SERAPAN HARA P TANAMAN JAGUNG MANIS
SULISTIANA NENGSIH PURNAMA PUTRI
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis “Efektivitas Cendawan Mikoriza Arbuskula pada Coating Benih Selama Penyimpanan dan Serapan Hara P Tanaman Jagung Manis” adalah karya saya sendiri 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.
Bogor, Juli 2012
Sulistiana Nengsih Purnama Putri
ABSTRACT
SULISTIANA NENGSIH PURNAMA PUTRI. Effectiveness of Arbuscular Mycorrhizal Fungus Seed Coating for Storage and Uptake Nutrient P Sweet Corn Plants. Under direction of ENY WIDAJATI and YENNI BAKHTIAR.
The aim of this study was to find out 1) the effect of adhesive on corn seed quality and arbuscular mycorrhizal fungus (AMF) viability during storage, and 2) the effect of AMF coating method and fertilization P on uptake nutrient P, growth and production of sweet corn plants. This study is devided into two experiments: 1) The effect of adhesive on corn seed quality and AMF viability during storage and 2) The effect of AMF coating on the availability of P, growth, and production of corn plants. The first experiment used Split Plot Design with randomized complete. The first factor is storage period (0, 4, 8, 12, 16 weeks) as the main plot and the second factor is adhesive formulation (without coating, sodium alginate + AMF, gum arabic + AMF, and tapioca + AMF) as subplot. The seconds experiment was done using randomized complete block design with two factors. The first factor is the adhesive formulation (without AMF coating, sodium alginate + AMF, gum arabic + AMF, and tapioca + AMF) and the second factor is the dose of P2O5 fertilizer (no fertilizer, 60 kg ha-1 P2O5, and 120 kg ha-1 P2O5).
The results showed that seed coating with sodium alginate, gum arabic, and tapioca gave the same effect on the seed germination. The seed germination decreased significantly at 12 weeks after the storage. In the germination speed, the effect of gum arabic and tapioca same with control, whereas germination speed of sodium alginate was lower. The best adhesive to maintaining the germination of AMF was sodium alginate. The germination of AMF can be maintained up to 16 weeks by 70%. Treatment seed coating with tapioca showed that highest P-available in the planting medium, P-content in the seed, and AMF infection in the roots after corn is harvested.
RINGKASAN
SULISTIANA NENGSIH PURNAMA PUTRI. Efektivitas Cendawan Mikoriza Arbuskula pada Coating Benih Selama Penyimpanan dan Serapan Hara P Tanaman Jagung Manis. Dibimbing oleh ENY WIDAJATI dan YENNI BAKHTIAR.
Penelitian ini bertujuan 1) mengetahui pengaruh bahan perekat terhadap mutu benih jagung manis dan viabilitas CMA selama penyimpanan dan 2) mengetahui pengaruh CMA dengan metode coating dan pemupukan P terhadap serapan hara P, pertumbuhan dan produksi tanaman jagung manis. Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Agromikrobiologi Balai Pengkajian Bioteknologi, BPPT PUSPIPTEK Serpong, Tanggerang, Laboratorium Ilmu dan Teknologi Benih, Fakultas Pertanian, dan Rumah Kaca Kebun Percobaan Cikabayan Institut Pertanian Bogor. Penelitian dimulai pada bulan April hingga Oktober 2011.
Penelitian ini terbagi menjadi 2, yaitu : 1) Pengaruh bahan perekat terhadap mutu benih jagung manis dan viabilitas CMA selama penyimpanan dan 2) Pengaruh coating CMA dan pemupukan P terhadap serapan hara P, pertumbuhan dan produksi tanaman jagung manis. Percobaan pertama menggunakan Rancangan Petak Terbagi (Split Plot Design) yang diacak secara lengkap. Faktor pertama adalah periode simpan (0, 4, 8, 12, 16 minggu) sebagai petak utama dan faktor kedua adalah jenis bahan perekat (tanpa coating, natrium alginat + CMA, arabic gum + CMA, dan tapioka + CMA) sebagai anak petak. Percobaan kedua menggunakan faktorial dua faktor dengan rancangan lingkungannya adalah Rancangan Acak Kelompok Lengkap (RAKL). Faktor pertama adalah jenis bahan perekat (tanpa coating CMA, natrium alginat + CMA, arabic gum + CMA, dan tapioka + CMA) dan faktor kedua adalah pemberian pupuk P2O5 (tanpa pupuk, 60
kg ha-1 P2O5, dan 120 kg ha-1 P2O5).
Pengamatan dilakukan pada kadar air, indeks vigor, daya berkecambah, kecepatan tumbuh, potensi tumbuh maksimum, dan uji perkecambahan spora pada percobaan pertama. Percobaan kedua pengamatan dilakukan pada analisis unsur P dalam media tanam, daya tumbuh, tinggi tanaman, analisis unsur P jaringan tanaman, bobot kering tajuk dan akar tanaman, persentasi infeksi CMA, jumlah spora, dan bobot tongkol dan biji per tongkol.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa perlakuan bahan perekat natrium alginat, arabic gum, dan tapioka memberikan pengaruh yang sama terhadap daya berkecambah benih. Daya berkecambah benih menurun secara nyata pada 12 minggu setelah simpan. Pada tolok ukur kecepatan tumbuh, pengaruh arabic gum dan tapioka sama dengan kontrol, sedangkan natrium alginat menghasilkan kecepatan tumbuh yang nyata lebih rendah. Bahan perekat terbaik untuk mempertahankan daya berkecambah spora CMA adalah natrium alginat. Daya berkecambah spora dapat dipertahankan sampai dengan 16 minggu sebesar 70%. Perlakuan seed coating dengan bahan perekat tapioka menunjukkan nilai tertinggi pada P-tersedia media tanam, P-total pada biji, dan infeksi CMA pada akar setelah jagung manis dipanen.
© Hak Cipta milik IPB, tahun 2012
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
EFEKTIVITAS CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA PADA
COATING
BENIH SELAMA PENYIMPANAN DAN
SERAPAN HARA P TANAMAN JAGUNG MANIS
SULISTIANA NENGSIH PURNAMA PUTRI
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains
Pada Program Studi Ilmu dan Teknologi Benih
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Judul : Efektivitas Cendawan Mikoriza Arbuskula pada Coating Benih Selama
...Penyimpanan dan Serapan Hara P Tanaman Jagung Manis Nama : Sulistiana Nengsih Purnama Putri
NRP : A251090091
Disetujui
Komisi Pembimbing
Diketahui
Tanggal Ujian : 15 Juni 2012 Tanggal Lulus:
Dr. Ir. Eny Widajati, M.S. Ketua
Dr. Yenni Bakhtiar, M.AgSc. Anggota
Ketua Program Studi Ilmu dan Teknologi Benih
Prof. Dr. Ir. Satriyas Ilyas, M.S.
Dekan Sekolah Pascasarjana
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah Subhanallahu Wata’ala atas limpahan berkat, rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis berjudul Efektivitas Cendawan Mikoriza Arbuskula pada Coating Benih Selama Penyimpanan dan Serapan Hara P Tanaman Jagung Manis. Penulisan tesis ini dimaksudkan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan Program Magister Sains pada Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.
Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada Dr. Ir. Eny Widajati, MS dan Dr. Yenni Bakhtiar, M. AgSc selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan sejak perencanaan hingga penyelesaian tesis ini. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Balai Pengkajian Bioteknologi BPPT, PUSPIPTEK, Serpong, Tangerang yang telah memberikan kesempatan dan dana untuk melaksanakan penelitian ini. Di samping itu, penghargaan penulis sampaikan kepada Prof. Dr. Ir. Satriyas Ilyas, MS selaku ketua Program Studi Ilmu dan Teknologi Benih SPs IPB, teman-teman pada Program Studi Ilmu dan Teknologi Benih angkatan 2009 dan 2010, serta Abdul Wahid, SE dan Taufik Firmanyah, S.Si pada laboratorium Agromikrobiologi atas semua waktu, bantuan dan semangatnya.
Ungkapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Ayah (Jamaluddin BY, S.Pd), Mama (Nur’aini, A.Ma), Adik (Shaiful Barry), dan M. Syafril, SP atas doa, dorongan, dan semangat yang tidak pernah putus sehingga penulis dapat menyelesaikan studi ini dengan baik dan lancar.
Semoga tesis ini dapat bermanfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan, khususnya dibidang pertanian.
Bogor, Juli 2012
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Singkawang pada tanggal 18 April 1986 sebagai anak pertama dari dua bersaudara pasangan Bapak Jamaluddin BY, S.Pd dan Nur’aini A.Ma.
Pendidikan SD hingga SMA ditempuh penulis di Pontianak, Kalimantan Barat. Tahun 2004 penulis lulus dari SMA Negeri 1 Pontianak dan pada tahun yang sama melanjutkan pendidikan di Universitas Tanjungpura. Penulis mendapatkan gelar Sarjana Pertanian di Program Studi Agronomi, Jurusan Budidaya Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Tanjungpura pada tahun 2009.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ... xi
DAFTAR GAMBAR ... xiii
DAFTAR LAMPIRAN ... xiv
PENDAHULUAN ... 1
Latar Belakang ... 1
Tujuan ... 4
Hipotesis ... 4
TINJAUAN PUSTAKA ... 5
Jagung ... 5
Cendawan Mikoriza Arbuskula sebagai Bahan Biofertilizer ... 6
Peranan Fosfat pada Tanaman ... 8
Seed coating ... 9
BAHAN DAN METODE ... 15
Tempat dan Waktu Penelitian ... 15
Bahan dan Alat Penelitian ... 15
Metode Penelitian ... 15
HASIL DAN PEMBAHASAN ... 27
SIMPULAN DAN SARAN ... 51
DAFTAR PUSTAKA ... 53
DAFTAR TABEL
Halaman
1. Pertambahan bobot benih dan jumlah spora yang berhasil menempel per benih setelah proses coating ... 27 2. Rekapitulasi analisis keragaman pengaruh periode penyimpanan dan
seed coating serta interaksinya terhadap beberapa parameter pengamatan pada benih jagung manis dan cendawan mikoriza arbuskula (CMA) ... 28 3. Pengaruh periode simpan dan seed coating terhadap kadar air benih ... 29 4. Pengaruh periode simpan terhadap indeks vigor ... 30 5. Pengaruh periode simpan dan seed coating terhadap daya berkecambah 31 6. Pengaruh seed coating terhadap kecepatan tumbuh ... 31 7. Pengaruh seed coating terhadap potensi tumbuh maksimum ... 32 8. Pengaruh periode simpan dan seed coating terhadap daya berkecambah
spora CMA ... 34 9. Pengaruh periode simpan terhadap kecepatan .perkecambahan spora
CMA ... 35 10. Rekapitulasi analisis keragaman pengaruh seedcoating dan pemupukan
serta interaksinya terhadap beberapa parameter pengamatan pada tanaman jagung manis dan cendawan mikoriza arbuskula (CMA) ... 37 11. Pengaruh seed coating dan pemupukan terhadap kadar P-tersedia pada
media tanam setelah jagung manis dipanen ... 38 12. Pengaruh seed coating dan pemupukan terhadap kadar P-total pada
media tanam setelah jagung manis dipanen ... 39 13. Pengaruh seed coating dan pemupukan terhadap daya tumbuh benih .... 40 14. Pengaruh seed coating dan pemupukan terhadap tinggi tanaman ... 40 15. Pengaruh seed coating dan pemupukan terhadap kadar P-total pada
daun ... 42 16. Pengaruh seed coating dan pemupukan terhadap kadar P-total pada biji 42 17. Pengaruh pemupukan terhadap bobot kering tajuk dan akar tanaman ... 44 18. Pengaruh seed coating terhadap infeksi CMA pada akar tanaman ... 46 19. Pengaruh seed coating terhadap jumlah spora CMA pada media tanam . 47 20. Pengaruh seed coating dan pemupukan terhadap bobot tongkol dan biji
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1. Bagan alur penelitian ... 16 2. Hasil Seed Coating dengan beberapa bahan perekat ... 28 3. Perhitungan panjang hifa dengan mikroskop konfokal yang dilengkapi
dengan software NIS-Element pada pembesaran 40 kali ... 33 4. Pertambahan panjang hifa spora CMA selama masa inkubasi ... 35 5. Keadaan batang tanaman jagung manis yang kurus ... 41 6. Kondisi daun jagung manis yang masih hijau saat kelobot tongkol
sudah menguning ... 43 7. Akar tanaman jagung manis yang terinfeksi oleh cendawan mikoriza
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman 1. Analisis media tanam awal ... 59
2. Kandungan pupuk fosfat ... 59
3. Analisis keragaman pengaruh periode simpan dan seed coating terhadap kadar air benih jagung manis ... 59 4. Analisis keragaman pengaruh periode simpan dan seed coating terhadap
indeks vigor benih jagung manis ... 60 5. Analisis keragaman pengaruh periode simpan dan seed coating terhadap
daya berkecambah benih jagung manis ... 60 6. Analisis keragaman pengaruh periode simpan dan seed coating terhadap
kecepatan tumbuh benih jagung manis ... 60 7. Analisis keragaman pengaruh periode simpan dan seed coating terhadap
potensi tumbuh maksimum benih jagung manis ... 60 8. Analisis keragaman pengaruh periode simpan dan seed coating terhadap
daya berkecambah spora CMA ... 61 9. Analisis keragaman pengaruh periode simpan dan seed coating
.terhadap kecepatan perkecambahan spora CMA ... 61 10. Analisis keragaman pengaruh seed coating dan pemupukan terhadap
kadar P-tersedia pada media tanam ... 61 11. Analisis keragaman pengaruh seed coating dan pemupukan terhadap
kadar P-total pada media tanam ... 61 12. Analisis keragaman pengaruh seed coating dan pemupukan terhadap
daya tumbuh benih jagung manis ... 62 13. Analisis keragaman pengaruh seed coating dan pemupukan terhadap
tinggi tanaman jagung manis ... 62 14. Analisis keragaman pengaruh seed coating dan pemupukan terhadap
serapan unsur P-total bagian daun tanaman jagung manis ... 62 15. Analisis keragaman pengaruh seed coating dan pemupukan terhadap
serapan unsur P-total bagian biji tanaman jagung manis ... 62 16. Analisis keragaman pengaruh seed coating dan pemupukan terhadap
berat kering tajuk tanaman jagung manis ... 63 17. Analisis keragaman pengaruh seed coating dan pemupukan terhadap
berat kering akar tanaman jagung manis ... 63 18. Analisis keragaman pengaruh seed coating dan pemupukan terhadap
kolonisasi CMA pada akar tanaman jagung manis ... 63 19. Analisis keragaman pengaruh seed coating dan pemupukan terhadap
20. Analisis keragaman pengaruh seed coating dan pemupukan terhadap berat tongkol tanaman jagung manis ... 64 21. Analisis keragaman pengaruh seed coating dan pemupukan terhadap
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Jagung (Zea mays L.) merupakan salah satu tanaman pangan dunia terpenting selain gandum dan padi. Di Indonesia, jagung juga dijadikan bahan makanan pokok di beberapa daerah yaitu Madura dan Nusa Tenggara. Jagung dapat digunakan sebagai bahan pangan, bahan baku industri dan pakan ternak. Perkembangan industri pengolahan pangan dan pakan ternak di Indonesia mengakibatkan kebutuhan jagung semakin meningkat. Hasil yang belum maksimal menyebabkan Indonesia masih mengimpor jagung pada tahun 2010 (Setiono 2012). Impor jagung pada Januari-Maret pada 2012 hanya 270.000 ton lebih rendah dibandingkan dengan impor pada periode yang sama tahun 2011 yang lebih dari 600.000 ton (Zuhri 2012).
Jagung diperbanyak dengan menggunakan benih bermutu. Benih bermutu merupakan salah satu faktor yang memegang peranan penting dalam budidaya tanaman jagung. Benih dengan vigor dan viabilitas yang tinggi merupakan
jaminan untuk menghasilkan tanaman jagung yang sehat dan berproduksi tinggi. Pertanian masa depan diharapkan menjadi pertanian yang berbasis organik, dimana lebih mengandalkan bahan-bahan alami dan menghindari penggunaan bahan sintetik. Alternatif bahan alami yang dapat digunakan adalah
Mikroorganisme yang dapat digunakan salah satunya adalah cendawan
mikoriza arbuskula (CMA). CMA berfungsi meningkatkan ketahanan tanaman terhadap kekeringan, patogen tular tanah dan logam berat, bersifat sinergis dengan mikroba lain, berperan aktif dalam siklus nutrisi, meningkatkan stabilitas ekosistem, berasosiasi luas, dan meningkatkan penyerapan unsur hara terutama fosfat (Setiadi 2000).
Menurut Wilarso (1990) CMA adalah salah satu cendawan yang dapat bersimbiosis dengan akar tanaman dan melalui hifa eksternal mampu meningkatkan serapan hara immobil dari dalam tanah (terutama P) sehingga dapat mengurangi gejala defisiensi dan menghemat penggunaan pupuk TSP 70% – 90%. Selain itu, CMA apabila menginfeksi jaringan akar tanaman maka cendawan tersebut akan ada selama tanaman tersebut hidup. Tanaman jagung merupakan salah satu tanaman yang merespon positif terhadap keberadaan CMA. Hal ini didukung penelitian Rusdi (2003) yang menyebutkan bahwa jagung merupakan tanaman yang baik untuk mengembangkan inokulan CMA. Sistem perakarannya banyak, pertumbuhan relatif pendek dan daya adaptasinya tinggi terutama dilahan-lahan kering. Menurut Abdullah et al. (2005) jagung dijadikan sebagai tanaman inang untuk perbanyakan CMA. Hal ini disebabkan karena jagung memiliki umur yang relatif pendek dan perakaran yang baik.
Unsur P merupakan salah satu unsur hara makro yang dibutuhkan dalam jumlah banyak oleh tanaman. Unsur ini juga merupakan faktor pembatas produksi kedua setelah nitrogen (N). Menurut Jumin (2005) keadaan fosfat dalam tanah
dapat dikatakan stabil karena tahan terhadap pencucian. Fosfat yang terikat oleh unsur Fe dan Al juga mengakibatkan ketersediannya dalam tanah sangat lambat dan sulit tersedia. Aplikasi CMA pada tanaman jagung di tanah inceptisol dapat meningkatkan infeksi akar, serapan fosfat, bobot kering tanaman, dan hasil pipilan kering seiring dengan bertambahnya dosis CMA hingga 20 g/batang dan pupuk NPK hingga 100% (Musfal 2010).
dengan jarak tanam yang sempit, karena akan membutuhkan lebih banyak waktu,
tenaga, dan biaya. CMA akan efektif digunakan pada fase bibit yang akarnya belum mengalami penebalan. Penetrasi hifa dan perkembangannya terjadi pada bagian akar yang masih mengalami proses diferensiasi dan pertumbuhan (Anas 1997). Oleh karena itu aplikasi CMA dengan seed coating akan langsung dapat menginfeksi bibit yang baru tumbuh.
Benih dapat ditingkatkan mutunya dengan menggunakan metode
enhancement. Menurut Copeland dan McDonald (1995), seed coating merupakan salah satu metode enhancement yang dapat meningkatkan mutu benih dengan penambahan bahan kimia pada coating yang dapat mengendalikan dan meningkatkan perkecambahan benih. Penggunaan seed coating dalam industri benih sangat efektif karena dapat memperbaiki penampilan benih, meningkatkan daya simpan, mengurangi resiko tertular penyakit dari benih disekitarnya dan dapat digunakan sebagai pembawa zat aditif, misalnya antioksidan, anti mikroba,
repellent, mikroba antagonis, zat pengatur tumbuh dan lain-lain.
Benih yang berupa biji-bijian seperti jagung biasanya langsung ditanam ke dalam tanah. Aplikasi CMA pada benih yang ditanam langsung lebih efisien dengan coating agar pada saat spora berkecambah dapat langsung menginfeksi akar. Proses pelapisan CMA pada benih dilakukan dengan bahan perekat. Bahan perekat yang digunakan tidak selalu sesuai atau kompatibel terhadap CMA yang digunakan. Faktor tersebut merupakan hal penting yang nantinya akan mempengaruhi viabilitas CMA selama penyimpanan benih. Komposisi kimia
bahan perekat tersebut juga dapat mempengaruhi aktifitas mikroorganisme yang dikandungnya.
Tujuan
Tujuan penelitian ini adalah :
1. Mengetahui pengaruh bahan perekat terhadap mutu benih jagung manis dan viabilitas CMA selama penyimpanan.
2. Mengetahui pengaruh CMA dengan metode coating dan pemupukan P terhadap serapan hara P, pertumbuhan dan produksi tanaman jagung manis.
Hipotesis
Hipotesis yang diajukan dalam penelitian ini adalah :
1. Terdapat kombinasi terbaik antara bahan perekat dan periode simpan yang mempengaruhi mutu benih jagung manis dan viabilitas CMA.
TINJAUAN PUSTAKA
Jagung
Berdasarkan bukti genetik, antropologi, dan arkeologi diketahui bahwa daerah asal tanaman jagung adalah Amerika Tengah (Meksiko bagian selatan), kemudian dibawa ke Amerika Selatan (Ekuador) sekitar 7.000 tahun yang lalu, dan mencapai daerah pegunungan di selatan Peru sekitar 4.000 tahun yang lalu. Jagung mulai berkembang di Asia Tenggara pada pertengahan tahun 1500an dan pada awal tahun 1600an, yang berkembang menjadi tanaman yang banyak dibudidayakan di Indonesia, Filipina, dan Thailand (Iriany et al. 2008).
Secara umum, tanaman jagung dapat tumbuh di dataran rendah sampai dataran tinggi ± 1300 m dpl, suhu udara 13–38 oC, dan mendapat sinar matahari penuh. Di Indonesia tanaman jagung tumbuh dan berproduksi optimum di dataran rendah sampai ketinggian 750 m dpl. Suhu udara yang ideal untuk perkecambahan benih adalah 30–32 oC dengan kapasitas air tanah 25%-60%. Keadaan suhu rendah dan tanah basah sering menyebabkan benih jagung membusuk. Selama
pertumbuhan, tanaman jagung membutuhkan suhu optimum 23–27 oC. Curah hujan yang ideal untuk pertumbuhan tanaman jagung 100–200 mm per bulan. Curah hujan paling optimum adalah 100–125 mm per bulan dengan distribusi yang merata. Tanaman jagung membutuhkan penyinaran matahari penuh, maka
tempat penanamannya harus terbuka. Ditempat yang terlindungi (ternaungi), pertumbuhan batang tanaman jagung menjadi kurus dan tongkolnya ringan sehingga produksinya cenderung menurun (rendah) (Rukmana 1997).
Jagung termasuk tanaman berakar serabut yang terdiri dari tiga tipe akar, yaitu akar seminal, akar adventif, dan akar udara. Akar seminal tumbuh dari radikula dan embrio. Akar adventif disebut juga akar tunjang. Akar ini tumbuh dari buku paling bawah, yaitu sekitar 4 cm di bawah permukaan tanah. Sementara akar udara adalah akar yang keluar dari dua atau lebih buku terbawah dekat permukaan tanah. Perkembangan akar jagung tergantung dari varietas, kesuburan tanah, dan keadaan air tanah (Purwono & Hartono 2007).
menempel erat, sedangkan pada buah jagung terdapat rambut-rambut yang
memanjang hingga keluar dari pembungkus (kelobot). Pada tanaman jagung terbentuk 1-2 tongkol. Biji jagung memiliki bermacam-macam bentuk dan bervariasi.
Menurut Purwono dan Hartono (2007) jagung termasuk tanaman yang tidak memerlukan persyaratan tanah yang khusus dalam penanamannya. Tanaman jagung dapat beradaptasi luas terhadap lingkungan tumbuh. Jenis tanah yang dapat ditanami jagung antara lain Andosol (berasal dari gunung berapi), Latosol dan Grumosol. Pada tanah bertekstur berat (Grumosol) masih dapat ditanami jagung dengan hasil yang baik, tetapi perlu pengolahan secara baik serta aerasi dan drainase yang baik. Tanah bertekstur lempung atau liat berdebu (Latosol) merupakan jenis tanah terbaik untuk pertumbuhan tanaman jagung. Tanaman jagung akan tumbuh dengan baik pada tanah yang subur, gembur, dan kaya humus. Kemasaman tanah erat hubungannya dengan ketersediaan unsur hara tanaman. Kemasaman tanah yang baik bagi pertumbuhan tanaman jagung 5.6-7.5. Tanaman jagung membutuhkan tanah dengan aerasi dan ketersediaan air dalam kondisi baik. Kemiringan tanah yang optimum untuk tanaman jagung maksimum 8%. Hal ini dikarenakan kemungkinan terjadi erosi tanah sangat kecil. Daerah dengan tingkat kemiringan lebih dari 8% kurang sesuai untuk penanaman jagung.
Cendawan Mikoriza Arbuskula sebagai Bahan Biofertilizer
Biofertilizer adalah pupuk hayati, yang digunakan untuk menambah
biofertilizer ke dalam tanah, dapat meningkatkan aktivitas mikroba di dalam
tanah, sehingga ketersediaan hara berlangsung optimum dan dosis pupuk konvensional dapat dikurangi tanpa menimbulkan penurunan produksi tanaman dan tanah.
Daya dukung sebagian lahan pertanian, terutama di lahan-lahan marginal tergolong rendah sebagai akibat dari rendahnya bahan organik tanah. Bahan organik tanah sebagai sumber energi sangat penting artinya bagi aktivitas mikroba tanah. Sebagian dari mikroba tanah tersebut sangat berperan dalam mekanisme efisiensi pelarutan unsur hara di dalam tanah, baik hara yang berasal dari tanah maupun dari pupuk. Oleh karena kadar bahan organik yang rendah, maka aktivitas mikroba tersebut juga rendah. Akibatnya, pupuk kimia yang diberikan ke tanah untuk tanaman, sebagian besar terbuang oleh proses pencucian, penguapan, dan fiksasi. Oleh karena itu, apabila aktivitas mikroba tanah dan/atau bahan organik tanah ditingkatkan, maka efisiensi penyediaan unsur hara dapat ditingkatkan (Goenadi & Isroi 2003)
Cendawan mikoriza arbuskula (CMA) merupakan salah satu bahan biofertilizer yang dapat digunakan dalam proses pelapisan atau coating benih. Cendawan Mikoriza Arbuskular (CMA) merupakan asosiasi antara cendawan tertentu dengan akar tanaman dengan membentuk jalinan interaksi yang komplek. Mikoriza berasal dari kata miko (mykes= cendawan) dan rhiza yang berarti akar. Mikoriza dikenal dengan jamur tanah karena habitatnya berada di dalam tanah dan berada di area perakaran tanaman (rizosfer). Selain disebut sebagai jamur tanah
juga biasa dikatakan sebagai jamur akar. Keistimewaan dari jamur ini adalah kemampuannya dalam membantu tanaman untuk menyerap unsur hara terutama unsur hara fosfat (P) (Syib’li 2008, diacu dalam Octavitani 2009).
arbuskula dapat membantu rehabilitasi lahan kritis dan meningkatkan
produktivitas tanaman pertanian, perkebunan, kehutanan pada lahan-lahan marginal dan pakan ternak (Syah et al. 2007).
Pada bibit kelapa sawit, keefektifan pupuk dan serapan P dapat meningkat secara nyata dengan inokulasi CMA tersebut (Widiastuti et al. 2002). Widiastuti (2005) menambahkan bahwa adanya cendawan mikoriza arbuskula dapat mempengaruhi pertumbuhannya namun diperlukan waktu yang lebih lama untuk mendapatkan respon inokulasinya.
Menurut Octavitani (2009) CMA dapat digunakan secara efektif dalam mengurangi penggunaan pupuk buatan yang merupakan sumberdaya alam tak terbaharukan. Penggunaan pupuk buatan, apalagi yang dilakukan secara tidak bijaksana dapat menyebabkan degradasi lingkungan yang akan berakibat pada turunnya produksi pertanian. Pertumbuhan tanaman meningkat dengan adanya CMA karena meningkatkan serapan hara, ketahanan terhadap kekeringan, produksi hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh, perlindungan dari patogen akar dan unsur toksik. Penggunaan pupuk hayati dari CMA merupakan alternatif terbaik untuk meningkatkan pertumbuhan tanaman dan produksi hasil pertanian.
Pada penelitian Khodijah (2009), CMA di-coating pada benih kedelai dengan bahan perekat dan pelapis. Hasil penelitian tersebut menunjukkan bahwa kombinasi bahan perekat tapioka 5% dan bahan pelapis gambut:gipsum 50:50 menghasilkan tinggi tanaman 3 MST, jumlah dan bobot kering bintil akar
tertinggi.
Peranan Fosfat pada Tanaman
Tanaman akan menyerap fosfat dalam bentuk ion ortofosfat (H2PO4, HPO4).
Konsentrasi ion ortofosfat dalam tanah sangat tergantung pada kemasaman tanah (pH). Bentuk H2PO4 banyak dijumpai pada tanah masam, sedangkan HPO4
Tanah-tanah pertanian dikawasan tropis di Indonesia mempunyai
kandungan fosfat yang rendah. Selain dipengaruhi oleh kemasaman tanah, ikatan unsur-unsur lain dan lambatnya proses mineralisasi juga mempengaruhi ketersediaan unsur fosfat. Kondisi fosfat tanah dapat dikategorikan berdasarkan kriteria rendah (P2O5 < 140 ppm), sedang (P2O5 140-180 ppm) dan tinggi (P2O5 >
180 ppm). Pemberian pupuk fosfat dilakukan pada awal pertanaman, karena lambat tersedia dan kemasaman harus intermediate. Pupuk fosfat Ca3(PO4)2 dan
Fe3(PO4)2 lambat larut dalam air, sedangkan Amonium fosfat (NH4)2PO4 agak
cepat larut dalam air (Jumin 2005).
Unsur fosfat merupakan hara yang dapat bergerak bebas di dalam tanaman, dari akar ke daun, buah, dahan dan sebagainya. Unsur ini penting dalam proses pernafasan dan merupakan bagian dari DNA dan ATP (Darmawan & Baharsjah 2010).
Menurut Jumin (2005) unsur fosfat bermanfaat antara lain dalam 1) pembentukan sel-sel, lemak dan peningkatan albumin, 2) memperbaiki pembungaan, pembuahan dan pembentukan benih, 3) mempercepat pemasakan buah, sehingga dapat mengatasi pengaruh negatif pupuk nitrogen, 4) memperbaiki perkembangan perakaran, khususnya akar-akar lateral dan sekunder, 5) mengurangi kerontokan buah dan memperkuat jerami, 6) menambah ketahanan terhadap penyakit, dan 7) memperbaiki kualitas, khususnya tanaman rumput dan sayuran. Darmawan dan Baharsjah (2010) mengemukakan bahwa unsur fosfat merupakan penghambat pembentukan dari antocyanin yang mengakibatkan
berubahnya warna daun menjadi lebih kuning.
Seed Coating
Proses pelapisan (coating) melibatkan semua aspek bahan yang menempel pada permukaan benih. Istilah “coated seed” telah diterapkan untuk benih, baik pellet, coated atau covered dengan film perekat. Cara seperti ini dapat digunakan untuk sekitar 90% spesies dengan benih yang berukuran kecil. Biaya dan manfaat dari proses pelapisan ini harus dievaluasi sebelum memilih benih yang akan di
coating. Beberapa benih, dengan nilai agregat yang tinggi, seperti benih bunga hibrida yang diperoleh dalam jumlah kecil, tidak perlu dicoating karena resiko dalam proses pelapisan cukup besar (Taylor & Harman 1990, diacu dalam Almeida et al. 2005). Almeida et al. (2005) menambahkan bahwa banyak benih dari spesies lain yang layak untuk dilakukan proses coating sehingga dapat meningkatkan kualitas dan melindungi benih selama penyimpanan. Perlakuan
coating juga dapat menurunkan infeksi cendawan, seperti perlakuan seed coating
dengan Benomil dan tepung curcuma yang berpengaruh nyata terhadap penurunan tingkat infeksi cendawan C. Capsisi pada benih dan hipokotil cabai (Setiyowati et al. 2007).
Menurut Kuswanto (2003) bahan pelapis (coating) yang akan digunakan untuk melapisi benih harus memiliki persyaratan antara lain dapat mempertahankan kadar air benih selama penyimpanan, menghambat laju respirasi seminimal mungkin, tidak bersifat toxic terhadap benih, mudah pecah dan larut apabila terkena air sehingga tidak menghambat proses perkecambahan, terutama proses imbibisi namun tidak mudah mencair pula. Bahan coating juga bersifat porus, sehingga benih masih dapat memperoleh oksigen untuk respirasi, bersifat
higroskopis, tidak bereaksi dengan pestisida, bersifat perambat dan penyimpan panas yang rendah serta harus mudah didapat dengan harga yang relatif murah, sehingga dapat menekan harga benih.
tinggi, mudah didapatkan dengan harga yang terjangkau. Bahan perekat tersebut telah dicobakan dengan konsentrasi yaitu narium alginat 0.083 g/ml pada benih kacang panjang (Sari 2009), arabic gum 0.25 g/ml pada benih buncis (Yuningsih 2009) dan benih kacang panjang (Sari 2009), dan tepung tapioka 0.05 g/ml pada benih kedelai (Khodijah 2009).
Natrium alginat merupakan salah satu bahan kimia yang banyak digunakan sebagai bahan baku makanan, minuman, obat-obatan, kosmetik, kertas, detergen, cat, tekstil, vernis, fotografi, kulit buatan dan lain-lain. Pada skala perdagangan natrium alginat merupakan salah satu komoditas ekonomi yang sedang meningkat permintaannya dari tahun ke tahun (Prasetya 2009).
Menurut An Ullman’s (1998), diacu dalam Syarif (2008) alginat merupakan salah satu kelompok polisakarida yang terbentuk dalam dinding sel algae coklat dengan kadar mencapai 40% dari total berat kering dan memegang peranan penting dalam mempertahankan struktur jaringan sel algae. Alginat disintesa pertama kali oleh Stanford pada tahun 1880. Pada awalnya alginat dianggap sebagai suatu asam polimannuronat. Sejak tahun 1964 asam alginat telah dikenal sebagai kopolimer dari asam L-guluronat dan asam D-mannuronat. Pada
prinsipnya alginat terdiri dari 3 macam struktur yaitu homopolisakarida α
-1,4-L-guluronan dan β-1,4-D-mannuronan, serta heteropolisakarida yang merupakan
bentuk selang seling asam α-1,4-L-guluronat dan β-1,4-D-mannuronat.
Pada dunia industri dan perdagangan, algin dikenal dalam bentuk asam alginat atau garam alginat. Asam alginat adalah suatu getah selaput (membran
mucilage) yang disebut juga gummi alami, sedangkan alginat adalah bentuk garam dari asam alginat, yang hakekatnya merupakan suatu polisakarida (Yunizal & Riyanto 2010).
Arabic gum adalah senyawa komplek yang terdiri dari senyawa arabinogalakta, oligosakarida, dan polisakarida. Keunggulannya adalah dapat larut dalam air dingin, kelarutannya dalam air cukup tinggi (>50%), pengemulsi dengan baik dan dapat menstabilkan emulsi, berviskositas rendah pada konsentrasi tinggi, dan memiliki pH berkisar antara 4.0–4.8 (Fennema 1996).
dalam bentuk makanan. Selain itu gum arab dapat mempertahankan flavor dari
bahan yang dikeringkan dengan pengering semprot. Dalam hal ini gum arab membentuk lapisan yang dapat melapisi partikel flavor, sehingga melindungi dari oksidasi, evaporasi, dan absorbsi air dari udara. Didalam industri pangan gum arab digunakan sebagai pengikat aroma, penstabil, pengemulsi dalam pembuatan es krim.
Pada pelapisan benih dengan bahan perekat arabic gum dan isolat methylobacterium spp belum menunjukkan pengaruh yang nyata terhadap vigor benih buncis selama periode penyimpanan 20 minggu (Yuningsih 2009). Berbeda dengan penelitian Sari (2009) yang menunjukkan bahwa penggunaan perekat arabic gum lebih baik dari pada natrium alginat, yang ditandai dengan rata-rata indeks vigor dan viabilitas benih kacang panjang yang masih tinggi di periode penyimpanan 12 minggu.
Tepung tapioka yang dibuat dari ubi kayu mempunyai banyak kegunaan, antara lain sebagai bahan pembantu dalam berbagai industri. Komposisi zat gizi tepung tapioka cukup baik sehingga mengurangi kerusakan tenun, juga digunakan sebagai bahan bantu pewarna putih dibandingkan dengan tepung jagung, kentang, dan gandum atau terigu. Tapioka yang diolah menjadi sirup glukosa dan destrin sangat diperlukan oleh berbagai industri, antara lain industri kembang gula, pengalengan buah-buahan, pengolahan es krim, minuman dan industri peragian. Tapioka juga banyak digunakan sebagai bahan pengental, bahan pengisi dan bahan pengikat dalam industri makanan, seperti dalam pembuatan puding, sop,
tahun karena serat dan zat kayunya masih sedikit dan zat patinya masih banyak, 4)
BAHAN DAN METODE
Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Agromikrobiologi Balai Pengkajian Bioteknologi, BPPT PUSPIPTEK Serpong, Tanggerang, Laboratorium Ilmu dan Teknologi Benih, Fakultas Pertanian, dan Rumah Kaca Kebun Percobaan Cikabayan Institut Pertanian Bogor. Penelitian dimulai pada bulan April hingga Oktober 2011.
Bahan dan Alat Penelitian
Bahan yang digunakan adalah benih jagung manis varietas Golden, arabic gum, natrium alginat, tapioka, spora CMA produksi Balai Pengkajian Bioteknologi BPPT, chloromine-T 2%, tween 20, streptomycin, gentamycin, media bacto agar, KOH 10%, HCl 0.1 N, trypan blue, laktogliserol, larutan gula 75%, alkohol 70%, aquadest, kertas saring, kertas merang, plastik, alumunium foil, tanah PMK, kompos, pasir, pupuk fosfat produksi Balai Pengkajian
Bioteknologi BPPT, polibag, dan label.
Alat yang akan digunakan dalam penelitian adalah timbangan analitik, gelas piala, gelas ukur, magnetic stirer, pengaduk kaca, alat pelapis benih, germinator, oven, desikator, cawan petri, botol vial, mikro pinset, saringan (710-50 µ m),
bunsen, gunting, laminar air flow, tabung sentrifugasi, mikroskop stereo, mikroskop konfokal, inkubator, wadah sampel tanah dan jaringan tanaman, alat tulis, dan alat-alat penunjang lannya.
Metode Penelitian
Gambar 1. Bagan Alur Penelitian
Percobaan I: Pengaruh bahan perekat terhadap mutu benih jagung manis
...dan viabilitas CMA selama penyimpanan
Rancangan percobaan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Rancangan Petak Terbagi (Split Plot Design) yang diacak secara lengkap. Faktor pertama adalah periode simpan sebagai petak utama dan faktor kedua adalah jenis bahan perekat sebagai anak petak.
Benih Jagung manis
Pengaruh bahan perekat terhadap mutu benih jagung
manis dan viabilitas CMA selama penyimpanan
(Percobaan I)
Pengamatan setiap periode penyimpanan: Mutu benih jagung manis Viabilitas CMA
Pengamatan: Serapan hara P
Pertumbuhan tanaman jagung manis Produksi tanaman jagung manis
Coating
P = Kontrol; Natrium Alginat dan CMA ; Arabic gum dan CMA; Tapioka dan CMA.
Pengaruh CMA dengan metode coating
dan pemupukan P terhadap serapan hara P, pertumbuhan dan produksi tanaman
Faktor pertama terdiri dari lima taraf, yaitu:
1. S0 = 0 minggu
2. S1 = 4 minggu
3. S2 = 8 minggu
4. S3 = 12 minggu
5. S4 = 16 minggu
Faktor kedua terdiri dari empat taraf, yaitu: 1. P0 = Tanpa coating (kontrol)
2. P1 = Na. Alginat + Cendawan Mikoriza Arbuskula (CMA)
3. P2 = Arabic gum + Cendawan Mikoriza Arbuskula (CMA)
4. P3 = Tapioka + Cendawan Mikoriza Arbuskula (CMA)
Penelitian ini terdiri dari 20 kombinasi perlakuan dengan ulangan sebanyak tiga kali, sehingga secara keseluruhan terdapat 60 unit satuan percobaan. Model statistik rancangan percobaan yang digunakan adalah :
Yijk = μ + Si + ηij + Pj + (SP)ij + εijk
Keterangan:
Yijk = Nilai pengamatan pada perlakuan periode simpan taraf ke-i (1, 2, 3, 4, ...5), perlakuan jenis bahan perekat taraf ke-j (1, 2, 3, 4) dan ulangan
...ke-k (1, 2, 3)
μ = Komponen aditif dari rataan
Si = Pengaruh utama perlakuan periode simpan
ηij = Komponen acak dari petak utama yang menyebar normal (0, σδ2)
Pj = Pengaruh utama perlakuan jenis bahan perekat
(SP)ij = Komponen interaksi dari perlakuan periode simpan dan jenis bahan ...perekat
εijk = Pengaruh acak dari anak petak juga menyebar normal (0, σ2
)
uji Duncan Multiple Range Test (DMRT) pada taraf 5%. Analisis data ini dilakukan dengan bantuan program Statistical Analysis System (SAS) 9.
Pelaksanaan Penelitian Pelapisan benih / seed coating
Bahan perekat yang digunakan dan konsentrasinya yaitu narium alginat (0.083 g/ml), arabic gum (0.25 g/ml), dan tepung tapioka (0.05 g/ml). Bahan perekat tersebut dimasukkan ke dalam gelas piala kemudian dilarutkan dengan aquadest. Pelarutan dilakukan dengan magnetic stirer hingga larut.
Pada proses pelapisan (coating), benih jagung manis terlebih dahulu ditimbang bobot awal sebelum diberi perlakuan coating. Benih kemudian dilapisi dengan bahan perekat yang telah disiapkan dengan alat pelapis benih. Benih yang telah dilapisi dengan bahan perekat kemudian dilapisi dengan inokulum CMA berupa spora yang diperoleh dari hasil produksi Balai Pengkajian Bioteknologi BPPT. Perhitungan kerapatan jumlah spora CMA dilakukan sebelum coating agar didapatkan minimal 10 spora per butir benih. Benih dikeringanginkan selama 1 malam.
Penyimpanan benih
Pengamatan Penelitian
Pengamatan dilakukan dengan mengamati parameter-paramater sebagai berikut:
1. Kadar air benih
Kadar air didapatkan dengan mengoven benih sebanyak 4-5 g pada suhu 105oC selama 17 jam (ISTA 2010). Menentukan kadar air benih digunakan rumus sebagai berikut:
Kadar air (%)= M2-M3 M2-M1
x 100%
Keterangan:
M1 = Berat cawan + tutup
M2 = Berat cawan + tutup + benih sebelum dioven
M3 = Berat cawan + tutup + benih sesudah dioven
2. Indeks vigor
Indeks vigor ditentukan berdasarkan jumlah kecambah normal pada hitungan pertama yaitu hari ke-3. Menentukan persentase indeks vigor digunakan rumus sebagai berikut:
IV (%)= Jumlah benih yang tumbuh pada hit ke-1
Jumlah benih x 100%
3. Daya berkecambah
Pengamatan persentase daya berkecambah untuk jagung pada hari ke-3 (first count) dan hari ke-5 (final count), Menentukan persentase kecambah normal digunakan rumus sebagai berikut:
DB (%) = Jumlah kecambah normal (hit ke-1 dan hit ke-2)
Jumlah benih x 100%
4. Kecepatan tumbuh
Kecepatan tumbuh diukur dengan jumlah pertambahan kecambah setiap hari/etmal selama perkecambahan (% per hari atau % per etmal). Menentukan persentase kecepatan tumbuh digunakan rumus sebagai berikut:
KCT= d t
Keterangan :
KCT = Kecepatan tumbuh benih
t = Kurun waktu perkecambahan
d = Tambahan persentase kecambahan normal per etmal. 5. Potensi tumbuh maksimum
Potensi tumbuh maksimum benih dihitung setelah didapatkan data kecambah normal pada hitungan pertama (first count) dan data kecambah normal maupun abnormal (kecuali tidak hidup) pada hitungan kedua (final count). Menentukan persentase potensi tumbuh maksimum digunakan rumus sebagai berikut:
PTM (%)= Jumlah kecambah normal dan abnormal
Jumlah benih x 100%
6. Uji perkecambahan spora
Percobaan II: Pengaruh CMA dengan metode coating dan pemupukan P
...terhadap serapan hara P, pertumbuhan, dan produksi
...tanaman.jagung manis
Rancangan percobaan yang digunakan dalam penelitian ini adalah faktorial dua faktor dengan rancangan lingkungannya adalah Rancangan Acak Kelompok Lengkap (RAKL). Faktor pertama adalah jenis bahan perekat dan faktor kedua adalah pemupukan P (P2O5).
Faktor pertama terdiri dari empat taraf, yaitu: 1. P0 = Tanpa coating (kontrol)
2. P1 = Na. Alginat + Cendawan Mikoriza Arbuskula (CMA)
3. P2 = Arabic gum + Cendawan Mikoriza Arbuskula (CMA)
4. P3 = Tapioka + Cendawan Mikoriza Arbuskula (CMA)
Faktor kedua terdiri dari tiga taraf, yaitu: 1. Q0 = Tanpa pupuk (kontrol)
2. Q1 = Pupuk ½ dosis (60 kg ha-1 P2O5)
3. Q2 = Pupuk dosis penuh (120 kg ha-1 P2O5)
Penelitian ini terdiri dari 12 perlakuan dengan ulangan sebanyak tiga kali, sehingga secara keseluruhan terdapat 36 unit satuan percobaan. Model statistik rancangan percobaan yang digunakan adalah :
Yijk = μ + Pi + Qj + (PQ)ij + k + εijk
Keterangan:
Yijk = Nilai pengamatan pada perlakuan jenis bahan perekat taraf ke-i (1, ...2, 3, 4), perlakuan pemupukan P taraf ke-j (1, 2, 3) dan kelompok
...ke-j (1, 2, 3)
μ = Komponen aditif dari rataan
Pi = Pengaruh utama perlakuan jenis bahan perekat
Qj = Pengaruh utama perlakuan pemupukan P
k = Pengaruh aditif dari kelompok dan diasumsikan tidak berinteraksi
...dengan perlakuan (bersifat aditif)
εijk = Pengaruh acak yang menyebar normal (0, σε2)
Data yang diperoleh dianalisis dengan menggunakan uji-F pada taraf 5%. Apabila didapatkan hasil yang berbeda nyata, maka dilakukan uji lanjut dengan uji Duncan Multiple Range Test (DMRT) pada taraf 5%. Analisis data ini dilakukan dengan bantuan program Statistical Analysis System (SAS) 9.
Pelaksanaan Penelitian Pelapisan benih / seed coating
Proses pelapisan benih/seed coating dilakukan dengan metode yang sama pada percobaan pertama. Benih jagung manis yang telah diberi perlakuan pelapisan kemudian ditanam.
Pelaksanaan di lapangan
a. Persiapan media tanam
Media tanam yang digunakan adalah campuran tanah podsolik merah kuning, kompos dan pasir dengan perbandingan 1 : 1 : 1. Tanah podsolik
merah kuning digunakan sebagai gambaran tanah marginal yang miskin hara. Media tanam tersebut diayak dengan ayakan berukuran 5 mm dan disterilisasi dengan otoklaf pada suhu 121 oC selama 20 menit. Media tanam dimasukkan ke dalam polibag berukuran 40 cm x 40 cm dengan kapasitas 10 kg. Pupuk
fosfat yang diberikan sebanyak 120 kg ha-1 P2O5 (Basuki, 2001) pada saat 2
minggu setelah tanam. Media tanam dianalisis kandungan unsur hara P-total dan P-tersedia sebelum digunakan.
b. Penanaman
dengan mempertahankan 1 tanaman yang pertumbuhannya paling baik dan
sisanya dipotong bagian batang di atas permukaan media. Setiap perlakuan diulang sebanyak tiga kali, tiap ulangan terdapat 7 polibag yaitu 4 polibag untuk pengamatan hingga masa vegetatif maksimum dan 3 polibag lainnya untuk pengamatan hingga tanaman dipanen. Masing-masing polibag ada 1 tanaman, sehingga terdapat 21 tanaman dalam setiap perlakuan. Jarak antar polibag di dalam rumah kaca adalah 80 cm x 40 cm.
c. Pemeliharaan
Pemeliharaan yang dilakukan meliputi penyiraman pada pagi hari yang dilakukan setiap hari. Pengendalian gulma dan hama dilakukan secara manual.
d. Pemanenan
Pemanenan dilakukan setelah buah jagung manis masak panen, menurut Adisarwanto dan Widyastuti (2006) kriteria masak panen jagung ditandai dengan batang, daun, dan buah berubah warna menjadi kuning, tetapi pangkal buah dan pangkal pelepahnya masih hijau. Biji jagung sudah terasa keras, bernas dan mengilap, bila ditekan dengan kuku tangan, bijinya tidak tampak bekas tekanan. Pada butiran jagung sudah terbentuk jaringan tertutup berwarna hitam.
Pengamatan Penelitian
Pengamatan dilakukan dengan mengamati parameter-paramater sebagai
berikut:
1. Analisis unsur P dalam media tanam
Pengamatan dilakukan terhadap unsur P-total dan P-tersedia dalam media tanam sebelum penanaman dan akhir percobaan. Pengujian tersebut dilakukan pada Laboratorium Tanah, Balai Penelitian Tanah, Bogor.
2. Daya tumbuh
DT (%)= ∑benih yang tumbuh
∑benih yang ditanam x 100%
3. Tinggi tanaman
Tinggi tanaman diukur dari pangkal batang di atas permukaan tanah sampai ujung daun terpanjang. Pengamatan ini akan dilakukan pada akhir masa vegetatif.
4. Analisis unsur P jaringan tanaman
Analisis jaringan dilakukan untuk mengetahui serapan P-total tanaman jagung manis. Contoh tanaman untuk analisis jaringan diambil daun dewasa yang berada dibagian bawah kelobot, pada saat tanaman mulai memasuki fase generatif yang ditandai dengan keluar malai atau rambut kelobot. Rambut kelobot yang keluar masih berwarna putih (silking). Analisis jaringan tanaman lainnya dilakukan pada biji saat fase generatif maksimum. Pengujian tersebut dilakukan pada Laboratorium Tanah, Balai Penelitian Tanah, Bogor. 5. Bobot kering tajuk dan akar tanaman
Penimbangan bobot kering tajuk dan akar tanaman dilakukan pada fase vegetatif maksimum yaitu dengan membagi bagian tajuk dan akarnya, kemudian ditimbang setelah dibersihkan dan dioven pada suhu 60oC selama 4 x 24 jam sampai bobot kering tanaman konstan.
6. Persentasi infeksi CMA
Perhitungan persentase infeksi CMA dilakukan dengan cara sebagai berikut: sebanyak 0.1 g akar dari hasil panen dipotong ± 1 cm dan dimasukkan ke dalam botol vial yang telah berisi larutan 10% KOH untuk membersihkan inti akar yang mengandung lignin sehingga penetrasi zat
untuk perhitungan infeksi di bawah mikroskop. Infeksi dihitung dengan
metode Gridline intersect method (Giovennetti & Mouse 1980).
Pada metode ini, setiap potongan akar yang mengenai gridline dihitung sebagai infeksi jika salah satu hifa atau gabungan dari struktur arbuskula dan vesikel ditemukan. Menentukan persentase kolonisasi dan panjang akar digunakan rumus sebagai berikut:
Kolonisasi (%)= ∑infeksi
∑interseksi x 100 %
Keterangan:
∑ infeksi = jumlah potongan akar yang terinfeksi
∑ interseksi = jumlah potongan akar yang diamati
7. Jumlah spora
Perhitungan jumlah spora dilakukan berdasarkan metode wet sieving
dan teknik sentrifugase (Sylvia 1998) yang dilakukan pada akhir penelitian dengan cara pengamatan pada sampel media tanam sebanyak 100 g untuk masing-masing perlakuan. Sampel media tanam dimasukkan ke dalam gelas beker 500 ml dan direndam dengan air selama 2 jam, kemudian diaduk, pasir
dibiarkan mengendap, dan larutan tanah dituang ke dalam saringan (710 µm -50 µm). Hal tersebut dilakukan sampai air bersih. Hasil saringan terkecil dipindahkan ke dalam tabung sentrifugase 50 ml, ditambahkan air dan ditimbang. Selanjutnya, hasil saringan larutan tanah terkecil kemudian
distrifugase selama 5 menit pada kecepatan 5000 rpm untuk memisahkan tanah dari kotoran. Supernatan dibuang dan ditambahkan air kembali sampai setengah, ditambahkan larutan gula 75% sampai penuh. Setelah itu, ditimbang dan disentrafugase kembali pada kecepatan 6000 rpm selama 20 detik. Spora dikumpulkan dengan menuangkan supernatan ke dalam saringan 50 µ m. Spora kemudian dicuci dengan air dan dituangkan ke dalam cawan petri dan dihitung jumlah spora dibawah mikroskop. Menentukan total jumlah spora per polibag digunakan rumus sebagai berikut:
Total jumlah spora per polibag = ∑spora
100 g tanah x
8000 g tanah
8. Bobot tongkol dan biji per tongkol
HASIL DAN PEMBAHASAN
Percobaan I: Pengaruh bahan perekat terhadap mutu benih jagung manis
...dan viabilitas CMA selama penyimpanan
Bahan perekat digunakan sebagai media untuk mengaplikasikan cendawan mikoriza arbuskula (CMA) melalui benih dengan tujuan mengefisiensikan penggunaannya sebagai pupuk hayati. Kemampuan merekatnya CMA pada benih jagung manis berbeda tergantung jenis bahan perekat yang digunakan. Hal ini dapat terlihat dari pertambahan bobot benih dan jumlah spora yang berhasil
menempel per benih (Tabel 1). Perbedaan tidak terlihat jelas secara kasat mata, namun perbedaan tersebut ditunjukkan dengan pertambahan bobot benihnya. Gambar 2 menunjukkan kondisi fisik benih setelah proses coating.
Tabel 1. Pertambahan bobot benih dan jumlah spora yang berhasil menempel per benih setelah proses coating
Seed Coating Pertambahan Bobot per
Benih (g)
Jumlah Spora per Benih (spora)
Na. Alginat + CMA Arabic Gum + CMA Tapioka + CMA
0.016 0.025 0.017
12.4 15.2 10.4
Hasil penelitian menunjukkan bahwa interaksi antara periode penyimpanan dan seed coating memberikan pengaruh sangat nyata terhadap uji perkecambahan spora. Perlakuan periode penyimpanan memberikan pengaruh yang nyata terhadap indeks vigor dan daya berkecambah, serta pengaruh yang sangat nyata terhadap
kadar air benih dan kecepatan perkecambahan spora. Perlakuan seed coating
memberikan pengaruh yang sangat nyata terhadap kadar air, daya berkecambah, kecepatan tumbuh, dan potensi tumbuh maksimum benih. Tabel 2 menunjukkan rekapitulasi analisis keragaman pengaruh periode penyimpanan dan seed coating
Gambar 2. Hasil seed coating dengan beberapa bahan perekat
Tabel 2. Rekapitulasi analisis keragaman pengaruh periode penyimpanan dan seed coating serta interaksinya terhadap beberapa parameter pengamatan pada benih jagung manis dan cendawan mikoriza arbuskula (CMA)
Parameter Pengamatan Periode
Penyimpanan
Seed
Coating Interaksi CV
Kadar air benih
Kecepatan perkecambahan spora @
** tn: tidak nyata; *: nyata pada taraf uji 5%, **: sangat nyata pada taraf uji 1%, #: transformasi log (Y+1), @: transformasi (Y+0.5)0.5
Kadar Air
kemasan yang digunakan adalah alumunium foil yang kedap udara, sehingga tidak
terjadi sirkulasi udara maupun uap air didalamnya.
Penggunaan bahan perekat dalam proses coating benih jagung manis dengan CMA memberikan pengaruh sangat nyata terhadap kadar air benih jagung manis. Perlakuan coating CMA dengan bahan perekat natrium alginat memiliki kadar air yang sama dengan tanpa coating. Arabic gum dan tapioka menghasilkan kadar air yang sama dan nyata lebih rendah dibandingkan kadar air tanpa coating. Hal ini disebabkan karena arabic gum membentuk lapisan yang dapat menghambat absorbsi uap air dari udara (Tranggono 1990, diacu dalam Sulastri 2008). Menurut Yuningsih (2009) laju peningkatan kadar air benih coating selama penyimpanan pada suhu kamar nyata lebih lambat dibandingkan dengan benih tanpa coating.
Tabel 3. Pengaruh periode simpan dan seed coating terhadap kadar air benih
Perlakuan Coating Penyimpanan (Minggu) Rerata
0 4 8 12 16
Angka yang diikuti huruf yang sama tidak berbeda nyata dengan uji Duncan Multiple Range Test (DMRT) pada taraf 5%
Kadar air benih dapat bervariasi selama penyimpanan, tergantung pada kelembaban ruang simpan dan kekedapan kemasan yang digunakan. Perubahan kadar air benih yang terjadi selama penyimpanan diduga karena adanya bahan perekat yang mengandung air/uap air. Kadar air yang ditunjukkan selama
penyimpanan masih memenuhi kriteria kadar air maksimum benih jagung yaitu 12%. Hal ini mengakibatkan daya simpan benih masih baik, yang ditunjukkan oleh daya berkecambahnya. Kemasan yang berupa alumunium foil yang diseal
sehingga kedap udara menyebabkan kadar air benih lebih stabil dan tidak
bersimbiosis dengan tanaman inangnya. Jika terpisah dengan tanaman inangnya,
CMA akan membentuk struktur tahan yaitu berbentuk spora tahan (klamidospora).
Indeks Vigor
Perlakuan periode simpan memberikan pengaruh nyata terhadap parameter indeks vigor benih. Indeks vigor benih mengalami peningkatan secara nyata mulai penyimpanan minggu ke-8. Pada penyimpanan minggu ke-16 menunjukkan indeks vigor nyata lebih tinggi dibandingkan dengan periode simpan sebelumnya (Tabel 4). Hal ini menunjukkan bahwa mutu benih jagung manis masih baik
bahkan sampai minggu ke-16 setelah simpan.
Pada penyimpanan minggu ke-4 indeks vigor benih menunjukkan nilai terrendah dan tidak berbeda nyata pada awal penyimpanan. Menurut Heydecker (1972), diacu dalam Sutopo (2004) rendahnya vigor pada benih dapat disebabkan
oleh beberapa hal, yaitu genetis, fisiologis, morfologis, sitologis, mekanis, dan mikrobia.
Tabel 4. Pengaruh periode simpan terhadap indeks vigor
Penyimpanan (Minggu) Indeks Vigor (%)
0 4 8 12 16
13.67 c 12.67 c 19.00 b 20.00 b 30.67 a
Angka yang diikuti huruf yang sama tidak berbeda nyata dengan uji Duncan Multiple Range Test (DMRT) pada taraf 5%
Daya Berkecambah
Parameter daya berkecambah benih dipengaruhi secara nyata oleh perlakuan periode simpan dan sangat nyata oleh perlakuan seed coating. Tabel 5 menunjukkan daya berkecambah benih meningkat secara nyata pada penyimpanan 8 minggu. Hal ini sejalan dengan indeks vigor benih. Daya berkecambah benih dapat dipertahankan hingga akhir pengamatan (16 minggu).
Penggunaan bahan perekat natrium alginat, arabic gum dan tapioka tidak
menunjukkan perbedaan pada daya berkecambah benih. Hal ini menunjukkan bahwa bahan perekat yang digunakan tidak memberikan pengaruh yang berbeda pada benih sehingga mutu benih masih terjaga dengan baik.
Tabel 5. Pengaruh periode simpan dan seed coating terhadap daya berkecambah
Perlakuan Coating Penyimpanan (Minggu) Rerata
0 4 8 12 16
Angka yang diikuti huruf yang sama tidak berbeda nyata dengan uji Duncan Multiple Range Test (DMRT) pada taraf 5%
Kecepatan Tumbuh
Perlakuan seed coating memberikan pengaruh sangat nyata terhadap parameter kecepatan tumbuh. Perlakuan coating dengan bahan perekat tapioka menunjukkan kecepatan tumbuh benih tertinggi dan tidak berbeda dengan bahan perekat arabic gum dan tanpa coating. Hal ini menunjukkan bahwa benih yang digunakan memiliki kualitas yang baik. Perlakuan coating dengan bahan perekat tapioka menunjukan kecepatan tumbuh yang masih tinggi, tetapi daya berkecambah dan potensi tumbuh maksimumnya nyata lebih rendah dibandingkan dengan tanpa coating. Perlakuan coating CMA dengan bahan perekat natrium alginat menunjukkan rerata kecepatan tumbuh yang nyata lebih rendah dibandingkan dengan perlakuan coating lainnya (Tabel 6).
Tabel 6. Pengaruh seed coating terhadap kecepatan tumbuh
Perlakuan Coating Kecepatan Tumbuh (%/etmal)
Tanpa Coating
Potensi Tumbuh Maksimum
Potensi tumbuh maksimum menunjukkan potensi benih untuk tumbuh, walaupun terdapat benih yang tumbuh tidak normal. Tabel 7 menunjukkan potensi
tumbuh maksimum benih dengan perlakuan bahan perekat natrium alginat dan tapioka nyata lebih rendah dibandingkan dengan perlakuan bahan perekat arabic gum dan tanpa coating. Benih jagung manis pada setiap perlakuan coating
menunjukkan potensi tumbuh maksimum benih yang tinggi yaitu ≤ 84.27%. Hal
ini menunjukkan bahwa benih yang digunakan memiliki kualitas yang baik, dan ditunjukkan pula oleh daya berkecambahnya.
Tabel 7. Pengaruh seed coating terhadap potensi tumbuh maksimum
Perlakuan Coating Potensi Tumbuh Maksimum (%)
Tanpa Coating
Na. Alginat + CMA Arabic Gum + CMA Tapioka + CMA
91.47 a 84.27 b 89.33 a 84.53 b
Angka yang diikuti huruf yang sama tidak berbeda nyata dengan uji Duncan Multiple Range Test (DMRT) pada taraf 5%
Uji Perkecambahan Spora
Uji perkecambahan spora dilakukan dengan menghitung persentase jumlah spora yang mengalami pertambahan panjang hifa selama diinkubasi 16 hari. Menurut Chalimah et al. (2007) perkecambahan spora berperan penting di dalam infeksi akar karena menghasilkan pertumbuhan hifa yang akan membantu akar tanaman menyerap hara. Gambar 3 menunjukkan perhitungan panjang hifa dengan mikroskop konfokal yang dilengkapi dengan software NIS-Element pada pembesaran 40 kali yang dilakukan selama penelitian.
Tabel 8 menunjukkan bahwa interaksi perlakuan periode simpan dan seed coating memberikan pengaruh yang nyata terhadap perkecambahan spora CMA. Pada awal penyimpanan, daya berkecambah spora dari ketiga perlakuan coating
adalah sama yaitu 80%. Perlakuan coating dengan bahan perekat natrium alginat dan tapioka mampu mempertahankan daya berkecambah spora hingga akhir pengamatan (16 minggu). Perlakuan dengan bahan perekat arabic gum hanya
menunjukkan kondisi spora CMA yang dapat berkecambah, dan berpotensi untuk
menginfeksi akar tanaman dan membantu penyerapan hara. Daya berkecambah spora yang baik paling rendah 60%. Hal ini menunjukan bahwa natrium alginat merupakan bahan perekat terbaik untuk mempertahankan daya berkecambah spora hingga 16 minggu penyimpanan. Bahan perekat arabic gum dan tapioka hanya dapat mempertahankan daya berkecambah spora sampai 12 minggu penyimpanan.
Gambar 3. Perhitungan panjang hifa dengan mikroskop konfokal yang dilengkapi dengan software NIS-Element pada pembesaran 40 kali
Daya berkecambah spora selama penyimpanan beragam. Hal ini terjadi karena spora yang digunakan merupakan mix inokulan yang terdiri dari genus
waktu inkubasi mempengaruhi kolonisasi, demikian pula pada tingkat
kematangan spora, kelembaban, dan tempat pertumbuhan dan perkembangan inokulum. Diduga dengan masa inkubasi yang lebih lama dapat meningkatkan persentase perkecambahan spora. Spora memiliki beberapa kelemahan, yaitu memerlukan waktu untuk perkecambahan dan memiliki masa dormansi pada beberapa spesies (Widiastuti et al. 2005).
Tabel 8. Pengaruh periode simpan dan seed coating terhadap daya berkecambah spora CMA
Perlakuan Coating Penyimpanan (Minggu)
0 4 8 12 16 Angka yang diikuti huruf yang sama tidak berbeda nyata dengan uji Duncan Multiple Range Test (DMRT) pada taraf 5%
Secara keseluruhan, pertambahan panjang hifa pada setiap pengamatan berkisar antara 0.43 µ m hingga 7.19 µ m. Jumlah pertambahan panjang hifa dengan bahan perekat arabic gum menunjukkan nilai tertinggi pada periode simpan 0 dan 4 minggu penyimpanan. Pada periode simpan 8 dan 12 minggu, hifa terpanjang ditunjukkan oleh perlakuan dengan bahan perekat tapioka, sedangkan natrium alginat menunjukkan hifa terpanjangnya pada pengamatan 16 minggu (Gambar 4).
Berdasarkan pengamatan pertambahan panjang hifa selama masa inkubasi didapatkan kecepatan perkecambahan spora CMA. Tabel 9 menunjukkan bahwa kecepatan perkecambahan spora selama pengamatan berkisar antara 0.59 µ m hingga 2.14 µ m setiap harinya. Perlakuan periode simpan memberikan pengaruh yang sangat nyata terhadap kecepatan perkecambahan spora. Penurunan kecepatan perkecambahan spora terjadi pada penyimpanan 12 minggu, tetapi tidak berbeda pada penyimpanan 4 minggu. Pada akhir pengamatan menunjukkan kecepatan perkecambahan spora yang nyata paling rendah dibandingkan dengan awal penyimpanan. Hal ini sejalan dengan daya berkecambah spora. Kecepatan
Gambar 4. Pertambahan panjang hifa spora CMA selama masa inkubasi
Tabel 9. Pengaruh periode simpan terhadap kecepatan .perkecambahan spora CMA
Penyimpanan (Minggu) Kecepatan Perkecambahan Spora CMA (µm/hari)
Angka yang diikuti huruf yang sama tidak berbeda nyata dengan uji Duncan Multiple Range Test (DMRT) pada taraf 5%
Semua bahan perekat yang digunakan dalam percobaan ini mengandung polisakarida. Menurut Darmawan dan Baharsjah (2010) polisakarida merupakan salah satu jenis karbohidrat yang terdiri dari banyak (ratusan bahkan ribuan) monosakarida misalnya pati, selulosa dan sebagainya. Namun dari hasil
0
0 Minggu 4 Minggu 8 Minggu 12 Minggu 16 Minggu
percobaan ini, bahan perekat natrium alginat, arabic gum, dan tapioka
memberikan pengaruh yang masih baik hingga diakhir pengamatan.
Semua parameter pengamatan viabilitas benih, secara umum menunjukkan bahwa penggunaan berbagai bahan perekat tersebut dapat mempertahankan viabilitas benih hingga 16 minggu penyimpanan dengan daya berkecambah 76.33%. Persentase perkecambahan spora CMA juga dapat dipertahankan 70% hingga 16 minggu penyimpanan pada seed coating dengan bahan perekat natrium alginat. Hal ini membuktikan bahwa bahan perekat yang digunakan kompatibel dan memenuhi persyaratan untuk digunakan sebagai bahan perekat. Menurut Kuswanto (2003) bahan pelapis (coating) yang akan digunakan untuk melapisi benih harus memiliki persyaratan antara lain dapat mempertahankan kadar air benih selama penyimpanan, menghambat laju respirasi seminimal mungkin, tidak bersifat toxic terhadap benih, mudah pecah dan larut apabila terkena air sehingga tidak menghambat proses perkecambahan, terutama proses imbibisi namun tidak mudah mencair pula. Bahan perekat natriun alginat merupakan perlakuan terbaik dalam mempertahankan mutu benih jagung manis sekaligus CMA selama penyimpanan hingga 16 minggu.
Percobaan II: Pengaruh CMA dengan metode coating dan pemupukan P
...terhadap serapan hara P, pertumbuhan, dan produksi
...tanaman.jagung manis
Percobaan II menunjukkan terjadinya kontaminasi spora CMA terhadap
perlakuan kontrol (tanpa coating CMA). Kontaminasi terjadi karena penyebaran spora CMA dapat melalui udara dan air. Kontaminasi tersebut diketahui setelah dilakukan pengamatan terhadap persentase infeksi CMA pada akar dan jumlah spora pada media tanam diakhir pengamatan.
pengaruh yang nyata terhadap P-total pada media tanam dan jumlah spora, dan
mempengaruhi secara sangat nyata persentase infeksi CMA. Perlakuan pemupukan berpengaruh nyata pada P-total media tanam, dan berpengaruh sangat nyata pada bobot kering tajuk dan akar.
Tabel 10. Rekapitulasi analisis keragaman pengaruh seedcoating dan pemupukan serta interaksinya terhadap beberapa parameter pengamatan pada tanaman jagung dan cendawan mikoriza arbuskula (CMA)
Parameter Pengamatan Seed
Coating Pupuk Interaksi CV
Analisis unsur P media tanam P-tersedia
P-total Daya tumbuh Tinggi tanaman
Analisis unsur P jaringan tanaman P-total pada daun
P-total pada biji Bobot kering tajuk Bobot kering akar @ Persentasi infeksi CMA Jumlah spora #
Bobot tongkol
Bobot biji per tongkol #
** tn: tidak nyata; *: nyata pada taraf uji 5%, **: sangat nyata pada taraf uji 1%, #: transformasi log (Y+1), @: transformasi (Y+0.5)0.5
Analisis Unsur P dalam Media Tanam
Media tanam yang digunakan dalam percobaan kedua ini merupakan kombinasi antara tanah PMK, pasir dan kompos. Kadar P-tersedia (P2O5) dalam
media tanam sebelum penanaman adalah 92.6 ppm. Menurut Hardjowigeno (1995) nilai tersebut memiliki kriteria penilaian hasil analisis sifat kimia tanah yang sangat tinggi. Kadar P2O5 tersebut sangat tinggi diduga karena adanya
penambahan kompos, sebab tanah PMK sendiri dikenal memiliki kadar P-tersedia yang rendah. Kadar P-total yang terkandung dalam media tanam tersebut mencapai 0.23% (Lampiran 1).
Parameter kadar P-tersedia yang diamati 3 minggu setelah tanaman di panen
