PENGARUH PEMBERIAN Azospirilum sp. MENGGUNAKAN CARRIER KOMPOS DAN PUPUK UREA DALAM MENINGKATKAN SERAPAN
NITROGEN SERTA PERTUMBUHAN TANAMAN TEBU
SKRIPSI
OLEH:
WANDA SYAHDUL HAQ / 100301081 Agroteknologi
Minat-Ilmu Tanah
PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN
PENGARUH PEMBERIAN Azospirilum sp. MENGGUNAKAN CARRIER KOMPOS DAN PUPUK UREA DALAM MENINGKATKAN SERAPAN
NITROGEN SERTA PERTUMBUHAN TANAMAN TEBU
SKRIPSI
OLEH:
WANDA SYAHDUL HAQ/ 100301081 Agroteknologi
Minat-Ilmu Tanah
Skripsi sebagai salah satu syarat memperoleh gelar sarjana di Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara
PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN
Judul Skripsi : Pengaruh Pemberian Azospirilum sp. Menggunakan Carrier Kompos Dan Pupuk Urea Dalam Meingkatkan Serapan Nitrogen Serta Pertumbuhan Tanaman Tebu (Saccharum Officinarum L.)
Nama : Wanda Syahdul Haq
NIM : 100301081
Program Studi : Agroteknologi Minat : Ilmu Tanah
Disetujui oleh Komisi Pembimbing
(Prof. Dr. Ir. T. Sabrina, M. Sc)
Ketua Anggota
(Ir. Sarifuddin, MP)
Mengetahui,
ABSTRACT
WANDA SYAHDUL HAQ: Effect of Azospirillum sp. using compost as carrier
and urea on nitrogen availability and the growth of sugarcane, supervised by T. SABRINA and SARIFUDDIN.
Nitrogen for plants can be obtained from inorganic fertilizer or by using nitrogen fixation bacteria. Nowadays fact showed that urea is applied excessively and not following with greatest plant yields. Thus, in this experiment we wanted to determine the effect of repleshing urea with other N source such as nitrogen fixation bacteria on the availability of N in soil and the growth of sugarcane. The study was conducted in 2 step experiment. The first step experiment was to evaluate the best C/N ratio of sugarcane by-product compost as a carrier for supporting the growth of Azopirillum. This experiment was conducted on soil Biology Laboratory Agricutural Faculty USU. The second step experiment was to evaluate the effect of Azospirillum sp. using compost as a carrier and urea on nitrogen availability and the growth of sugarcane. The experiment design was a factorial randomized block design, with 2 factors. The first factor was Azospirillum sp, with 3 treatments viz; without Azospirillum sp. (control), compost only without Azospirillum, and Azospirillum. The second factor was the dosage of urea fertilizer, consist of 4 treatments viz; without urea (control), urea 5, 10 and 15g/plant. The result of first experiment showed that the best of C/N ratio compost for supporting Azospirillum sp growth was 53. The second experiment showed that urea fertilized caused increasing dosage it reducing for plant height, stem diameter and pH but giving Azospirillum real impact on plant height, stem diameter, C-organic, shoot dry weight, root dry weight, ratio of C/N and N uptake while urea significantly lowered Plant Height, stem diameter, and pH and interaction were no significant.
ABSTRAK
WANDA SYAHDUL HAQ: Pengaruh pemberian Azospirillum sp. menggunakan carrier kompos dan pupuk urea dalam meningkatkan serapan nitrogen serta pertumbuhan tanaman tebu, dibimbing oleh, T. SABRINA dan SARIFUDDIN. Nitrogen pada tanaman dapat diperoleh dari pupuk anorganik atau dengan menggunakan bakteri fiksasi nitrogen. Saat ini fakta menunjukkan bahwa urea diterapkan berlebihan dan tidak mengikuti dengan hasil tanaman terbesar. Dengan demikian, dalam penelitian ini kami ingin mengetahui pengaruh menggantikan urea dengan sumber N lainnya seperti bakteri fiksasi nitrogen pada ketersediaan N dalam tanah dan pertumbuhan tanaman tebu. Penelitian dilakukan dalam 2 percobaan. Percobaan pertama adalah untuk mengevaluasi rasio C/N untuk tanaman tebu oleh-produk kompos sebagai pembawa untuk mendukung pertumbuhan azopirillum. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Biologi Tanah Fakultas Pertanian USU. Percobaan kedua adalah untuk mengevaluasi pengaruh Azospirillum sp. menggunakan kompos dan urea terhadap ketersediaan nitrogen dan pertumbuhan tanaman tebu. Metode penelitian adalah rancangan acak kelompok, dengan 2 faktor. Faktor pertama adalah Azospirillum sp, dengan 3 perlakuan yaitu; tanpa Azospirillum sp. (kontrol), kompos hanya tanpa Azospirillum, dan Azospirillum. Faktor kedua adalah dosis pupuk urea, terdiri dari 4 perlakuan yaitu; tanpa urea (kontrol), urea 5, 10 dan 15g / tanaman. Hasil percobaan pertama menunjukkan bahwa rasio C/N terbaik pada kompos untuk mendukung pertumbuhan Azospirillum sp adalah 53.44. Percobaan kedua menunjukkan bahwa pemupukan urea
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Medan pada tanggal 21 November 1992 dari Ayah Syahbuddin MS dan Ibu Juwita. Penulis merupakan putra ke lima dari lima bersaudara.
Tahun 2010 penulis lulus dari SMA Negri Agam Cendekia, Kab. Agam (Sumatera Barat) dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk Universitas Sumatera Utara melalui jalur ujian masuk bersama perguruan Tinggi Negeri. Penulis memilih program studi Agroekoteknologi minat Ilmu Tanah Fakultas Pertanian.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT karena atas berkat dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini yang berjudul ”Pengaruh pemberian Azospirillum sp menggunakan carrier kompos dan pupuk urea dalam meningkatkan serapan nitrogen serta pertumbuhan tanaman tebu”.
Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan penghargaan dan ucapan terima kasih kepada kedua orang tua penulis atas kasih sayang baik moril,
materil, dan do’a yang telah diberikan kepada penulis, kepada abang dan kakak penulis yang telah medukung dan memotivasi penulis, kepada Ibu Prof. Dr. Ir. T. Sabrina, M. Sc. dan Bapak Ir. Sarifuddin, MP. selaku komisi
pembimbing penulis yang telah membimbing penulis selama menyelesaikan skripsi ini.
Di samping itu, penulis juga menyampaikan ucapan terima kasih kepada semua staf pengajar dan pegawai di Program Studi Agroteknologi, PTPN II Kebun Tj. Jati, keluarga besar Bidikmisi, Laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah, laboran Laboratorium Biologi Tanah Kak Rosneli serta teman-teman stambuk 2010 dan semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian skripsi ini.
Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih. Dan semoga skripsi ini bermanfaat bagi kita semua.
Medan, September 2014
DAFTAR ISI
Hipotesis Penelitian... 3
Kegunaan Penelitian ... 3 Tempat dan Waktu Penelitian... 19
DAFTAR TABEL
No. Hal.
1. Sifat Kimia dan Populasi Azospirillum pada Kompos berbeda tingkat
kematangan... 29 2. Sifat kimia tanah C-org, N-total Tanah da rasio C/NTanah akibat
pemberian Azospirillum, urea dan interaksinya ... 31 3. Sifat kimia tanah pH, N-total Tanaman dan Serapan N Tanah akibat
pemberian Azospirillum, urea dan interaksinya ... 33 4. Pertumbuhan dan produksi tanaman akibat pemberian Azospirillum carrier
kompos dan uera serta interaksinya... 35
DAFTAR GAMBAR
No. Hal.
1. Gambar 1. Hubungan peningkatan dosis urea terhadap pH tanah... 34 2. Gambar 2. Kurva dosis urea terhadap tinggi tanaman 10 MST... 36 3. Gambar 3. Kurva dosis urea terhadap diameter batang10 MST... 36 4. Gambar 4. Laju pertumbuhan tinggi tanaman 4, 7 dan 10 MST pada
perlakuan tunggal... 38 5. Gambar 5. Laju pertumbuhan diameter batang 4, 7 dan 10 MST pada
perlakuan tunggal... 38 6. Gambar 6. Laju pertumbuhan jumlah tunas 4, 7 dan 10 MST pada
DAFTAR LAMPIRAN
No. Hal.
1. Formula media spesifik bakteri Azospirillum sp (Media Okon) ... 53
2. Hasil analisis awal tanah... 53
3. Hasil analisis C-organik dan N-total (%) sampel kompos ... 53
4. Hasil Analisi N-total tanah dan tanaman ... 53
5. Perhitungan Jumlah tanaman, dosis kompos dan perlakuan urea ... 54
38. Tabel Sidik Ragam N-Tanaman (%) ... 71
39. Data Serapan N (mg/ Tanaman)... 72
40. Tabel Sidik Ragam N-Tanaman (%) ... 72
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Nitrogen merupakan salah satu unsur penting yang dibutuhkan tanaman tebu terutama saat umur muda yang membantu pembentukan sel sel baru, tunas, klorofil. Nitrogen diserap pada awal penanaman tebu terutama pada umur 1 bulan dan serapannya bertambah dengan bertambahnya umur, namun N paling banyak diserap pada umur 3 – 4 bulan, kemudian menurun setelah umur 8 bulan (Schuylenborg dan Saryadi,1958 ; Marliani, 2011)
Efisiensi penggunaan pupuk N dari urea masih sangat rendah, masalahnya adalah kemungkinan kehilangan urea melalui penguapan, pelindian dan immobilisasi (Purwanto et al., 2010). Dengan demikian petani cenderung meningkatkan dosis urea sehingga biaya produksi meningkat dan kerusakan lingkungan serta penurunan kualitas tanah (Saraswati, 2012) . Dengan demikian perlu membatasi penggunaan pupuk urea dengan cara mensubstitusi sumber N asal urea dengan sumber N yang lain seperti mikrobia fungsional penambat nitrogen bebas seperti Azospirillum.
Umumnya mikroba dalam pupuk hayati dikemas dalam bahan pembawa (carrier) dalam berbentuk padatan atau cairan. Sebagai bahan pembawa inokulan padat dapat digunakan bahan organik seperti gambut, arang, sekam, dan kompos (Danapriatna dan Simarmata, 2011). Konsentrasi N dan C pada media mempengaruhi metabolisme Azospirillum (Dubrovsky et al., 1994). Sehingga
perlu diketahui rasio C/N dari carrier yang tepat untuk pertumbuhan Azospirillum sp. yang ditandai dengan peningkatan N tanah-tanaman. Penelitian
ini mengevaluasi aplikasi inokulum Azospirillum yang menggunakan carrier kompos terpilih terhadap ketersediaan dalam tanah N dan pertumbuhan tanaman tebu.
Tujuan Penelitian
1. Untuk mengetahui pengaruh perbedaan rasio C/N kompos terhadap perkembangan Azospirillum sp.
2. Untuk mengetahui pengaruh Azospirillum sp. terhadap serapan N dan pertumbuhan tanaman tebu
3. Untuk mendapatkan jumlah pupuk N yang perlu diberikan dari pemberian Azospirillum sp. menggunakan carrier kompos terhadap serapan N dan pertumbuhan tanaman tebu
Hipotesis Penelitian
1. Inokulasi bakteri Azospirillum sp. pada carrier kompos berbeda rasio C/N memberikan hasil yang berbeda nyata terhadap pertumbuhan bakteri Azospirillum sp.
2. Aplikasi Azospirillum sp. menggunakan carrier kompos mampu meningkatkan serapan nitrogen serta pertumbuhan tanaman tebu.
3. Aplikasi pupuk urea pada dosis 10g/tanaman mampu meningkatkan serapan nitrogen serta pertumbuhan tanaman tebu.
4. Adanya interaksi nyata antara bakteri Azospirillum sp. pada carrier kompos dan urea terhadap peningkatan serapan nitrogen serta pertumbuhan tanaman tebu.
Kegunaan Penelitian
1. Sebagai salah satu syarat untuk meraih gelar Sarjana Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.
TINJAUAN PUSTAKA
Nitrogen (N)
Nitrogen adalah unsur hara utama yang dibutuhkan oleh tanaman dalam jumlah cukup banyak, unsur ini penting artinya dalam pembentukan klorofil daun, sintesa protein dan lain-lain. Sebagian besar nitrogen dalam tanah berasal dari bahan organik tanah, karena itu jika kandungan bahan organik di dalam tanah rendah biasanya diikuti oleh rendahnya kandungan nitrogen ( Purwanti, 2008).
Nitrogen (N) merupakan unsur hara yang paling penting. Kebutuhan tanaman akan N lebih tinggi dibandingkan dengan unsur hara lainnya, selain itu N merupakan faktor pembatas bagi produktivitas tanaman. Kekurangan N akan menyebabkan tumbuhan tidak tumbuh secara optimum, sedangkan kelebihan N selain menghambat pertumbuhan tanaman juga akan menimbulkan pencemaran terhadap lingkungan (Duan et al., 2007).
Nitrogen diserap oleh tanaman dengan kuantitas terbanyak dibandingkan dengan unsur lain yang didapatkan dari tanah. Sumber nitrogen di dalam tanah adalah dari fiksasi oleh mikroorganisme, air irigasi dan hujan, absorpsi amoniak, perombakan bahan organik, dan pemupukan. Nitrogen di dalam tanah mempunyai dua bentuk utama, yaitu nitrogen organik dan nitrogen anorganik berupa amonium (NH4), amoniak (NH3), nitrit (NO2), dan nitrat ( NO3) (Stevenson, 1982). Nitrogen diserap tanaman dalam bentuk NO3 dan NH4.
Pupuk Urea [CO(NH
Nitrogen dalam bentuk anorganik dijumpai dalam bentuk ion-ion yang berada di dalam larutan tanah, yang berada di kompleks adsorpsi, atau dalam bentuk ion amonium yang terfiksasi pada kisi mineral liat ( Hanafiah et al., 2009). Pemberian nitrogen pada tanaman tebu akan meningkatkan populasi batang tebu, peningkatan pupuk nitrogen akan selalu meningkatkan jumlah tunas hingga tercapai suatu optimum, sehingga penambahan nitrogen berikutnya tidak akan memberikan pengaruh lagi (Pawirosemadi, 1996).
2)2
Pupuk Urea adalah pupuk kimia yang mengandung Nitrogen (N) berkadar tinggi. Unsur Nitrogen merupakan zat hara yang sangat diperlukan tanaman. Pupuk Urea berbentuk butir-butir kristal berwarna putih, dengan rumus kimia CO(NH
]
2)2, merupakan pupuk yang mudah larut dalam air dan sifatnya sangat mudah menghisap air (higroskopis), karena itu sebaiknya disimpan di tempat kering dan tertutup rapat. Pupuk Urea mengandung unsur hara N sebesar 46%
dengan pengertian setiap 100 kg Urea mengandung 46 kg Nitrogen (Damanik et al ., 2011). Beberapa tuntutan yang bersifat menekan sebagai
kenyataan bahwa efisiensi serapan kembali (recovery efficiency) pupuk N jarang melebihi 50% ( Mukhlis et al., 2011).
Pemberian urea pada tanah berpH kurang dari 6.3, amonium hilang melalui volatilisasi dan terdekomposisi sebagai berikut :
CO(NH2)2 + 2H+ + 2H2O → 2NH4+ + H2CO Dikonsumsi 2 H
3 +
untuk setiap molekul urea, sehingga reaksi ini cenderung menaikkan pH diawal, tetapi ion amonium diubah menjadi nitrat dengan membebaskan empat ion H+
Biologi Azospirillum sp
sehingga pH akan menurun lebih besar, scara keseluruhan urea akan mengasamkan tanah ( Mukhlis et al., 2011).
Azospirillum sp. merupakan bakteri tanah penambat nitrogen nonsimbiotik. Bakteri ini hidup bebas di dalam tanah, yang berada disekitar atau dekat dengan perakaran (Nurosid et al., 2008). Azospirillum mempunyai ciri berupa sel yang berbentuk setengah spiral yang padat dan bergetar dengan sebuah flagel polar, sehingga bergerak secara berputar. Pertumbuhan genus Azospirillum pada media semi padat dicirikan dengan pembentukan pellicle berwarna putih di permukaan media dengan diameter 2-4 mm. Koloni berbentuk irregular berwarna putih dan berukuran besar (Nurhayati, 2006). Spesies Azospirillum berbentuk polimorf, motil, dan termasuk gram negatif (Pitriana, 1999).
meningkatkan kesuburan tanah melalui penyediaan P dan fiksasi N2. Bakteri pemfiksasi N2
Azospirillum sp. dikenal juga sebagai mikroorganisme diazotrof yang simbiotik, artinya Azospirillum sp. mampu menambat N
seperti Azospirillum, Enterobactercloacae, Alcaligenes,
Acetobacter diazotrophicus, Herbaspirillum seropedicae, Ideonella dechlorantans (Yulianti, 2012).
2 dan mengadakan asosiasi yang erat dengan tanaman inang tertentu. Azospirillum sp. mampu tumbuh pada tanaman tebu dan membentuk seperti kapsul yang mampu menambat N2
Spesies dari Azospirillum yang dikenal adalah A. brasilense, A. lipoferum dan A. amazone. Keduanya adalah bakteri gram negatif, memiliki sel berbentuk batang, diameter 1 ηm, sangat motile dan memiliki flagellum panjang dan polar
untuk dapat berenang dan kadang-kadang peritrichous flagella untuk berkumpul dipermukaan. Sel dari Azospirillum berubah bentuk dan ukuran tergantung pada umur kultur, dan memproduksi cysts (Hanafiah et al., 2009).
(Berg et al., 1980 ; Rusmana dan Hadijaya, 1994).
Pertumbuhan Bakteri Azospirillum sp.
mana pada tanaman ini bakteri berkembang dengan baik (Okon et al., 1976 ; Purushotman et al.,1980).
Beberapa spesies hidup bebas dalam tanah atau berasosiasi dengan akar tanaman rumput-rumputan, sayur-sayuran dan legum. Penambatan nitrogen maksimum terjadi pada pH 6-7 (Pitriana, 1999). Azospirillum tumbuh baik pada kultur yang bersumber C dan energi berasal dari malate, succinat, laktat maupun pyruvat (Hanafiah et al., 2009). Azospirillum sp terdapat di tanah sekitar akar, permukaan akar dan didalam akar, asosiasi antara Azospirillum dengan tanaman diduga bersifat simbiosis karena Azospirillum menggunakan senyawa malat sebagai sumber karbon untuk pertumbuhannya. Dugaan ini diperkuat dengan
adanya aktivitas nitrogenase Azospirillum dalam kalus tebu ( Berg et al., 1980 ; Rusmana dan Hadijaya, 1994). Inokulasi campuran
Azospirillum sp. dengan mikroorganisme yang menguntungkan memungkinkan terjadinya keseimbangan nutrisi untuk meningkatkan kandungan hara N, P, dan hara lainnya pada tanaman ( Bashan dan Holguin, 1997)
Dua komponen dalam medium untuk pertumbuhan yang dapat mempengaruhi pembentukan asosiasi tanaman-bakteri, yaitu N dan C . Konsentrasi N di media mempengaruhi metabolisme Azospirillum (Pedrosa, 1988; Dubrovsky et al., 1994) serta pertumbuhan tanaman. Glukosa atau sukrosa biasanya digunakan sebagai sumber C untuk media pertumbuhannya (Wilson et al., 1990 ; Dubrovsky et al., 1994) Azospirillum tumbuh-aktif pada akar dalam media tersebut yang mengeluarkan berbagai sumber C di eksudat akar dan dimetabolisme oleh bakteri rizosfir (Curl and Truelove, 1986; Dubrovsky et al., 1994
Pemberian pupuk N, selain digunakan untuk kebutuhan tanaman, dekomposisi bahan organik juga sangat ditentukan oleh ketersediaan N tanah, terutama N-NO
) yang dapat mempengaruhi fungsi yang efisiensi dari asosiasi akar-bakteri. Karena itu, penting untuk menemukan C dan N kombinasi yang tidak mengganggu asosiasi dan optimal untuk pertumbuhan mikroorganisme.
3 - yang berfungsi sebagai substrat jasad renik. Azospirillum sp. juga memerlukan N sebagai sumber energi untuk kehidupannya sehingga pada akhirnya dapat menghasilkan N melalui aktivitasnya dalam memfiksasi N2
Peran Azospirillum sp.
( Nurmayulis dan Maryati, 2008).
menghasilkan vitamin berupa tiamin, niasindan pantotenin, yangbersamadenganhormon tumbuh berfungsi sebagai pemacu pertumbuhan dan produksi tanaman (Karti, 2005).
Salah satu organisme yang terlibat dalam mekanisme fiksasi N2 adalah Azozpirilum.
Bakteri Azospirillum mampu menyediakan unsur N dan P bagi pertumbuhan tanaman, serta sekaligus sebagai bakteri pemantap agregat tanahyang juga dapat merombak bahan organik kelompok karbohidrat, seperti selulosa dan amilosa, serta bahan organik yang mengandung sejumlah lemak dan protein di dalam tanah. Hidupnya dalam habitat rhizosfer tanaman dapat berasosiasi dan berinteraksi dengan perakaran sehingga berperan dalam mengubah morfologi akar. Seperti bertambahnya jumlah akar rambut, akar semakin panjang dan permukaan akr yang semakin luas (Widiawati dan Muharam , 2012).
Meskipun peran bakteri ini dalam memfikasi sedikit, namun berpotensi menyumbangkan nitrogen yang lebih besar dari pada pemfikasi lainnya tergantung pada kelangsungan hidup dalam tanah dan interaksi Azospirillum dengan bakteri di rizosfer lainnya (Holguin and Bashan, 1996). Azospirillum sp. juga mempunyai kemampuan merombak bahan oganik di dalam tanah. Bahan organik yang dimaksud adalah bahan organik yang berasal dari kelompok karbohidrat seperti selulosa, amilosa, dan bahan organik yang mengandung sejumlah lemak dan (Nurosid et al., 2008).
Azospirillum sp menambat nitrogen pada kondisi mikroaerofil. Nitrogen yang dihambat tersebut akan diserap oleh tanaman dalam bentuk NO3- dan NH4+ (Rao, 1982 ; Rusmana dan Hadijaya, 1994) kemudian diubah menjadi glutamin dan alanin menggunakan enzim nitrogenase (Widiawati dan Muharam, 2012). Azospirillum sp. memfiksasi N dengan kemampuannya menghasilkan nitrogenase dengan memutuskan ikatan rangkap N2 dan menggabungkannya dengan fotosintat untuk membentuk NH3. Selanjutnya di sitoplasme sel mikroba tersebut NH3 yang terbentuk segera dirubah menjadi bentuk amonium (NH4+) yang digunakan sebagai komponen untuk mensintesa berbagai molekul biologi penting lainnya seperti asam amino, protein, vitamin, asam nukleat dan material genetik seperti DNA. Secara umum reaksinya adalah : N2 + 16 ATP + 8 e- + 8H+→ 2NH3 + 16 ADP + 16 Pi + H2
Aplikasi Azospirillum sp. pada berbagai Tanaman (Hanafiah et al., 2009)
Dari hasil penelitian Gadagi et al. (2003) yang membandingkan pengaruh inokulasi Azospirillum sp. dengan pemupukan urea terhadap serapan nitrogen pada tanaman bunga Gaillardia pulchella menunjukkan bahwa serapan nitrogen tertinggi dari seluruh perlakuan adalah pemberian Azospirillum yang diisolasi dari bunga hias. Sedangkan pada penelitian Ferriera et al. (2013) menunjukkan hasil bahwa Azospirillum memberikan hasil yang nyata dengan berat kering tajuk dan berat kering akar tertinggi pada tanah liat. Dengan demikian dalam penelitian ini menyimpulkan bahwa inokulasi Azospirillum dilapangan lebih baik pada tanah liat.
(Eckert et, al. 2001; Widiawati dan Muharam, 2012).
Kim et al.(2010) pada penelitiannya menunjukkan bahwa Azospirillum sp. dapat meningkatkan serapan N pada tanaman cabe merah, tomat dan padi sebesar 12.0- 26.7%. Nurmayulis da Maryati (2008) juga menunjukkan bahwa hasil bobot kentang dan serapan N lebih tinggi pada aplikasi Azospirillum dari pada pemupukan N, Hungria et al.(2010) produksi jagung dan gandum meningkat
27-31%. Pada hasil penelitian Karti (2005) penambahan isolat bakteri Azospirillum sp. pada tanah podsolik merah kuning pada rumput yang toleran ( S. splendida) meningkatkan produksi dan kadar N tajuk, akar serta serapan N
total
beberapa hasil penelitian seperti Pitriana (1999) juga telah menununjukkan bahwa pemberian inokulan Azospirillum memberikan hasil serapan N sebesar 187.96- 288.58% sedangkan dengan pupuk NP sebesar 150.98-189%
Menurut Eckert et al. (2001) isolasi Azospirillum sp. dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut. Akar tanaman tertentu dan tanah rhizosfer diambil dari lapangan di mana tanaman tersebut telah tumbuh lama di sana. Akar-akar tanaman dicuci dengan air steril dan kemudian digerus dalam larutan sukrosa 4% dengan menggunakan mortar dan pastel. Wadah kecil (sekitar 10 ml) yang mengandung 5 ml medium NFb semi-solid bebas nitrogen diinokulasi dengan larutan berseri dari gerusan akar atau suspensi tanah rhizosfer.
Inokulan Azospirillum sp menggunakan carrier Kompos
pada media pembawa seperti, gambut, kompos, dan lain-lain,. Adapun komposisi okon (Lampiran 1.) (Danapriatna dan Simarmata, 2011)
Inokulan bakteri adalah suatu formulasi yang mengandung satu atau beberapa strain bakteri bermanfaat di dalam suatu material bahan pembawa yang mudah digunakan dan ekonomis. Bahan pembawa merupakan medium yang digunakanuntuk memindahkan mikroorganisme hidup darilaboratorium atau pabrik ke lapang. Bahan pembawa harus mampu menopang pertumbuhan dan kelangsungan hidup mikroorganisme targetselama periode penyimpanan dan pengirimannya kelapang (Larasati et al., 2012).
Umumnya mikroba dalam pupuk hayati dikemas dalam bahan pembawa berbentuk serbuk atau bentuk cairan. Sebagai bahan pembawa inokulan serbuk, dapatdigunakan bahan organik seperti gambut, arang, sekam, dan kompos (Danapriatna dan Simarmata, 2011). Pada penelitian Widiawati et al. (2012) menggunakan gambut sebagai inokulan pembawa untuk bakteri Azospirillum dimana gambut perlu di sterilkan terlebih dahulu. Gambut halus steril sebagai bahan pembawa dicampur dengan inokulan cair dengan perbandingan 100 g
gambut dan 60 ml inokulan cair. Inokulan padat tersebut digunakan sebanyak 10 g per pot.
Kompos merupakan bahan organik yang telah mengalami proses dekomposisi oleh mikroorganisme pengurai, sehinga dapat dimanfatkan untuk memperbaiki sifat tanah. Bahan organik yang dapat digunakan sebagai sumber
kompos dapat berasal dari limbah hasil pertanian dan non pertanian (Setyorini et al., 2006). Kemungkinan bahan dasar kompos mengandung selulosa
3-5%, bahan larut panas dan dingin (gula, pati, asam amino, urea, garam, aonium) sebanyak 2-30% dan 1-5% lemak larut eter dan alkohol, minyak dan lain laun (Barat, 2006).
Disamping CO2, pengomposan juga mengakibatkan lepasnya N dalam bentuk NH3 dan N2O. NH3 terbentuk jika kompos terlalu kering, sementara N2
Nisbah karbon dan nitrogen (nisbah C/N) sangat penting untuk memasok hara yang dibutuhkan mikroorganisme selama proses pengomposan berlangsung. Karbon diperlukan mikroorganisme sebagai sumber energi dan nitrogen untuk membentuk protein (Sutanto, 2002). Karbon dibutuhkan oleh mikroba sebagai sumber energi untuk pertumbuhannya dan nitrogen diperlukan untuk membentuk protein (Setyorini et al., 2006).. Hubungan antara C dan N yang hilang dalam proses pengomposan menunjukkan bahwa 85% dari total awal N kompos tersedia bagi mikrobia untuk tumbuh dan 70% dari C tersedia hilang sebagai CO
O terbentuk jika proses nitrifikasi dan denitrifikasi terjadi pada tumpukan kompos (Fukumoto et al., 2003). Lepasnya N akan menyebabkan ketersediaannya berkurang, sehingga perlu adanya mikroorganisme penambat N dari udara seperti Azozpirilum.
2
Pada proses dekomposisi bahan organik terutama yang mengandung kadar nitrogen rendah, nitrogen tersebut digunakan untuk menyusun jaringan-jaringan jasad renik (mikroorganisme tanah) ( Damanik et al., 2011). Azospirillum dapat mengunakan NH
selama proses immobilisasi(Sabrina et al., 2011).
bergantung pada ketersediaan N sebagai sumber nutrisi dan C sebagai sumber energi dalam rizosfer ( Nurmayulis dan Maryati, 2008)
Apabila ketersediaan karbon terbatas (nisbah C/N terlalu rendah) tidak cukup senyawa sebagai sumber energi yang dapat dimanfaatkan mikroorganisne untuk mengikat seluruh nitrogen bebas. Apabila ketersediaan karbon berlebihan (nisbah C/N >40) jumlah nitrogen sangat terbatas sehingga merupakan faktor pembatas pertumbuhan mikroorganisme (Sutanto, 2002).
Bahan organik yang diberikan pada tanah dapat menyediakan unsur hara yang optimal untuk pertumbuhan tanaman, mampu mempertahankan jalannya siklus hara dan dapat mengikat/mengadsorpsi kation dan anion serta sebagai sumber energi karbon dan mineral untuk mikrobia (Hanafiah et al., 2009). pemberian kompos dapat meningkatkan C-organik tanah, semakin banyak
kompos yang diberikan C-organik tanah akan semakin meningkat ( Zulkarnain et al., 2013).
Tanaman Tebu ( Sacharum officinarum L)
Tebu adalah tanaman penghasil gula yang menjadi salah satu sumber karbohidrat. Tanaman ini sangat dibutuhkan sehingga kebutuhannya terus meningkat seiring dengan pertambahan jumlah penduduk. Namun peningkatan konsumsi gula belum dapat diimbangi oleh produksi gula dalam negeri. Hal tersebut terbukti pada tahun 2010 - 2011 produksi gula dalam negeri hanya mencapai 3.159 juta ton dengan luas wilayah 473.923 Ha. Penyebab rendahnya produksi gula dalam negeri salah satunya dapat dilihat dari sisi on farm,
Tanaman tebu termasuk ke dalam tanaman Monocotyledone, ordo Glumaceae, famili Graminae, Kelompok Andropogonae dan genus Saccharum dan species yang paling banyak dibudidayakan adalah Saccharum officinarum L. Spesies ini termasuk spesies yang diusahakan karena sebagai penghasil gula utama sedangkan yang lainnya haya memiliki kandungan gula rendah hingga sedang (Setyamidjaja dan Azhami, 1992 ; Musarofah, 2002).
Menurut James (2004 dalam Leovici 2012), tanaman tebu memiliki perakaran serabut, yang dapat dibedakan menjadi akar primer dan akar sekunder. Tebu memiliki batang yang beruas-ruas dibatasi oleh buku sebagai tempat duduk daun.. Bentuk batang konis, susunan antar ruas berbuku, dengan penampang melintang agak pipih, warna batang hijau kekuningan, lapisan lilin tipis, retakan tumbuh ada, tetapi tidak di semua ruas, cincin tumbuh melingkar datar di atas puncak mata, dengan warna kuning kecoklatan, teras dan lubang masif dengan penampang melintang agak pipih, bentuk buku ruas : konis terbalik, dengan 3-4 baris mata akar, baris paling atas tidak melewati puncak mata alur mata tidak ada (Purwanti, 2008).
berbentuk piramida yang terdiri dari 3 helai daun tajuk bunga, 1 bakal buah, dan 3 benang sari. Kepala putiknya berbentuk bulu (Putri et al., 2013).
Pembungaan tebu berlangsung setelah pertumbuhan vegetatif selesai, biasanya bunga muncul pada bulan april sampai mei. Bunga tebu memiliki satu bakal buah dan tiga benang sari dengan kepala putiknya berbentuk bulu-bulu (Supriyadi, 1992 ; Musarofah, 2002).
Untuk mendapatkan tanaman yang rata dengan produksi yang tetap, maka perbanyakan tanaman tebu dengan cara vegetatiflah yang dilaksanakan, yaitu dengan cara memperbanyak tanaman tebu dengan mempergunakan stek. Oleh karena tanaman tebu yang berasal dari stek itu harus berbunga pada bulan April dan selambat-lambatnya bulan Juni dengan umur 13 bulan kurang lebih, maka penanaman dilakukan biasanya pada tiap bulan Maret dan selambatnya bulan Mei (Direktorat Jendral Perkebunan, 1975 ; Purwanti, 2008). Bibit tebu bud chips merupakan bibit yang baik dan sedang digalakkan untuk digunakan pada pembudidayaan tebu. Bibit bud chips yang ideal tumbuh normal susunan akar, batang, daun dan tunas tidur terbentuk sempurna berumur 75 sampai 90 hari siap dipindahkan ke lapang (Balai penelitian tanaman pemanis dan serat, 2013).
Tebu merupakan tanaman asli tropika basah. Tanaman ini tumbuh baik di daerah beriklim tropis. Umur tanaman sejak ditanam sampai bisa dipanen mencapai kurang lebih 1 tahun. Tebu tergolong tanaman perkebunan semusim yang memiliki sifat tersendiri, yakni terdapat zat gula di dalam batangnya (Supriyadi, 1992; Leovici, 2012).
ideal adalah selama 5-6 bulan dengan rata-rata curah hujan 200 mm, curah hujan yang tinggidiperlukan untuk pertumbuhan vegetatif yang meliputi perkembangan anakan, tinggidan besar batang.. Suhu udara minimum yang diperlukan untuk pertumbuhan tanaman tebu adalah 24°C dan maksimum adalah 34°C sedangkan temperatur optimum adalah 30°C. Pertumbuhan tanaman akan terhenti apabila suhu dibawah 15°C (Kuntohartono, 1982 ; Leovici, 2012).
BAHAN DAN METODE PENELITIAN
Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di lahan pertanaman tebu Kebun Tanjung Jati PTPN II dan Laboratorium Biologi Tanah Fakultas Pertanian USU dengan ketinggian tempat ±25 meter di atas permukaan laut. Penelitian ini dilaksanakan pada Maret hingga Juli 2014.
Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah isolat bakteri Azospirillum sp. yang diperoleh dari laboratorium Bioteknologi Tanah UNPAD sebagai bahan yang akan diisolasi., media okon sebagai media untuk menanam dan perbanyakan bakteri, bibit tanaman tebu varietas BZ134 sebagai tanaman yang akan menjadi indikator, pupuk urea sebagai bahan yang diaplikasikan dalam perlakuan, kompos limbah perkebunan tebu sebagai carrier inokulan serta bahan lainnya yang mendukung percobaan.
Metode Penelitian
Penelitian ini dilakukan dalam dua tahap. Tahap I bertujuan untuk mendapatkan carrier kompos dengan rasio C/N yang terbaik dalam menumbuhkan Azospirillum sp. Azospirillum sp. sementara tahap II bertujuan untuk mengetahui pengaruh Azospirillum sp., urea maupun interaksi terhadap peningkatan serapan N tanaman dan pertumbuhan tebu.
Penelitian Tahap I
Pada penelitian tahap I ini dilaksanakan dengan menguji populasi bakteri Azospirillum pada carrier kompos skala laboratorium dengan 3 taraf kompos ; A1 : Kompos umur 5 bulan sebanyak 250 g + Azospirillum 15mL
A2 : Kompos umur 2 bulan sebanyak 250 g + Azospirillum 15mL A3 : Kompos umur 1 hari sebanyak 250 g + Azospirillum15mL A4 : Kompos umur 3 Minggu sebanyak 250 g + Azospirillum15mL
Dari hasil penelitian tahap I akan didapat kompos dengan rasio C/N berbeda dan hasil terbaik yang ditandai dengan peningkatan populasi bakteri Azospirillum sp. meningkat lebih besar akan digunakan pada penelitian tahap II Penelitian Tahap II
Penelitian ini menggunakan metode RAK (Rancangan Acak kelompok) dengan dua faktor yaitu :
Faktor 1 : kompos dan Azospirillum
A0 : Tanpa aplikasi kompos dan Azospirillum (perlakuan kontrol)
A1 : Kompos dengan rasio terbaik 150 g/tanaman ( Tanpa bakteri Azospirillum) A2 : Kompos dengan rasio terbaik 150 g/tanaman+ Azospirillum 10 mL
U0: Tanpa aplikasi Urea (perlakuan kontrol) U1: Pupuk Urea 5 g/tanaman
U2: Pupuk Urea 10 g/tanaman U3: Pupuk Urea 15 g/tanaman
Sehingga diperoleh 12 kombinasi perlakuan : A0U0 A1U0 A2U0
A0U1 A1U1 A2U1 A0U2 A1U2 A2U2 A0U3 A1U3 A2U3
Jumlah Ulangan : 3 Ulangan Jumlah Juringan : 36 Juring Panjang Juringan : 5 meter Jarak Antar Juring : 1, 35 meter Jarak Antar Blok : 1,5 meter Jarak Antar Tanaman : 40 centimeter Jumlah Tanaman /Juring : 12 tanaman Jumlah Populasi seluruhnya : 432 tanaman Luas Lahan : 22 m x 20 m Model linier Rancangan Acak Kelompok: Yhij = μ +ρh + αi + βj + + βɣij + Σhij
Dimana:
Yhij = Hasil perlakuan ke - hij μ = nilai rataan umum
αi = pengaruh perlakuan kompos berbeda rasio C/N ke-i βj = pengaruh perlakuan dosis urea ke –j
βɣij = pengaruh interaksi antara kompos dan urea ke-ij
Σhij= pengaruh galat percobaan ulangan ke-hperlakuan kompos ke-i dengan dosis
urea ke-j
Jika dari hasil sidik ragam menunjukkan efek pemberian Azospirillum sp pada kompos berbeda rasio C/N dan urea menunjukkan hasil yang nyata, maka dilanjutkan dengan uji beda rataan berdasarkan Uji Jarak Berganda Duncan (DMRT) pada taraf 5%.
Pelaksanaan Penelitian Penelitian Tahap I
Persiapan Bakteri Azospirillum sp
Bakteri dalam bentuk kultur murni diperoleh dari Laboratorium Bioteknologi Tanah Universitas Padjajaran Bandung yang di perbanyak serta di remajakan kembali di laboratorium Biologi Tanah Universitas Sumatera Utara. Adapun jenis bakteri Azospirillum sp yang diperoleh adalah Azospirillum sp. yang merupakan isolat dari rhizosfer pada tanaman jagung.
Persiapan Kompos
Analisis kompos
Kompos yang akan menjadi carrier aplikasi bakteri Azospirillum akan analisis terlebih dahulu dengan beberapa parameter diantarnya C-organik (%) dengan Metode Walkey and Black, N-total ( % ) dengan Metode Kjedahl, Rasio C/N ( Rasio C-Organik dan N-total ), pH (H2
Sterilisasi Kompos
O) dengan Metode Elektrometri perbandingan 1 : 2,5.
Masing-masing kompos selanjutnya dilakukan sterilisasi dengan metode sterilisasi basah menggunakan autoklaf sehingga kompos steril dari organisme lain dan siap untuk diaplikasi bakteri Azospirillum sp.
Inokulasi Azospirillum
Isolat yang telah diperbanyak kemudian diinokulasi pada media okon cair yang telah dibuat sebelumnya, dengan cara menggoreskan isolat yang ada pada media okon cair kemudian di shaker selama 3 hari.
Menghitung Populasi Awal Azospirillum
Setelah diinokulasi yang dibiarkan selama 3 hari, selanjutnya populasi bakteri Azospirillum dihitung dengan metode MPN (Most Probable Number) menggunakan teknik pengenceran.
Aplikasi Azospirillum pada Kompos
Pengamatan Parameter
Setelah diinkubasi selanjutnya diamati parameter yakni populasi bakteri dengan metode MPN (Most Probable Number), pH kompos metode elektrometri 1 : 2,5. Dari hasil perhitungan populasi kompos yang memiliki peningkatan populasi tertinggi akan digunakan pada penelitian tahap II
Penelitian Tahap II Persiapan Tanaman
Bibit tebu yang digunakan merupakan bibit varietas BZ134 dari pembibitan bud chip yang sehat dan telah diseleksi pada semaian yang berumur 2 bulan dengan kriteria sudah memiliki daun lebih dari empat ,bebas penyakit, dan sehat dengan tinggi ±20-30 cm.
Persiapan Lahan
Persiapan lahan dilakukan dengan membuka lahan seluas 22 x 20 m dan membuat juringan dengan lebar 20 meter sebanyak 12 juringan,dimana setiap lebar 5 meter merupakan 1 blok dan jarak antar blok 1,5 meter sehingga setiap bloknya terdiri dari 12 juringan dengan jarak antar juringan 1,35 meter dan kedalaman juringan ±30 cm, membuat parit disekeliling juringan dengan kedalaman ±20 cm dan lebar 30cm serta membuat lubang tanam secara tugal dengan menggunakan tongkat tugal dengan jarak setiap 40 cm dalam juringan. Persiapan Kompos Aplikasi
sebanyak 150 g kemudian diaplikasikan kembali Azospirillum sp. sebanyak 10mL/150g dan dibiarkan selama seminggu
Analisis Awal
Analisa awal dilakukan pada saat sebelum penanaman berupa analisis C-organik (%) dengan Metode Walkey and Black, N-total ( % ) dengan Metode Kjedahl, Rasio C/N ( Rasio C-Organik dan N-total ), pH (H2
Aplikasi Pupuk Dasar
O) dengan Metode Elektrometri perbandingan 1 : 2,5
Pada lubang tanam yang telah dibuat diaplikasikan pupuk dasar yakni Urea dan TSP dengan dosis 100kg/ha dan 150 kg/ha setara dengan 6 g/tanaman dan 9 g/tanaman, dimana pada kombinasi perlakuan yang tidak menggunakan urea tidak diaplikasikan pupuk dasar urea.
Penanaman
Penanaman bibit pada juringan dilakukan dengan memindahkan bibit yang dipilih dari semaian pada lubang tanam yang telah dibuat sebelumnya dengan hati-hati, dimana terlebih dahulu pupuk dasar telah diaplikasikan .
Aplikasi Perlakuan
Pemeliharaan Tanaman
Dilakukan pemeliharaan tanaman dengan menyiangi gulma sekitar area secara manual, kemudian dilakukan penyulaman dengan mengganti tanaman yang mati atau pertumbuhannya abnormal dengan tanaman cadangan serta melakukan penyiraman terhadap tanama pada pagi dan sore hari.
Pemanenan
Pemanenan dilakukan dengan mengambil seluruh bagian tanaman pada sampel tanaman yang telah ditetapkan sebanyak 36 sampel secara acak pada setiap kombinasi perlakuan pada saat 10 MST (Minggu Setelah Tanam).
Pengamatan Parameter
Adapun parameter yang diamati adalah diameter batang, tinggi tanaman, jumlah anakan . Pengambilan data parameter dalam satu kombinasi perlakuan disetiap juringan dipilih 5 dari 12 tanaman secara random sejak awal penanaman yang akan diambil data pada 1 MST sebagai tinggi awal, 4 MST, 7 MST dan 10 MST saat sebelum panen, kemudian dirata-ratakan menjadi perwakilan dalam setiap satu kombinasi perlakuan sehingga diperoleh 36 data untuk 36 kombinasi perlakuan
Tinggi tanaman (cm)
Pengukuran tinggi tanaman dilakukan dari pangkal batang sampai titik tumbuh dengan menggunakan meteran, dilakukaan saat 1 MST (Minggu Setelah Tanam) sebagai data tinggi awal dan 10 MST saat sebelum panen.
Jumlah Anakan
Perhitungan jumlah anakan dilakukan dengan menghitung seluruh jumlah tunas yang tumbuh termasuk tanaman induk, dilakukaan mulai saat 1 MST (Minggu Setelah Tanam) sebagai data jumlah anakan awal dan 10 MST saat sebelum panen sebagai data akhir.
Diameter Batang ( cm)
Diameter batang diukur dengan menggunakan jangka sorong yang diambil setiap minggunya , dilakukaan saat 1 MST (Minggu Setelah Tanam) sebagai data diameter batang awal dan 10 MST sebagai data akhir.
Bobot Kering Tajuk (g)
Pengukuran bobot kering tajuk dilakukan dengan memotong tajuk tanaman dari setiap sampel bibit pada saat 10 MST dan di ovenkan pada suhu 60-700
Bobot Kering Akar (g)
C selama 24 jam selanjutnya ditimbang.
C-Organik Tanah
Pada umur 10 MST , tanah dari setiap sampel tanaman diambil untuk dilakukan analisa kembali berupa analisis C-organik (%) dengan Metode Walkey and Black
N-total ( % )
Pada umur 10 MST , tanah dari setiap sampel tanaman diambil untuk dilakukan analisis berupa analisis N-total yang dilakukan dengan Metode Kjedahl. Rasio C/N
Rasio C/N dapat dihitung dengan perbandingan C-organik dan N-total yang didapat pada setiap sampel tanah
pH H2
pH dapat dihitung dengan Metode Elektrometri perbandingan 1 : 2,5 yakni setiap 10 g sampel tanah pada larutan aquades 25mL.
O
N Tanaman
N tanaman dapat dianalisis dengan mengambil sampel seluruh bagian tanaman pada tanaman tebu berumur 10 MST. Kemudian dianaliss dengan metode destruksi basah.
Serapan N
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil
Penelitian Tahap 1
Dari hasil penelitian tahap I di laboratorium dengan tujuan untuk menguji jenis rasio kompos yang terbaik terhadap pertumbuhan bakteri Azospirillum, dimana terdiri dari empat taraf yakni : A1: Kompos umur 5 bulan (5 bulan dibiarkan setelah penggilingan dari bahan mentah saat akan digunakan kompos), A2: kompos umur 2 bulan (2 bulan dibiarkan setelah penggilingan dari bahan mentah saat akan digunakan kompos), kompos A3: kompos umur 1 hari ( 1 hari dibiarkan setelah penggilingan dari bahan mentah saat akan digunakan kompos) dan A4: Kompos umur 3 minggu (3 minggu dibiarkan setelah penggilingan dari bahan mentah saat akan digunakan kompos). Maka telah diperoleh hasil terhadap C-organik kompos, N total kompos, pH kompos dan populasi Azospirillum sp. awal dan setelah aplikasi kompos (Tabel 1)
Tabel 1. Sifat kimia dan populasi Azospirillum sp. pada kompos berbeda tingkat kematangan Keterangan : Populasi Azospirillum sp. yang diaplikasikan yaitu 2 x 108
