PENINGKATAN PERTUMBUHAN DAN HASIL JAGUNG
DENGAN PEMBERIAN PUPUK HAYATI BERBASIS BAKTERI
PEMACU PERTUMBUHAN PADA TANAH ASAM
GARUDA
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Peningkatan Pertumbuhan dan Hasil Jagung dengan Pemberian Pupuk Hayati Berbasis Bakteri Pemacu Pertumbuhan pada Tanah Asam adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
Bogor, Februari 2015
Garuda
RINGKASAN
GARUDA. Peningkatan Pertumbuhan dan Hasil Jagung dengan Pemberian Pupuk Hayati Berbasis Bakteri Pemacu Pertumbuhan pada Tanah Asam. Dibimbing oleh TRIADIATI dan NISA RACHMANIA MUBARIK.
Tanaman jagung merupakan komoditas strategis untuk pertanian di lahan kering. Permasalahan umum yang dihadapi petani jagung antara lain kondisi lahan yang kurang subur. Sebagian besar wilayah Indonesia khususnya Jawa Barat didominasi oleh lahan marginal berupa tanah ultisol merah kuning dengan tingkat keasaman tinggi (pH rendah 4.0-4.5), sehingga dikenal sebagai tanah asam. Pertanian masa depan diharapkan dapat menjadi pertanian organik, yang lebih mengandalkan bahan-bahan alami dan mengurangi penggunaan bahan sintetik yang dapat menyebabkan pencemaran lingkungan. Bahan alami seperti kompos yang dapat berperan sebagai bahan organik tanah, dapat digunakan bersama dengan agen hayati berupa mikrob yang dikenal dengan pupuk hayati. Pupuk hayati yang digunakan dalam penelitian ini terdiri atas Bacillus galur DM4,
Pseudomonas galur PD13 dan P3A2, Azotobacter galur 23TC dan 12Aa, dan
Azospirillum galur IDM3 dan BGR2-2 yang memiliki potensi untuk menghasilkan zat pengatur tumbuh (ZPT), fiksasi nitrogen dan melarutkan fosfat. Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan pertumbuhan dan hasil jagung yang ditanam pada tanah asam dengan menggunakan pupuk hayati hasil pengayaan isolat bakteri penghasil zat pengatur tumbuh.
Penelitian dilakukan berdasarkan metode rancangan acak kelompok (RAK) satu faktor, dengan tujuh taraf perlakuan. Parameter yang diamati dalam penelitian ini antara lain: (a) pertumbuhan vegetatif tanaman meliputi: tinggi tanaman, jumlah daun, diameter batang, bobot basah dan kering tajuk serta bobot kering akar dan bobot akar mati. Pengamatan terhadap pertumbuhan vegetatif tanaman dilakukan setiap 7 hari setelah tanaman berumur 14 hari; (b) produksi tanaman meliputi: panjang, diameter, dan bobot tongkol, serta bobot 100 butir jagung setelah panen; (c) populasi mikrob pada kompos diperkaya dengan menggunakan metode cawan hitung pada media selektif. Data hasil pengamatan berupa pertumbuhan vegetatif dan produksi tanaman dianalisis dengan ANOVA pada tingkat kepercayaan 95%.
Kombinasi pupuk hayati dan 50% dosis pupuk NPK dapat meningkatkan secara signifikan tinggi tanaman, jumlah daun dan bobot kering 100 butir jagung masing-masing 78.3%, 47.3%, 15.2% dibandingkan kontrol. Selain itu, aplikasi pupuk hayati dapat mereduksi penggunaan pupuk anorganik hingga 50% dan mampu meningkatkan kesuburan tanah pada musim tanam pertama.
Kata kunci: fiksasi nitrogen, Azospirilum, Azotobacter, zat pengatur tumbuh,
SUMMARY
GARUDA. Corn Growth and Yield Improvement Using Biofertilizer Based on Plant Growth Promoting Bacteria in Acid Soil. Supervised by TRIADIATI and NISA RACHMANIA MUBARIK.
Corn is a strategic commodity for dryland farming. The main problem in corn farming is low soil fertility. Most areas of Indonesia, particularly West Java, dominated by marginal land which have yellow red podzolic with high levels of acidity (low pH 4.0-4.5), also known as acid soils. Agriculture in the future, to be organic farming, which use organic matter and reduce inorganic. Inorganic material such as chemical fertilizer could cause environmental pollution. Organic fertilizer such as compost could act as soil organic matter and can be enriched with by biofertilizers. Biofertilizer was used in this study consisted of Bacillus
strain DM-4, Pseudomonas strain PD13 and P3A2, Azospirillum strain IDM3 and BGR2-2, and Azotobacter strain 23TC and 12Aa which have the ability to produce growth regulators, nitrogen fixation and phosphate solubilizer. The study aimed to improve growth and yield of corn grown on acid soil using biofertilizer enriched isolate bacteria growth regulators.
The study was conducted based on a randomized block design method with seven treatments. Parameters observed in this study included: (a) the vegetative growth of the plant such as: plant height, leaf number, stem diameter, shoot fresh and dry weight and root dry weight and dead root dry weight. Plant vegetative growth is observed every 7 days since the plant was 14 days after planting; (b) plant production included: length, diameter, cob weight, and weight of 100 grains; (c) microbial population in the compost enriched by using a count plate method on selective media. Observation data was analyzed by ANOVA at 95% confidence level.
The combination of biofertilizer and a half dose of NPK fertilizer significantly increase the plant height, the number of leaves, and dry weight of 100 grains up to 78.3, 47.3, and 15.2%, respectively. In addition, the application of biofertilizer reduced of NPK fertilizer utilization up to 50% in the first season and could improve soil fertility.
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2015
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan IPB
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains
pada
Program Studi Biologi Tumbuhan
PENINGKATAN PERTUMBUHAN DAN HASIL JAGUNG
DENGAN PEMBERIAN PUPUK HAYATI BERBASIS BAKTERI
PEMACU PERTUMBUHAN PADA TANAH ASAM
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR 2015
Judul Tesis : Peningkatan Pertumbuhan dan Hasil Jagung dengan Pemberian Pupuk Hayati Berbasis Bakteri Pemacu Pertumbuhan pada Tanah Asam
Nama : Garuda NIM : G353114011
Disetujui oleh Komisi Pembimbing
Dr Triadiati, MSi Ketua
Dr Nisa Rachmania M., MSi Anggota
Diketahui oleh
Ketua Program Studi Biologi Tumbuhan
Dr Ir Miftahudin, MSi
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr Ir Dahrul Syah, MScAgr
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah azza wa jalla atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan April 2013 ini ialah pupuk hayati, dengan judul Peningkatan Petumbuhan dan Hasil Jagung dengan Pemberian Pupuk Hayati Berbasis Bakteri Pemacu Pertumbuhan pada Tanah Asam.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Ibu Dr Triadiati, M.Si dan Ibu Dr Nisa Rachmania Mubarik, M.Si selaku pembimbing serta rekan-rekan mahasiswa di program studi Biologi Tumbuhan. Terima kasih kepada Kementrian Pendidikan dan Kebudayaan Indonesia yang telah mendanai penelitian ini melalui Bantuan Operasional Perguruan Tinggi Negeri (BOPTN) tahun 2013 yang diberikan kepada Ibu Dr Triadiati, M.Si. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada ayah, ibu, serta seluruh keluarga, atas segala doa dan kasih sayangnya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Februari 2015
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL vi
DAFTAR LAMPIRAN vi
1 PENDAHULUAN 1
Latar Belakang 1
Tujuan Penelitian 1
Manfaat Penelitian 2
2 TINJAUAN PUSTAKA 2
Lahan Marginal 2
Pengelolaan Lahan Marginal untuk Pertanian 2
Pupuk Hayati 3
Zat Pengatur Tumbuh (ZPT) 4
3 METODE 4
Waktu dan Tempat Penelitian 4
Bahan 5
Rancangan Penelitian 5
Pengolahan Lahan dan Penanaman 5
Analisis Tanah 5
Analisis Potensi pada Mikrob 6
Pembuatan Pupuk Hayati dan Pupuk Organik 7
Pengamatan 7
Analisis Data 7
4 HASIL DAN PEMBAHASAN 8
Hasil Seleksi Potensi Mikrob 8
Hasil Analisis Tanah 8
Pertumbuhan Vegetatif Jagung 10
Produksi Jagung 14
Jumlah Populasi Mikrob 15
5 SIMPULAN DAN SARAN 16
Simpulan 16
Saran 16
DAFTAR PUSTAKA 16
LAMPIRAN 21
DAFTAR TABEL
1 Hasil analisis potensi mikrob yang digunakan dalam penelitian 8 2 Analisis tanah untuk penanaman jagung di Jasinga sebelum dan
sesudah tanam 9
3 Bobot basah dan kering tajuk, panjang dan bobot kering akar serta bobot akar mati jagung yang ditanam di tanah asam Jasinga 13 4 Panjang, diameter, dan bobot tongkol jagung serta bobot 100 butir
jagung yang ditanam di tanah asam Jasinga 14
5 Jumlah populasi mikrob selama penanaman jagung pada 4 minggu
setelah tanam (MST) dan 15 MST 15
DAFTAR LAMPIRAN
1 Denah petak percobaan 22
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Bahan organik (kompos) sangat penting untuk meningkatkan sifat biologi tanah dalam rangka menciptakan lingkungan yang baik untuk perakaran tanaman (Altuhais et al. 2014), seperti yang digunakan pada pertanian lahan kering dengan kualitas tanah rendah. Sebagian besar wilayah Indonesia khususnya Jawa Barat didominasi oleh lahan kering berupa tanah podsolik merah kuning dengan tingkat keasaman tinggi (pH rendah 4.0-4.5), sehingga dikenal sebagai tanah asam. (Subagyo et al. 2004).
Pemanfaatan bahan organik dan mikrob berguna untuk mengembangkan pertanian berkelanjutan dan untuk meminimalkan penggunaan bahan kimia anorganik (Ghorbani et al. 2008). Oleh karena itu, pupuk hayati diperkenalkan sebagai pupuk alternatif untuk mengurangi pupuk kimia dan dapat menjaga lingkungan dalam jangka panjang (Mezuan et al. 2004). Aplikasi mikrob dalam pertanian organik dapat menghasilkan zat pengatur tumbuh (ZPT) yang dapat meningkatkan ketersediaan dan efisiensi penyerapan unsur hara, menekan mikrob patogen tanah (Mahfouz dan Sharaf-Eldin 2007) dan meningkatkan perkembangan sistem perakaran tanaman serta meningkatkan aktivitas mikrob tanah yang menguntungkan (Wu et al. 2005). Penelitian sebelumnya melaporkan bahwa kompos diperkaya pupuk hayati yang mengandung Azotobacter sp.13,
Azospirillum sp IDM3, Bacillus sp.TG1, dan Pseudomonas sp. PD13 ditambahkan dengan 50% pupuk NPK dapat meningkatkan bobot produksi jagung pipilan per tanaman sebesar 274,6% yang ditanam di lahan Kebun Percobaan Cikabayan, Bogor (Fadiluddin 2009).
Penerapan kompos diperkaya pupuk hayati berisi empat isolat potensial yaitu Bacillus galur DM4, Pseudomonas galur PD13, Azospirillum galur IDM3 dan Azotobacter galur 23TC di tanah asam (pH 4.3) Kubu Raya, Kalimantan Barat belum mampu meningkatkan pertumbuhan dan produksi jagung serta belum mampu mengurangi kebutuhkan dosis NPK 100% (Suripti 2012). Oleh karena itu, penerapan pupuk hayati pada tanah asam masih memerlukan penyesuaian dan peningkatan kualitas dengan meningkatkan jumlah mikrob potensial pada konsorsium pupuk hayati. Sehingga, perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk memperkaya konsorsium pupuk hayati dan mengetahui kemampuannya dalam meningkatkan pertumbuhan tanaman di tanah asam.
Tujuan Penelitian
2
Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat bagi pertanian jagung di lahan marginal khususnya lahan asam, dapat mengurangi kebutuhan akan pupuk kimia dan memperkaya konsorsium pupuk hayati yang berkualitas baik, serta pengembangan dan pemanfaatan pupuk organik di Indonesia.
2
TINJAUAN PUSTAKA
Lahan Marginal
Lahan marginal dapat diartikan sebagai lahan yang memiliki mutu rendah karena memiliki beberapa faktor pembatas jika digunakan untuk suatu keperluan tertentu. Tanpa perlakuan yang berarti budidaya pertanian di lahan marginal tidak akan memberikan keuntungan (Yuwono 2009). Lahan marginal di Indonesia dijumpai baik pada lahan basah maupun lahan kering. Lahan basah berupa gambut, lahan sulfat asam dan rawa, sedangkan lahan kering berupa tanah ultisol dan oxisol (Suprapto 2003).
Ultisol dan oxisol merupakan contoh jenis tanah asam karena terbentuk proses pelapukan yang intensif berlangsung dalam iklim tropik bersuhu panas dengan curah hujan yang tinggi. Jenis tanah ini banyak dijumpai di daerah Jawa terutama Jawa Barat. tanah Ultisol umumnya mempunyai pH rendah yang menyebabkan kandungan Al, Fe, dan Mn terlarut tinggi sehingga dapat meracuni tanaman. Jenis tanah ini biasanya miskin unsur hara esensial makro seperti N, P, K, Ca, dan Mg; unsur hara mikro Zn, Mo, Cu, dan B, serta bahan organik (Prasetyo dan Suriadikarta 2006).
Pengelolaan Lahan Marginal untuk Pertanian
Salah satu konsep dalam memperbaiki kesuburan tanah yang berwawasan lingkungan hidup ialah Low External Input Sustainable Agriculture (LEISA). LEISA adalah Pertanian dengan masukan rendah tetapi mengoptimalkan pemanfaatan sumberdaya alam (tanah, air, tumbuhan dan hewan), manusia (tenaga, pengetahuan dan keterampilan) yang tersedia di tempat dan layak secara ekonomis.
3 Beberapa aplikasi praktis dari konsep LEISA adalah penggunaan pupuk organik dan anorganik serta pemberian pupuk hayati. Hasil penelitian Hasanudin
et al. (2007) menunjukkan bahwa pemberian pupuk kandang pada berbagai dosis mampu menurunkan aluminium-dapat ditukar (Al-dd) sekaligus meningkatkan pH tanah walaupun peningkatan pH tanah tidak sesignifikan penurunan Al-dd. Peningkatan pH diikuti dengan peningkatan P tersedia tanah. Pemberian bahan organik pada tanah asam dapat meningkatkan serapan P dan hasil tanaman jagung karena setelah bahan organik terdekomposisi akan menghasilkan beberapa unsur hara seperti N, P, dan K serta menghasilkan asam humat dan fulvat yang memegang peranan penting dalam pengikatan Fe dan Al yang larut dalam tanah sehingga ketersediaan P akan meningkat (Hasanudin 2003).
Beberapa mikrob tanah seperti Rhizobium, Azospirillum, Azotobacter, mikoriza, dan bakteri pelarut fosfat, bila dimanfaatkan secara tepat dalam sistem pertanian akan membawa pengaruh yang positif baik bagi ketersediaan hara yang dibutuhkan tanaman, lingkungan edafik, maupun upaya pengendalian beberapa jenis penyakit, sehingga akan dapat diperoleh pertumbuhan dan produksi tanaman yang optimal, dan hasil panen maksimal. Hasil penelitian Arimurti et al. (2006) menunjukkan bahwa perlakuan bakteri pelarut fosfat (BPF) mampu meningkatkan pertumbuhan tanaman jagung pada tanah asam.
Pupuk Hayati
Pupuk hayati merupakan substansi yang mengandung mikrob hidup, bila diaplikasikan pada benih, permukaan tanaman atau tanah maka dapat memacu pertumbuhan tanaman tersebut (Vessey 2003). Mikrob dapat berperan dalam pertumbuhan tanaman melalui beberapa mekanisme, antara lain: meningkatkan ketersediaan unsur-unsur hara di dalam tanah dan meningkatkan kemampuan bersaing dengan patogen akar (Weller et al. 2002). Hal tersebut disebabkan kemampuan mikrob dalam menghasilkan ZPT (IAA, sitokinin, dan giberelin) yang dapat meningkatkan pertumbuhan rambut-rambut akar sehingga penyerapan air dan hara mineral menjadi lebih efisien (Lerner et al. 2006).
Penggunaan pupuk hayati (Azotobacter, Azospirillum, Pseudomonas,
Bacillus,dan Rhizobium) mampu meningkatkan kandungan IAA rata-rata sebesar 73-159 % pada tanaman caisim, jagung, dan kedelai (Wibowo 2007). Inokulasi bakteri Azospirillum sp. pada tanaman jagung mampu mengurangi kebutuhan pupuk N sampai pada dosis 100 kg/ha (Kristanto et al. 2002). Selain itu, Suripti (2012) melaporkan bahwa aplikasi kompos yang diperkaya pupuk hayati mempengaruhi kandungan klorofil daun jagung serta dapat menurunkan penggunaan NPK sampai dosis 50% dari rekomendasi. Pupuk hayati dapat meningkatkan pertumbuhan dan produksi tanaman melalui beberapa cara, diantaranya dengan penyediaan unsur hara, fiksasi nitrogen dari udara oleh
Azotobacter dan Azospirillum (Isminarni et al. 2007) ataupun melalui mekanisme pelarutan unsur hara seperti fosfor dan kalium oleh Bacillus dan Pseudomonas
(Han dan Lee 2005) dan mensintesis zat pengatur tumbuh seperti auksin, sitokinin, dan giberelin (Haefele et al. 2008).
4
yang bersifat netral (Kloepper et al. 2004). Rhizobakteri yang menguntungkan dikenal sebagai Plant Growth Promoting Rhibacteria (PGPR). PGPR sebagai pemacu pertumbuhan berperan secara langsung maupun tidak langsung. PGPR dapat berperan secara langsung dengan cara meningkatkan penyediaan hara serta menghasilkan hormon pertumbuhan, sedangkan peranannya yang tidak langsung dengan cara memproduksi senyawa-senyawa metabolit seperti antibiotik serta menekan pertumbuhan fitopatogen dan serangan mikrob lain (Zhang et al. 1997).
Zat Pengatur Tumbuh (ZPT)
Plant Growth Promoting Rhibacteria (PGPR) berfungsi untuk meningkatkan pertumbuhan tanaman baik secara langsung maupun tidak langsung. PGPR dapat menunjukkan beberapa karakteristik untuk mempengaruhi pertumbuhan tanaman. Sifat yang umum dari PGPR adalah menghasilkan zat pengatur tumbuh (auksin, giberelin, dan etilen) dan siderofor. Asam indol asetat (IAA) adalah salah satu auksin aktif secara fisiologi. IAA adalah produk umum dari metabolisme L-triptofan oleh mikrob (Shahab et al. 2009).
Sitokinin memiliki peran kunci dalam regulasi pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Sitokinin meningkatkan perkecambahan biji, pembentukan tunas, pelepasan tunas dari dominasi apikal, stimulasi perluasan daun dan perkembangan reproduksi, dan penghambatan dari penuaan (Timmusk
et al. 1999). Auksin dan sitokinin di dalam jaringan tumbuhan memiliki sifat yang berlawanan (Bishopp et al. 2011), sehingga perbandingan konsentrasi keduanya dalam jaringan tumbuhan akan menentukan arah pertumbuhan tanaman. Perbandingan konsentrasi tinggi auksin terhadap sitokinin menyebabkan terjadinya dominansi apikal dan inisiasi akar lateral serta pemanjangan akar (Aloni et al. 2006), namun jika perbandingannya rendah akan memacu pembentukan cabang lateral (Shimizu-Sato et al. 2009).
Etilen adalah salah satu pengatur tumbuh yang dihasilkan oleh tanaman tingkat tinggi dan juga oleh mikrob. Etilen memainkan beberapa peran aktif dalam tumbuhan termasuk perkecambahan, pembentukan akar dan tunas, perkecambahan biji, dan respon tanaman terhadap stress (Thuler et al. 2003).
Giberelin adalah zat pengatur tumbuh yang berfungsi untuk memacu perkecambahan, misalnya memecah dormansi dan menstimulasi pemanjangan tunas. Bukti produksi GA3 oleh PGPR masih jarang, namun Gutierrez-Manero et
al. (2001) memberikan bukti bahwa empat bentuk berbeda dari GA3 diproduksi
oleh Bacillus pumilus dan B. licheniformis (Vessey 2003). Giberelin memiliki peranan dalam proses fisiologi tanaman salah satunya adalah pembungaan.
3
METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
5 Bahan
Bahan yang digunakan meliputi benih jagung varietas Metro yang biasa ditanam di tanah asam dan pupuk organik terdiri atas jerami dan pupuk kandang (1:1 b/b) yang telah dikomposkan. Isolat bakteri yang diuji potensinya adalah
Bacillus (galur HI4, PI4, TK4, dan TG1), Pseudomonas galur P3A2, Azospirillum
(galur KBMN4I dan BGR2-2), dan Azotobacter (galur 12Aa dan 23TB) yang merupakan koleksi Departemen Biologi dan disimpan di IPB Culture Collection (IPBCC) FMIPA, IPB. Uji potensi isolat dilakukan untuk mengetahui kemampuan menghasilkan ZPT, fiksasi nitrogen, dan pelarut fosfat. Pupuk hayati (PH) yang digunakan terdiri atas 2 jenis konsorsium, yaitu PH 1 berisi 4 jenis isolat bakteri
Bacillus DM3, Pseudomonas PD13, Azospirillum IDM3, dan Azotobacter 23TC. Konsorsium PH 2 berisi 7 isolat bakteri yang terdiri atas 4 jenis isolat PH 1 ditambah dengan 3 isolat terpilih hasil uji potensi. Komposisi pupuk NPK dosis 100% untuk tanaman jagung yaitu N (urea 100 kg/ha), P (SP-36 200 kg/ha) dan K (KCl 100 kg/ha).
Rancangan Penelitian
Penelitian dilakukan berdasarkan metode rancangan acak kelompok (RAK) satu faktor, dengan tujuh taraf perlakuan: (1) kontrol negatif (J0) tanpa pemberian kompos dan pupuk hayati, (2) kontrol positif (J1) pemberian dosis NPK 100%, (3) kompos diperkaya 4 isolat (J2), (4) kompos diperkaya 4 isolat + NPK dosis 50% (J3), (5) kompos diperkaya 7 isolat (J4), (6) kompos diperkaya 7 isolat + NPK dosis 50% (J5), (7) kompos saja (J6). Setiap taraf diulang sebanyak 3 kali, sehingga didapatkan 21 unit percobaan. Setiap unit percobaan berupa satu petak percobaan berukuran 3 m x 3 m.
Pengolahan Lahan dan Penanaman
Benih ditanam secara tugal dengan jarak tanam 70 cm x 40 cm sebanyak 2 benih/lubang. Aplikasi kompos diperkaya pupuk hayati diberikan pada saat penanaman sebanyak 4,5 kg/plot atau setara dengan 5 ton/ha. Dosis pupuk NPK 100% yang diberikan ialah N, P, dan K masing-masing sebanyak 90, 180, dan 90 g/petak. Sedangkan untuk perlakuan dosis 50% NPK diberikan setengah dari dosis 100%. Pupuk NPK diberikan sekali pada saat tanam.
Analisis Tanah
6
Analisis Potensi pada Mikrob
Potensi isolat mikrob yang dianalisis ialah kemampuan penghasil ZPT (auksin/IAA, giberelin/GA3, zeatin dan kinetin), fiksasi nitrogen, dan pelarut
fosfat. Analisis kemampuan fiksasi nitrogen dilakukan dengan metode Acetilen Reduction Assay (ARA) (Barbosa et al. 2002) yang dimodifikasi berdasarkan protokol Laboratorium Mikrobiologi Balai Penelitian Tanah Bogor. Sebanyak 1 ml suspensi kultur dimasukkan ke dalam tabung reaksi, 3 ml dari fase gas ditarik dengan jarum suntik dan diganti dengan asetilen. Tabung reaksi diinkubasi selama 2 jam pada suhu 30oC dalam inkubator bergoyang. Gas etilen yang terbentuk diukur dengan Gas Chromatography. Standar produksi etilen dibuat berdasarkan etilen murni pada berbagai konsentrasi.
Kemampuan isolat untuk melarutkan fosfat dilakukan dengan cara menumbuhkan isolat pada media Pikovskaya yang mengandung trikalsium fosfat (Paul dan Sunda Rao 1971). Komposisi media tersebut yaitu 5 g glukosa, 2.5 g Ca3(PO4)2, 0.1 g NaCl, 0.1 g KCl, 0.05 g MgSO4.7H2O, 1.25 Mg MnSO4.2H2O,
1.25 Mg FeSO4.7H2O, 0.25 g ekstrak khamir, 0.5 g (NH4)2SO4, 7.5 g agar-agar
dalam 500 ml akuades. Isolat digoreskan pada media Pikovskaya. Setelah diinkubasi pada suhu 28oC selama tiga hari, zona bening yang terdapat di sekeliling koloni diamati dan diukur indeks pelarutan fosfatnya berdasarkan rumus (Nautiyal 1999):
Indeks pelarutan fosfat = � � � � � � − � � � �
� � � �
Analisis produksi ZPT dilakukan menurut Unyayar et al. (1996). Kultur bakteri Azotobacter dan Azospirillum ditumbuhkan selama 72 jam, sedangkan bakteri Pseudomonas dan Bacillus selama 24 jam dalam media cair khusus yaitu
Nutrient Broth (NB) untuk Bacillus, Tryptic Soy Broth (TSB) untuk Pseudomonas,
Nitrogen Free-Base (NFB) untuk Azospirillum dan Lacto-Glucose Infusion (LGI) untuk Azotobacter (Bansal et al. 2005) pada 37oC dan diaduk dengan kecepatan 150 rpm. Sebanyak 5 gr kultur dimasukkan ke dalam corong pemisah lalu diekstraksi dengan larutan metanol, kloroform, dan 2N ammonium hidroksida (12:5:3 v/v/v) sebanyak 100 ml dan ditambahkan 22,4 ml air destilata. Kemudian didiamkan selama 24 jam. Fase air diambil sedangkan fase kloroform dibuang. Selanjutnya, pH pada fase air diatur menjadi 2,5 dengan menambahkan HCl 7N, kemudian diekstraksi sebanyak 3 kali dengan 15 ml etilasetat. Ekstrak didiamkan hingga fase air dan fase etilasetat terpisah. Fase etilasetat diambil dan fase air dilanjutkan untuk perlakuan berikutnya. Fase etilasetat yang diperoleh diharapkan mengandung IAA dan GA3. Fase air berikutnya diatur pH nya menjadi 7 dengan
menambahkan 7N NaOH kemudian diekstraksi kembali sebanyak 3 kali dengan 15 ml etilasetat. Perlakuan ini akan menghasilkan kinetin bebas. Ekstrak IAA, GA3, dan kinetin yang diperoleh selanjutnya dievaporasi. Ekstrak kering yang
diperoleh kemudian ditimbang ± 0,1-0,5 mg dan dilarutkan dalam 10 ml metanol kemudian diukur menggunakan spektrofotometer UV-VIS pada panjang gelombang 253 nm untuk GA3, 279,6 nm untuk IAA, 267,8 nm untuk kinetin, dan
7 Hasil pengujian potensi isolat dipilih 3 isolat terbaik yang akan digunakan untuk memperkaya konsorsium pupuk hayati yang telah digunakan pada penelitian Suripti (2012) yaitu Bacillus DM3, Pseudomonas PD13, Azospirillum
IDM3, dan Azotobacter 23TC.
Pembuatan Pupuk Hayati dan Pupuk Organik
Mikrob potensial yang terpilih terlebih dahulu diremajakan, kemudian diinokulasikan ke dalam media cair spesifik untuk masing-masing isolat dan diinkubasi selama 24 jam untuk Bacillus dan Pseudomonas, 48 jam untuk
Azotobacter dan Azospirillum hingga jumlah selnya mencapai 108 sel/ml. Sebanyak 2000 ml media yang berisi biakan bakteri disentrifugasi dengan kecepatan 2851 x g selama 15 menit kemudian disaring menggunakan vacum filter untuk memisahkan bakteri dengan media sehingga dihasilkan pasta bakteri, kemudian sebanyak 50 ml pasta bakteri dimasukkan ke dalam 1 kg gambut steril.
Pembuatan pupuk kompos dilakukan dengan penyiapan jerami dan kotoran sapi (1 : 1 b/b). Jerami dan kotoran sapi tersebut kemudian disusun masing-masing dalam 5 lapisan, kemudian ditutup menggunakan terpal. Pembalikan dilakukan setiap 10 hari dan pengukuran suhu setiap 3 hari. Setelah 3 minggu (setengah matang), dilakukan pemisahan sebagian kompos untuk dibuat kompos yang diperkaya dengan menambahkan pupuk hayati sebanyak 2,5% dari bobot bahan kompos. Kompos yang tidak ditambah dengan pupuk hayati tetap dibiarkan hingga matang dan siap panen. Kompos dipanen setelah 1,5 bulan (Suripti 2012).
Pengamatan
Parameter yang diamati dalam penelitian ini antara lain: (a) pertumbuhan vegetatif tanaman meliputi: tinggi tanaman, jumlah daun, diameter batang, bobot basah dan kering tajuk serta bobot kering akar dan bobot akar mati. Pengamatan terhadap pertumbuhan vegetatif tanaman dilakukan setiap 7 hari setelah tanaman berumur 14 hari; (b) produksi tanaman meliputi: panjang, diameter, dan bobot tongkol, serta bobot 100 butir jagung kering panen; (c) populasi mikrob pada kompos diperkaya dengan menggunakan metode cawan hitung pada media selektif. Penghitungan populasi mikrob dilakukan setiap 7 hari setelah tanaman berumur 14 hari sampai panen.
Analisis Data
8
4
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Seleksi Potensi Mikrob
Isolat diseleksi berdasarkan kemampuannya dalam fiksasi nitrogen, produksi ZPT dan pelarutan fosfat. Hasil seleksi isolat terpilih 3 isolat terbaik berdasarkan nilai tertinggi setiap komponen uji yang dianalisis, yaitu:
Pseudomonas P3A2, Azotobacter 12Aa, dan Azospirillum BGR2-2 (Tabel 1). Tabel 1 Hasil analisis potensi mikrob yang digunakan dalam penelitian
No Jenis Isolat
Potensi
Fiksasi N Produksi ZPT (ppm) Pelarut P
Produksi
Bakteri yang hidup bebas di sekitar perakaran tanaman seperti Bacillus,
Pseudomonas, Azotobacter, dan Azospirillum dikenal sebagai plant growth promoting rhizobacteria (PGPR). PGPR mempengaruhi pertumbuhan tanaman secara langsung melalui fiksasi N, mobilisasi unsur hara, dan produksi zat pengatur tumbuh (Khalid et al. 2009). Aplikasi Bacillus dan Azotobacter pada tanaman jagung mampu meningkatkan unsur hara N melalui fiksasi N2 dari udara
dan unsur P melalui pelarutan fosfat terikat (Wu et al. 2005). Lebih lanjut Aslantas et al. (2007) melaporkan bahwa aplikasi Pseudomonas dan Bacillus pada tanaman apel terbukti mampu menghasilkan ZPT seperti auksin, geberelin dan kinetin
Hasil Analisis Tanah
9 Kondisi tanah setelah penanaman dengan pemberian kompos yang diperkaya pupuk hayati menjadi lebih baik. Kesuburan tanah meningkat dengan peningkatan pH tanah, kandungan C-organik, kandungan unsur hara makro, serta penurunan kandungan Al tanah (Tabel 2). Peningkatan kualitas tanah disebabkan penambahan kompos dan pupuk hayati. Kompos merupakan sumber bahan organik tanah dan sumber C dan N untuk pertumbuhan mikrob. Sumarno et al. (2009) menyatakan bahwa penambahan bahan organik tanah berperan sebagai cadangan dan pemasok hara tanaman terutama N, P, K, S, dan hara mikro yang menyediakan sumber energi bagi kehidupan dan aktivitas mikrob tanah serta meningkatkan kapasitas penyimpanan air tanah. Mikrob memanfaatkan sumber C dan N untuk pertumbuhan dan aktivitas metabolismenya. Mikrob dalam pupuk hayati mampu menghasilkan ZPT, memfiksasi nitrogen dari udara serta mampu melarutkan fosfat terikat. Pupuk hayati yang mengandung bakteri pelarut fosfat dapat membebaskan fosfat terikat menjadi fosfat terlarut sehingga tersedia dan dapat dimanfaatkan oleh tanaman (Fitriatin 2009). Bakteri dalam pupuk hayati khususnya bakteri fiksasi nitrogen berperan penting dalam siklus nitrogen yang dapat menyediakan unsur N bagi pertumbuhan tanaman (France et al. 2009).
Bahan organik mampu meningkatkan pH tanah karena asam-asam organik hasil dekomposisi akan mengikat Al membentuk senyawa kompleks sehingga Al tidak terhidrolisis lagi. Selain itu, bahan organik yang telah termineralisasi akan melepaskan mineralnya berupa anion basa sehingga meningkatkan pH tanah (Suntoro et al. 2001). Lebih lanjut Yuliana (2012) menyatakan bahwa tanah yang mempunyai pH rendah akan meningkat pH-nya karena pembebasan ion OH- hasil reduksi mineral bahan organik.
10
Pertumbuhan Vegetatif Jagung
Tinggi tanaman, jumlah daun, dan diameter batang tanaman jagung pada perlakuan J1, J3, dan J5 tidak berbeda nyata (p>0.05) pada umur 2 – 7 minggu setelah tanam (MST), namun memperlihatkan perbedaan dengan perlakuan yang lain (Gambar 1).
Perbedaan tinggi tanaman (Gambar 1a), jumlah daun (Gambar 1b), dan diameter batang (Gambar 1c) diduga karena unsur nitrogen yang tersedia dalam tanah pada perlakuan tanpa pupuk hayati rendah (Tabel 2). Hal tersebut berkaitan dengan jumlah Azotobacter dan Azospirillum sebagai bakteri fiksasi nitrogen dalam kompos diperkaya sebelum penanaman masih rendah yaitu 2.108 sel/ml. Jumlah bakteri tersebut mengalami peningkatan saat tanaman berumur 4 MST (Tabel 5). Pemberian pupuk hayati yang mengandung bakteri fiksasi nitrogen menjadi salah satu penyebab peningkatan unsur hara nitrogen dalam tanah. Selain mampu memfiksasi nitrogen mikrob dalam pupuk hayati juga mampu mensintesis ZPT seperti auksin, sitokinin, dan giberelin (Tabel 1) yang juga mempengaruhi pertumbuhan tanaman yang diamati. Auksin menginduksi protein yang ada di membran sel untuk memompa ion H+ ke dinding sel sehingga menginisiasi pemajangan sel. Interaksi auksin dan giberelin menginduksi perkembangan jaringan pembuluh dan mendorong pembelahan sel pada kambium pembuluh sehingga mendukung pertumbuhan diameter batang (Taele et al. 2006). Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan oleh Mahdi et al. (2010), bahwa
Azospirillum mampu mengikat 20-40 kg/ha nitrogen, menghasilkan zat pengatur tumbuh, serta berasosiasi dengan berbagai tanaman terutama tanaman C4.
11
12
Penyerapan unsur hara secara optimal dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya panjang akar, laju pertumbuhan, dan konsentrasi hara tanah (Harms dan Oplinger 1988). ZPT dapat meregulasi penyerapan dan akumulasi unsur hara pada tanaman. Misalnya GA3, etilen, dan asam absisat menstimulasi penyerapan
K pada tanaman gandum (Yang et al. 2014) dan peningkatan serapan N pada tanaman sawi (Mir 2002). Peran ZPT dalam pertumbuhan dan diferensiasi akar secara langsung meningkatkan panjang akar (Tabel 3) sehingga penyerapan hara menjadi optimal dan pertumbuhan tanaman menjadi lebih baik. Peningkatan laju pertumbuhan baik tinggi tanaman, jumlah daun maupun diamater batang perlakuan kompos diperkaya (Gambar 1) meningkatkan laju maksimum penyerapan hara baik karena kebutuhan perkembangan dan diferensiasi sel maupun laju transpirasi daun. Reis et al. (2011) menyatakan bahwa Azospirillum
mempengaruhi pertumbuhan tanaman melalui fiksasi N, produksi ZPT, peningkatan penyerapan hara, dan peningkatan ketahanan cekaman. Mikrob dalam pupuk hayati seperti Azospirillum dan Azotobacter mampu menghasilkan auksin, sitokinin, giberelin, etilen, asam absisat, dan nitrat oksida (Cassa’n et al.
2011).
Pemberian kompos sebagai sumber bahan organik menyebabkan porositas tanah lebih baik yang dapat memacu pertumbuhan dan perkembangan akar sehingga mempengaruhi panjang akar tanaman jagung yang diamati. Mikrob yang terkandung dalam pupuk hayati seperti Bacillus dan Pseudomonas mampu menghasilkan ZPT seperti auksin, giberelin, zeatin, dan kinetin (Tabel 1) yang dapat merangsang pertumbuhan akar lateral (Khalid et al. 2004). Aliran auksin pada akar berperan dalam pemanjangan akar, respon gravitasi dan perkembangan akar lateral. Adanya auksin maksimum pada daerah basal meristem akar mendorong pembelahan sel yang diikuti dengan aliran auksin sehingga memacu pemanjangan dan perkembangan akar (Taele et al. 2006).
13 Tabel 3 Bobot basah dan kering tajuk, panjang dan bobot kering akar serta bobot
akar mati jagung yang ditanam di tanah asam Jasinga
Perlakuan
Keterangan : BB (bobot basah), BK (bobot kering). Angka yang diikuti oleh huruf yang sama pada kolom yang sama tidak berbeda nyata pada taraf uji 5% (uji selang berganda Duncan).
Bobot akar mati perlakuan J3 dan J5 lebih rendah dan berbeda nyata (p<0.05) dengan perlakuan lainnya (Tabel 3). Bobot akar mati menunjukkan tingkat cekaman pada tanaman oleh kondisi dalam tanah karena pH rendah. Pemberian kompos sebagai sumber bahan organik yang diperkaya dengan pupuk hayati mampu meningkatkan pH tanah dan menurunkan senyawa Al dalam tanah (Tabel 2). Penambahan bahan organik akan meningkatkan muatan negatif tanah sehingga meningkatkan kapasitas tukar kation (KTK). Muatan negatif tanah bersumber dari koloid humus hasil dekomposisi bahan organik tanah. Pada kondisi pH tanah asam, koloid humus akan mengikat hidrogen sehingga menurunkan konsentrasi ion H+ mengakibatkan pH tanah meningkat (Darmawan
et al. 2010). Selain itu, bahan organik dapat meningkatkan kelembapan tanah karena mampu mengikat air sehingga mikrob dapat hidup lebih baik. Hal tersebut menyebabkan jumlah mikrob di dalam tanah meningkat sehingga meningkatkan mineralisasi hara yang berdampak pada peningkatan pH tanah dan penurunan tingkat ion Al3+. Manna et al. (2007) menyatakan bahwa asam organik yang merupakan hasil dekomposisi kompos di dalam tanah dapat mengikat aluminium.
Rasio akar terhadap tajuk menunjukkan bahwa tanaman dalam kondisi tercekam karena kekurangan hara atau senyawa aluminium. Perlakuan tanpa kompos dan pupuk hayati memperlihatkan nilai rasio akar terhadap tajuk yang lebih tinggi (Tabel 3). Hal ini menandakan bahwa tanaman pada perlakuan J0 dan J1 lebih tercekam karena kondisi dalam tanah dibandingkan tanaman perlakuan lainnya. Kondisi cekaman ini menyebabkan translokasi fotosintat lebih utama ke bagian akar (Hammond dan White 2008). Salah satu peranan pupuk organik ialah meningkatkan porositas sehingga tekstur tanah menjadi lebih baik. Keadaan ini meningkatkan respirasi aerob dalam tanah sehingga meningkatkan pertumbuhan akar tanaman yang diamati (Tabel 3). Tekstur tanah yang baik juga menunjang pertumbuhan mikrob yang terdapat dalam pupuk hayati melalui peningkatan respirasi sel, dengan cara memanfaatkan sumber karbon dari pupuk organik untuk respirasi dan metabolisme sel sehingga jumlah selnya meningkat (Tabel 5).
Pupuk hayati yang digunakan mengandung bakteri Bacillus, Azotobacter,
Azospirillum, dan Pseudomonas memiliki peranan dan sifat yang berbeda namun bekerja secara sinergis dalam meningkatkan pertumbuhan tanaman. Bacillus
berperan dalam memproduksi ZPT yang berfungsi memacu pertumbuhan tanaman.
14
dari udara yang menyediakan unsur hara terutama N bagi tanaman, sedangkan
Pseudomonas merupakan bakteri pelarut fosfat yang berperan melepaskan ikatan P dari mineral liat tanah menjadi hara P yang tersedia bagi tanaman. Vessey (2003) mengemukakan bahwa peran pupuk hayati dapat berlangsung melalui berbagai mekanisme, yaitu meningkatkan fiksasi N secara biologi, meningkatkan ketersediaan nutrisi dalam rhizosfer, memicu peningkatan luas permukaan akar, dan meningkatkan simbiosis mikrob lain dengan tanaman inang, atau kombinasi dari keempat mekanisme tersebut.
Produksi Jagung
Pupuk hayati kombinasi dengan pupuk NPK memberikan pengaruh nyata (p<0.05) pada produksi tanaman jagung, yaitu berupa panjang, diameter, dan bobot tongkol, serta bobot 100 butir jagung. Panjang, diameter dan bobot tongkol, serta bobot 100 butir jagung perlakuan J5, J3, dan J1 berbeda nyata (p<0.05) dengan perlakuan lainnya, tetapi ketiga perlakuan tersebut tidak berbeda nyata (p>0.05) (Tabel 4).
Perbedaan ukuran tongkol dan berat 100 butir jagung dipengaruhi oleh ZPT seperti giberelin dan auksin yang dihasilkan oleh mikrob dalam pupuk hayati. Peran interaksi giberelin dan auksin tidak hanya memacu perkembangan vegetatif tanaman tetapi juga perkembangan generatif. Auksin dan giberelin menginduksi pemanjangan dan aktivitas pembelahan sel kulit biji, meningkatkan jumlah trakeid yang diperlukan untuk menyediakan unsur hara dalam perkembangan buah (de Jong et al. 2009). Selain itu, ketersediaan N dan P dalam tanah yang mendukung proses fotosintesis juga mempengaruhi pengisian biji.
Tabel 4 Panjang, diameter, dan bobot tongkol jagung serta bobot 100 butir jagung yang ditanam di tanah asam Jasinga
J0 (tanpa kompos dan pupuk hayati) 8.70b 2.90b 36.90b 23.80b
J1 (NPK dosis 100%) 14.20a 4.50a 130.00a 26.60a
J2 (kompos diperkaya 4 isolat) 8.60b 3.40b 41.03b 23.40b
J3 (kompos diperkaya 4 isolat + NPK 50%) 14.30a 4.40a 133.60a 26.80a
J4 (kompos diperkaya 7 isolat) 8.60b 3.30b 34.90b 22.70b
J5 (kompos diperkaya 7 isolat + NPK 50%) 14.50a 4.40a 127.50a 27.40a
J6 (kompos) 6.90b 1.80c 17.60b 21.90b
Keterangan : Angka yang diikuti oleh huruf yang sama pada kolom yang sama tidak berbeda nyata pada taraf uji 5% (uji selang berganda Duncan).
Ketersediaan unsur hara tanaman dikendalikan oleh sifat tanah, karakteristik akar, dan interaksi dengan mikrob sekitarnya (Richardson et al. 2009). Bacillus
dan Pseudomonas yang terkandung dalam pupuk hayati merupakan bakteri pelarut fosfat yang berperan mengubah fosfat yang tidak tersedia karena terikat dengan aluminium atau besi menjadi tersedia dalam bentuk H2PO4 atau ion PO4
15 asetat, asam sulfat dan asam propionat. Asam organik mengkhelat kation fosfat terikat, sehingga mengubahnya menjadi bentuk tersedia (Bagalkar 2013). Zarabi
et al. (2011) menyatakan bahwa bakteri pelarut fosfat genus Pseudomonas
memberikan efek positif terhadap pertumbuhan jagung yang ditanam pada kondisi kekeringan. Lebih lanjut, Kristanto et al. (2002) menunjukkan bahwa inokulasi
Azospirilum mampu meningkatkan bobot kering biji per tanaman dan bobot 100 butir tanaman jagung yang ditanam di lahan kering inseptisol.
Jumlah Populasi Mikrob
Populasi mikrob yang diberikan dalam pupuk hayati selama pengamatan diamati dinamika pertumbuhannya. Jumlah mikrob sebelum diaplikasikan pada tanah berkisar 8 - 8.301 log sel bakteri/ml. Jumlah populasi mikrob di dalam tanah selama penanaman 4 minggu setelah tanam (MST) mengalami peningkatan sebesar 77.56 – 86.35 % dan terus meningkat sampai umur panen yaitu 15 MST (Tabel 5). Peningkatan jumlah populasi mikrob selama penanaman disebabkan keberadaan bahan organik tanah yang terkandung dalam kompos. Kompos menyediakan unsur C dan N yang digunakan oleh mikrob untuk proses metabolisme sehingga menunjang pertumbuhannya (Triadiati et al. 2013). Selain itu, pH dan struktur tanah juga mempengaruhi keberadaan mikrob di rhizosfer. Marschner et al. (2004) mengemukakan bahwa perubahan pH secara signifikan mempengaruhi struktur komunitas mikrob tanah berbeda pada kondisi pH optimum yaitu 6.8 – 7.5.
Tabel 5 Jumlah populasi mikrob selama penanaman jagung pada 4 minggu setelah tanam (MST) dan 15 MST
Jenis Mikrob Log sel bakteri/ml
4 MST 15 MST
Bacillus sp. 10.315 10.361
Pseudomonas sp. 9.778 10.568
Azospirillum sp. 9.613 10.322
Azotobacter sp. 9.996 10.176
16
5
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Aplikasi pupuk hayati hasil pengayaan 3 isolat bakteri terpilih yaitu
Pseudomonas galur P3A2, Azospirillum galur BGR2-2, dan Azotobacter galur 12Aa yang masing-masing memiliki kemampuan untuk fiksasi N2 dari udara,
melarutkan fosfat, dan memproduksi zat pengatur tumbuh pada kompos mampu menurunkan dosis penggunaan pupuk NPK sampai 50% untuk penanaman jagung varietas Metro di tanah asam dan jumlah produksi yang sama dengan penggunaan dosis NPK 100%. Pada pertumbuhan vegetatif tanaman jagung, aplikasi pupuk hayati berisi 7 isolat yang terdiri atas 3 isolat terpilih dan 4 isolat hasil penelitian terdahulu pada kompos kombinasi NPK dosis 50% mampu meningkatkan tinggi tanaman dan jumlah daun, serta menurunkan bobot akar mati. Produksi tanaman berupa bobot 100 butir jagung meningkat sebesar 15.2% pada aplikasi pupuk hayati pada kompos kombinasi NPK dosis 50%. Aplikasi pupuk hayati tidak hanya meningkatkan pertumbuhan dan produksi tanaman tetapi juga mampu memperbaiki dan meningkatkan kualitas tanah asam pada musim tanam pertama.
Saran
Perlu dilakukan uji lanjut untuk melihat pengaruh pupuk hayati hasil pengayaan isolat potensial pada lokasi dan jenis komoditas yang berbeda.
DAFTAR PUSTAKA
Aloni A, Aloni E, Langhans M, Ullrich CI. 2006. Role of cytokinin and auxin in shaping root architecture: regulating vascular differentiation, lateral root initiation, root apical dominance and root gravitropism. Ann Bot. 97: 883-893.
Altuhais A, Hamim, Tjahjoleksono A. 2014. Biofertilizer effects in combination with different drying system and storage period on growth and production of tomato plant under field conditions. Emir J Food Agric. 26(8): 716-722. Arimurti S, Setyati D, Mujib M. 2006. Efektivitas bakteri pelarut fosfat dan pupuk
P terhadap pertumbuhan tanaman jagung (Zea mays L.) pada tanah asam. Jember (ID): Universitas Jember.
Aslantas R, Cakmakci R, Sahin F. 2007. Effect of plant growth promoting rhizobacteria on young apple tree growth and fruit yield under orchard conditions. Scientia Hort. 111: 371–377.
Bagalkar NW. 2013. Isolation and characterization of phosphate solubilizing bacteria from rhizospheric soil of the soybean plants. OIIRJ. 3(6): 251-257. Bagayoko M, Alvey S, Neumann G, Buerkert A. 2000. Root-induced increase in
17 Bansal RK, Dahiya RS, Narula N, Jain RK. 2005. Management of Meloidogyne incognita in cotton, using strains of the bacterium Gluconacetobacter diazotrophicus. Nematol Medit. 33: 101-105.
Barbosa HR, Moretti MA, Thuler DS, Augusto EFP. 2002. Nitrogenase activity of
Beijerinnckia derxii is preserved under adverse conditions for its growth.
Brazz J Microbiol. 33: 223-229.
Bishopp A, Benkova E, Helariutta Y. 2011. Sending mixed messages: auxin-cytokinin crosstalk in roots. Curr Opinion Plant Biol. 14: 10-16.
Cassa’n F, Perrig D, Sgroy V, Luna V. 2011. Basic and technological aspects of phytohormone production by microorganisms: Azospirillum sp. As a model of plant growth promoting rhizobacteria. Di dalam Maheswari DK, editor.
Bacteria in Agrobiology: Plant Nutrient Management. New York (US):Springer-Verlag.
Darmawan F, Ahmad TB, Prasetyo, Herviyanti. 2010. The properties of humic acids extracted from several sources of organic matters and their ability to bind Fe2+ at new established ricefield. J Trop Soils. 15(3): 237-244.
de Jong M, Celestina M, Wim HV. 2009. The role of auxin and giberellin in tomato fruit set. J Exp Bot. 60(5):1523-1532.
Dilfuza E. 2011. Indole acetic acid production by root associated bacteria and its role in plant growth and development. Di dalam Kellr AH, Fallon MD, editor. Auxin: Structure, Biosynthesis, and Functions. New York (US):Nova Science Publisher Inc.
Fadiluddin M. 2009. Efektivitas formula pupuk hayati dalam memacu serapan hara, produksi dan kualitas hasil jagung dan padi gogo di lapang [tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Fitriatin BN, Yuniarti A, Mulyani O, Fauziah FS, Tiara MD. 2009. Pengaruh mikrob pelarut fosfat dan pupuk P terhadap P tersedia, aktivitas fosfatase, P tanaman dan hasil padi gogo (Oryza sativa L.) pada ultisol. J Agrikult.
20(3): 210-215.
France C, Lindstrom K, Elmerich C. 2009. Nitrogen-fixing bacteria associated with leguminous and non-leguminous plants. Plant Soil. 321: 35-39.
Ghorbani R, Koocheki A, Jahan M, Asadi GA. 2008. Impact of organic amendments and compost extracts on tomato production and storability in agroecological system. Agron J. 28: 307-311.
Gutierrez-Manero FJ, Ramos-Solano B, Probanza A, Mehouachi J, Tadeo FR, Talon M. 2001. The plant-growth-promoting rhizobacteria Bacillus pumilus
and Bacillus lichenisformis produce high amounts of physiologically active gibberellins. Physiologia Plantarum. 111: 206-211.
Haefele SM, Jabbar SMA, Siopongco JDLC, Tirol-Padre A, Amarente ST, Croz PCS, Cosico WC. 2008. Nitrogen use efficiency in selected rice (Oryza sativa L.) genotypes under different water regimes and nitrogen levels. Crop Res. 107: 137-146.
Hammond JP dan White PJ. 2008. Sucrose transport in the phloem : integrating root responses to phosphorus starvation. J Exp Bot. 59(1): 93-109.
Han HS, Lee KD. 2005. Phosphate and potassium solubilizing bacteria effect on mineral uptake, soil availability and growth of eggplant. Res J Agric Biol Sci. 1(2): 176-180.
18
Harms CL, Oplinger ES. 1988. Plant Growth Regulators: Their Use in Crop Production. West Lafayette (US). Purdue University, Cooperative Extension Service.
Hasanudin. 2003. Peningkatan ketersediaan dan serapan N dan P serta hasil tanaman jagung melalui inokulasi mikoriza, Azotobacter dan bahan organik pada ultisol. J Ilm Pertan Indones. 5(2): 83-89.
Hasanudin, Mitriani, Barchia F. 2007. Pengaruh pengapuran dan pupuk kandang terhadap ketersediaan hara P pada timbunan tanah pasca tambang batubara.
J Akta Agros. 1: 1-4. rendah dan aluminium tinggi. J Ilm Tanah Lingk. 7(1): 23-30.
Khalid A, Arshad M, Zahir Z. 2004. Screening plant growth promoting rhizobacteria for improving growth and yield of wheat. App Microb. 96:473. Khalid A, Arshad M, Shaharoona B, Mahmood T. 2009. Plant growth promoting
rhizobacteria and sustainable agriculture. Di dalam Khan MS, editor.
Microbial Strategies for Crop Improvement. New York (US):Springer-Verlag.
Kloepper JME, Ryu CW, Zang S. 2004. Induced systemic resistance and promoting of plant growth by Bacillus spp. J Phytopathol. 94(11): 1259-1266.
Kristanto HB, Mimbar SM, Sumarni T. 2002. Pengaruh inokulasi Azospirillum
terhadap efisiensi pemupukan N pada pertumbuhan dan hasil tanaman jagung (Zea mays L.). Agrivita. 24:74-79.
Lerner A, Herschkovitz Y, Baudoin E, Nazaret S, Moenne-Loccoz Y, Okon Y, Jurkevitch E. 2006. Effects of Azospirillum inoculation on rhizobacteria communities analized by denaturing gel electrophoresis and automated ribosomal intergenic spacer analysis. Soil Biol Biochem. 38:1-7.
Mahdi SS, Hasan GI, Samoon SA, Rather HA, Dar SA, Zehra B. 2010. Biofertilizer in organic agriculture. J Phytol. 2(10):42-54.
Mahfouz SA, Sharaf-Eldin MA. 2007. Effect of mineral vs. biofertilizer on growth, yield, and essential oil content of fennel (Foeniculum vulgare Mill.).
Int Agrophys. 21: 361-366.
Manna MC, Swarup A, Wanjari RH, Mishra B, Shahi DK. 2007. Long-term fertilization, manure and liming effects on soil organic matter and crop yields. Soil Till Res. 94:397-409.
Marschner P, Crowley D, Yang CH. 2004. Development of spesific rhizosphere bacterial communities relation to plant species, nutrient and soil type. Plant Soil. 261:199-208.
19 Mir MR. 2002. Physiological significance of ethrel (2-chloroethyl phosphonic acid) and nitrogen in relation to growth and metabolism of mustard under irrigated and non irrigated conditions [tesis]. Aligarh (IN): Aligarh Muslim University.
Mohammadi K. 2012. Phosphorus solubilizing bacteria : occurrence, mechanisms and their role in crop production. Res Environment. 2(1): 80-85.
Nautiyal SC. 1999. An efficient microbiological growth medium for screening phosphate solubilizing microorganism. FEMM Microbiol Lett. 170:265-270. Nieto KF, Frankenberger Jr WT. 1991. Influence of adenine, isopentyl alcohol and Azotobacter chroococcum on the vegetative growth of Zea mays. Plant Soil 135:213-221.
Paul NB, Sunda Rao WVB. 1971. Phosphate-dissolving bacteria in the rhizosphere of some cultivated legumes Plant Soil. 35: 127-132.
Prasetyo BH, Suriadikarta DA. 2006. Karakteristik, potensi, dan teknologi pengelolaan tanah ultisol untuk pengembangan pertanian lahan kering di Indonesia. J Litbang Pertanian 25(2): 39-46.
Reis VM, Teixeria KR, Pedraza RO. 2011. What is expected from the genus
Azospirillum as a plant growth promoting bacteria? Di dalam Maheswari DK, editor. Bacteria in Agrobiology: Plant Nutrient Management. New York (US): Springer-Verlag.
Richardson AE, Barea JM, McNeill AM, Prigent-Combaret C. 2009. Acquisition of phosphorus and nitrogen in the rhizosphere and plant growth promotion by microorganisms. Plant Soil. 321: 305-339.
Shahab S, Ahmad N, Khan NS. 2009. Indole acetic acid production and enhanced plant growth promotion by indigenous PSBs. Afric J Agric Res. 4(11): 1312-1316.
Shimizu-Sato S, Tanaka M, Mori H. 2009. Auxin-cytokinin interaction in the control of shoot branching. Plant Mol Biol. 69: 429-435.
Subagyo H, Suharta N, Siswanto AB. 2004. Tanah-tanah pertanian di Indonesia. Di dalam Adimiharja A, Amien LI, Agus F, Djaenudin D, editor.
Sumberdaya Lahan Indonesia dan Pengelolaannya. Bogor (ID): Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanah dan Agroklimat.
Sumarno, Kartasasmita UG, Pasaribu D. 2009. Pengayaan kandungan bahan organik tanah mendukung keberlanjutan sistem produksi padi sawah. Iptek Tan Pang. 4(1):18-32.
Suntoro, Syekhfani, Handayanto E, Sumarno. 2001. Pengaruh pemberian bahan organik, dolomit dan pupuk K terhadap produksi kacang tanah (Arachis hypogaea) pada Oxic Dystrundept di Jumapolo, Karang anyar, Jawa tengah.
Agrivita. 23(1):57-65.
Suprapto A. 2003. Land and water resources development in Indonesia. Di dalam
Investment in Land and Water. Proceedings of the Regional Consultation; Bangkok, 3 Oktober 2001. Bangkok (TH): RAP Publication.
Suripti S. 2012. Respon fisiologi tanaman jagung dan cabai terhadap aplikasi pupuk organik yang diperkaya pupuk hayati pada dua lokasi pengujian yang berbeda [tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
20
Thuler DS, Floh EIS, Handro W, Barbosa HR. 2003. Plant growth regulators and amino acids released by Azospirillum sp. in chemically defined media. Lett Appl Microbiol. 37:174-178.
Timmusk S, Nicander B, Granhall U, Tillberg E. 1999. Cytokinin production by
Paenibacillus polymixa. Soil Biol Biochem. 31:1847-1852.
Triadiati, Mubarik NR, Ramasita Y. 2013. Respon pertumbuhan tanaman kedelai terhadap Bradyrhizobium japonicum toleran asam dan pemberian pupuk di tanah asam. J Agron Indones. 41(1):24-31.
Unyayar S, Topcuoglu SF, Unyayar A. 1996. A modified method for extraction and identification of indole-3-acetic acid (IAA), gibberellic acid (GA3),
absisic acid (ABA) and zeatin produced by Phanerochaete chrysosporium
ME446. Bulg J Plant Physiol. 22(3-4):105-110.
Vessey JK. 2003. Plant growth promoting rhizobacteria as biofertilizers. Plant Soil. 255:571-586.
Weller DM, Raasjmakers JK, Gardener BBM, Thomashow LS. 2002. Mycrobial populations responsible for specific soil suppresiveness to plant pathogens.
Ann Rev Phytophathol. 40:309-348.
Wibowo ST. 2007. Kandungan hormon IAA, serapan hara, dan pertumbuhan beberapa tanaman budidaya sebagai respon terhadap aplikasi pupuk biologi [tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Wu SC, Cao ZH, Li ZG, Cheung KC, Wong MH. 2005. Effects of biofertilizer containing N-fixer, P and K solubilizers and AM fungi on corn growth: a greenhouse trial. Geoderma. 125:155-166.
Yang F, Du M, Tian X, Eneji AE, Duan L, Li Z. 2014. Plant growth regulation enhanced potassium uptake and use efficiency in cotton. Field Crops Res. 163:109-118.
Yuliana ED. 2012. Jenis mineral liat dan perubahan sifat kimia tanah akibat proses reduksi dan oksidasi pada lingkungan tanah sulfat asam. J Bumi Lestari. 12(2):327-337.
Yuwono NW. 2009. Membangun kesuburan tanah di lahan marginal. J Ilm Tanah Lingk. 2: 137-141.
Zarabi M, Alahdadi I, Akbari GA. 2011. A Study on the effect of different biofertilizer combination on yield, its components and growth indices of corn (Zea mays L.) under drought stress condition. Afr J Agric Res. 6(3):681-685.
21
22
Lampiran 1 Denah petak percobaan
U J1U1
J4U1
J3U1 J5U1
J0U1
J2U1
3 m
1 m 3 m
0,5 m
J0U2 J3U2
J5U2 J4U2
J2U2
J5U2
J4U3
J0U3 J1U3
J2U3 J3U3
J5U3 Kelompok I
Kelompok II
Kelompok III
J6U1
J6U2
23 Lampiran 2 Kriteria penilaian sifat kimia tanah
Sifat Tanah Sangat
rendah Rendah Sedang Tinggi
Sangat tinggi C-organik (%) < 1.00 1.00-2.00 2.01-3.00 3.01-5.00 >5.00 Nitrogen (%) < 0.10 0.10-0.20 0.21-0.50 0.51-0.75 >0.75
C/N < 5 5-10 11-15 16-25 >25
P2O3 HCl (mg/100g) < 10 10-20 21-40 41-60 >60
P2O3 Bray I (ppm) < 10 10-15 16-25 26-35 >35
P2O3 Olsen (ppm) < 10 10-25 26-45 46-60 >60
K2O KCl 25% < 10 10-20 21-40 41-60 >40
KTK (me/100g) < 5 5-16 17-24 25-40 >40
Susunan kation
K (me/100g) < 0.1 0.1-0.2 0.3-0.5 0.6-1.0 >1.0 Na (me/100g) < 0.1 0.1-0.3 0.4-0.7 0.8-1.0 >1.0 Mg (me/100g) < 0.4 0.4-1.0 1.1-2.0 2.1-8.0 >8.0
Ca (me/100g) < 0.2 2-5 6-10 11-20 >20
Kejenuhan basa (%) < 20 20-35 36-50 51-70 >70
Aluminium (%) < 10 10-20 21-30 31-60 >60
Sangat asam Asam Agak asam Netral Agak alkali pH H2O < 4.5 4.5-5.5 5.6-6.5 6.6-7.5 7.6-8.5
24
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Raha, Sulawesi Tenggara pada tanggal 21 Januari 1988 dari pasangan Bapak Samuddin dan Ibu Wa Rudia. Penulis merupakan anak keempat dari empat orang bersaudara.
Penulis lulus dari SMA Negeri 2 Raha pada tahun 2006. Pendidikan sarjana ditempuh di Program Studi Pendidikan Biologi, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Haluoleo dan lulus pada tahun 2010. Pada tahun 2012 penulis melanjutkan jenjang strata 2 (S2) pada Program Studi Biologi Tumbuhan, Departemen Biologi pada Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor (IPB). Selama menempuh pendidikan di Sekolah Pascasarjana IPB penulis mendapatkan program Beasiswa Unggulan dari Direktorat Pendidikan Tinggi (DIKTI) tahun 2012-2013. Manuskrip hasil penelitian disubmit ke Journal of International Environmental Application and Science (JIEAS) ISSN: 1307-0428 dengan judul Corn Growth and Yield Improvement Using Biofertilizer Based on Plant Growth Promoting Bacteria in Acid Soil pada bulan Desember 2014.