PENINGKATAN KUALITAS TANAH MASAM
DAN HASIL UBIKAYU DENGAN BRACHIARIA, MIKORIZA
DAN KOMPOS JERAMI PADI DIPERKAYA KALIUM
BARIOT HAFIF
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi Peningkatan Kualitas Tanah Masam dan Hasil Ubikayu dengan Brachiaria, Mikoriza dan Kompos Jerami Padi Diperkaya Kalium adalah 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 di dalam teks dan dicantumkan di dalam Daftar Pustaka di bagian akhir dari disertasi ini.
Bogor Januari 2011
Bariot Hafif
Brachiaria, Arbuscular Mycorrhiza and Potassium Enriched Rice Straw Compost. Under direction of SUPIANDI SABIHAM, ISWANDI ANAS, ATANG SUTANDI and SUYAMTO HARDJOSUWIRJO
Al toxicity, deficiency in K and other essential nutrients, low availability of P, damaged soil structures due to loss of organic matters are factors inducing low acid soil quality. Brachiaria, arbuscular mycorrhiza (AM) and rice straw compost enriched with potassium are expected to improve the quality of acid soil because they have potential in detoxifying Al, increasing nutrient uptake by plant roots, improving soil aggregates by enhancing of soil organic matters, increasing availability of K and quality of cassava yield as well. The experiments were conducted to (1) study the potential of Brachiaria root-exudates in chelating Al and reducing exchangeable Al of soil, (2) examine effects of Brachiaria, AM and rice straw compost enriched with potassium treatments in improving the quality of acid soil connected with available K and aggregates stability, 3) evaluate the effectiveness of Brachiaria, AM and rice straw compost enriched with potassium in increasing yield and starch, and suppressing cyanogenic glucosides of cassava on acid soil and 4) compare feasibility of the cassava farming treated with
Brachiaria, AM and rice straw compost enriched with potassium, with feasibility of farmer’s cassava farming. After two months of the greenhouse experiment, malic, citric, and oxalic acids produced by the three Brachiaria root-exudates were determined. The production of malic acid was higher than that of citric and oxalic acid. The organic acids chelated Al effectively. Brachiaria decumbens
(BD) (the selected Brachiaria in the greenhouse experiment) decreased exchangeable Al of the acid soil as much as 33 %. The root-exudates and leave-cut of BD returned to the soil, and the interaction of BD and AM effectively increased the availability of K. BD and the interaction of BD and AM improved the stability of meso and micro aggregate, increased total polysaccharides in soil aggregates and improved yield, starch, and reduced cyanogenic glucosides of cassava. The treatment of BD, AM and rice straw compost enriched with 200 kg KCl ha-1 interaction resulted in a 13% increase of starch and a 42% decrease of cyanogenic glucosides. At the farmer’s field experiment, the cassava yield was primarily affected by the rice straw compost enriched with 100 and 200 kg KCl ha-1 treatments. On average, those treatments increased cassava yield about 17% and 28%, respectively. The interaction of BD, AM and rice straw compost enriched with 100 and 200 kg KCl ha-1
Keywords: Brachiaria, Arbuscular mycorrhiza, Potassium enriched rice straw compost, Acid soil, Cassava starch
Brachiaria, Mikoriza dan Kompos Jerami Padi Diperkaya Kalium.
Dibimbing oleh SUPIANDI SABIHAM, ISWANDI ANAS, ATANG SUTANDI dan SUYAMTO HARDJOSUWIRJO
Keracunan Al, defisiensi K dan hara penting lainnya, ketersediaan P rendah dan stabilitas agregat tanah menurun oleh hilangnya bahan organik adalah faktor-faktor penyebab kualitas tanah masam. Untuk memperbaiki, tanah masam perlu diperkaya dengan bahan organik. Senyawa organik eksudat akar dapat memperkaya bahan organik tanah secara in situ dan rumput Brachiaria adalah penghasil eksudat akar yang baik. Senyawa organik eksudat akar tersebut berpotensi untuk detoksi Al, meningkatkan mobilitas hara berkelarutan rendah (P, Fe dan Zn) dan memperbaiki agregat tanah.
Ubikayu adalah tanaman yang toleran tanah masam dan kondisi marginal lainnya. Kelebihan itu dimanfaatkan petani dengan melakukan budidaya secara sederhana (masukan rendah). Hal itu cendrung memperburuk kualitas tanah masam karena hasil panen ubikayu membawa hara-hara esensial dari tanah dalam jumlah yang banyak. Untuk memperbaiki kualitas dan mengendalikan degradasi tanah masam maka potensi Brachiaria, arbuscular mycorrhiza (AM), dapat diberdayakan. Brachiaria efektif dalam detoksi Al dan menyerap kalium dalam jumlah yang cukup banyak untuk preservasi kalium dari pencucian. AM bila bersimbiosis dengan akar memperbaiki serapan hara tanaman pada tanah miskin hara. Sementara ketersediaan kalium tanah masam yang rendah dapat ditingkatkan dengan kompos jerami diperkaya kalium. Ketersediaan kalium yang cukup adalah kunci untuk perbaikan mutu hasil ubikayu.
Tiga tahapan penelitian dilakukan untuk mengetahui efektivitas bahan-bahan tersebut dalam perbaikan kualitas tanah masam dan hasil ubikayu. Penelitian tahap 1 dilakukan di rumah kaca Faperta IPB dengan tujuan untuk mempelajari potensi asam organik eksudat akar Brachiaria dalam kelatisasi Al. Rancangan penelitian RAL dalam faktorial diulang 3 kali. Faktor 1 adalah spesies
Brachiaria yaitu tanpa Brachiaria (kontrol), B. decumbens (BD), B. ruziziensis
(BR) dan B. brizantha (BB). Faktor 2 adalah konsentrasi Al yaitu 0, 100, 200, 300 dan 400 μM. Brachiaria ditanam pada kultur pasir steril yang diperlakukan dengan konsentrasi-konsentrasi Al tersebut. Setelah tanaman berumur 2 bulan, tiga jenis asam organik berat molekul rendah yaitu asam malat, asam sitrat dan asam oksalat dan senyawa kompleks Al-organik di dalam kultur pasir, dianalisis.
Penelitian tahap 2 dilakukan di laboratorium lapang kebun percobaan Tegineneng BPTP Lampung. Tujuan penelitian adalah menguji pengaruh perlakuan Brachiaria, terhadap penurunan Al-dd di dalam tanah dan interaksinya dengan mikoriza (arbuscular mycorrhiza) dan kompos jerami padi diperkaya kalium terhadap perbaikan kualitas tanah masam terkait dengan kalium tersedia dan stabilitas agregat. Penelitian menggunakan rancangan acak lengkap (RAL) dalam susunan faktorial 2 x 2 x 4 = 16, diulang 3 kali. Faktor 1 adalah rumput
Brachiaria decumbens (BD) (rumput terpilih dalam penelitian di rumah kaca),
Penelitian tahap 3 dilakukan di lapangan yaitu di 5 tanah (lokasi) di Propinsi Lampung dengan tujuan mengevaluasi efektivitas Brachiaria, mikoriza dan kompos jerami padi diperkaya kalium terhadap peningkatan hasil, pati dan penekanan senyawa sianogen ubikayu pada tanah masam. Ulangan percobaan dilakukan di 5 tanah masam yaitu; Kanhapludult Tegineneng, Hapludoks Tugusari, Plinthudult Abung Semulih Hapludoks Kalibalangan dan Kandiudult KB Selatan, Propinsi Lampung. Rancangan percobaan adalah split-split plot dengan petak utama adalah BD yaitu tanpa (B0) dan dengan BD (B1), anak petak adalah AM yaitu tanpa (M0) dan dengan AM (M1) dan anak-anak petak adalah kompos jerami padi diperkaya 0 (K0), 50 (K50), 100 (K100) dan 200 (K200) kg KCl ha
setebal 40 cm, yaitu 0-20 cm tanah top dan 20-40 cm tanah lapisan bawah.
-1
Rumput Brachiaria didapatkan mengeksudasi asam-asam organik berat molekul rendah yaitu asam malat, asam sitrat dan asam oksalat bila mengalami cekaman Al. Dari tiga asam organik tersebut, asam malat dieksudasi lebih banyak. Konsentrasi asam-asam organik tersebut dipengaruhi secara nyata oleh konsentrasi Al; semakin tinggi konsentrasi Al semakin banyak asam organik dieksudasi. Asam-asam organik tersebut didapatkan mengkelat Al.
. Selain uji penanaman, dilakukan analisis kelayakan usahatani ubikayu dengan tujuan membandingkan kelayakan usahatani ubikayu yang diperlakukan dengan Brachiaria, mikoriza dan kompos jerami padi diperkaya kalium, dengan usahatani ubikayu petani.
Dalam 9 bulan BD efektif menurun Al-dd tanah sampai 33%. Eksudat akar dan biomasa (pangkasan daun) BD yang dikembalikan ke tanah serta interaksi BD dengan AM, efektif mempertahankan dan meningkatkan K tanah tersedia serta meningkatkan hasil, pati dan menurunkan senyawa sianogen ubikayu. BD dan interaksi BD dengan AM memperbaiki stabilitas agregat meso dan mikro. Interaksi BD dan AM nyata meningkatkan kadar polisakarida total di dalam agregat tanah. Perlakuan interaksi BD, AM dan kompos jerami diperkaya 200 kg KCl ha-1
Pada percobaan di lapangan pemberian kompos jerami diperkaya 100 dan 200 KCl ha
meningkatkan kadar pati umbi 13% dan menurunkan kadar senyawa sianogen total sebesar 42%.
-1
berpengaruh lebih nyata terhadap peningkatan hasil ubikayu. Secara rata-rata perlakuan tersebut masing-masing meningkatkan hasil ubikayu 17% dan 28%. Interaksi BD, AM dan kompos jerami diperkaya 100 dan 200 kg KCl ha-1 lebih efektif meningkatkan kadar pati (13% BK) dan menurunkan senyawa sianogen (41%). Usahatani ubikayu dengan harga jual umbi Rp. 800,- kg-1, adalah menguntungkan. Namun dalam memenuhi kebutuhan hidup layak (KHL) keluarga petani dengan 3 anggota, teknologi penggunaan Brachiaria, mikoriza dan kompos jerami padi diperkaya kalium dapat menurunkan luasan pertanaman ubikayu menjadi 1,0 ha dari > 2,5 ha yang dilakukan secara tradisional dan semi maju.
© Hak Cipta milik IPB, tahun 2011
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 yang wajar IPB.
DAN HASIL UBIKAYU DENGAN BRACHIARIA, MIKORIZA
DAN KOMPOS JERAMI PADI DIPERKAYA KALIUM
BARIOT HAFIF
Disertasi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor pada
Program Studi Ilmu Tanah
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Penguji pada Ujian Tertutup: 1. Dr. Ir. Munif Ghulamahdi, MS.
(Departemen Agronomi dan Hortikultura IPB)
2. Dr. Ir. Kasdi Subagyono, MSc.
(Kepala Balai Besar Pengkajian dan
Pengembangan Teknologi Pertanian, Badan
Litbang Pertanian)
Penguji pada Ujian Terbuka: 1. Dr. Ir. Sandra Arifin Aziz, MS.
(Departemen Agronomi dan Hortikultura IPB)
2. Dr. Ir. Hasil Sembiring, MSc.
(Kepala Pusat Penelitian dan Pengembangan
Nama : Bariot Hafif
NIM : A161070051
Disetujui
Komisi Pembimbing
Ketua
Prof. Dr. Ir. Supiandi Sabiham, M.Agr.
Prof. Dr. Ir. Iswandi Anas, M.Sc.
Anggota Anggota
Ir. Atang Sutandi, M.Si. Ph.D.
Anggota
Prof. (R.) Dr. Ir. Suyamto Hardjosuwirjo.
Mengetahui
Ketua Program Studi Dekan Sekolah Pascasarjana
Ir. Atang Sutandi, M.Si. Ph.D. Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, M.S.
selesaikan. Rangkaian kegiatan penelitian dengan tema “Peningkatan Kualitas
Tanah Masam Lahan Kering dan Hasil Ubikayu dengan Brachiaria, Mikoriza dan Kompos Jerami Padi Diperkaya Kalium” telah dilaksanakan dari bulan Maret
2008 sampai dengan Agustus 2010. Karya ilmiah ini terdiri atas beberapa makalah
yang memuat hasil-hasil penelitian tersebut. Makalah pertama berjudul “Kelatisasi
Ion Aluminium oleh Asam Organik Eksudat Akar Brachiaria” dipublikasikan di dalam Jurnal Biota Vol. 15 (3), Oktober 2010. Makalah kedua dengan judul
“Perbaikan Kualitas Tanah Masam dengan Brachiaria, Mikoriza dan Kompos Jerami Padi Diperkaya Kalium: Pengaruh Terhadap Aluminium, Kalium dan
Agregat Tanah” telah diajukan untuk dapat dipublikasi melalui Indonesian Journal of Agricultural Science dan saat tulisan ini dibuat makalah dalam perbaikan untuk layak publikasi.
Penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya
kepada Prof. Dr. Ir. Supiandi Sabiham, Prof. Dr. Ir. Iswandi Anas, MS.c., Ir.
Atang Sutandi, M.Si., Ph.D., dan Prof. (R.) Dr. Ir. Suyamto Hardjosuwirjo selaku
pembimbing yang telah memberikan banyak saran dan komentar berharga.
Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Sekretariat Badan Penelitian
dan Pengembangan Pertanian selaku penyedia anggaran kegiatan penelitian
Kerjasama Kemitraan Penelitian Pertanian dengan Perguruan Tinggi (KKP3T),
saudari Indri Hapsari (Alumni S1 Ilmu Tanah, Fakultas Pertanian Institut
Pertanian Bogor), Staf Laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah Departemen
Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan dan Teknisi rumah kaca Fakultas Pertanian
Institut Pertanian Bogor serta Teknisi Balai Pengkajian Teknologi Pertanian
Lampung atas segala bantuan dan kerjasamanya. Terima kasih juga disampaikan
atas do’a dan pengorbanan istri serta anak-anak penulis.
Semoga isi disertasi ini bermanfaat.
Bogor, Januari 2011
anak ke 9 dari sembilan bersaudara dari pasangan Anwir Syukur dan Zaerah.
Tahun 1968 penulis ikut orang tua pindah ke Lubuk Gadang Kecamatan Sangir
Kabupaten Solok dan menyelesaikan sekolah dasar disana pada tahun 1976.
Sekolah menengah pertama (SMP) dan sekolah menengah atas (SMA) penulis
selesaikan di Bukittinggi masing-masing pada tahun 1979 dan tahun 1982.
Sarjana Pertanian (S1) penulis selesaikan di Fakultas Pertanian Universitas
Andalas Padang pada tahun 1988.
Tahun 1990 penulis mulai bekerja sebagai asisten peneliti di Kelompok
Peneliti Konservasi Tanah dan Air Pusat Penelitian Tanah dan Agroklimat Bogor.
Penulis banyak ditugaskan meneliti ke daerah seperti propinsi Jambi, Lampung,
Yogyakarta dan survey tanah ke hampir seluruh pulau di Indonesia. Tahun 1993
sampai tahun 1995 penulis ditugaskan menjadi peneliti pada Proyek Bangun Desa
II di D.I. Yogyakarta dan diberi tanggungjawab sebagai koordinator penelitian
untuk Kabupaten Bantul. Tahun 1995 sampai dengan tahun 1996 (8 bulan) penulis
mengikuti The Training Cource in Effective Utilization of Tropical Agriculture and Forestry Resources di Okinawa Jepang.
Pada tahun 1999 penulis ditugaskan oleh Badan Penelitian dan
Pengembangan Pertanian Kementerian Pertanian untuk melanjutkan studi S2
dalam program studi ilmu tanah di University of The Philippines Los-Baños dan menyelesaikannya pada tahun 2001. Tahun 2003 penulis dipindah tugaskan ke
Balai Pengkajian Teknologi Pertanian (BPTP) Lampung. Di BPTP selain diberi
tugas sebagai penanggungjawab rencana penelitian tingkat peneliti (RPTP) juga
ditugaskan sebagai Ketua Kelompok Program Hortikultura (2004-2005) dan
sebagai Sekretaris Kelompok Pengkajian Sumberdaya Lahan (2006-2007).
Penulis juga sebagai anggota dari Himpunan Masyarakat Konservasi Tanah dan
Air Indonesia (MKTI) dan Himpunan Ilmu Tanah Indonesia (HITI). Tahun 2007
Badan Litbang Pertanian Kementerian Pertanian menugaskan Penulis untuk
melanjutkan studi S3 untuk program studi ilmu tanah di Institut Pertanian Bogor.
Mulai tanggal 20 Oktober 2008, jabatan fungsional peneliti penulis adalah Peneliti
DAFTAR ISI
Tanah Masam di Daerah Lampung……….... Aluminium Pada Tanah Masam………...
Ubikayu (Manihot esculenta crantz)………...
Ubikayu Varitas UJ-5………...
Brachiaria sp…………...
Brachiaria decumbens……..………...
Kandungan Mineral Biomasa Brachiaria decumbens………...
Peranan BDdalam Perbaikan Kualitas Tanah Masam………...
Eksudat Akar dan Rizosfir……….... Asam Organik dan Khelatisasi Ion………... Stabilitas Agregat dan Agen Agregasi………... Polisakarida Sebagai Agen Agregasi Partikel Tanah………...
Mikoriza (Arbuscular mycorrhiza)………....
Kalium Tanah………... Kalium Tanah dan Produktivitas Ubikayu………... Pati………... Senyawa Sianogen ……….……….... Analisis Kelayakan Usahatani……….... Kebutuhan Hidup Minimum dan Kebutuhan Hidup Layak ………...
Abstrak………...
PERBAIKAN KUALITAS TANAH MASAM DENGAN BRACHIARIA,
MIKORIZA DAN KOMPOS JERAMI PADI DIPERKAYA KALIUM: I. PENGARUH TERHADAP ALUMINIUM, KALIUM DAN AGREGAT TANAH
PERBAIKAN KUALITAS TANAH MASAM DENGAN BRACHIARIA,
MIKORIZA DAN KOMPOS JERAMI PADI DIPERKAYA KALIUM:
II. PENGARUH TERHADAP HASIL, PATI DAN CYANOGENIC
GLUCOSIDES UBIKAYU
Simpulan... Saran...
DAFTAR PUSTAKA...
LAMPIRAN...
127 128
129
1
Kandungan hara dan senyawa organik dari daun B. decumbens (BD)..
Konsentrasi asam organik eksudat akar tiga spesies Brachiaria umur 2 bulan di dalam kultur pasir...
Konsentrasi Al-organik di dalam kultur pasir yang diberi konsentrasi Al berbeda dan ditanami rumput BD, BR dan BB………....
Uji korelasi antara Al-organik, asam organik dengan perkembangan akar dan pertumbuhan B. brizantha.........
Uji korelasi kanonikal antara varabel-variabel yang mempengaruhi pertumbuhan B.brizantha dengan variabel pertumbuhan B. brizantha.
Sifat kimia kompos jerami padi tanpa pengayaan kalium……….
Polisakarida total (PT) dan polisakarida bukan selulosa (PBS) di dalam agregat makro, meso dan mikro serta jumlah keseluruhannya di dalam agregat, sebagai pengaruh perlakuan interaksi BD dan AM..
Sifat kimia tanah olah masing-masing lokasi percobaan di Propinsi Lampung………....
Diameter batang, bobot umbi dan jumlah umbi pohon-1 ubikayu varitas UJ-5 sebagai pengaruh perlakuan BD, AM dan kompos jerami padi diperkaya kalium pada percobaan di Lab lapang Kebun Percobaan Tegineneng BPTP Lampung...
Bobot umbi dan biomasa (BM) bagian atas serta tinggi dan diameter batang (cm) ubikayu sebagai pengaruh interaksi BD, AM dan kompos jerami padi diperkaya kallium pada percobaan di 4 lokasi (ulangan) di Propinsi Lampung...
Kadar pati ubikayu varitas UJ-5 dan total pati pohon-1 sebagai pengaruh interaksi BD, AM dan kompos jerami padi diperkaya kalium pada percobaan di Lab lapang Kebun Percobaan Tegineneng BPTP Lampung……….………...
14
Pengaruh BD, AM dan kompos jerami diperkaya kalium terhadap kadar pati umbi ubikayu yang ditanam pada empat tanah masam (Kanhapludult Tegineneng, Plinthudult A. Semulih, Hapludoks Kalibalangan, dan Kandiudult KB Selatan) Lampung...
Sianogen total, linamarin, asetonsianohidrin dan HCN CN-1 di dalam ubikayu hasil percobaan di Lab lapang Kebun Percobaan Tegineneng BPTP Lampung dan sianogen total dari ubikayu hasil percobaan di lapangan (rata-rata 4 lokasi) sebagai pengaruh dari interkasi perlakuan BD, AM dan kompos jerami padi diperkaya 0, 50, 100 dan 200 kg KCl ha-1...
Sianogen total, linamarin, asetonsianohidrin dan HCN CN-1 di dalam ubikayu hasil percobaan di Lab lapang Kebun Percobaan Tegineneng BPTP Lampung dan sianogen total dari ubikayu hasil percobaan di lapangan (rata-rata 4 lokasi) sebagai pengaruh dari perlakuan BD dan AM……….
BC-1, NPV dan IRR untuk 5 tahun usahatani ubikayu dengan modal pinjaman bank dengan tingkat diskonto atau nilai bunga 17% untuk perlakuan interaksi BD, AM dan kompos jerami diperkaya kalium dibandingkan dengan usahatani cara beberapa petani maju, semi maju dan tradisional………...
Kelayakan usahatani ubikayu terkait NPV (x Rp. 1000) dilihat dari sudut pandang kebutuhan hidup minimum (KHM) dan kebutuhan hidup layak (KHL) KK dengan 3 anggota………...
BC-1, NPV dan IRR usahatani ubikayu sebagai pengaruh dari penurunan harga jual 50% dan peningkatan belanja modal 50% untuk berbagai model pengelolaan lahan……….
Titik impas (break event point) harga jual ubikayu cara pengelolaan usahatani ubikayu dengan aplikasi BD (B1) atau AM (M1) dalam interaksi dengan kompos jerami padi diperkaya 200 kg KCl ha-1 (B1M0K200 dan B0M1K200) dibanding usahatani cara petani……...
DAFTAR GAMBAR
Proses pelapukan (hidrolisis) K mineral primer menjadi K larutan tanah………...
Molekul amilose (Sumber: Cheng et al. 2009)………..
Molekul amilopektin (Sumber: Cheng et al. 2009)………...
Proses hidrólisis cyanogenic glucoside menjadi Noxious hydrocianic
acid (HCN)………
Keragaan pelaksanaan percobaan dan pertumbuhan masing-masing spesies Brachiaria di rumah kaca Faperta IPB...
Al-dd (cmol kg-1) tanah daerah perakaran BD, ubikayu, tanah perakaran ubikayu yang dipengaruhi perakaran BD serta tanah tanpa pengaruh perlakuan (kontrol) saat 0, 3, 6 dan 9 bulan sesudah tanam (BST) pada percobaan di Kanhapludult, Tegineneng Lampung……
Ketersediaan K sebagai pengaruh BD (B1M0), AM (B0M1) dan interaksi BD dan AM (B1M1) pada tanah yang diberi kompos jerami
diperkaya 0, 50, 100 dan 200 kg KCl ha-1……….
Hubungan antara kadar Al (ppm) dalam jaringan daun B. decumbens
dengan kandungan K tanah tersedia (ppm)………...
Pengaruh interaksi BD dan AM (A), interaksi BD dan kompos jerami diperkaya K (B) terhadap agregat makro (2-5 mm dan 1-2 mm), meso (0,25-1 mm) dan mikro ( 0,053-0,25 mm)………..
Letak dan kondisi agroekologi lokasi percobaan lapang di propinsi Lampung...
Denah pertanaman ubikayu secara intercropping dengan Brachiaria
pada salah satu petak utama di lapangan………...
Keragaan pelaksanaan percobaan di Lab Lapang Kebun Percobaan Tegineneng BPTP Lampung di propinsi Lampung...
16
Keragaan data hasil umbi dan biomasa (BM) ubikayu UJ-5 sebagai pengaruh perlakuan interaksi BD (B0 dan B1), AM (M0 dan M1) dan kompos jerami padi diperkaya 0 kg (K0), 50 kg (K50), 100 kg (K100) dan 200 kg (K200) KCl ha-1 di 4 tanah (lokasi) di Propinsi Lampung………..
Bobot umbi dan biomasa ubikayu UJ-5 hasil pengujian pada empat tanah (lokasi) (TGN=Kanhapludult Tegineneng, ABS=Plinthudult Abung Semulih, KLB=Hapludoks Kalibalangan, dan KBS= Kandiudult Kotabumi Selatan) di Propinsi Lampung………...
Kadar pati ubikayu varitas UJ-5 dalam % bobot basah (%BB) dan % bobot kering (%BK) sebagai pengaruh perlakuan interaksi BD [(tanpa (B0) dan dengan BD (B1)], AM [tanpa (M0) dan dengan AM (M1)] dan kompos jerami padi diperkaya 0 (K0), 50 (K50), 100 (K100) dan 200 (K200) kg KCl ha-1 pada percobaan Lab lapang (Kanhapludult Tegineneng) dan percobaan lapang (Kanhapludult Tegineneng, Plinthudult A. Semulih, Hapludoks Kalibalangan dan Kandiudult KB. Selatan), Propinsi Lampung (Lapang)………
Kadar pati (%BB dan %BK) ubikayu UJ-5 yang ditanam pada 4
tanam masam berbeda [Kanhapludult Tegineneng (TGN),
Plinthudult A. Semulih (ABS), Hapludoks Kalibalangan (KLB), dan Kandiudult KB Selatan (KBS)] di Lampung………
Senyawa sianogen (linamarin, asetonsianohidrin dan HCN CN-1) yang terukur di dalam umbi ubikayu varitas UJ-5 sebagai respon terhadap perlakuan interaksi BD, AM dan kompos jerami diperkaya 0 (K0), 50 (K50), 100 (K100), 200 (K200) kg KCl/ha pada percobaan Lab lapang di Kanhapludult Tegineneng Lampung………
Konsentrasi rata-rata senyawa sianogen total yang terukur di dalam umbi ubikayu UJ-5 sebagai respon terhadap perlakuan interaksi BD, AM dan kompos jerami diperkaya 0 (K0), 50 (K50), 100 (K100), 200 (K200) kg KCl/ha dari percobaan di Kanhapludult Tegineneng, Plinthudult Abung Semulih, Hapludoks Kalibalangan, dan Kandiudult Kotabumi Selatan) Propinsi Lampung………...
Konsentrasi rata-rata senyawa sianogen total terukur di dalam ubikayu UJ-5 yang ditanam pada Kanhapludult Tegineneng (TGN), Plinthudult A. Semulih (ABS), Hapludoks Kalibalangan (KBL), dan Kandiudult KB. Selatan (KBS) di Propinsi Lampung………..
24
25
26
Struktur cincin dari kompleks Al-asam-asam organik (kelat) (Dynes & Huang 1997)………..
Keragaan akar ubikayu tanpa kolonisasi mikoriza dan dengan kolonisasi hifa dan veskula mikoriza………
Pengaruh pemberian K2O terhadap umbi, pati dan senyawa sianogen
total ubikayu UJ-5 pada beberapa tanah masam Lampung…………... 112
120
1
Kromatogram (chromatogram) dari larutan standar asam sitrat, asam oksalat dan asam malat serta kandungan asam-asam tersebut di dalam kultur pasir yang diperlakukan dengan konsentrasi Al (0, 100, 200, 300 dan 400 μM) dan ditanami B. decumbens (BD), B. ruziziensis (BR) serta B. brizantha (BB) yang terdeteksi oleh HPLC
Pertumbuhan perakaran B. decumbens (BD), B. ruziziensis (BR) dan
B. brizantha (BB) (massa, volume, dan bobot jenis akar) umur 2 bulan, sebagai respon terhadap perlakuan konsentrasi Al (0, 100, 200, 300 dan 400 μM)... Tinggi tanaman, jumlah tunas dan daun Brachiaria yang ditanam pada kultur pasir yang diberi konsentrasi Al berbeda……….
Kandungan N, P, K, Ca, Mg yang terukur di dalam daun Brachiaria
decumbens………….
Asam organik terukur pada tanah daerah perakaran ubikayu yang dipengaruhi B. decumbens dan tanpa pengaruh B. decumbens pada percobaan di Kanhapludult Tegineneng Lampung………...
Bobot pangkasan rumput B. decumbens (kg bulan-1) untuk 1m baris tanam pada percobaan Lab lapang di Kanhapludult Tegineneng Lampung………...
Bobot pangkasan total rumput B. decumbens (kg) untuk 1 m baris tanam selama 9 bulan dan berat pangkasan rata-rata (kg bulan-1) pada percobaan lapang di 5 lokasi yaitu Tegineneng (TGN), Pejambon (PJB) Kalibalangan (KLB), Abung Semulih (ABS) dan Kotabumi Selatan (KBS)………
Pertumbuhan dan produksi umbi Ubikayu di lokasi Pejambon (Tugusari)………
Profil dan diskripsi profil Kanhapludult Tegineneng Lampung...
Profil dan diskripsi profil tanah Hapludoks Kalibalangan Lampung…
143
Profil dan diskripsi profil tanah Plinthudult A. Semulih, Lampung….
Profil dan diskripsi profil Kandiudult KB. Selatan, Lampung……….. .
153
14
besaran aliran dana dalam 5 tahun kegiatan usahatani………
Biaya Bahan dalam Rupiah ha-1 dari masing-masing perlakuan yang diuji pada penelitian di lapang (5 lokasi)………..
Biaya tenaga kerja dan total biaya produksi dalam Rupiah ha-1 dari masing-masing perlakuan yang diuji pada penelitian di lapang (5 lokasi)………
Biaya produksi dan pengembalian usahatani ubikayu beberapa petani tradisional di daerah kajian propinsi Lampung……….
Biaya produksi dan pengembalian usahatani ubikayu beberapa petani semi maju di daerah kajian propinsi Lampung……….
Biaya produksi dan pengembalian usahatani ubikayu beberapa petani maju di daerah kajian propinsi Lampung………..
Cara kerja analisis kadar polisakarida total dan polisakarida bukan (selain) selulosa (Lowe 1993)………...
Cara kerja analisis kadar pati (metoda Somogyi-Nelson) (Nelson 1944)……….
Cara kerja analisis senyawa sianogen total (cyanogenic glucosides) (metoda Bradbury) (Bradbury et al. 1997, diacu dalam Hidayat dan Damardjati 2003)………..
Hasil sidik ragam untuk data percobaan di rumah kaca……….
Hasil sidik ragam untuk data pengaruh perlakuan terhadap jumlah (stabilitas) agregat……….
Hasil sidik ragam untuk data pengaruh perlakuan terhadap polisakarida di dalam masing-masing agregat……….
Hasil sidik ragam untuk data pengaruh perlakuan terhadap pertumbuhan dan mutu hasil ubikayu UJ-5………..
Hasil sidik ragam untuk pengaruh perlakuan terhadap kadar pati dan
cyanogenic glucosides………...
27 Hasil sidik ragam untuk data pengaruh perlakuan terhadap
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Sifat-sifat kimia tanah masam yang membatasi pertumbuhan perakaran dan
menurunkan produksi tanaman antara lain keracunan Al, Mn dan kurang
tersedianya unsur-unsur hara esensial untuk pertumbuhan tanaman. Secara umum
diketahui tanaman yang ditanam pada tanah masam, perkembangan sistem
perakarannya terganggu, mengalami defisiensi hara dan hasil tanaman menurun.
Penyebabnya antara lain daya toksisitas Al yang tinggi pada pH tanah rendah
(Pietraszewska 2001). Mengacu kepada definisi kualitas tanah yang dikemukakan
oleh SSSA (1994), diacu dalam van Lynden et al. (2004) maka tanah masam
dikategorikan sebagai tanah dengan kualitas rendah karena kapasitasnya untuk
difungsikan di dalam sistem produksi tanaman berkelanjutan adalah rendah.
Menurut Mulyani et al. (2003) penyebaran tanah masam di Indonesia cukup
luas terutama pada wilayah beriklim basah dan pulau Sumatera adalah pulau
dengan luasan tanah masam terluas. Tanah-tanah masam itu ditemukan baik pada
lahan kering maupun lahan basah (rawa/pasang surut) dan dapat berasal dari
bahan/batuan mineral maupun bahan non mineral (organik). Tanah masam lahan
kering ditemukan lebih luas dibanding tanah masam lahan basah. Salah satu
propinsi di pulau Sumatera dengan hamparan tanah masam lahan kering yang luas
adalah Propinsi Lampung. Beberapa ordo tanah masam yang ditemukan di
propinsi ini adalah Inseptisol, Oksisol dan Ultisol yang masing-masing
diperkirakan seluas 1,1, 1,0 dan 0,5 juta hektar. Beberapa kelompok besar tanah
masam yang ditemukan di dalam ordo-ordo itu antara lain Distrudept, Hapludult,
Hapludoks, Plinthudult dan Kandiudult (Widowati et al. 2003; Nasution 2003;
BPTP Lampung 2004).
Ubikayu (Manihot esculenta Crantz) adalah makanan pokok ketiga setelah padi dan jagung di Indonesia (Agribisnis Indonesia 2005). Kandungan karbohidrat
ubikayu segar kisaran 30-35%. Kandungan karbohidrat tersebut masing-masing
40% dan 25% lebih besar dari pada karbohidrat beras dan karbohidrat jagung.
Kandungan pati ubikayu sekitar 24% antara lain dapat dimanfaatkan untuk bahan
baku bioetanol (Tonukari 2004). Tanaman ini toleran terhadap berbagai faktor
hara pada tanah masam (Howeler 2002; Kawano 2003). Kelebihan itu membuat
usahatani ubikayu dapat dilakukan secara sederhana (tanpa pupuk). Wargiono
(2003) melaporkan di Ultisol Lampung produksi ubikayu tanpa pupuk rata-rata 7
ton ha-1. Produksi ubikayu petani tanpa dipupuk yang relatif rendah diperkirakan sebagai salah satu penyebab dari rendahnya rata-rata produksi ubikayu nasional
yaitu 16,2 ton ha-1 (Lubis 2007).
Ispandi dan Munip (2005) mengemukakan bahwa ubikayu yang ditanam
pada tanah masam (pH 4,7 – 5,1) dapat berproduksi baik (hasil varitas tertentu
dapat mencapai 41 ton ha-1) hanya bila tanah masam dipupuk dan diberi kapur. Selain itu tanpa pemupukan kesuburan tanah di bawah tanaman ubikayu nyata
menurun. Kesuburan tanah dapat dipertahankan dan diperbaiki bila diaplikasikan
pupuk N, P dan K serta diberi bahan organik (Nakviroj et al. 2005).
Santoso et al. (2001); Kurnia et al. (2003) mengemukakan bahwa salah satu
cara yang efektif untuk memperbaiki kualitas tanah masam adalah melalui
penggunaan bahan organik. Diantara sumber bahan organik yang perlu
diberdayakan adalah bahan atau senyawa organik eksudat akar (Violante &
Gianfreda 2000). Hasil penelitian menunjukkan beberapa tanaman potensial
dalam menghasilkan eksudat akar diantaranya Brachiaria. Akar tanaman ini
mengeksudasi senyawa-senyawa organik untuk memperbaiki sifat fisiko-kimia
tanah dan khusus asam-asam organik dengan berat molekul rendah dieksudasi
untuk detoksi logam beracun seperti Al (Gaume et al. 2004; Grundy et al. 2006;
Wenzl et al. 2006; Oburger et al. 2009).
Hasil penelitian pada tanah terdegradasi di Madagaskar memperlihatkan
potensi lain dari Brachiaria yaitu mampu meningkatkan produksi ubikayu
rata-rata 240%, yakni meningkat dari 4-13 ton ha-1 menjadi 11-30 ton ha-1
Menurut Howeler (2002) bahan lain yang juga berpotensi memperbaiki
pertumbuhan dan hasil ubikayu adalah mikoriza (arbuscular mycorrhiza).
Ubikayu bila bersimbiosis dengan mikoriza dapat tumbuh baik pada tanah masam setelah
ditanam secara intercropping dengan ubikayu (Charpentier et al. 2006). Dampak
positif tersebut antara lain disebabkan perakaran Brachiaria mampu memperbaiki
siklus hara, meningkatkan karbon organik dan memperbaiki agregat tanah
miskin P (P tersedia rendah). Tanaman ubikayu bila kekurangan P akan
mengalami gangguan proses metabolisme sehingga dapat menghambat serapan
hara-hara lainnya termasuk K. Ketersediaan dan cadangan hara K yang rendah
pada tanah masam (Rachim 2007) adalah salah satu penyebab rendahnya
produktivitas ubikayu pada tanah masam. Sebagaimana dikemukakan Suyamto
(1998); Howeler (2002), ketersediaan K tanah yang cukup adalah faktor kunci
untuk dapat memperbaiki pertumbuhan dan hasil ubikayu sebagaimana juga mutu
hasil ubikayu terkait kadar pati dan senyawa sianogen (cyanogenic glucosides)
(González & Sotomayor 2005; Bradbury 2006).
Ubikayu yang ditanam pada tanah miskin K menghasilkan umbi dengan
kadar pati lebih rendah dan senyawa sianogen lebih tinggi dan sebaliknya akan
mempunyai kadar pati lebih tinggi dan senyawa sianogen lebih rendah bila
ditanam pada tanah cukup kandungan K (El-Sharkawy & Cadavid 2000).
Ketersediaan K yang tinggi di dalam tanah, akan mempertinggi akumulasi ion K
di dalam sel tanaman dan sifat higroskopis dari ion K akan meningkatkan
kemampuan tanaman dalam mengekstrak air dari tanah (Krishna 2002).
Ketersediaan air yang cukup di dalam jaringan tanaman penting artinya dalam
pembentukan gula dan pati oleh proses fotosintesis.
Sejauh ini belum ada penelitian yang mempelajari potensi eksudat akar
Brachiaria untuk perbaikan kualitas tanah masam di Indonesia. Untuk
meningkatkan produktivitas tanah masam berbasis sumberdaya lokal, maka
kapabilitas eksudat akar Brachiaria dalam memperbaiki sifat fisiko-kimia tanah
perlu diuji. Demikian pula dalam hubungannya dengan perbaikan mutu hasil
ubikayu maka pengaruh Brachiaria dalam interaksi dengan mikoriza dan pupuk
organik (kompos) juga perlu dipelajari.
Perumusan Masalah
Kualitas tanah masam rendah disebabkan kapabilitasnya untuk
diberdayakan di dalam sistem produksi tanaman berkelanjutan adalah rendah.
Kapabilitas yang rendah antara lain disebabkan ketersediaan dan cadangan hara
esensial yang rendah disamping tingginya bahaya keracunan aluminium. Selain
organik tanah oleh pengelolaan lahan. Namun karena hamparannya cukup luas,
tanah ini menjadi sasaran pengembangan ubikayu nasional (Wirawan 2006).
Ubikayu diketahui tanaman yang dapat tumbuh pada tanah dengan berbagai
kondisi ekstrim seperti pH rendah atau tinggi, keracunan Al, miskin hara, dan
kondisi marginal lainnya (Howeler 2002; Kawano 2003). Karenanya ubikayu
dapat diusahakan petani dengan cara pengelolaan masukan rendah. Namun bila
kelebihan itu dimanfaatkan akan semakin memperburuk kualitas tanah disamping
nilai ekonomi usahatani ubikayu yang didapat juga rendah.
Dalam kaitan dengan ubikayu sebagai sumber karbohidrat, bahan baku
berbagai komponen industri ataupun yang paling menonjol sebagai sumber bahan
baku bioetanol (Tonukari 2004), maka untuk jangka panjang perlu dipersiapkan
cara pengelolaan lahan usahatani ubikayu yang selain mampu memberikan hasil
dan mutu hasil yang baik juga dapat meningkatkan kualitas tanah masam.
Beberapa bahan diketahui mampu meningkatkan produktivitas tanah masam
dan juga produksi ubikayu, seperti Brachiaria, mikoriza dan bahan organik
(Cadavid et al. 1998; Howeler 2002; Charpentier et al. 2006). Namun
efektivitasnya masih belum teruji khususnya pada tanah masam lahan kering di
daerah Lampung. Pemahaman yang lebih mendalam akan kemampuan
bahan-bahan tersebut dalam memperbaiki sifat-sifat tanah seperti aluminium dapat
dipertukarkan, ketersediaan kalium dan stabilitas agregat tanah, diharapkan dapat
mengoptimalkan potensinya dalam meningkatkan produksi dan mutu hasil
ubikayu terkait kadar pati dan senyawa sianogen.
Khusus terhadap kondisi K tanah, perhatian selain diberikan terhadap
peningkatan ketersediaan, juga harus diberikan terhadap resiko kehilangan K yang
tinggi melalui pencucian pada tanah masam. Hal itu penting artinya karena untuk
usahatani ubikayu, K adalah unsur hara utama yang harus selalu tersedia dalam
jumlah yang cukup di dalam tanah dan untuk penyediaannya di masa depan akan
berhadapan pula dengan kendala semakin tingginya harga pupuk kimia K.
Pada akhirnya untuk menentukan cara pengelolaan usahatani ubikayu yang
tepat, tidak hanya dilihat dari pengaruhnya terhadap peningkatan kualitas tanah
masam dan pati ubikayu, namun juga harus dinilai dari kelayakan usahatani
Secara keseluruhan perumusan masalah didekati berdasarkan kerangka
pemikiran seperti yang tertuang di dalam Gambar 1.
Tujuan Penelitian
1. Mempelajari potensi asam organik eksudat akar Brachiaria dalam kelatisasi
Al dan penurunan aluminium dapat dipertukarkan di dalam tanah.
2. Menguji pengaruh perlakuan Brachiaria, mikoriza (arbuscular mycorrhiza)
dan kompos jerami padi diperkaya kalium terhadap perbaikan kualitas
tanah masam terkait dengan kalium tersedia dan stabilitas agregat.
3. Mengevaluasi efektivitas Brachiaria, mikoriza dan kompos jerami padi
diperkaya kalium terhadap peningkatan hasil, kadar pati dan penekanan
kandungan senyawa sianogen (cyanogenic glucosides) ubikayu pada tanah
masam.
4. Membandingkan kelayakan usahatani ubikayu yang diperlakukan dengan
Brachiaria, mikoriza dan kompos jerami padi diperkaya kalium, dengan
usahatani ubikayu petani.
Hipotesis
1. Asam organik eksudat akar Brachiaria mampu mengkelat Al dan
menurunkan Al tanah dapat dipertukarkan.
2. Brachiaria, mikoriza dan kompos jerami padi diperkaya kalium mampu
memperbaiki kualitas tanah masam dengan meningkatkan kadar kalium
tersedia dan stabilitas agregat tanah.
3. Aplikasi Brachiaria, mikoriza dan kompos jerami padi diperkaya kalium
pada tanah masam efektif memperbaiki pertumbuhan dan hasil serta mutu
hasil ubikayu terkait peningkatan kadar pati dan penurunan senyawa
sianogen.
4. Perbaikan kualitas tanah masam yang dicirikan oleh menurunnya Al dapat
dipertukarkan, meningkatnya kalium tanah tersedia dan stabilitas agregat
sehingga berdampak terhadap perbaikan hasil dan mutu hasil ubikayu,
sebagai respon terhadap perlakuan Brachiaria, mikoriza dan kompos
Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian adalah sebagai berikut:
• Tanah masam adalah tanah dengan faktor-faktor pembatas pertumbuhan
tanaman yang relatif tinggi, namun hamparannya yang luas membuat tanah
ini menjadi sasaran pengembangan komoditas-komoditas pertanian
potensial. Teknologi pengelolaan lahan terpilih dari penelitian ini mampu
mengatasi faktor-faktor pembatas pertumbuhan tanaman sehingga dapat
meningkatkan produktivitas tanah masam.
• Ubikayu merupakan komoditas yang berperan penting di masa depan baik
sebagai sumber karbohidrat, bahan baku industri maupun sebagai sumber
energi alternatif. Untuk hal itu hasil penelitian dapat digunakan sebagai
dasar untuk meningkatkan produksi dan mutu hasil ubikayu melalui
perluasan lahan dengan teknologi pengelolaan lahan yang lebih efisien,
efektif dan berkelanjutan.
• Ubikayu diketahui sebagai tanaman yang beradaptasi baik terhadap kondisi lahan marginal, karenanya di Propinsi Lampung kebanyakan petani
mengelola usahatani ubikayu secara sederhana dengan masukan yang
sangat rendah. Hal itu cenderung membawa ke masalah degradasi tanah.
Teknologi pengelolaan lahan ubikayu hasil penelitian ini mampu mengatasi
degradasi dan memperbaiki kualitas tanah masam dalam usahatani ubikayu
yang mengandalkan pengelolaan masukan rendah.
• Harga pupuk kalium sebagai komplemen utama usahatani ubikayu yang
terus meningkat, adalah diantara masalah utama yang dihadapi petani
dalam upaya meningkatkan hasil dan mutu hasil ubikayu. Teknologi
pengelolaan lahan ubikayu hasil penelitian ini, mampu menurunkan
kebutuhan hara kalium ubikayu sejalan dengan upaya peningkatan produksi
dan mutu hasil ubikayu.
• Mayoritas petani ubikayu adalah petani-petani marginal (relatif miskin) yang pantas diberi bantuan. Salah satu bentuk bantuan yang dapat diberikan
adalah berupa sosialisasi teknologi pengelolaan lahan ubikayu dengan
tingkat kelayakan usahatani yang lebih baik. Teknologi pengelolaan lahan
Ruang Lingkup Penelitian
Penelitian dilaksanakan dalam tiga tahap. Tahap pertama di rumah kaca,
tahap kedua di laboratorium lapang dan tahap ketiga di lapangan. Penelitian di
rumah kaca berupa pengujian penanaman tiga spesies Brachiaria (B. decumbens,
B. ruziziensis dan B. brizantha) pada media pasir steril yang diperlakukan dengan
berbagai konsentrasi aluminium. Hal yang dipelajari dalam penelitian ini adalah
potensi asam-asam organik eksudat akar tiga spesies Brachiaria dalam mengkelat
Al. Untuk hal itu setelah dua bulan penanaman Brachiaria, diukur kadar
asam-asam organik dengan berat molekul rendah yang dieksudasi akar ketiga spesies
Brachiaria sebagai respon terhadap konsentrasi Al, di dalam kultur pasir. Sebagai
indikasi dari kemampuan asam-asam organik tersebut dalam kelatisasi aluminium,
diukur pula kadar Al-organik di dalam kultur pasir tersebut.
Penelitian tahap II yaitu di laboratorium lapang, dilaksanakan di kebun
percobaan Tegineneng BPTP Lampung. Penelitian ini adalah untuk menguji
pengaruh perlakuan tanaman sela Brachiaria terhadap aluminium tanah dapat
dipertukarkan dan interaksinya dengan inokulasi mikoriza dan kompos jerami
padi diperkaya kalium terhadap perbaikan kualitas tanah masam terkait kalium
tersedia dan stabilitas agregat tanah masam. Dampak dari perlakuan terhadap
sifat-sifat kimia tanah tersebut selanjutnya dikaitkan dengan hasil, pati dan kadar
senyawa sianogen (cyanogenic glucosides) umbi ubikayu. Ubikayu yang dipilih
untuk diuji adalah varitas UJ-5 yang direkomendasikan oleh Badan Penelitian dan
Pengembangan Pertanian sebagai ubikayu bahan baku industri. Dalam penelitian
ini ubikayu ditanam di dalam pot artifisial dan dirancang secara RAL dalam
susunan perlakuan faktorial. Contoh tanah yang diperlakukan adalah
Kanhapludult Tegineneng Lampung (Dai et al.1989).
Penelitian tahap III dilaksanakan di lapangan yaitu di 5 lokasi (tanah).
Pemilihan lima (5) tanah untuk lokasi yang masing-masing juga difungsikan
sebagai ulangan dari percobaan adalah didasarkan laporan hasil identifikasi
sebaran klasifikasi tanah dan tingkat kejenuhan aluminium tanah wilayah Propinsi
Lampung dan sekitarnya (Dai et al. 1989; Hikmatullah et al. 1990). Lima tanah
yang dimaksud adalah Kanhapludult Tegineneng, Hapludoks Kalibalangan,
Tugusari. Penelitian di lapangan dipilah menjadi dua kegiatan yaitu; a) uji
penanaman dan b) analisis kelayakan usahatani. Penelitian uji penanaman adalah
untuk mengevaluasi efektivitas perlakuan Brachiaria, mikoriza (arbuscular
mycorrhiza) dan kompos jerami padi diperkaya kalium terhadap peningkatan
hasil, kadar pati dan penekanan kandungan senyawa sianogen umbi ubikayu yang
ditanam pada tanah masam berbeda. Sedangkan analisis kelayakan usahatani
ubikayu dimaksudkan untuk membandingkan kelayakan usahatani ubikayu yang
diperlakukan dengan Brachiaria, mikoriza dan kompos jerami padi diperkaya
kalium dengan usahatani ubikayu petani. Analisis ini antara lain untuk mengetahui
kelayakan usahatani ubikayu dari sisi manfaat yang terindikasi dari nilai Benefit
Cost Ratio (BC-1), net present value (NPV) dan internal rate of return (IRR) dan potensinya dalam memenuhi kebutuhan hidup minimum (KHM) serta kebutuhan
hidup layak (KHL) petani (Sajogyo 1977; Arsyad 1992; Sinukaban 2007). Alur
tahapan penelitian selengkapnya dapat dilihat pada Gambar 2.
Kebaruan Penelitian
Kebaruan dari penelitian ini adalah menemukan bentuk (model) pengelolaan
tanah masam berbasis sumberdaya lokal yang dapat memperbaiki kualitas tanah
dan hasil ubikayu serta kelayakan usahatani ubikayu, melalui pemberdayaan
eksudat akar Brachiaria untuk perbaikan sifat-sifat tanah dan pangkasan daun
Brachiaria sebagai sumber bahan organik in situ, dan dalam interaksinya dengan
mikoriza (arbuscular mycorrhiza) meningkatkan daya serapan hara akar ubikayu
serta dengan kompos jerami padi diperkaya kalium, mengefisienkan dan
TINJAUAN PUSTAKA
Tanah Masam di Daerah Lampung
Klas tanah masam yang terhampar luas di Propinsi Lampung adalah Oksisol
(Mulyani et al. 2003). Oksisol adalah tanah matang yang terbentuk oleh proses
desilikasi dan laterisasi di daerah lembab dan hangat yaitu daerah tropik dan
merupakan tanah yang mengalami pelapukan berat bahkan melebihi Ultisol. Pada
lapisan bawah (horizon B) ditemukan horizon oksik, yaitu horizon sub permukaan
yang mengandung liat hidrous-oksida atau seskuioksida dan liat kaolinit dalam
jumlah besar. Pada banyak Oksisol juga ditemukan plintit dan selain itu karena
muatan elektrik dari Oksisol adalah muatan variabel, tanah ini kadang juga
sebagai referensi untuk tanah bermuatan variabel (Tan 2000).
Di kawasan Bangun Rejo, Lampung Tengah ditemukan grup tanah Oksisol
yaitu Hapludoks dengan rata-rata pH ≤ 4,5. Tanah ini secara umum miskin hara
(Tala’ohu et al. 2003). Tanah Hapludoks juga didapatkan di Baradatu, Kabupaten
Waykanan dengan pH tanah kisaran 4,3-4,9. Tanah ini mempunyai kandungan P
tersedia rendah dan kadar K potensial sangat rendah yang terutama akibat
pelapukan lanjut menyebabkan mineral-mineral sumber hara K tidak dijumpai lagi
di dalam tanah. Hasil identifikasi lebih lanjut mendapatkan tanah ini didominasi
oleh mineral kuarsa dan opak yang merupakan mineral tahan lapuk sebagai sisa
dari hasil pelapukan lanjut (Prasetyo & Ritung 1998).
Di Lampung Tengah, tepatnya di kawasan Purwodadi dan Simbawaringin
ditemukan tanah Ultisol. Tanah Ultisol adalah tanah matang yang terbentuk oleh
kombinasi proses laterisasi dan podsolisasi dan pada sub horizon ditemukan
horizon argilik atau kandik (Soil Survey Staff 1999). Kelompok Ultisol yang
ditemukan di Lampung adalah Hapludult dan Plinthudult, dengan pH kisaran 4,5 –
4,8 dan hara K merupakan faktor pembatas utama pertumbuhan tanaman
(Widowati et al. 2003). Tanah Ultisol lainnya yang ditemukan di Lampung
Tengah tepatnya di daerah Sidowaras adalah Kandiudult. Tanah ini mempunyai
kadar liat tinggi dengan kandungan hara secara umum rendah (Nasution 2003). Di
Barat yaitu Kandiudult dengan pH kisaran 5,0-5,4 dan mempunyai status P
tersedia rendah (Sutriadi et al. 2003).
Aluminium Pada Tanah Masam
Sifat-sifat kimia tanah masam yang membatasi pertumbuhan dan
menurunkan produksi tanaman antara lain kehadiran ion beracun seperti Al, Mn
dan tidak tersedianya unsur-unsur hara penting untuk pertumbuhan tanaman
seperti P, K, Ca, Mg, Mo dan Si (Pietraszewska 2001).
Aluminium adalah metal yang paling banyak pada kerak bumi yang
kebanyakan berupa bentuk yang tidak larut. Tetapi pada tanah pH < 5, spesies
Al3+ yang bersifat racun larut pada tingkatan yang menghambat pertumbuhan akar dan menurunkan produksi tanaman (Le Van & Masuda 2004). Menurut Jorge dan
Arruda (1997) Al adalah unsur tanah masam yang paling beracun dimana bila pH
tanah turun, kelarutan Al akan semakin memperburuk produktivitas tanaman. Al
pada tingkatan beracun akan menghambat perpanjangan akar sebagai
konsekwensi dari terganggunya ujung akar. Brady et al. (1990) menginformasikan 2 μM Al di dalam larutan hara menyebabkan reduksi nyata dari perakaran kedelai.
Kehadiran Aluminium (Al) sebagai kendala utama produktivitas tanah masam
terjadi dalam bentuk yang berbeda di dalam larutan tanah. Al3+ hadir pada pH 4-5, Al(OH)2+ dan Al(OH)2+pada pH 5,5-7, dan Al(OH)4- pada pH 7-8. Ion kompleks
lain seperti AlO4Al12(OH)24(H2O)127+(Al13) juga bersifat racun. Tetapi tidak ada
keracunan rizosfir terdeteksi untuk kehadiran AlSO4+ dan Al(SO4)2- atau Al-F
(yaitu AlF2+ and AlF2+). Status dari Al(OH)2+ dan Al(OH)2+
Dai et al. (1989); Hikmatullah et al. (1990); Hidayat et al. (1989)
melaporkan bahwa tingkat kejenuhan Al untuk masing-masing jenis tanah masam
di daerah Lampung sangat bervariasi, mulai dari tanpa masalah kejenuhan Al
sampai kepada kejenuhan Al sangat tinggi. Salah satu faktor yang cukup
berpengaruh, adalah bahan induk tanah. Tanah masam lahan kering yang
berkembang dari bahan induk desit, liparit, batuan liat dan granit kelihatannya
cenderung mempunyai kejenuhan Al rendah sampai sangat tinggi. Jenis tanah tidak tentu meskipun
hasil penelitian mengindikasikan Al-OH bersifat racun (Kinraide 1997;
yang berkembang dari bahan induk tersebut bisa Inseptisol (Distropept), Oksisol
(Hapludoks dan Kandiudoks) atau Ultisol (Hapludult dan Kandiudult).
Berdasarkan penyebaran jenis tanah, terindikasi pula tanah dengan kejenuhan Al
sedang sampai tinggi lebih banyak ditemukan di wilayah Lampung bagian Utara,
sementara di daerah Lampung bagian Selatan, kejenuhan Al tidak terlalu
bermasalah.
Ubikayu (Manihot esculenta crantz)
Ubikayu tergolong ke dalam famili Euphorbiaceae. Ubikayu adalah tanaman
semak/pepohonan semi kayuan berasal dari Amerika Selatan. Brazilia merupakan
pusat asal dan keragaman ubikayu. Euphorbiaceae mempunyai sekitar 7200
spesies (Prihandana et al. 2008). Klasifikasi tanaman ubikayu sebagai berikut:
Klas : Dicotyledoneae
Sub klas : Arhichlamydeae
Ordo : Euphorbiales
Famili : Euphorbiaceae
Sub famili : Manihoteae
Genus : Manihot
Spesies : Manihot esculenta Crantz
(Sumber: Prihandana et al. 2008)
Ubikayu (Manihot esculenta Crantz) dikenal juga sebagai Manihot
utilissima dan Manihot alpi adalah tanaman semak tahunan yang cukup tinggi
dengan tinggi tanaman bisa mencapai 7 m, dan diameter batang untuk spesies
tertentu (bukan komersil) bisa mencapai 20 cm. Tanaman terdiri dari satu atau
beberapa batang, sedikit bercabang, dengan warna hijau muda sampai sedikit
kemerahan, Kulit luar mulus bewarna coklat muda sampai abu-abu kekuningan,
kulit dalam krem-kehijauan, mengeluarkan getah, berair, dan kayunya lunak
(USDA & NRCS 2009).
Kultivar-kultivar ubikayu dibedakan atas dasar morfologi (bentuk dan
kematangan, hasil dan kandungan senyawa sianogen (cyanogenic glucoside).
Berdasarkan kandungan senyawa sianogen ubikayu dibedakan atas dua kelompok
yaitu varitas pahit dan manis. Varitas manis masih mengandung sedikit senyawa
sianogen. Daun ubikayu tersusun secara spiral dan muncul dari bagian buku
batang dan petiole (tulang daun) menjari, dengan warna hijau terang/muda sampai
merah serta bentuk daun mirip pedang. Warna daun bagian atas hijau tua dan
bagian bawah abu-abu kehijauan, sedikit pucat, kadang beraneka warna, dan helai
daun sempit dengan panjang daun 2,9-12,5 kali lebar (White et al. 1998; USDA
& NRCS 2009).
Umbi ubikayu panjang dan melonjong dengan daging keras yang cukup
seragam ditutupi kulit umbi berwarna coklat dan kasar setebal ±1mm. Umbi
tumbuh dalam bentuk kluster dan pada varitas komersil diameter umbi sekitar
5-10 cm dengan panjang 50-80 cm. Sepanjang pusat umbi diisi bagian yang
mengayu berbentuk pita. Daging umbi bisa seputih kapur atau menguning,
mengandung pati yang tinggi (20-30% berat basah) dan kandungan mineralnya
seperti kalsium dan posfor masing-masing sekitar 50 dan 40 mg 100 g-1 serta
vitamin C sekitar 25 mg 100g-1
Varitas UJ-5 (Umas Jaya-5) adalah ubikayu KU-50 (Kasetsart
University-50) yang telah diuji oleh Balai Penelitian Kacang-kacangan dan Umbi-umbian
(Balitkabi) dan dinyatakan sebagai ubikayu unggul untuk bahan baku industri dan
diberi nama UJ-5. Badan Litbang Pertanian (2010) menyatakan UJ-5 memenuhi
syarat sebagai sumber bahan baku FGE (fuel grade ethanol) karena; 1) kadar pati
tinggi, 2) potensi hasil tinggi, 3) tahan cekaman biotik dan abiotik dan 4) fleksibel
dalam usahatani dan umur panen (Prihandana et al. 2008). Potensi produksi
ubikayu UJ-5 sekitar 25-38 ton ha
. Sebagai sumber energi (karbohidrat), hasil
ubikayu perluasan tanam hanya kalah oleh tebu, namun ubikayu miskin akan
protein dan nutrisi lainnya. Sementara daun ubikayu yang kadang dimanfaatkan
sebagai sayuran atau pakan cukup kaya akan protein meskipun juga mengandung
senyawa sianida (HCN) yang cukup tinggi (Tonukari 2004; USDA & NRCS
2009).
Ubikayu Varitas UJ-5
-1
, kadar pati 20-30% berat basah (BB) dan
panen 9-10 bulan dan merupakan varitas yang agak tahan penyakit CBB (Cassava
Bacterial Blight). Sifat-sifat lainnya dari umbi UJ-5 antara lain bahan kering
46,31%, kadar gula 43,47%, kadar pati 80,24% dan konversi ubi segar menjadi
bioetanol adalah 4,35 kg liter-1. Kelebihan varitas ini dibanding varitas lain yang juga direkomendasikan untuk bahan baku industri adalah kadar air yang lebih
rendah dan kadar gula serta kadar pati yang lebih tinggi. Kekurangannya adalah
umur panen yang sedikit lebih lama (Wargiono et al. 2006; Ginting et al. 2006
diacu dalam Prihandana et al. 2008; Badan Litbang Pertanian, 2010). Sifat lain
yang menguntungkan dari UJ-5 adalah; 1) daun tidak cepat gugur, 2) adaptif
terhadap tanah masam (pH rendah) dan tanah alkali (pH tinggi), 3) adaptif pada
kondisi populasi tinggi sehingga dapat menekan pertumbuhan gulma, dan 4) dapat
dikembangkan pada pola tumpang sari (Wargiono et al. 2006).
Brachiaria sp.
Rumput Brachiaria adalah rumput daerah tropik basah yang berasal dari
Afrika terutama Uganda, Kenya, dan Tanzania. Rumput ini mulai diperkenalkan
ke Indonesia pada tahun 1958 (Siregar & Djajanegara 1971, diacu dalam Fanindi
& Prawiradiputra 2005). Genus Brachiaria termasuk ke dalam tribus Paniceae,
merupakan tanaman rumput berumur panjang dan tumbuh semi tegak sampai
tegak (prostate/semierect-erect) serta merayap (creeping perennial). Tangkai
bunga (spikelets) dapat tumbuh mencapai tinggi 1 m (Jayadi, 1991). Bentuk daun
lurus dengan panjang 10-100 cm dan lebar 3-20 mm, berambut atau berbulu dan
berwarna hijau. Tangkai bunga berbentuk bujur (oblong/ovate) dan terdiri dari
2-16 tandan bunga (racemes) dengan panjang 4-20 cm (Schultze-Kraft 1992).
Tanaman ini berkembang biak dengan rizoma, stolon atau dengan biji dan untuk
spesies Brachiaria brizantha dapat diperbanyak dengan menggunakan stek batang
(Schultze-Kraft & Teitzel 1992). Selengkapnya klasifikasi tanaman Brachiaria
Filum : Spermatopyta
Sub-Filum : Angiospermae
Klas : Monocotyledoneae
Ordo : Glumiflora
Famili : Gramineae
Tribus : Paniceae
Genus : Brachiaria
Spesies : 1. Brachiaria ducumbens
2. Brachiaria ruziziensis
3. Brachiaria brizantha
Rumput Brachiaria dapat tumbuh pada berbagai jenis tanah, termasuk tanah
tidak subur denga
Tiga spesies terpenting dari kelompok Brachiaria yang ditanam untuk lahan
pengembalaan adalah B. decumbens (BD), B. brizantha (BB) dan B. ruziziensis
(BR). BD dan BB agak sedikit sulit dibedakan. BR dikenali oleh lebar daunnya
yang lebih sempit, rachis (tandan bunga) berbentuk sayap dengan lebar 2-3,5 mm,
sementara BD mempunyai lebar rachis berbentuk sayap dengan lebar 1-1,7 mm.
Pada kedua spesies ini spikelets (tangkai bunga) muncul dua baris dan tekstur dari
glume serta lemma yang lebih bawah seperti selaput. Sementara BB mempunyai
tandan bunga (rachis) berbentuk bulan sabit dengan lebar kadang > 1 mm, tangkai
bunga (spikelets) tunggal dan tekstur dari glume dan lemma lebih bawah seperti
tulang rawan (Shalton 2008).
Hal lain yang membedakan BB dari BD dan BR adalah daun yang lebih
tegak, merumpun dan sering lebih panjang. Sedangkan BD dan terutama BR
daunnya agak lebih sempit. Di lapangan keragaan pertumbuhan BB dan BD
cendrung hampir serupa, dan keduanya hanya dapat dibedakan oleh bentuk rachis,
susunan spikelet dan tekstur. BD beradaptasi lebih baik terhadap tanah berpasir,
tanah masam dan miskin dibanding BB yang lebih membutuhkan tanah dengan
kesuburan alami yang tinggi, namun BB menghasilkan biomasa (hijauan) yang
Brachiaria decumbens (BD)
BD oleh sebagian petani Indonesia dikenal sebagai rumput bede. Nama
yang lebih umum untuk rumput BD adalah rumput suriname atau rumput signal
(signal grass). Rumput BD berasal dari Afrika dan tumbuh baik di daerah
beriklim tropis dan sub tropis. Diperkenalkan ke daerah tropis Australia pada
tahun 1930 dan baru sekitar 20-25 tahun yang lalu potensi hijauannya sebagai
sumber pakan dikembangkan secara penuh (Shelton 2008).
BD meskipun rumput daerah tropik basah, namun toleran kondisi
kekeringan 4 – 5 bulan. BD lebih menyukai CH >1500 mm tahun-1 dan tumbuh jelek bila kekeringan > 5 bulan. Pada kondisi kekeringan pangkasan hijauannya
lebih baik dibanding rumput Brachiaria mutica, Panicum maximum, dan digitaria
decumbens. Rumput BD menjadi penting karena produktivitasnya yang tinggi di
bawah penggunaan yang intensif, bertoleransi baik pada tanah miskin dan rendah
P. Kemampuan adaptasi tinggi pada tanah miskin antara lain disebabkan
kemampuan sistem perakarannya yang tumbuh bercabang secara aktif dan cepat
(Gaume et al. 2004). BD juga relatif bebas dari serangan hama dan penyakit dan
tahan terhadap perumputan berat serta tetap hijau dalam musim kering (Mardi
2008).
Secara umum rumput ini tumbuh menjalar dan cepat membiak. Buku ruas
pada batang mengeluarkan akar hingga bisa berkembang dengan cukup cepat.
Tinggi BD 30-50 cm, daunnya pendek, meruncing dan tajam pada bagian tepi,
berwarna hijau dan mempunyai sedikit bulu halus. BD meskipun berbunga tetapi
bijinya kurang subur karena dormansi biji yang panjang akibat karakter kulit biji
yang menghalangi difusi oksigen (Whiteman & Mendra, 1982, diacu dalam
Usberti & Martins 2007). Cara yang paling baik untuk menanam ialah dengan
potongan tunggul akar (Mardi 2008). Bila menanam dengan biji maka jumlah biji
yang diperlukan sekitar 2-4 kg ha-1. Hasil penelitian menunjukkan biji yang baru dipanen agak sulit berkecambah, oleh karena itu biji sebaiknya ditoreh terlebih
dahulu dengan menggunakan asam sulfat komersil selama 10-15 menit atau
disimpan dahulu selama 6-12 bulan sebelum digunakan (Schultze-Kraft. 1992;
Dalam pengembangan sebagai rumput pengembalaan, BD ditanam
bersamaan dengan kacang-kacangan seperti Desmodium heterophyllum, D.
ovalifolium dan ipil-ipil dapat menghasilkan biomasa pakan yang lebih banyak
(hasil biomasa kering antara 14 - 26 ton ha-1 tahun-1) (Fisher & Kerridge 1996 diacu dalam Shalton 2008; Mardi 2008). Hijauan BD dengan kadar protein sekitar
8,5%, lebih direkomendasikan untuk pakan ternak ruminansia besar (Mardi 2008).
Kandungan Hara dan Senyawa Organik dari Daun BD
Norton et al. (1990); Wenzl et al. (2003); Chee dan Wong (1985) diacu
dalam Fanindi dan Prawiradiputra (2005) mengemukakan hasil analisis
kandungan hara dan beberapa senyawa organik di dalam daun BD (Tabel 1).
Tabel 1. Kandungan hara dan senyawa organik dari daun BD
Kandungan Terukur Hara dan senyawa
organik
Chee & Wong (1985) diacu dalam Fanindi & Keterangan: - = tidak diamati
Peranan BDdalam Perbaikan Kualitas Tanah Masam
BD merupakan spesies yang tahan terhadap keracunan aluminium. Dari
hasil penelitian terbukti penambahan 200 µM Al ke media tanam, sama sekali
tidak mempengaruhi pertumbuhan BD. Sementara untuk perlakuan yang sama,
menurunkan sekitar 50% panjang akar BR. Ketahanan tersebut terkait dengan
eksudat yang dihasilkan perakaran, yaitu berupa senyawa-senyawa organik,
Hasil pengujian lain mengindikasikan BD lebih beradaptasi pada tanah
dengan kandungan P rendah dibanding BR. Dari hasil observasi diketahui
penyebabnya yaitu sistem perakaran BD lebih aktif tumbuh dan bercabang
dibanding perakaran BR. Selain itu terlihat asosiasi perakaran BD dengan
mikoriza yang berperan dalam meningkatkan serapan P tanah (Gaume et al.
2004).
Kemampuan besar sistem perakaran BD dalam memperbaiki tanah
terdegradasi adalah melalui perbaikan siklus hara, peningkatan bahan organik,
perbaikan struktur tanah dan peningkatan infiltrasi air (Husson et al. 2003;
Charpentier et al. 2006). Namun hasil penelitian di Brazilia mendapatkan ada
indikasi penurunan kandungan K tanah di bawah penanaman rumput tersebut dan
hal itu diduga sebagai akibat perumputan yang banyak membawa K keluar lahan
(terangkut bersama biomasa BD) (Araujo et al. 2004).
Eksudat Akar dan Rizosfir
Senyawa kimia yang dikeluarkan akar ke tanah secara garis besar
direferensikan sebagai eksudat akar (Walker et al. 2003). Bahan ini disamping
berperan sebagai pendukung mekanik tanaman, pengambilan air dan hara, akar
juga memperlihatkan peranan khusus, mencakup kemampuan untuk mensintesis,
mengakumulasi dan mensekresi sederetan senyawa-senyawa kimia (eksudat akar).
Namun proses yang dimediasi oleh akar di rizosfir tersebut belum begitu banyak
diketahui (Walker et al. 2003).
Senyawa kimia yang beragam dari eksudat akar akan mempertahankan
kontak tanah-akar, melumasi ujung akar, melindungi akar dari desikasi
(kekeringan), menstabilkan agregat mikro tanah, menyerap dan menyimpan
ion-ion yang terseleksi, mengatur komunitas mikroba tanah di sekitar perakaran,
mengatasi mikroba penganggu, mendukung simbiosis yang menguntungkan,
pertukaran sifat-sifat fisika dan kimia tanah, dan menghambat pertumbuhan
spesies tanaman kompetitor. Dengan kata lain senyawa-senyawa yang dikeluarkan
akar juga akan berperan sebagai penarik (attractan) dan penangkis (repellants) di
Rizosfir merupakan bagian dari tanah yang berada di bawah pengaruh
langsung sistem perakaran tanaman dengan ketebalan sekitar beberapa millimeter
dari permukaan akar. Sifat tanah ini dipengaruhi oleh eksudat akar yang bervariasi
tergantung spesies tanaman dan tipe tanah. Di rizosfir jumlah serta aktivitas
mikroba lebih banyak dibanding dengan tanah yang jauh dari pengaruh perakaran
(Angle et al. 1996). Rizosfir yang sehat akibat adanya eksudat akar juga terbukti
mempunyai daya pegang air tanah yang lebih baik (Young 1995, diacu dalam
Walker et al. 2003).
Akar tanaman mempengaruhi karakteristik fisika, kimia dan biologi tanah di
rizosfir. Reaksi biogeokimia yang disebabkan oleh mikroorganisme di daerah
pertemuan akar-tanah, memainkan peranan penting dalam ketersediaan hara bagi
tanaman (Gobran & Clegg 1996). Akar tanaman mempengaruhi rizosfir dengan
berbagai cara. Ketika sel akar mati dan terkelupas maka mikroorganisme dengan
cepat mendegradasi komponen sel. Namun yang lebih penting adalah ekskresi
akar berupa beragam senyawa organik yang akan mempengaruhi jumlah dan
keragaman mikroba di rizosfir (Angle et al. 1996).
Sifat fisiko-kimia lainnya yang berbeda antara zona mikro (rizosfir) dengan
tanah bulk adalah keasaman, kelembaban, status hara, konduktivitas elektrik dan
potensial redoks (Chen 2008). Selain adanya eksudat akar, perbedaan karakteristik
tersebut juga disebabkan oleh asosiasi akar dengan organisme simbiosis dan
non-simbiosis seperti bakteri dan jamur mikoriza. Populasi mikroba adalah bagian
penting dari rizosfir dan mempengaruhi rizosfir dengan berbagai aktivitas seperti
pengambilan air, hara, eksudat dan transformasi secara biologi (Koo et al. 2005).
Senyawa yang teridentifikasi dalam eksudat akar juga memperlihatkan suatu
peranan penting dalam interaksi akar-mikroba yaitu mencakup senyawa flavonoid
yang ditemukan di dalam eksudat akar kacang-kacangan. Senyawa ini
mengaktifkan gen Rhizobium melioti yang bertanggung jawab dalam proses
nodulasi (Peters et al. 1995 diacu dalam Walker et al. 2003). Senyawa ini juga
kemungkinan bertanggung jawab untuk kolonisasi mikoriza (Walker et al. 2003).
Hasil penelitian di Afrika Barat mengindikasikan struktur komunitas
mikroba di rizosfir sangat dipengaruhi oleh jenis tanaman yang ditanam. Di
mikroba rizozfir mempunyai kesamaan yang tinggi. Sementara di bawah sistem
pergiliran tanaman ditemukan struktur komunitas mikroba dengan variabilitas
tinggi. Interaksi faktor-faktor kimia dan biologi akibat variabilitas mikroba yang
tinggi di bawah pergiliran tanaman, sangat menguntungkan dalam kaitannya
dengan peningkatan N, ketersediaan P, perubahan pH dan infeksi mikoriza, serta
penurunan parasit nematoda. Keragaman struktur mikroba di bawah pergiliran
tanaman sangat terkait dengan perbedaan jenis dan jumlah eksudat akar yang
dikeluarkan oleh masing-masing spesies tanaman (Alvey et al. 2003).
Kehadiran eksudat akar di rizosfir berperan dalam mempengaruhi reaksi
kimia dan aktivitas mikroba di lingkungan tersebut. Di dalam larutan tanah,
kation-kation berada dalam konsentrasi rendah dan cenderung diadsorbsi ke
perakaran melalui suatu pertukaran ion, ikatan hidrogen (Hydrogen bonding) dan
kompleksasi (complexation). Tingkat transfer ke perakaran atau ke sel mikroba
akan sangat bergantung pada reaksi biogeokimia antara tanah, perakaran tanaman
(eksudat) dan mikroba di rizosfir (Koo et al. 2005).
Perubahan pH di rizosfir terjadi karena pengambilan hara terlarut oleh
tanaman dilakukan melalui proses pengasaman rizosfir. Proses asidifikasi ini
terjadi karena keluarnya proton mengikuti pengambilan kation. Penelitian lebih
lanjut mengindikasikan bahwa asidifikasi hanya terjadi di bawah kondisi terang
(cahaya), dimana pengambilan kation akan meningkat saat ada cahaya (Rao et al.
2002).
Asam Organik dan Kelatisasi Ion
Senyawa-senyawa utama yang didapatkan di rizosfir, antara lain asam-asam
organik, gula, asam amino, lemak, kumarin, flavonoid, protein, enzim, alipatik
dan aromatik. Diantara senyawa tersebut, asam organik mendapat perhatian lebih
karena peranannya dalam menyediakan substrat untuk metabolisme mikroba dan
mediasi reaksi biogeokimia di dalam tanah (Angle et al. 1996; Koo et al. 2005).
Senyawa asam organik yang utama di zona mikro (soil-root interface) tersebut
adalah asam organik dengan berat molekul (BM) rendah (Tan 2000).
Asam organik dengan BM rendah dipercayai memegang peranan penting
