INTERAKSI SIMBIOTIK GALUR MUTAN KEDELAI No. 23-D DENGAN SEJUMLAH ISOLAT Rhizobium DI LAHAN MASAM

INTERAKSI

SIMBIOTIK

GALUR

MUTAN

KEDELAI

No.

23-D

DENGAN

SEJUMLAH

ISOLAT

Rhizobium

DI LAHAN

MASAM

Soertini

Gandanegara*,

Hendratno*,

dan Tantono

Subagyo**

ABSTRAK

INTERAKSI SI"BIOTIK GALUR "UTAH KEDELAI No. 23-D DENGAN SEJU"LAH ISOLAT

Bhizobi •••

DI LAIIAN

ms~.

Sebuah percobaan telah dilakukan untuk melihat interaksi

simbiotik antara galur mutan kedelai No. 23-D yang dikembangkan untuk lahan masam dengan sejumlah strain/isolat Rhizobium di Sembawa, Sumatera Selatan, di tanah dengan pH 4,5 dan Aldd 3,69 meq/lOO gram. Delapan strain isolat diinokulasikan pada waktu tanam pada taraf O,3xI08 selIg disertai dua perlakuan kontrol tanpa ino-kulasi, tanpa N dan dengan pemupukan N yang setara dengan 130 kg N/ha. pH tanah yang rendah dan Al yang dikandung tanah mempengaruhi pembentukan bintil akar. pembentuk-an bintil akar baru terlihat pada stadium R2 dan terlihat bahwa isolat No. 22 mampu menginduksi pembentukan bintil akar lebih awal. Pada stadium R5 terlihat bahwa isolat No. 16 dan 22 lebih efektif daripada isolat lain. Tanaman yang diinokulasi dengan kedua isolat tersebut memperlihatkan pertumbuhan, jumlah polong maupun N yang difiksasi lebih baik daripada tanaman pembanding yang diberi pupuk N maupun tanaman. yang diinokulasi dengan strain kontrol TAL 102.

ABSTRACT

SYMBIOTIC INTERACTION BETWEEN SOYBEAN "UTANT LINE No. 23-D AND SEVERAL

Bhizobi ••

ISOLATES IN ACID SOIL. A field experiment has been carried out to study

the symbiotic interaction between soybean mutant line No. 23-D which was developed for acid soils and several Rhizobium strain/isolates at Sembawa, South Sumatera, in soil with pH 4,5 and exchangeable Al 3,69 meq/lOO g. Eight strain/isolates were inoculated at O,3Xl08/g level. Two treatments without inoculation, without Nand with N fertilizer at 100 kg N/ha were served as control. Results showed that nodula-tion was delayed by acidity and Al contents in the soil and only started at R2 stadium. Isolate No. 22 had a capability to induce early nodulation. Isolates No. 16 and 22 were more effective than the others. Plants inoculated with these two

isolates grew better and produced more pods. The N derived from fixation in those

p~ants were higher than that of the N - control and the TAL 102 inoculated plants.

*

Pusat Aplikasi Isotop dan Radiasi, Batan

**

Pusat Penelitian Perkebunan Sembawa

PENDAHULUAN

Pengembangan penanaman varietas kedelai di tujukan untuk memanfaatkan lahan marginal di luar Jawa agar dapat mendukung peningkatan produksi kedelai di Indonesia. Kebutuhan akan kedelai meningkat tajam dari tahun ke tahun yang tidak dapat dipenuhi oleh produksi lokal. Pada tahun 1980 diimpor 194.000 ton kedelai untuk mencukupi konsumsi dan pada tahun 1984 impor naik menjadi 401.000 ton (1).

Beberapa kendaia yang menghambat peningkatan produksi kedelai di Iahan masam adalah tidak tersedianya beberapa unsur hara yang penting bagi pertumbuhan tanaman (2), pH tanah dan Al yang dikan-dungnya (3). Tidak tolerannya jenis kedelai yang digunakan akan menyebabkan pertumbuhan tanaman terhambat dan produksi terganggu.

Galur mutan kedelai No. 23-D hasil iradiasi varietas Guntur telah menunjukkan indikasi cocok untuk dikembangkan di Iahan masam. Untuk memperoleh penampilan simbiosis yang toleran diperlukan

strain/isolat

Rhizobium

yang sesuai (2,4). Keserasian simbiotik an tara tanaman inang dan bakteri

Rhizobium

akan mempengaruhi per-tumbuhan dan jumiah N yang difiksasi tanaman (3).

Pada penelitian ini telah diuji interaksi simbiotik galur mutan kedelai No. 23-D dengan sejumiah strain/isolat

Rhizobium

di Iahan masam di Sembawa, Sumatera Selatan.

BAHAN DAN METODE

Percobaan dilaksanakan di Iahan masam podzolik merah kuning di Pusat Penelitian Perkebunan Sembawa dengan sifat kimia tanah sebagai berikut: pH (H20) (KCL) ALdd N (%) P (Olsen): 4,52 3,67 3,69 meq/100 g 0,191 8,45 ug/g Bahan organik

(%):

C organik

(%)

NNH4 NN03 3,87 2,25 0,675 0,347

Percobaan dilaksanakan diantara barisan pohon karet yang berumur dua tahun dengan tajuk yang belum bertemu satu sama lain sehingga tanaman kedelai menerima cahaya matahari penuh. Tiap petak

pereobaan berukuran 6x2,5 m dengan jarak tanam 40x10 em. Diantara petak pereobaan dibuat gawangan selebar 50 em.

Benih kedelai yang digunakan adalah galur mutan No. 23-D yang berasal dari iradiasi varietas Guntur yang dikembangkan untuk lahan masam.

Beberapa perlakuan dilakukan sebelum tanam, yaitu pemberian kapur yang setara dengan 1000 kg N/ha diberikan dua minggu sebe-lumnya, sedangkan herbisida glyphosate diberikan seminggu sebelum

Tabel 1. Perlakuan dan asal strain/isolat yang digunakan

Per lakuan Inokulasi i1 i2

i3

i4 i5

i6

i7 iB Tanpa inokulasi**

i9

i10 Strain/isolat* Isolat No. 15 16 17 19 21 22

06

Strain TAL 102 Asal

galur AVRDC No. 169 galur mutan No. 52 galur No. 103-B-1 galur No. 214 galur 57-C-1

galur mutan No. 43 galur AVRDC No. 10050 NifTAL, Hawaii

alang-alang dengan dosis 5 L/ha. Pemupukan

kg P205/ha dan 50 kg K20/ha diberikan sehari Keterangan * : merupakan hasil isolasi dari bintil akar

galur kedelai yang ditanam di Pasar Jumat ** : i9 = tanpa N

i10 = diberi N setara dengan 130 kg N/ha

tanam untuk membasmi dasar setara dengan 60 sebelum tanam.

Sepuluh perlakuan yang terdiri dari delapan perlakuan inokulasi dengan strain/isolat

Rhizobium

dan dua perlakuan kontrol dapat dilihat pada Tabel 1. Kedua perlakuan kontrol tidak mendapat per-lakuan inokulasi (i9 dan i10). Pada perlakuan i1G, diberikan N setara dengan 130 kg N/ha. Seperempat dosis diberikan pada waktu tanam di antara baris kedelai dan sisanya diberikan pada waktu tanaman ber-umur sebulan.

Biji kedelai diinokulasi dengan strain/isolat Rhizobium seperti tercantum pada Tabel 1 dengan cara mencampurnya dengan inokulum yang disiapkan sebelumnya. lnokulum dibuat dad gambut yang telah disterilkan dengan iradiasi gamma dengan dosis 50 kGy dan dicampur dengan strain/isolat tertentu sehingga memiliki kadar 0,3 x 108 sel/g.

Tanaman dipanen pada stadia pembungaan (R2) dan awal pengisian polong (R5) untuk melihat pembentukan bintil akar dan pertumbuhan tanaman. Estimasi kemampuan tanaman memfiksasi N dilakukan pada stadium R5 dengan cara membandingkannya dengan tanaman pada perla-kuan i9 sebagai kontrol (5), yaitu dengan membandingkan serapan N total pada tanaman yang diuji dengan tanaman yang tidak mampu memfiksasi nitrogen, atau tanaman tanpa inokulasi. Analisis N dila-kukan dengan metode Kjeldahl.

HASIL DAN PEMBAIIASAN

Penghambatan pembentukan bintil akar tanaman kedelai yang disebabkan oleh kondisi kemasaman dan Al (2,4,6) dapat dilihat pada Tabel 2. Terlihat bahwa bintil akar baru terbentuk pada saat

Tabel 2. Distribusi bintil akar pada stadia R2 dan R5

Perlakuan R2 R5 lnokulasi Isolat No. 15 16 17 19 21 22

06

Strain TAL 102 Tanpa inokulasi

i9

ilO

°

1,6 0,3 2,1 1,1 2,6 1,4 1,9 1,3 3,2 1,7 3,5 0,7 1,6 0,1 1,1

°

°

0,1 0,2

pembungaan. Tanaman yang diinokulasi dengan isolat No. 17, 19, 21 dan 22 memiliki nilai distribusi bintil akar lebih tinggi yang berarti bintil akar terbentuk lebih awal. Walaupun demikian tanaman dinilai belum mampu memfiksasi nitrogen, karena nilai distribusi bintil akar antara 0 dan 2 dikategorikan sebagai tingkat pembentukan bintil akar yang rendah dan tidak mampu memfiksasi nitrogen (5).

Pada stadium pengisian polong (R5) pemhentukan bintil akar telah lebih sempurna. Pembentukan bintil akar lebih lanjut terlihat pada tanaman yang diinokulasi dengan isolat No. 21 dan 22. Menurut DART (7) pertumbuhan bintil akar tergantung dari strain/isolat. Pada percobaan ini isolat No. 21 dan 22 membentuk bintil akar lebih cepat dari isolat yang lain sehingga tanaman yang diinokulasi dengan kedua isolat tersebut memperlihatkan nilai distribusi yang lebih tinggi. Pada stadium awal pengisian polong terlihat perbedaan yang sangat nyata (P<O.01) pada bobot tanaman, serta bobot dan jumlah polong antara berbagai perlakuan (Tabel 3). Persentase N dalam stover dan polong tidak berbeda nyata antar perlakuan. Perbedaan yang sangat nyata pada bobot tanaman, baik pada stover maupun pada

Tabel 3. Bobot dan % N stover dan po long pada stadium R5

Perlakuan Bobot,g stover polong Kandungan N,% stover polong lnokulasi lsolat No. 15 18,2 4,63,37 3,41 16 42,9 17,53,352,76 17 18,4 4,93,533,60 19 19,1 6,63,463,19 21 23,7 10,93,022,82 22 51,9 26,93,412,94 06 22,5 9,92,60 3,46 Strain TAL 102 29,5 9,02,71 3,45 Tanpa inokulasi i9 21,0 7,52,27 3,07 ilO 29,0 8,73,12 3,18 ---BNJ 0,01 14,2 6,6 K.K. (% )26,569,4015,16 21,91

polong pada perlakuan inokulasi tertentu menyebabkan serapan N total

kedua bagian tanaman tersebut berbeda mencolok

(Tabel

4}.

r~~~

Oambar

i

terllhat penampilan yang sangat mencolok adalah pada tanaman yang diinokulasi dengan isolat No. 16 (i2) dan 22 (i6) yang mampu melebihi hasil tanaman yang diberi pemupukan N setara dengan 130 kg N/ha (i10). Strain TAL 102 yang dipakai sebagai kontrol ternyata hanya mampu menyamai hasil yang diperoleh perlakuan i10.

Tabel 4. Serapan N total dan N yang berasal dari fiksasi pada tanaman yang diinokulasi dengan 8 strain/

isolat Rhizobium.

Strain/isolat

Serapan N total, stover polong tanaman

N bdfik*, •... mg N/10 tanaman •...••. Isolat No.24582715 114 654 16 1037 593 1629 916 17 597 165763 50 19 605 230835 122 21 648 261909 196 22 1557 934 2491 1778 06 529 342872 159 Strain TAL 102 812 309 1121 408

Tanpa inokulasi (i9)

476 237713 ---BNJ (%) 0,05

K.K.

(%) 428 31,92

162

26,22 51 28,33 ---Keterangan *:

Nbdfik = N yang berasal dari fiksasi

= Serapan N total tanaman yang diinokulasi -Serapan N total tanaman yang tidak diinokulasi

Pada percobaan ini, lahan di Sembawa yang digunakan untuk percobaan tidak mengandung bakteri Rhizobium japonicum alam seperti yang terlihat pada nilai distribusi bintil akar pada perlakuan i9

saat tanam pada tanah yang tidak memiliki Rhizobium alam merupakan keadaan yang kritis bagi pemantapan simbiosis fiksasi nitrogen. Tidak adanya Rhizobium alam disertai tidak efektifnya beberapa isolat yang diinokulasikan menyebabkan pertumbuhan tanaman yang kurang baik, yaitu tanaman yang diinokulasi dengan isolat No. 15, 17, 19, 06 dan 21. Tidak efektifnya mereka di lapang diduga karena ada faktor lain dalam tanah yang belum diketahui.

Estimasi N yang difiksasi tanaman dapat dilihat pada Tabel 4. Isolat No. 16 dan 22 terlihat mampu memfiksasi nitrogen lebih baik (916 dan 1778 mg N/10 tanaman) dibandingkan dengan tanaman yang diinokulasi dengan strain TAL 102 yaitu 408 mg N/10 tan.

Lebih rendahnya N yang berasal dari fiksasi pada tanaman yang diinokulasi dengan isolat no. 15, 17, 19, 06 dan 21 disebabkan oleh karena kurang efektifnya isolat-isolat tersebut.

KESIMPULAN

Dari hal-hal diatas dapat ditarik kesimpulan:

1. Pada pengujian delapan strain/isolat Rhizobium pada galur mutan kedelai No. 23-D di lahan masam, isolat No. 16 dan No. 22 memperlihatkan interaksi simbiotik yang paling baik ( pertumbuhan tanaman dan N yang difiksasi paling tinggi).

2. Beberapa strain/isolat Rhizobium yang digunakan, yaitu isolat No. 15, 17, 19, 06 dan 21 tidak efektif dalam memfiksasi nitrogen pada kondisi lapangan di lahan mas am Sembawa, Sumatera Selatan.

UCAPAN TERlMA KASIH

Ucapan terima kasih disampaikan kepada Direktur Pusat Peneli-tian Perkebunan Sembawa dan Kepala PAIR-Batan yang telah mengizin-kan dilakukannya percobaan ini.

Ucapan terima kasih disampaikan pula kepada Sdr. Nana Sumarna, Harry Is. Mulyana, Sudono Slamet, Ellya Refina dan Suhanda di PAIR-Batan serta Sdr Suwarno dan Asmadi di Puslitbun Sembawa yang telah banyak membantu dalam pelaksanaan peneli tian ini.

DAFTAR PUSTAKA

!.

~~mi~~,

J.,

"~tit~~

U~

!~m~~

U~!!~~~

of

goyLn :nsJ

pests in Indonesia",Soybean Research and Development in Indone-sia (BOTTEMA, J.W.T., DAUPHIN, F., and GIJSBERG, G., eds.) CGPRT, (1987) 217.

2. MUNNS, D. N., "Effect of soil acidity on nodulation", Mineral Nutrition of Legumes in Soils of Tropics and Subtropics,

(ANDREW,C.S., and KAMPRATH, E.J., eds.) CSIRO, Melbourne (1978) 247.

3. YUTONO, "Inokulasi Rhizobium pada kedelai", Kedelai, Pusli t-bangtan, Badan Penelitian Pertanian, Bogor (1985).

4. MUNNS, D.N., Acid Soil Tolerance in Legumes and Rhizobia, Adv. PI. Nutrition, Vol. 29 (TINKER,B., and LAUCHLI, Aeds.), Pra-eger, New York (1986) 63.

5. ACIAR, Methods for Evaluating Nitrogen Fixation by Nodulated Legumes in the Fields (PEOPLES, M.B., FAIZAH,A,W., RERKASEM,B., and HERRIDGE, D., eds.), James Ferguson Pty., Hamilton, Qld

(1989).

6. GANDANEGARA, S., dan HENDRATNO, K., Nodulasi dan pertumbuhan dua galur mutan kedelai di tanah masam, PAIR-BATAN, Jakarta (1989).

7. DART, P., "Infection and development of leguminous nodules", A Treatise in Dini trogen Fixation, Sect. III, Biology (HARDY, R.W.F., and SILVER, W.S., eds.), John Wiley, New York (1977) 367.

8. RENNIE,R.J., and DUBETZ, S., Effect of fungicides and herbicides on nodulation and N2 fixation soybean fields lacking indigenous

60 c: 50 B

_a

~

40

"-

en

.:

.30

~

.•..

0

UI .•.. 20

0

.0.0

0

10

0

::::: ".':: 7: {: ~ .:.:TI :::: ::::: .::::

\:

...

..

...

.. ... .. .. '0., ..•••••••,

...

, ..'0 .. ... .. ..•••••••• , ... .. ...

...

... ... ... .. .... ...,..

..

..,.. ..

....

.. ...,

...

.... ... ..

...

.. ... ..,

...

.., ..

.

, ..

...

.. .. .. ... .. ... .. .... ..,.. ..,

...

....

... .,

...

.. "

...

Perlakuan inokulasi

(i)

co .30

0

.•..

_a

~

t~

"-co

20

en

0

:.:.: .•..

0.

20

:=:::

"-c: :::=: en

~

c:

I

:::::

0

0

~~

••... "0 a. :;:;: a. .•.. ;~::

0

10

.c

10 .0 :.:~ ... .Q

0

::::~~ _E .0 :;,

o

Perlakuan inokulasi

(i)

o

Perlakuan inokulasi

(i)

Gombar 1. Penampilan galur mutan kedelai No. 23-D

yang

diinokulasi dengan sejumlah strain/isolat

Rhizobium

i1

=

Isolat No. 15

i6

=

Isolat No. 22

i2

=

Isolat No. 16

i7

=

Isolat No. 06

i3

=

Isolat No. 17

i8

=

Strain

TAl

102

i4

=

Isolat No. 19

i9

=

Kontrol, tanpa N

i5

=

Isolat No. 21

DI SKUSI

TUTI RAIS

1. Hasil akhir suatu penelitian diharapkan dapat menghasilkan berat biji kedelai yang eukup tinggi di lahan masam, untuk menunjang peningkatan produksi kedelai dalam upaya meneapai swasembada kedelai.

2. Dari penelitian yang Anda lakukan kami ingin mengetahui isolat mana yang efektif pada galur-galur yang diuji dan berapa potensi hasil kedelai yang bisa dieapai pada galur tersebut.

SOERTINI GANDANEGARA

1. Pereobaan ini ditujukan untuk meneari isolat yang memi liki kemampuan fiksasi N yang tinggi yang umumnya diukur pada stadium R2 dan R5. Pada stadium pertumbuhan tersebut fiksasi N adalah paling tinggi.

2. Pereobaan untuk melihat isolat yang berinteraksi baik dengan galur tertentu dan potensi hasil akan dilakukan pada pereobaan yang akan datang.

ELSJE L. SISWORO

Apakah dalam aplikasinya nanti di lapangan, yang akan Anda gunakan strain tunggal atau sekumpulan strain. Bila strain tunggal apa alasannya.

SOERTINI GANDANEGARA

Di lapangan pada masa dekat akan dilakukan pereobaan dengan menggu-nakan strain tunggal maupun inokulum komposi t komersial yang ada di pasaran (Rhizogen).

DWI RETNO L.

Efektivi tas fiksasi N di lahan masam pada isolat tertentu adalah tinggi. Apakah itu berarti isolat tersebut mampu menambat fosfat di

lahan masam, karena fiksasi N tidak terlepas dari ketersediaan unsur P, yang di lahan masam diikat oleh Al atau Fe.

SOERTINI GANDANEGARA

Bakteri Rhizobium tidak menambat P.

HARRY IS M.

1. Bagaimana caranya menyeleksi strain-strain Rhizobium di labora-torium

?

2. Bagaimana penerapannya di Iapangan untuk Iokasi bermasalah.

3. Untuk mendapatkan strain-strain Rhizobium itu apakah menggunakan jasa radiasi

?

4. Apakah strain Rhizobium No. 22 bisa dipakai/sesuai untuk galur-galur kedelai varietas yang lain selain galur No. 23

?

SOERTINI GANDANEGARA

1. Untuk menyeleksi strain/isolat Rhizobium yang tahan terhadap pH rendah/A1 digunakan metode MUNNS & AGANATA dengan menggunakan media agar pada cawan petri.

2. Di lapangan inokulasi dilaksanakan di lahan pembawa gambut. Untuk mengatasi Iingkungan tanah yang mengganggu pertumbuhan bintil akar digunakan cara khusus antara lain bij i yang diinokulasi dilapisi kapur atau bahan berkapur.

3. Jasa iradiasi tidak digunakan, iradiasi gamma digunakan hanya untuk memperoleh gambut steril.

4. Uji isolat No. 22 dengan beberapa galur mutan baru akan dilaksanakan pada musim tanam 1990.