat. Terjadi perubahan terhadap beberapa sifat dan ciri tanah yang cukup memprihatinkan, terutama setelah rotasi dilakukan dengan tanaman tebu selama tiga tahun berturut–turut. Degradasi tanah dapat menimbulkan kualitas lahan menurun dan produktivitas tanaman tembakau cenderung merosot (Perangin-angin dan Erwin, 1999).
Beberapa sifat fisik lahan tembakau deli yang saat ini merupakan faktor penghambat bagi tanaman tembakau sebagai akibat penggunaan areal budidaya tebu antara lain :
- Pori Areasi; Hasil evaluasi sifat fisik tanah oleh Pusat Penelitian Tanah dan Agriklimat Bogor, ternyata keadaan pori aerasi tanah–tanah di areal tembakau deli tergolong rendah sampai tinggi pada lapisan atas tanah. Sedangkan pori aerasi tanah– tanah lapisan bawah tergolong rendah yang disebabkan karena tidak terjangkau oleh alat pengolah tanah. Rendahnya pori aerasi tanah dapat menghambat pertumbuhan tanaman tembakau, karena akan mengganggu respirasi akar.
permukaan akan berkurang, karena air akan ditahan di celah–celah bongkahan tanah dan terinfiltrasi. Upaya lain untuk meningkatkan daya pegang air tanah tersebut adalah dengan aplikasi pupuk organik dan kompos.
- Permeabilitas dan Infiltrasi; Lahan tembakau deli sekarang ini memiliki tingkat permeabilitas yang agak lambat (0.12 – 0.5 cm/jam). Hal ini sangat mengganggu pertumbuhan tanaman karena tanaman akan kekurangan oksigen bila permeabilitas tanah sangat lambat. Laju infiltrasi tanah tembakau deli terlalu cepat di beberapa lokasi yaitu 16.74 – 24.38 cm/jam. Hal ini menyebabkan sistem irigasi atau aliran permukaan ataupun dengan sistem jog tidak akan efisien. Sistem irigasi yang terbaik dengan tipe tanah yang berinfiltrasi cepat adalah dengan sistem sprinkle irrigation
atau irigasi tetesan.
- Indeks Plastisitas; Tanah–tanah di lahan tembakau pada umumnya tergolong agak plastis sampai plastis dengan indeks 10 – 30 pada kedua lapisan tanah atas dan bawahnya.
- Stabilitas Agregat; kestabilan agregat tanah-tanah di lahan tembakau pada umumnya tergolong agak stabil sampai sangat stabil dengan indeks 50 – 80.
perkembangan perakaran tanaman semusim yang ukuran relatif pendek, sehingga daerah jelajah perakaran akan sangat terbatas.
Adapun beberapa sifat kimia tanah yang mengalami perubahan setelah rotasi tanaman tebu di lahan-lahan tembakau deli adalah sebagai berikut :
- Bahan organik ; Kandungan bahan organik tanah di lahan tembakau deli menurun dengan tajam setelah dirotasi dengan tanaman tebu. Hal ini disebabkan karena rotasi yang pendek waktunya menghasilkan biomasa rendah, disamping juga jenis vegetasinya berubah. Pada lahan yang telah dirotasi dengan tebu tiga tahun berturut– turut, ditanam mimosa dan dibiarkan tumbuh bersama gulma bahkan di beberapa tempat gulmanya didominasi oleh alang-alang, dengan demikian siklus hara diperpendek. Hal tersebut akan mempengaruhi kualitas bahan organik dan pembentukan humus, bahkan mungkin banyak terjadi proses mineralisasi dengan meningkatnya suhu tanah. Pada waktu persiapan lahan untuk tembakau bahan organik dibakar, dan khususnya ketika tanaman tembakau masih kecil lahannya bersih sehingga erosinya cukup besar. Hal ini tercermin dari endapan di parit–parit drainase yang cukup tebal, begitu juga koloid–koloid berupa lumpur yang terbawa oleh erosi. Jadi keadaan ini pun memberikan kontribusi terhadap kehilangan bahan organik. Seolah–olah usaha rotasi di lahan ini hampir tidak memberikan hasil terhadap penambahan bahan organik. Penurunan bahan organik lebih nyata setelah tahun 1980-an, atau setelah areal tembakau dirotasikan dengan tebu.
untuk tanah–tanah di lahan tembakau deli. Selama beberapa tahun pengamatan, kandungan N-total rata-rata kurang dari 0,2%. Nilai C/N 9-12 untuk lahan tembakau deli sudah merupakan keseimbangan alam. Walaupun pada kenyataannya secara pengamatan visual terlihat kecendrungan tanaman tembakau menunjukkan gejala defisiensi N. Aplikasi N pada tanaman tembakau juga memperlihatkan respon yang tinggi terhadap peningkatan dosis pupuk nitrogen. Hubungan kandungan bahan organik dengan ketersediaan N di tanah cukup erat. Tanah-tanah yang miskin bahan organik umumnya akan menjadi defisiensi N (Erwin, 1997).
- Kalium (K) ; Kandungan K berfluktuasi, mencerminkan bahwa unsur ini sangat mobil dan sulit untuk mencapai keseimbangan. Berdasarkan pengamatan lapangan, endapan sungai Wampu banyak mengandung muskovit (mika) yang merupakan sumber dari K. Hal ini juga tercermin dari tingginya K pada kompleks adsorpsi dan K total dengan ekstraksi HCl 25%. Disamping itu endapan laut dapat juga memberikan konstribusi terhadap tingginya K disamping pembakaran. Keadaan ini tercermin juga dari tajamnya fluktuasi kandungan K pada tanah-tanah di areal Tembakau Deli.
Dari sifat-sifat tanah di atas dan dari hasil penilaian kelas dan sub kelas kesesuaian lahan di lahan bekas rotasi tanaman tebu maka terdapat lahan–lahan yang tergolong cukup sesuai (S2) seluas 5.745 hektar, lahan yang tergolong sesuai marginal (S3) seluas 3.354 hektar dan yang tidak sesuai saat ini (N1) seluas 30 hektar. Faktor yang menjadi pembatas utama pertumbuhan tanaman tembakau deli adalah ketersediaan air, kedalaman efektif dangkal karena adanya lapisan padat atau padas, rendahnya retensi hara (KTK tanah), keseimbangan hara, dan di beberapa tempat drainase terhambat (Puslitnak, 1993).
Metode Konservasi Tanah
fisik dan kimia tanah, dan keadaan topografi lapangan menentukan kemampuan tanah untuk suatu penggunaan dan perlakuan yang diperlukan.
Usaha-usaha konservasi tanah ditujukan untuk (1) mencegah kerusakan tanah oleh erosi, (2) memperbaiki tanah yang rusak, (3) memelihara serta meningkatkan produktivitas tanah agar dapat dipergunakan secara lestari. Dengan demikian maka konservasi tanah tidaklah berarti penundaan penggunaan tanah, tetapi menyesuaikan macam penggunaannya dengan kemampuan tanah dan memberikan perlakuan sesuai dengan syarat–syarat diperlukan, agar tanah dapat berfungsi secara lestari. Teknologi yang diterapkan pada setiap macam penggunaan tanah akan menentukan apakah akan didapat penggunaan dan produksi yang lestari dari sebidang tanah (Arsyad, 2003).
Metode konservasi tanah dapat dibagi dalam tiga golongan utama yaitu (1) metode vegetatif, (2) metode mekanik dan (3) metode kimia. Dalam penelitian ini akan digunakan metode vegetatif yaitu pemanfaatan sisa-sisa tanaman atau limbah organik untuk memperbaiki tanah yang telah rusak.
meningkat, aerasi menjadi lebih baik dan permeabilitas tanah yang tinggi terpelihara (Jack, et al., 1955; Russel, 1968; dan Kohnke, 1968 dalam Arsyad, 2003).
Peranan Bahan Organik dalam Mengatasi Lahan Terdegradasi
Faktor degradasi tanah dan proses terjadinya degradasi tanah mutlak untuk dikenali sehingga upaya rehabilitasi tanah terdegredasi dapat dilakukan dengan tepat sesuai kerusakan spesifik tanah terdegredasi. Meningkatnya kekerasan tanah yang pada akhirnya akan menghambat pertumbuhan dan perkembangan akar tanaman sehingga menurunkan kualitas tanah merupakan ciri utama dari tanah terdegradasi (Reganold, et al., 1987).
Kondisi tanah yang demikian juga menyebabkan rendahnya efisiensi pemberian pupuk anorganik karena sebagian besar pupuk akan mengalami pencucian atau penguapan, sehingga hanya sebagian kecil yang dapat dimanfaatkan tanaman. Oleh karena itu pupuk anorganik cenderung diberikan lebih dari dosis yang semestinya, sehingga akumulasi unsur-unsur yang terkandung dalam pupuk mungkin akan semakin memperparah degradasi lahan, misalnya meningkatnya pemberian unsur Na, Fe, Al, dan Si pada tanah-tanah yang mudah terdispersi akan menyebabkan meningkatnya kekerasan tanah (Djajadi dan Dalmadiyo, 1998).
serta faktor–faktor yang menentukan fungsinya di dalam agroekosistem (Sahar, dkk., 2009). Fungsi sisa tanaman sebagai bahan organik ditentukan oleh laju dekomposisinya, sedangkan laju dekomposisi sisa tanaman ditentukan oleh kualitasnya, kondisi lingkungan dan organisme perombaknya (Tian, 1992; Mafongoya et al.,1997 dalam
Handayanto dan Ismunandar, 1999).
Untuk memperoleh media pertumbuhan yang baik bagi tanaman tembakau, pada umumnya petani maupun perkebunan mengolah tanahnya dengan intensif. Di Deli pengolahan tanah intensif dilakukan dengan merotasikan tembakau dengan tebu. Tujuan semula adalah untuk memperbaiki struktur tanah dengan meningkatnya masukan bahan organik dari serasah tebu. Namun setelah 10 tahun terjadi penurunan bahan organik tanah sebagai akibat menurunnya aktivitas mikroorganisme tanah (Perangin– angin dan Erwin, 1998).
Antisipasi terjadinya degradasi tanah pada lahan tembakau harus dilakukan demi keberlanjutan daya dukungnya. Salah satu strategi untuk meningkatkan daya dukung lahan adalah dengan menambahkan bahan organik untuk mempertahankan atau meningkatkan bahan organik tanah dan memanfaatkan pupuk hayati. Penambahan pupuk organik telah banyak dilaporkan dapat memperbaiki sifat-sifat fisik, kimia, dan biologi tanah (Sri Adiningsih, 2000).
Limbah Organik Pabrik Gula
jenis rumput-rumputan. Umur tanaman sejak ditanam sampai bisa dipanen mencapai kurang lebih 1 tahun. Di Indonesia tebu banyak dibudidayakan di pulau Jawa dan Sumatra.
Ampas tebu dan blotong merupakan limbah dari hasil pengolahan tebu pada pabrik gula, mengandung unsur hara esensial yang dibutuhkan tanaman. Blotong efektif menekan laju penguapan air tanah. Sifat Higroskopisnya mampu mengikat air hujan dalam jumlah banyak. Justika (2003) dalam Muhit dan Qodriyah (2006) mengemukakan bahwa pemanfaatan mulsa blotong merupakan salah satu alternatif memanen air hujan dan menyiasati kekeringan.. Sifat higroskopis limbah tebu/pabrik gula yang disebabkan kandungan niranya membuat lahan mampu mengikat air hujan lebih banyak. Pembenamannya ke dalam tanah diharapkan dapat menyerap air hujan lebih banyak sehingga kelembaban tanah dapat terjaga lebih lama. Bukan hanya itu, mulsa juga turut mempengaruhi aspek-aspek iklim lainnya. Mulsa dari blotong mampu menekan energi radiasi untuk menguapkan air tanah dan memanaskan udara.
Blotong mengandung paling sedikit sembilan macam unsur hara esensial yang dibutuhkan tanaman. Setiap ton blotong dengan kadar air 70% setara dengan 28 kg ZA, 72 kg TSP, dan 7,5 kg KCl. Penggunaannya sebagai kompos sejumlah 40 ton/ha mampu meningkatkan kadar N tanah 0,0015% (setara 30 kg N atau 67 kg urea/ha). Penggunaan blotong dapat meningkatkan efisiensi penggunaan pupuk sejumlah 25 – 50% (Hendroko
dkk., 1993).
banyak pula air yang terperangkap di dalam tanah. Meskipun pada saat musim hujan, hal itu harus didukung oleh pengaturan saluran air yang baik. Selain itu uji coba di beberapa areal perkebunan tebu menunjukkan bahwa blotong juga membantu pertumbuhan tanaman tebu. Jumlah tanaman dalam rumpun, tinggi tanaman serta jumlah ruas tebu meningkat secara signifikan setelah pemberian blotong. Selain itu pemberian blotong juga mampu meningkatkan biomasa tebu sekitar 10 persen. Dengan begitu secara teoritis, produksi tebu petani pun menjadi lebih tinggi (Justika, 2003 dalam Muhit dan Qodriyah, 2006).
Selain blotong, ampas tebu juga merupakan limbah pabrik gula. Ampas tebu atau lazimnya disebut bagas, adalah hasil samping dari proses ekstraksi (pemerahan) cairan tebu. Dari satu pabrik dihasilkan ampas tebu sekitar 35 – 40% dari berat tebu yang digiling. Berdasarkan data dari Pusat Penelitian Perkebunan Gula Indonesia (P3GI) ampas tebu yang dihasilkan sebanyak 32% dari berat tebu giling.
Ampas tebu sebagian besar mengandung ligno-cellulose. Panjang seratnya antara 1,7 sampai 2 mm dengan diameter sekitar 20 mikro. Bagase mengandung air 48 - 52%, gula rata-rata 3,3% dan serat rata-rata 47,7%. Serat bagase tidak dapat larut dalam air dan sebagian besar terdiri dari selulosa, pentosan dan lignin. Disamping itu ampas tebu mengandung senyawa-senyawa organic seperti abu 3,82 %, lignin 22,09 %, selulosa 37,65 %, SiO2 3,01 %. Setelah mengalami peruraian mengandung 22,4% C, ratio C/N
33.6, kadar N 0,25 – 0,60%, kadar fosfat 0,15 – 0,22%, dan 0,2 – 0,38% K2O (Erwin,
Perombakan Bahan Organik
Bahan organik merupakan senyawa karbon yang berasal dari makhluk hidup, terdiri atas satu rangkaian karbon (C) dari rangkaian sederhana (gula, asam amino) sampai kepada rangkaian yang rumit (polysaccharida dan protein). Berdasarkan jumlahnya bahan organik didominasi oleh bahan sukar melapuk seperti selulosa, hemiselulosa, dan lignin, serta bahan mudah lapuk seperti gula, asam amino, dan asam organik. Kandungan lain yang terdapat di dalam bahan organik adalah lemak, minyak, resin, wax (zat lilin), pigmen, protein, dan mineral. Bahan organik juga terdiri dari senyawa humik dan non humik.
Selulosa merupakan senyawa karbon yang terbesar dari tumbuhan dan kemungkinan senyawa organik terbesar yang melimpah di alam. Selulosa penyusun utama dinding sel tanaman dan bersama-sama dengan hemiselulosa, pectin, dan protein membentuk struktur jaringan yang memperkuat dinding sel tanaman. Selulosa, hemiselulosa dan lignin merupakan polimer glukosa dan polifenol yang sulit didekomposisi (Winarso, 1992). Selulosa memiliki beberapa nomor glukosa dalam rantai linier yang diikat oleh ikatan β pada atom C 1 dan 4 dari glukosa.
Di dalam tanah, bahan organik yang berasal dari berbagai sumber limbah akan didekomposisi oleh organisme yang hidup di dalam tanah. Dalam proses dekomposisi, semua senyawa organik akan diurai terlebih dahulu menjadi penyusun organiknya, dan akhirnya terbentuk CO2 dan H2O. Proses dekomposisi ini bisa terjadi baik dalam kondisi
Hampir semua mikrobia di dalam tanah dapat langsung mempergunakan senyawa yang larut sebagai sumber C untuk proses asimilasi di dalam protoplasmanya. Tetapi tidak untuk senyawa yang rumit. Proses asimilasi dari C di dalam protoplasma tergantung pada keberadaan mikrobia dan status oksigen di dalam tanah. Dalam proses dekomposisi tersebut, karbon digunakan sebagai sumber energi dan pembangunan protoplasma sel mikoroba perombak. Jumlah karbon yang diasimilasi lebih besar dibandingkan nitrogen. Sekitar 2/3 karbon dibebaskan sebagai CO2 dan 1/3 bagian lagi bersenyawa dengan
nitrogen dalam sel hidup mikroba perombak (Tate, 1987). Pada proses asimilasi tersebut sejumlah hara N, P, K, dan S diangkut ke dalam sel mikroba menyebabkan ketersediaannya untuk tanaman di dalam tanah berkurang. Proses ini disebut immobilisasi. Setelah proses immobilisasi yang terjadi pada awal pelapukan bahan organik, maka proses selanjutnya adalah mineralisasi. Proses mineralisasi bergantung pada temperatur, suplai oksigen, C/N rasio dari bahan organik, jenis dan jumlah mikrobia.
Proses dekomposisi dapat dipercepat baik secara fisik, kimia maupun biologi. Melalui proses biokonversi oleh mikroorganisme selulolitik (mikroba perombak selulosa). Langkah awal yaitu hidrolisis enzimatik dari polimer glukosa oleh kompleks selulosa yang mengubah polimer menjadi glukosa monomer. Langkah kedua meliputi metabolisasi dari gula sederhana menjadi CO2 (aerob) atau asam organik dan etanol
diikuti oleh CH4 dan CO2 (anaerob) secara simultan diikat sebagai elemen C di dalam
Tingkat kemudahan suatu jenis bahan organik untuk melapuk sangat bergantung pada sifat kimiawi dari bahan tersebut, apakah C penyusun terdiri dari rangkaian yang sederhana atau rumit. Selain senyawa penyusun bahan, faktor-faktor lain yang sangat mempengaruhi perombakan bahan organik adalah kadar air, suhu, aerasi, jenis dan populasi organisme perombak. Kadar air, suhu, dan aerasi adalah faktor yang menentukan aktifitas organisme pengurai. Laju dekomposisi bahan organik juga sangat tergantung pada kandungan N bahan. Bahan-bahan yang kaya protein akan segera diurai (Tate, 1987).
Mikroorganisma Selulolitik (MOS) pada Proses Pengomposan
Mikroorganisma selulolitik umum dijumpai dalam tanah-tanah pertanian atau hutan, dalam rabuk atau jaringan tanaman yang membusuk. Mikroorganisme ini terdiri dari berbagai kelompok bakteri mesophilik aerobik dan anaerobik, serta protozoa. Beberapa diantaranya diketahui dengan mudah dan cepat merombak selulosa seperti penambahan inokulasi MOS pada pembuatan kompos adalah bagian dari usaha untuk mempercepat pengomposan (Azhari, 2000).
tanah atau melalui produksi antibiotik atau senyawa toksik (biopestisida) (Hanafiah, dkk., 2005).
Selulosa seperti tepung merupakan satu polimer dari glukosa. Selulosa dapat didekomposisi dengan mudah dan cepat oleh organisme spesifik yang ditemukan diantara bakteri, jamur, aktinomycetes dan binatang tingkat rendah. Tepung dengan mudah dan cepat didekomposisi oleh sejumlah besar mikroorganisme. Organisme dekomposisi tepung yang khusus dan berkemampuan tinggi dalam menghasilkan diastotik (penuh tenaga) atau enzim amilolitik yaitu sejumlah jamur, bakteri dan aktinomicetes (Sylvia, et al.,1998).
Proses dekomposisi selulosa dapat ditentukan berdasarkan perubahan nilai rasio C/N. Mikroorganisme memecah bahan organik menjadi senyawa-senyawa yang lebih sederhana untuk menghasilkan energi. Energi yang dihasilkan sebagian besar digunakan untuk sintetis makromolekul seperti asam nukleat, lipida dan polisakarida. Sintetis asam nukleat penting untuk pembentukan komponen sel atau untuk pertumbuhan dan perkembangan sel.
Pelarutan selulosa menjadi produk terlarut diketahui sebagai gula reduksi pada kultur medium. Untuk mengetahui aktivitas ekso β-(1,4)-glucanace terhadap kristal selulosa (avicel) dan untuk aktivitas enzim endo β-(1,4)-glucanace terhadap sellulosa amorf digunakan substart Carboxymethyl Cellulose (Cahyono dan Bachruddin, 1995; Rexon, 1996).
bakteri, dan aktinomicetes mempunyai peranan besar dalam peruraian selulosa. Isolasi bakteri, jamur dan aktinomicetes dapat dilakukan dengan menumbuhkannya melalui teknik pengayaan pada media yang sesuai seperti media asparagin untuk jamur, hans
BAHAN DAN METODE
Penelitian dilaksanakan di Kebun Kelambir Lima PTPN-II, Laboratorium dan Rumah Kaca Fakultas Pertanian USU maupun UISU serta Balai Penelitian Tembakau Deli PTPN-II. Penelitian ini dilaksanakan sejak Maret 2005 sampai dengan Januari 2008.
Dalam pelaksanaannya, penelitian dilakukan dalam empat kegiatan yaitu :
1. Studi potensi lahan tembakau deli akibat berbagai sistem rotasi penggunaan lahan dalam hubungannya dengan sifat-sifat tanah
2. Isolasi dan seleksi mikroorganisme selulolitik (MOS) dari lahan tembakau deli 3. Uji potensi isolat terseleksi dari MOS
4. Aplikasi isolat terseleksi dari MOS di lapangan dengan berbagai dosis bahan organik dan kedalaman tanah
Penelitian 1 : Studi Potensi Lahan Tembakau Deli Akibat Berbagai Sistem Rotasi Penggunaan Lahan dalam Hubungannya dengan Sifat Tanah
Penelitian ini dilakukan dengan pengambilan sampel tanah dan analisis sifat fisika tanah di lapang mulai dari September 2006 hingga Nopember 2006. Analisis sifat fisik dan kimia tanah dilakukan di Laboratorium Ilmu Tanah Fakultas Pertanian UISU dimulai dari bulan Nopember hingga bulan Pebruari 2007.
Bahan dan Alat
