ADLN PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

(1)

DAN PRODUKTIVITAS KACANG HIJAU (Vigna radiata L.) PADA LAHAN SAWAH

SKRIPSI

FAWA’IDUL KHOIR

PROGRAM STUDI S-1 BIOLOGI DEPARTEMEN BIOLOGI

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS AIRLANGGA

2016

(2)

i

SKRIPSI APLIKASI FORMULASI PENGENCERAN.... FAWA’IDUL KHOIR

(3)

ii

(4)

iii

(5)

iv

SKRIPSI APLIKASI FORMULASI PENGENCERAN.... FAWA’IDUL KHOIR PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI

Skripsi ini tidak dipublikasikan, namun tersedia di perpustakaan dalam lingkungan Universitas Airlangga, diperkenankan untuk dipakai sebagai referensi kepustakaan, tetapi pengutipan harus seizin penulis dan harus menyebutkan sumbernya sesuai kebiasaan ilmiah. Dokumen skripsi ini merupakan hak milik Universitas Airlangga.

(6)

v

SKRIPSI APLIKASI FORMULASI PENGENCERAN.... FAWA’IDUL KHOIR KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis ucapkan atas kehadirat Allah Subhanahu Wa Ta’ala, atas rahmat dan karuniaNya yang dianugrahkan kepada penulis dalam menyelesaikan skrpsi ini dengan lancar dan sukses.

Skripsi penelitian ini berjudul “Aplikasi Formulasi Pengenceran

Biofertilizer (1:10) dengan Kombinasi Dosis dan Intensitas yang Berbeda Dalam Meningkatkan Pertumbuhan dan Produktivitas Tanaman Kacang Hijau (Vigna radiata L.) Pada Lahan Sawah’’ yang disusun untuk memenuhi

syarat dalam menyelesaikan S-1 pada program studi Biologi di Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga.

Penyusun menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini masih belum sempurna. Oleh karena itu, penyusun mengharapkan kritik dan saran yang dapat membangun dari semua pihak. Mudah-mudahan skripsi ini bisa memberikan informasi yang bermanfaat tidak hanya bagi penulis, tetapi juga pembaca pada umumnya.

Surabaya, 25 juli 2016

Penyusun...

Fawa’idul Khoir...

(7)

vi

SKRIPSI APLIKASI FORMULASI PENGENCERAN.... FAWA’IDUL KHOIR UCAPAN TERIMA KASIH

Kemudahan dan kelancaran penulis dalam menyelesaikan skripsi ini merupakan karunia rahmat dan ridlo Allah Subhanallahu Wa Ta’ala melalui bantuan atau wasilah, dukungan, dan do’a dari berbagai pihak yang turut membantu, utamanya Ibu penulis Artatik atas segala do’a dan ridlonya. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih banyak kepada :

1. Dr. Sucipto Hariyanto, DEA. selaku Ketua Departemen Biologi, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga, Surabaya.

2. Drs. Salamun, M. Kes. selaku dosen pembimbing I yang telah memberikan banyak pelajaran berharga, ilmu, waktu, dan pengarahan selama penyusunan skripsi ini.

3. Tri Nurhariyati, S.Si, M.Kes. selaku dosen pembimbing II atas pengarahan, kegigihan serta kesabaran dalam membimbing, memberikan ilmu, pengalaman, pelajaran berharga, waktu, dan pengarahan selama penyusunan skripsi ini.

4. Drs. Agus Supriyanto, M.Kes. selaku penguji III sekaligus dosen pemimpin penelitian yang sudah memberikan ilmu, bimbingan, jasa, waktu, dan pengarahan dengan ikhlas, sabar dan telaten selama penyusunan skripsi ini.

5. M. Hilman Fua’adil Amin, S.Si., M.Si. selaku penguji IV yang sudah memberikan masukan dan pengarahan yang membangun dalam penyusunan skripsi.

6. Prof,. Dr. Bambang Irawan, M.Sc. selaku dosen wali yang senantiasa menyediakan waktu, memberikan saran dan bantuannya selama menjadi mahasiswa Universitas Airlangga fakultas Sains dan Teknologi.

7. Dr. Dwi Winarni, M.Si., Dr. Nur Chamidah, S.Si, Drs. Eko Tjahjono, M.Si, dan Mbak Viras, S.Si selaku guru yang telah memberikan banyak waktu dan ilmu terkait analisis statistik (SPSS).

8. Bapak Suwarni selaku penjaga laboran dan mas Subkhan (Sasing) yang telah senantiasa membantu dalam melancarkan penyelesaian skripsi.

(8)

vii

9. Rafdi, Intan, Kiki, Icha, Yanti, Wulan, dan Tika selaku satu tim penelitian yang telah memberikan dukungan dan kerjasama yang baik selama penyusunan skripsi.

10. Bapak/Ibu dosen pengajar yang selama ini memberikan ilmu dan pengetahuan kepada penulis, jasamu tak lekang oleh waktu dan tempat. 11. Keluarga tercinta (Ibu Artatik dan Bapak Syafi’in. Alm), atas do’a, cinta

kasih yang tulus, dukungan, perhatian dan kepercayaan kepada penulis. Skripsi ini akan menjadi pra awal dari deretan kado terindah selanjutnya untuk keluargaku dan (Kartini) orang yang akan menjadi pendampingku nanti.

12. Karyawan dan laboran : Mas Eko, Pak sunar, Mbah Ji, Mas yanto, Mas Joko, Mbak Ari dan Bu Yatmina, atas bantuan dan kerja sama yang baik. 13. Semua teman-teman Biologi angkatan 2012 dan semua yang mewarnai

kehidupan penulis yang belum tertulis, terima kasih banyak.

14. Dan Teman “Perjaka Tujuoe7B (Alfin, Tahol, Amin, Adi, Jamil, Daus, Pepen)” yang senantiasa ada ketika susah dan bahagia.

Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang turut telah berpartisipasi dalam mendukung penulis dalam penyusunan skripsi ini. Semoga penulisan skirpsi ini dapat bermanfaat ilmunya bagi perkembangan ilmu pengetahuan dan mensejahterakan rakyat ”Kun Faya Kun, Istajib Lana Ya Allah”. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini masih banyak kekurangan yang perlu diperbaiki, kesempurnaan hanya milik Allah Yang Maha Esa. Penulis menyampaikan permohonan maaf atas segala kesalahan dan kekhilafan. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi teman-teman dan adik yang ingin mempelajarinya.

Surabaya, 25 juli 2016. Penulis...

Fawa’idul Khoir...

(9)

viii

SKRIPSI APLIKASI FORMULASI PENGENCERAN.... FAWA’IDUL KHOIR Fawa’idul khoir, 2016. Aplikasi Formulasi Pengenceran Biofertilizer (1:10) dengan Kombinasi Dosis dan Intensitas yang Berbeda Dalam Meningkatkan Pertumbuhan dan Produktivitas Tanaman Kacang Hijau (Vigna radiata L.) Pada Lahan Sawah. Skripsi ini di bawah bimbingan Drs. Salamun, M.Kes dan Tri Nurhariyati, S.Si., M.Kes. Program Studi Biologi. Departemen Biologi. Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga, Surabaya.

Abstrak

Kacang hijau sebagai komoditi hortikultura, untuk meningkatkan hasil produksinya, umumnya petani menggunakan pupuk kimia. Salah satu alternatif untuk memperbaiki kondisi tanah adalah dengan tekonologi pemupukan secara hayati (biofertilizer). Untuk mencapai efektivitas dalam pemberian dilakukan pengenceran dengan perbandingan 1 L pupuk biofertilizer dengan 9 L air. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui aplikasi formulasi pengenceran biofertilizer 1:10 dengan kombinasi dosis dan intensitas yang berbeda dalam meningkatkan pertumbuhan dan produktivitas kacang hijau (Vigna radiata L.) pada lahan sawah. Penelitian eksperimental ini menggunakan rancangan acak lengkap (RAL). Perlakuan terdiri dari kombinasi dosis biofertilizer (5, 10, 15 mL/tanaman) dengan intensitas (1, 2, 3 kali pemberian) serta kimia (5 mL/tanaman) dan tanpa pemupukan (0 mL/tanaman) dengan intensitas 3 kali pemberian. Parameter pertumbuhan dan produktivitas yang di ukur adalah tinggi tanaman, jumlah daun, berat kering tanaman, panjang akar, berat akar, jumlah bintil akar, berat bintil akar, jumlah polong, berat polong, dan berat biji. Hasil pengamatan di uji dengan deskriptif kuantitatif dan Manova 1 arah α 5% yang dilanjutkan dengan uji Duncan. Hasil penelitian menunjukkan ada beda pemberian formulasi pengenceran biofertilizer 1:10 dengan berbagai kombinasi dosis dan intensitas terhadap pertumbuhan dan produktivitas tanaman kacang hijau dengan parameter jumlah daun, panjang akar, jumlah bintil akar, berat bintil akar, jumlah polong, berat polong dan berat biji. Hasil produktivitas terbaik ditunjukkan oleh perlakuan dosis 15 mL dan Intensitas 3 kali yaitu jumlah polong sebesar 100.00 per perlakuan, berat polong sebesar 89.26 g/perlakuan, dan berat biji sebesar 67.57 g/perlakuan dengan nilai RAE (Relativity Agronomic Effectiveness) tertinggi sebesar 158,3%.

Kata kunci: Kacang hijau (Vigna radiate L), Pengenceran biofertilizer 1:10,

Pertumbuhan, Produktivitas.

(10)

ix

SKRIPSI APLIKASI FORMULASI PENGENCERAN.... FAWA’IDUL KHOIR Fawa’idul khoir, 2016. Application of Dilution Formulations Biofertilizer 1:10 in Combination with Different Doses and Intensities in Promoting Growth and Productivity of Green Beans (Vigna radiata L.) in Fields. This study was under the direction of Drs. Salamun, M.Kes and Tri Nurhariyati, S.Si., M.Kes. Biology Course. Departement Biology. Faculty of Science and Technology, Airlangga University, Surabaya.

Abstract

Green beans as horticulture, to improve its products, mostly farmers use chemical fertilizers. One alternative to improve soil conditions with tekonologi fertilization is bioavailable (biofertilizer). To achieve effectiveness in the provision, dilution with a ratio of 1 L manure biofertilizer with 9 L of water. This study aims to determine the application of dilution formulations biofertilizer 1:10 in combination with different doses and intensities in promoting growth and productivity of green beans (Vigna radiata L.) in fields. This experimental research using completely randomized design (CRD). The treatment consists of combination dose of biofertilizer (5, 10, 15 mL / plant) with intensity (1, 2, 3 feedings) and chemical (5 mL / plant) and without fertilization (0 mL / plants) with intensity 3 times Award. Growth and productivity parameters measured were plant height, leaf quantity, plant dry weight, root length, root weight, number of nodules, nodule weight, number of pods, pod weight, and the weight of seeds. The results of the observations in the test with quantitative descriptive and Manova one direction α of 5%, followed by Duncan test. The results showed that the application of dilution fertilizer formulations biofertilizer 1:10 with dose combination and intensity of 15.3 and significantly affect the productivity of green beans with parameter number of pods and seed weight. The results of the observations in the test with quantitative descriptive and Manova one direction α of 5%, followed by Duncan test. The results showed of difference giving biofertilizer 1:10 dilution with formulations in various dosage combinations and intensity on the growth and productivity of green beans with parameter number leaf, root length, number root nodul, weight nodul, number of pods and seed weight. The best productivity results shown by the treatment dose of 15 mL and Intensity 3 times is the amount of 100.00 pods per treatment, pod weight of 89.26 g/treatment and seed weight of 67.57 g/treatment with highest effectiveness biofertilizer were 158,3%.

Key words: Green beans (Vigna radiate L), biofertilizer dilution 1:10, Growth,

productivity.

(11)

x

SKRIPSI APLIKASI FORMULASI PENGENCERAN.... FAWA’IDUL KHOIR DAFTAR ISI

LEMBAR JUDUL... i

LEMBAR PERNYATAAN ... ii

LEMBAR PENGESAHAN ... iii

PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI ... iv

KATA PENGANTAR ... v

UCAPAN TERIMA KASIH ... vi

ABSTRAK ... viii

ABSTACT ... ix

DAFTAR ISI ... x

DAFATAR TABEL ... xiii

DAFTAR GAMBAR ... xiv

DAFTAR LAMPIRAN ... xv BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Rumusan Masalah ... 5 1.3 Asumsi ... 5 1.4 Hipotesis Penelitian ... 6 1.4.1 Hipotesis kerja ... 6 1.4.2 Hipotesis statistik ... 6 1.5 Tujuan Penelitian ... 7 1.6 Manfaat Penelitian ... 8

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Umum Tanaman Kacang Hijau (V. radiata L.). ... 9

2.1.1 Deskripsi tentang tanaman kacang hijau (V. radiata L.) . 9 2.1.2 Manfaat dan kandungan tanaman kacang hijau (V. radiata L.) ... 13

2.1.3 Syarat tumbuh tanaman kacang hijau (V. radiata L.) ... 15

2.1.4 Hasil penelitian yang relevan ... 16

2.1.5 Pertumbuhan dan produktivitas kacang hijau (V. radiata L.) ... 17

2.2 Tinjauan Umum Biofertilizer ... 17

2.2.1 Mikroba pemfiksasi nitrogen ... 20

2.2.2 Mikroba pelarut fosfat ... 22

2.2.3 Mikroba pendegradasi bahan organik ... 24

(12)

xi

SKRIPSI APLIKASI FORMULASI PENGENCERAN.... FAWA’IDUL KHOIR BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ... 27

3.2 Sampel, Bahan dan Alat Penelitian ... 27

3.2.1 Bahan penelitian... 27 3.2.2 Alat penelitian ... 28 3.3 Rancangan Penelitian ... 29 3.4 Variabel Penelitian... 30 3.5 Prosedur Penelitian ... 30 3.5.1 Pembuatan media ... 30

3.5.2 Tahap analisis sampel tanah sebelum dan sesudah perlakuan... 32

3.5.2.1 Pengukuran pH ampel tanah sebelum dan sesudah perlakuan ... 32

3.5.2.2 Preparasi sampel tanah sebelum dan sesudah perlakuan ... 32

3.5.2.3 Preparasi sampel pupuk biofertilizer ... 33

3.5.3 Persiapan lahan ... 34

3.5.4 Penanaman kacang hijau ... 35

3.5.5 Perlakuan penelitian tanaman kacang hijau ... 35

3.5.6 Pemeliharaan dan pengambilan data pertumbuhan tiap minggu ... 36

3.5.6.1 Pemeliharaan tanaman kacang hijau ... 36

3.5.6.2 Pengambilan data mingguan ... 36

3.5.6.3 Pengambilan data produktivitas ... 36

3.5.6.4 Pengambilan data pertumbuhan akhir ... 37

3.6 Analisis Data ... 38

3.7 Penghitungan Nilai RAE (Relativity Agronomic Effectiveness) ... 38

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Penelitian ... 40

4.1.1 Lahan tanah dan pupuk hayati ... 40

4.1.2 Pertumbuhan dan produktivitas tanaman kacang hijau (V. radiata L.)... 45

4.1.3 Efektifitas pupuk biofertilizer terhadap hasil produktivitas tanaman ... 63

4.2 Pembahasan ... 65

4.2.1 Lahan tanah dan pupuk biofertilizer ... 65

4.2.2 Pertumbuhan tanaman kacang hijau (V. radiata L.). ... 70

4.2.3 Produktivitas kacang hijau (V. radiata L.). ... 85

4.2.4 Efektifitas formulasi terhadap produktivitas kacang hijau (V. radaita L.) pada lahan sawah. ... 91 4.2.5 Faktor yang mempengaruhi efektifitas pupuk

biofertilizer terhadap pertumbuhan dan hasil

(13)

xii

produktivitas kacang hijau ... 92

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan... 94

5.2 Saran ... 95

DAFTAR PUSTAKA ... 103

LAMPIRAN ... 104

(14)

xiii

SKRIPSI APLIKASI FORMULASI PENGENCERAN.... FAWA’IDUL KHOIR DAFTAR TABEL

Nomor Judul Halaman

Tabel 2.1 Kandungan gizi kacang hijau per 100 gram ...14

Tabel 2.2 Persyaratan khusus biofertilizer ...18

Tabel 3.1 Rancangan penelitian...29

Tabel 4.1 Uji kuantitatif jumlah mikroba pelarut fosfat, pendegradasi bahan organik pada tanah sebelum dan sesudah diberi perlakuan menggunakan metode TPC ...41

Tabel 4.2 Pengukuran pH pada tanah sebelum dan sesudah diberi perlakuan.42 Tabel 4.3 Uji kuantitatif mikroba pemfiksasi nitrogen pada tanah sebelum dan sesudah diberi perlakuan ...43

Tabel 4.4 Uji kuantitatif jumlah mikroba pelarut fosfat dan pendegradasi bahan organik pada pupuk biofertilizer ...43

Tabel 4.5 Uji kuantitatif mikroba pemfiksasi nitrogen pada pupuk biofertilizer ...44

Tabel 4.6 Nilai rata-rata pertumbuhan tinggi tanaman kacang hijau ...45

Tabel 4.7 Nilai rata-rata pertumbuhan jumlah daun tanaman kacang hijau ....47

Tabel 4.8 Hasil uji duncan terhadap berat kering tanaman pada tiap perlakuan ...50

Tabel 4.9 Hasil uji duncan terhadap panjang akar tanaman pada tiap perlakuan ...52

Tabel 4.10 Hasil uji statistik berat akar tanaman pada tiap perlakuan ...54

Tabel 4.11 Hasil uji duncan terhadap jumlah bintil tanaman pada tiap perlakuan ...56

Tabel 4.12 Hasil berat bintil akar tanaman pada tiap perlakuan ...57

Tabel 4.13 Rata-rata hasil uji Duncan pada jumlah polong per perlakuan ...59

Tabel 4.14 Rata-rata hasil uji Duncan pada berat polong per perlakuan ...61

Tabel 4.15 Rata-rata hasil uji Duncan pada berat biji per perlakuan...62

Tabel 4.16 Presentasi hasil perhitungan efektivitas pengenceran pupuk biofertilizer 1:10. ...63

(15)

xiv

SKRIPSI APLIKASI FORMULASI PENGENCERAN.... FAWA’IDUL KHOIR DAFTAR GAMBAR

Nomor Judul Halaman

1. Tanaman kacang hijau ... 9

2. Pembentukan bintil akar oleh bakteri Rhizobium sp. ... 10

3. Morfologi kacang hijau secara keseluruhan. ... 13

4. Tahap-tahap pertumbuhan tanaman kacang hijau ... 16

5. Kurva laju pertumbuhan tinggi tanaman kacang hijau ... 46

6. Kurva laju pertumbuhan jumlah daun tanaman kacang hijau ... 48

7. Grafik hasil ujiDuncan berat kering tanaman kacang hijau ... 50

8. Grafik hasil uji Duncan panjang akar tanaman kacang hijau ... 52

9. Grafik hasil uji Statistik berat akar tanaman kacang hijau ... 54

10. Grafik hasil penghitungan jumlah bintil berat akar tanaman kacang hijau ... 55

11. Grafik hasil penimbangan berat bintil akar tanaman kacang hijau . 58 12. Grafik hasil penghitungan jumlah polong tanaman kacang hijau ... 60

13. Grafik hasil penimbangan berat polong tanaman kacang hijau ... 61

14. Grafik hasil penimbangan berat biji tanaman kacang hijau ... 63

(16)

xv

SKRIPSI APLIKASI FORMULASI PENGENCERAN.... FAWA’IDUL KHOIR DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Judul

1. Lampiran 1. Data pertumbuhan dan produktivitas.

2. Lampiran 2. Penghitungan nilai RAE tanaman kacang hijau. 3. Lampiran 3. Gambar alat dan bahan.

4. Lampiran 4. Gambar pertumbuhan tanaman kacang hijau (V. radiata L.)

tiap minggu.

5. Lampiran 5. Uji sampel tanah dan biofertilizer.

6. Lampiran 6. Hasil analisis data produksi menggunakan Manova satu arah.

(17)

1

SKRIPSI APLIKASI FORMULASI PENGENCERAN.... FAWA’IDUL KHOIR BAB I

PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Di Indonesia, kacang hijau (V. radiata L.) merupakan komoditi dari

jenis tanaman leguminosa yang mempunyai arti ekonomis penting dan digemari

oleh banyak kalangan masyarakat. Posisinya menduduki urutan ke tiga setelah

kedelai dan kacang tanah. Kandungan dan manfaat kacang hijau (V. radiata L.)

sebagai penghasil bahan makanan merupakan hal yang sangat penting, karena

jenis kacang ini banyak mengandung vitamin, karbohidrat, dan protein yang

sangat diperlukan untuk pertumbuhan gizi masyarakat yang relatif kurang

tercukupi (Purwono dan Hartono, 2005).

Konsumsi kacang hijau (V. radiata L.) di Indonesia hingga saat ini

mengalami peningkatan dari tahun ke tahun. Namun peningkatan daya konsumsi

terhadap kacang hijau (V. radiata L.) tidak diimbangi dengan peningkatan

produktivitas dari tanaman ini, dimana produksi kacang hijau dari tahun ke tahun

cenderung mengalami penurunan. Berdasarkan hasil survei Badan Pusat Statistik

Propinsi Jawa timur pada tahun 2015 yang menyatakan bahwa produksi kacang

hijau pada tahun 2013 adalah 57.686 ton/ha, pada tahun 2014 menurun menjadi

56.348 ton/ha, dan kemudian pada tahun 2015 juga mengalami penurunan yaitu

menjadi 55.310 ton/ha. (Anonim, 2015). Dengan demikian, permintaan dan target

produksi kacang hijau (V. radiata L.) yang cukup tinggi belum dapat dipenuhi

secara maksimal oleh hasil sektor petanian kacang hijau di Indonesia, sehingga

pemerintah harus impor kacang hijau dari negara lain.

(18)

Penyebab penurunan produktivitas kacang hijau (V. radiata L.) yaitu

rendahnya ketertarikan para petani untuk menanam kacang hijau yang disebabkan

harga pupuk kimia yang digunakan relatif mahal dan efek negatifnya yang bisa

merusak lahan pertanian menjadi tandus menjadikan para petani melakukan alih

fungsi lahan, sedangkan pemupukan dan lahan subur merupakan indikator utama

dalam meningkatkan hasil produktivitas tanaman kacang hijau (Anonimus, 2010).

Alternatif lain yaitu menggunakan biofertilizer karena harganya yang ekonomis,

dapat memperbaiki kualitas tanah, dan mampu menyediakan unsur hara yang

diperlukan oleh tanaman.

Biofertilizer adalah suatu hasil dari perkembangan teknologi dan ilmu pengetahuan yang dihasilkan dari beberapa konsorsium mikroba yang dapat

dimanfaatkan untuk mendukung pertumbuhan dan produktivitas tanaman agar

mampu tumbuh secara maksimal. Sesuai dengan yang di ungkapkan oleh

Simanungkalit dkk., (2006) yang menyatakan bahwa biofertilizer merupakan

pupuk hayati yang di dalamnya terdapat berbagai konsorsium mikroba yang

mampu menyediakan unsur hara N, P, dan K serta zat pengatur tumbuh.

Biofertilizer mengandung beberapa konsorsium mikroba, diantaranya adalah bakteri penambat nitrogen seperti Azospirillum sp. dan Azotobacter sp. yang

berperan dalam pertumbuhan tanaman. Bakteri Bacillus sp. dan Pseudomonas sp.

merupakan bakteri yang mampu menyediakan unsur hara fosfat melalui pelarutan

unsur hara fosfat dari bentuk yang tidak tersedia menjadi bentuk yang tersedia

(Goenarto, 2000).

(19)

Aplikasi pemberian dosis dan intensitas pemupukan merupakan hal

penting dalam menentukan produktivitas tanaman secara efektif. Hal tersebut

sesuai dengan yang dikemukakan oleh Finlay, (1974) bahwa pengaturan waktu

dan dosis pemupukan merupakan suatu usaha untuk meningkatkan produktivitas

tanaman, karena waktu dan dosis pemupukan berpengaruh terhadap produksi

yang dicapai dan berapa besar modal yang harus dikeluarkan. Oleh sebab itu,

waktu dan dosis pemupukan perlu di perhatikan agar dalam mengusahakan satu

jenis tanaman dapat memberikan hasil yang baik.

Pemupukan dengan menggunakan biofertilizer dalam meningkatkan

pertumbuhan dan produktivitas tanaman kacang hijau sudah pernah dilakukan,

pada penelitian sebelumnya oleh Chusnia, (2012) mengemukakan bahwa dengan

dosis 15 mL/tanaman dan frekuensi 3 kali pemberian, mampu meningkatkan

hasil produktivitas tanaman kacang hijau di polybag. Namun, dalam penelitian

tersebut tidak dilakukan pengenceran sehingga dimata masyarakat aplikasi pupuk

biofertilizer murni pada lahan sawah dinilai kurang efisien. Oleh karena itu, dibutuhkan suatu alternatif untuk mengatasi permasalahan tersebut, salah satunya

dengan dilakukan pengenceran pupuk biofertilizer 1:10 sebagai efesiensi dalam

penggunaan biofertilizer dan menentukan aturan baku dalam penggunaan

pengenceran pupuk biofertilizer 1:10. Pengenceran biofertilizer 1:10 dilakukan

berdasarkan hasil penelitian oleh Sajmin, (1999) yang mengemukakan bahwa

dengan pengenceran pemupukan mikroba Bacillus sp. 1:40 dalam pupuk organik

cair mampu meningkatkan pertumbuhan dan produktivitas tanaman rumput P.

Maximum. Dan untuk mengetahui kombinasi dosis dan intensitas yang optimal

(20)

dalam pemberian pengenceran pupuk biofertilizer 1:10 maka digunakan

kombinasi dosis 0 mL, 5 mL, 10 mL, dan 15 mL dengan intensitas pemberian 1

kali, 2 kali, 3 kali.

Digunakan kombinasi dosis dan intensitas demikian untuk mengetahui

apakah kombinasi dosis dan intensitas yang lebih rendah mampu meningkatkan

pertumbuhan dan produktivitas kacang hijau yang setara dengan kombinasi dosis

dan intensitas yang lebih tinggi, dan dalam kombinasi dosis dan intensitas yang

lebih tinggi apakah mampu melipatgandakan hasil dari produktivitas tanaman

kacang hijau. Sehingga, dapat diketahui kombinasi dosis dan intensitas

pengenceran pupuk biofertilizer yang optimal dalam meningkatkan pertumbuhan

dan produktivitas tanaman kacang hijau.

Berdasarkan latar belakang di atas, maka perlu dilakukan penelitian mengenai “Aplikasi formulasi pengenceran biofertilizer (1:10) dengan kombinasi

dosis dan intensitas yang berbeda dalam meningkatkan pertumbuhan dan

produktivitas kacang hijau (Vigna radiata L.) pada lahan sawah“. Sehingga,

dengan adanya pengembangan penelitian ini, diharapkan masyarakat memiliki

pengetahuan yang baru tentang penggunaan biofertilizer dan bisa beralih dari

pemakaian pemberian pupuk kimia menjadi pemakaian pupuk biofertilizer.

(21)

SKRIPSI APLIKASI FORMULASI PENGENCERAN.... FAWA’IDUL KHOIR 1.2 Rumusan Masalah

Rumusan masalah yang diajukan dalam penelitian ini adalah sebagai

berikut :

1. Apakah ada beda formulasi pengenceran biofertilizer (1:10) dengan berbagai kombinasi dosis dan intensitas terhadap pertumbuhan tanaman

kacang hijau (V. radiata L.) pada lahan sawah ?

2. Apakah ada beda formulasi pengenceran biofertilizer (1:10) dengan berbagai kombinasi dosis dan intensitas terhadap hasil produktivitas

tanaman kacang hijau (V. radiata L.) pada lahan sawah ?

3. Berapa nilai efektivitas dari pemberian formulasi pengenceran biofertilizer (1:10) terhadap hasil produktivitas tanaman kacang hijau (V. radiata L.) pada lahan sawah ?

1.3 Asumsi

Kacang hijau (V. radiata L.) merupakan tanaman yang dalam

pertumbuhannya dipengaruhi oleh banyak faktor, salah satunya yaitu faktor

pemupukan yang merupakan penyedia nutrisi dan menentukan hasil produktivitas

tanaman. Biofertilizer mengandung mikroba fungsional tanah yang mampu

memobilisasi bahan nutritif dari bentuk yang belum dapat diserap menjadi bentuk

yang siap diserap oleh tanaman melalui proses biologi (Tien et al., 1979).

Mikroba yang digunakan dalam biofertilizer memiliki peranan masing-masing

yaitu bakteri penambat nitrogen, bakteri pelarut fosfat, mikroba pendegradasi

bahan organik, dan mikroba penyedia faktor tumbuh sehingga dapat

(22)

mempengaruhi pertumbuhan dan produksi tanaman menjadi lebih berkualitas.

Aplikasi formulasi pengenceran biofertilizer (1:10) dengan kombinasi dosis dan

intensitas yang berbeda merupakan faktor penting dalam penentuan pemenuhan

kebutuhan tanaman, formulasi pengenceran, dosis, dan intensitas biofertilizer

belum memiliki aturan baku dalam pemakaiannya. Oleh karena itu, dapat

diasumsikan bahwa penentuan formulasi pengenceran, dosis dan intensitas

biofertilizer sangat berpengaruh terhadap efektifitas dalam meningkatkan pertumbuhan dan produktivitas kacang hijau (V. radiata L.).

1.4 Hipotesis Penelitian 1.4.1 Hipotesis kerja

Jika ada beda formulasi pengenceran biofertilizer (1:10) dengan

berbagai kombinasi dosis dan intensitas terhadap pertumbuhan dan produktivitas

kacang hijau (V. radiata L.), maka formulasi pengenceran biofertilizer (1:10)

yang berbeda akan memberikan perbedaan terhadap pertumbuhan dan

produktivitas kacang hijau (V. radiata L.).

1.4.2 Hipotesis statistik

Hipotesis statistik pada penelitian ini adalah sebagai berikut :

H01 : Tidak ada perbedaan formulasi pengenceran biofertilizer (1:10) dengan

berbagai kombinasi dosis dan intensitas terhadap pertumbuhan kacang

hijau (V. radiata L.).

(23)

Ha1 : Ada perbedaan formulasi pengenceran biofertilizer (1:10) dengan berbagai

kombinasi dosis dan intensitas terhadap pertumbuhan kacang hijau (V.

radiata L.).

H02 : Tidak ada perbedaan formulasi pengenceran biofertilizer (1:10) dengan

berbagai kombinasi dosis dan intensitas terhadap hasil produktivitas

kacang hijau (V. radiata L.).

Ha2 : Ada perbedaan formulasi pengenceran biofertilizer (1:10) dengan berbagai

kombinasi dosis dan intensitas terhadap hasil produktivitas kacang hijau

(V. radiata L.).

1.5 Tujuan Penelitian

Tujuan dilakukannya penelitian ini adalah :

1. Untuk mengetahui apakah ada beda formulasi pengenceran biofertilizer (1:10) dengan berbagai kombinasi dosis dan intensitas terhadap

pertumbuhan tanaman kacang hijau (V. radiata L.) pada lahan sawah.

2. Untuk mengetahui apakah ada beda formulasi pengenceran biofertilizer (1:10) dengan berbagai kombinasi dosis dan intensitas terhadap hasil

produktivitas tanaman kacang hijau (V. radiata L.) pada lahan sawah.

3. Untuk mengetahui nilai efektivitas dari formulasi pengenceran biofertilizer (1:10) terhadap hasil produktivitas tanaman kacang hijau (V. radiata L.) pada lahan sawah.

(24)

SKRIPSI APLIKASI FORMULASI PENGENCERAN.... FAWA’IDUL KHOIR 1.6 Manfaat Penelitian

Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi baru tentang

pemakaian dan perbedaan formulasi pengenceran biofertilizer (1:10) dengan

berbagai kombinasi dosis dan intensitas terhadap pertumbuhan dan produktivitas

kacang hijau (V. radiata L.). Selain itu juga diharapkan dari penelitian ini mampu

diketahui kombinasi dosis dan intensitas biofertilizer yang optimal sehingga

dapat diaplikasikan dalam meningkatkan pertumbuhan dan produktivitas kacang

hijau pada lahan sawah.

(25)

9

SKRIPSI APLIKASI FORMULASI PENGENCERAN.... FAWA’IDUL KHOIR BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tinjauan Umum Tanaman Kacang Hijau (V. radiata L.) 2.1.1 Deskripsi tentang tanaman kacang hijau (V. radiata L.)

Tanamana kacang hijau (V. radiata L.) termasuk famili leguminosae yang

banyak varietasnya. Kedudukan tanaman kacang hijau dalam taksonomi

tumbuhan menurut Backer CA and RC Bakhuizen van den Brink, (1968) adalah

sebagai berikut :

Kingdom : Plantae

Sub Kingdom : Tracheobionta

Super Divisi : Spermatophyta

Divis : Magnoliophyta

Kelas : Magnoliopsida

Sub Kelas : Rosidae

Ordo : Fabales

Famili : Fabaceae

Genus : Vigna

Spesies : Vigna radiata L.

Varietas : VIMA-1

Secara morfologi tanaman kacang hijau memiliki batang pendek dan daun

cukup banyak dan buah lebat dibagian kuncupnya. Morfologi tanaman kacang

hijau (V. radiata L.) yaitu sebagai berikut:

Gambar 1. Tanaman Kacang Hijau (Sumber : Dok. pribadi)

(26)

Tanaman kacang hijau berakar tunggang. Sistem perakarannya dibagi

menjadi dua, yaitu mesophytes dan xerophytes. Mesophytes mempunyai banyak

cabang akar pada permukaan tanah dan tipe pertumbuhannya menyebar.

Sementara xerophytes memiliki akar cabang lebih sedikit dan memanjang ke arah

bawah (Rukmana, 1997). Pada bagian akar, utamanya pada rambut akar terdapat

bintil-bintil akar yang merupakan bentuk simbiosis antara akar dengan bakteri

Rhizobium japanicum (Lamina, 1989).

Gambar 2. Pembentukan bintil akar oleh bakteri Rhizobium sp. (Sumber: Ramadana, 2015)

Keterangan : (1) Akar dari Pisum sativum dengan bintil yang dibentuk oleh Rhizobium. (2) Bintil akar berkembang sebagai hasil dari simbiosis antara bakteri Rhizobium dengan rambut akar tanaman. (a) Bakteri mengenal rambut akar dan mulai membelah, (b) Masuknya rhizobia ke akar melalui infeksi sehingga bakteri masuk ke dalam sel akar, (c) Membelah menjadi bentuk nodula (Dewi, 2007 dalam Ramadana, 2015).

Rhizobium masuk ke dalam akar legum melalui rambut akar atau secara langsung ke titik munculnya akar lateral. Rambut akar merupakan bagian

tanaman yang pertama kali dapat memberikan respon karena terinfeksi

Rhizobium. Hal tersebut sesuai yang dikemukakan oleh (Dewi, 2007 dalam

(27)

Ramadana, 2015) bahwa terbentuknya bintil akar dimulai dengan masuknya

infeksi benang dan berpenetrasi ke dalam akar dari sel ke sel. Sel ini terbagi

membentuk jaringan bintil di mana bakteri ini membelah dan menggandakan diri.

Ukuran dan bentuknya bergantung pada spesies dan tanaman legumnya. Ada dua

tipe bintil akar, yaitu efektif dan inefektif. Bintil efektif dibentuk oleh strain

efektif dari Rhizobium. Bintil ini berkembang dengan baik, berwarna merah

muda akibat adanya pigmen leghaemoglobin. Jaringan bakteroid berkembang

baik dan terorganisasi dengan baik dengan banyak bakteroid (Dewi, 2007 dalam

Ramadana, 2015). Surtiningsih, et al., (2009) menyatakan terbentuknya bintil

akar efektif yang lebih banyak mampu meningkatkan penambatan nitrogen yang

selanjutnya untuk membentuk klorofil dan enzim. Peningkatan klorofil dan

enzim mampu meningkatkan fotosintesis yang pada akhirnya dapat

meningkatkan pertumbuhan vegetatif dan generatif (hasil produksi biji) tanaman.

Berbeda dengan strain inefektif dari Rhizobium, bentuk bintil umumnya kecil

dan berisi sedikit jaringan bakteroid yang berkembang, menunjukkan akumulasi

tepung dalam sel tanaman inang yang tidak berisi Rhizobium. Bakteroid dalam

bintil inefektif berisi glikogen.

Tanaman kacang hijau berbatang tegak dengan cabang menyamping pada

batang utama, berbentuk bulat dan berbulu. Warna batang dan cabangnya ada

hijau dan ada juga ungu (Andrianto dan Indarto, 2004). Batang kacang hijau

berbentuk bulat dan berbuku-buku. Ukuran batangnya kecil, berbulu, berwarna

hijau kecoklatan atau kemerahan. Setiap buku batang menghasilkan satu tangkai

daun, kecuali pada daun pertama berupa sepasang daun yang berhadapan dan

(28)

masing-masing daun berupa daun majemuk. Batang kacang hijau tumbuh tegak

dengan ketinggian mencapai 30-110 cm dan cabangnya menyebar kesegala arah

(Rukmana, 1997).

Daun tumbuh majemuk dan terdiri dari tiga helaian (trifoliat) dan letaknya

berseling. Tangkai daunnya lebih panjang dari daunnya dengan warna daun hijau

muda sampai hijau tua. Helai daun berbentuk oval dengan bagian ujung lancip

(Andrianto dan Indarto, 2004).

Bunga kacang hijau berwarna kuning, tersusun dalam tandan, keluar pada

cabang serta batang dan dapat menyerbuk sendiri. Bunga keluar secara

berkelompok sebanyak 4-8 kuntum pada tiap-tiap tangkai bunga yang panjang

dan tegak. Seperti tanaman polong-polongan lain bunga kacang hijau berbentuk

kupu-kupu (Idris et al., 1982). Van der maesen dan soematmadja. (1993)

menyatakan bahwa waktu terbentuknya bunga kacang hijau pada umur 30 hari

setelah tanam.

Polong kacang hijau berbentuk silindris dengan panjang antara 6–15 cm

dan berbulu pendek. Sewaktu muda polong berwarna hijau dan berwarna hitam

atau coklat ketika tua, dengan isi polong 10–15 biji (Andrianto dan Indarto,

2004). Polong biasanya matang pada waktu 19-22 hari setelah berbunga, Apabila

50% polong telah matang biasanya akan terjadi pengeluaran bunga sekali lagi.

Oleh karena itu, pemanenan kacang hijau perlu dilakukan beberapa kali dengan

jarak waktu panen dari 20-25 hari (Idris et al., 1982).

(29)

Biji kacang hijau berukuran relatif lebih kecil dari pada biji kacang-kacang

lain dan berwarna hijau kusam atau hijau mengkilap. Ada beberapa biji yang

berwarna kuning, coklat atau hitam (Andrianto dan Indarto, 2004). Dan menurut

Rukmana. (1997) Biji kacang hijau berbentuk bulat kecil dengan berat tiap butir

0,5-0,8 mg.

Gambar 3. Morfologi kacang hijau secara keseluruhan. (Sumber: Dok. pribadi)

2.1.2 Manfaat dan kandungan tanaman kacang hijau (V. radiata L.)

1. Kandungan gizi kacang hijau

Kacang hijau (V. radiata L.) merupakan sumber protein nabati, vitamin

(A, B, C, dan E) serta beberapa zat lain yang sangat bermanfaat bagi tubuh

manusia, kandungan zat gizi yang baik, kacang hijau banyak digunakan sebagai

bahan makanan bayi dan minuman siap saji dalam kotak atau pun dalam kaleng.

Adapun nilai kandungan gizi kacang hijau per 100 g, kacang hijau, dapat dilihat

pada tabel di bawah ini.

(30)

SKRIPSI APLIKASI FORMULASI PENGENCERAN.... FAWA’IDUL KHOIR Tabel 2.1. Kandungan gizi kacang hijau per 100 g.

(Sumber: S. Rositawaty 2009 dalam Khairani, 2008)

2. Manfaat kacang hijau

Kacang hijau (V. radiata L.) memiliki kandungan protein yang cukup

tinggi sebesar 22% dan merupakan sumber mineral penting, antara lain kalsium

dan fosfor. Sedangkan kandungan lemaknya merupakan asam lemak tak jenuh.

Kandungan kalsium dan fosfor pada kacang hijau bermanfaat untuk memperkuat

tulang. Kacang hijau juga mengandung rendah lemak yang sangat baik bagi

mereka yang ingin menghindari konsumsi lemak tinggi. Kadar lemak yang

rendah dalam kacang hijau menyebabkan bahan makanan atau minuman yang

terbuat dari kacang hijau tidak mudah berbau. Lemak kacang hijau tersusun atas

73% asam lemak tak jenuh dan 27% asam lemak jenuh. Umumnya

kacang-kacangan memang mengandung lemak tak jenuh tinggi, asupan lemak tak jenuh

(31)

tinggi penting untuk menjaga kesehatan jantung, selain itu kacang hijau

mengandung vitamin B1 yang berguna untuk pertumbuhan (Purwono et al.,

2005).

2.1.3 Syarat tumbuh tanaman kacang hijau (V. radiata L.)

Tanaman kacang hijau dapat beradaptasi luas di berbagai daerah yang

beriklim panas (tropik). Di indonesia, kacang hijau dapat tumbuh dan

berproduksi dengan baik di dataran rendah sampai ketinggian 500 m di atas

permukaan laut (dpl). Menurut Irwan (2005) syarat tumbuh kacang hijau yaitu

terdiri dari:

1. Iklim

Kacang hijau dapat tumbuh dengan baik pada kisaran suhu 25° C - 27°

C, dengan tingkat kelembaban udara antara 50% - 89%. Tanaman ini termasuk

golongan tanaman C3 dengan panjang hari maksimum sekitar 10 jam/hari. Curah

hujan yang dikehendaki untuk pertumbuhan kacang hijau berkisar antara 700-900

mm/tahun, dan memiliki toleransi yang baik pada curah hujan yang lebih renah

dengan memanfaatkan kelembaban tanah dan air tanah. Demikian juga terhadap

suhu, dimana suhu optimum sekitar 28° C - 30° C cukup baik pada pertanaman

kacang hijau (Irwan, 2005).

2. Tanah

Jenis tanah yang yang dikehendaki tanaman kacang hijau adalah liat

berlempung atau tanah lempung yang banyak mengandung bahan organik. Untuk

pemilihan lokasi kebun kacang hijau adalah tanahnya subur, gembur, banyak

(32)

mengandung bahan organik (humus) aerasi dan drainasinya baik, serta

mempunyai kisaran pH 5,8-6,5 (Rukamana, 1997).

Gambar 4. Tahap-tahap pertumbuhan tanaman kacang hijau Gambar 4. tahapan pertumbuhan kacang hijau

(V. radiata L.).

(Sumber : Purwono, 2005)

2.1.4 Hasil penelitian yang relevan

Chusnia (2012) telah melakukan penelitian tentang pengaruh pemberian

pupuk hayati terhadap pertumbuhan dan produksi tanaman kacang hijau (V.

radaiata L.) pada polybag, bahan yang digunakan adalah konsorsium mikroba yang terdiri dari 3 bakteri penambat nitrogen, 3 bakteri pelarut fosfat, dan 2

bakteri ditambah 1 yeast pendegradasi bahan organik. Dosis yang diberikan

yakni 0 mL, 5 mL, 10 mL, dan 15 mL per tanaman. Berdasarkan hasil yang

diperoleh, bahwa dengan pemberian pupuk hayati dapat berpengaruh nyata

terhadap tinggi batang, jumlah daun, jumlah bintil akar, berat kering tanaman,

berat polong, dan berat biji per tanaman. Selain itu dengan pemberian dosis 15

mL dapat memberikan nilai tertinggi untuk tinggi, jumlah bintil akar, berat

kering tanaman, berat polong, dan berat biji total kacang hijau (V. radiata L.)

dibanding dengan perlakuan lainnya. Menurut (Hadisuwito, 2012) mengatakan

(33)

bahwa dosis yang dianjurkan untuk tanaman sayur, tanaman hias, dan tanaman

pangan berkisar 5-15 mL. Dan menurut Sajmin, (1999) menyatakan bahwa

pemberian konsentrasi POC (pupuk organik cair) 1:40 berpengaruh nyata dalam

meningkatkan pertumbuhan dan hasil dari rumput gajah P. maximum.

1.1.5 Pertumbuhan dan produktivitas kacang hijau (V. radiata L.)

Pertumbuhan adalah aspek penting yang harus diperhatikan dalam sistem

tanaman yang berhubungan dengan hasil, karena hasil tanaman tidak dipanen dan

terbentuk secara tiba-tiba, melainkan melalui proses yang berangsur-angsur dari

waktu ke waktu dan melalui beberapa generasi. pertumbuhan dapat diartikan

sebagai pertambahan ukuran volume. massa maupun sel yang dapat dinyatakan

dengan satuan (kuantitatif). bersifat permanen dan tidak dapat kembali

(irreversibel) (Sitompul dan Bambang, 1995).

Produktivitas merupakan jumlah produksi per satuan luas lahan tanaman.

produktivitas diartikan sebagai kemampuan tanaman untuk menghasilkan suatu

produk atau hasil yang biasa dilihat dari jumlah polong, berat polong, dan

pengukuran massa kering biji sebagai hasil akhir dari suatu tanaman yang

diperoleh setelah panen pertumbuhan selesai (Gardner, 1991).

2.2. Tinjauan Umum Biofertilizer

Biofertilizer atau pupuk hayati merupakan bahan yang mengandung mikroorganisme bermanfaat untuk meningkatkan kesuburan tanah dan kualitas

hasil tanaman, dengan cara mengubah unsur hara dari bentuk yang belum dapat

digunakan menjadi bentuk tersedia bagi tanaman melalui proses biologi baik

(34)

dengan hidup bebas di dalam tanah atau berasosiasi dengan tanaman (Subba Rao,

1993; Tien et al., 1979). Dewasa ini, biofertilizer dipergunakan untuk

mempengaruhi peningkatan hasil panen berkelanjutan di bawah berbagai kondisi

iklim agronomi. Biofertilizer sebagai bahan pembawa mikroba hidup berperan

sebagai sumber daya yang murah untuk meningkatkan ketersediaan nutrisi

tanaman dengan cara sintesis faktor pertumbuhan (Subba Rao et al., 1993).

Adapun syarat yang harus ada dalam kandungan biofertilizer menurut Peraturan

Mentri Pertanian (permentan, 2009) yaitu dapat dilihat pada tabel di bawah ini.

Tabel 2.2. Persyaratan Khusus Biofertilizer

(Sumber: Permentan, 2009)

(35)

SKRIPSI APLIKASI FORMULASI PENGENCERAN.... FAWA’IDUL KHOIR (Sumber: Permentan, 2009)

Mikroba yang terkandung dalam biofertilizer ini memiliki peran

masing-masing dalam menyediakan unsur hara bagi tanaman, seperti melalui penambatan

nitrogen, pelarutan fosfat, dan pendegradasian bahan organik tanah. Beberapa

mikroba tanah yang sering digunakan dalam biofertilizer adalah Bacillus subtilis,

B. megaterium, B. licheniformis. Pseudomonas putida dan P. fluorescens yang berperan sebagai bakteri pelarut fosfat. Bakteri Azotobacter sp., Azospirillum sp.,

dan Rhizobium sp. yang berperan sebagai bakteri penambat nitrogen. Bakteri Cellulomonas sp., Lactobacillus plantarum., Cyophaga sp., Cellvibrio sp., dan yeast dari golongan Saccharomyces cerevisiae yang berperan sebagai mikroba pendegradasi bahan organik serta beberapa diantara mikroba tersebut berperan

(36)

sebagai penghasil antibiotik dan penyedia faktor tumbuh bagi tanaman

(Simanungkalit, 2001).

2.2.1 Mikroba pemfiksasi nitrogen

Nitrogen merupakan nutrisi penting bagi tumbuhan dan diperlukan dalam

jumlah besar. Nitrogen di udara sekitar 79%, tetapi organisme tidak dapat

menggunakan secara langsung dalam bentuk N2, kecuali organisme tingkat

rendah. Tumbuhan menggunakan nitrogen dalam bentuk nitrat (NO3-) dan ion

ammonium (NH4). Nitrogen dikatakan penting bagi tumbuhan karena bagi

tanaman berfungsi sebagai penyusun protoplasma, molekul klorofil, asam

nukleat, dan asam amino yang merupakan penyusun protein. Dampak dari

kekurangan unsur nitrogen tanah dapat menyebabkan pertumbuhan dan

perkembangan tanaman menjadi terganggu serta produktivitas tanaman menjadi

menurun akibat dari pembentukan klorofil pada saat proses fotosintesis

terganggu. Hal ini didukung pula oleh Sumiati dan Gunawan (2007) bahwa

defisiensi unsur nitrogen akan membatasi pembelahan dan perbesaran sel, dan

menurut Hedge (1988) berpendapat bahwa pupuk nitrogen dosis tinggi tidak

memberikan hasil yang signifikan terhadap produksi tanaman. Oleh karena itu,

pemberian dosis tinggi tidak menjamin peningkatan hasil.

Fiksasi nitrogen oleh mikroba merupakan salah satu dari banyak proses

biokimiawi di dalam tanah yang memainkan peranan penting bagi penyediaan

nutrisi tanaman, yaitu mengubah nitrogen atmosfer (N2 atau nitrogen bebas)

menjadi nitrogen dalam persenyawaan (nitrogen tertambat) (Pelczar dan Chan,

(37)

2012). Konversi N2 dari udara menjadi ammonia dimediasi oleh enzim

nitrogenase.

Bakteri yang mampu memfiksasi nitrogen yang hidup bebas antara lain

Azotobacter chrococcum, Clostridium pasteurianum, dan Rhodospirillum rubrum (Susilowarno dkk., 2001). Bakteri Azotobacter memiliki peran utama dalam menambat nitrogen dari atmosfer secara non-simbiotik. Selain itu, bakteri

ini mampu menghasilkan zat pengatur tubuh seperti giberelin, sitokinin, dan

asam indol asetat, sehingga dapat memacu pertumbuhan akar secara langsung

dengan menstimulasi pemanjangan atau pembelahan sel (Hindersah dan

Simarmata, 2004). Beberapa bakteri yang berperan dalam fiksasi nitrogen yaitu:

Azotobacter sp. dikenal sebagai penghasil polisakarida ekstraseluler seperti alginat dan polimer, Alginat berfungsi melindungi nitrogenase, sehingga

meningkatkan fiksasi nitrogen (Sabra et al., 2000 dalam Sholichah, 2015).

Azospirillum mempengaruhi pertumbuhan tanaman melalui banyak mekanisme, termasuk fiksasi N2, produksi fitohormon dan biokontrol (Reis et al., 2011).

Rhizobium dapat meningkatkan produksi pertanian dengan cara mengikat nitrogen bebas yang berada di udara menjadi ammonia (NH3) yang akan diubah

menjadi asam amino yang selanjutnya menjadi senyawa nitrogen yang

diperlukan tanaman untuk tumbuh dan berkembang, sedangkan Rhizobium

sendiri memperoleh karbohidrat sebagai sumber energi dari tanaman inang

(Ramadana, 2015).

Banyaknya N2 yang dikonversi menjadi ammonia sangat tergantung pada

kondisi fisik, kimia, dan biologi tanah. Ketersediaan sumber karbon organik di

(38)

lingkungan rhizosfir merupakan faktor utama yang menentukan banyaknya

nitrogen yang dihasilkan (Alexander, 1977). Oleh karena itu, penambahan

sisa-sisa tanaman (biomassa) sebagai sumber karbon ke dalam tanah dapat memacu

perkembangan populasi bakteri penambat nitrogen.

2.2.2 Mikroba pelarut fosfat

Fosfat termasuk unsur hara makro yang sangat penting untuk

pertumbuhan tanaman, namun kandungannya didalam tanah lebih rendah

dibanding nitrogen dan kalium. Tanaman menyerap fosfat dari tanah dalam

bentuk ion fosfat, terutama H2PO4- dan HPO42-. Ion H2PO4- lebih banyak

dijumpai pada tanah yang lebih masam, sedangkan pada pH tanah yang lebih

tinggi bentuk HPO42- lebih dominan. Soepardi (1983) menyatakan bahwa

peranan fosfat penting untuk pertumbuhan sel, pembentukan akar halus dan

rambut akar, memperkuat jaringan akar agar tanaman tidak mudah rebah,

memperbaiki kualitas tanaman, berperan dalam pembentukan bunga, buah, dan

biji serta memperkaya daya tahan terhadap penyakit. Penelitian dan pemanfaatan

mikroba pelarut fosfat sudah mulai dilakukan sejak tahun 1930-an (Waksman

dan Starkey, 1931; Gerretsen, 1948). Selain berperan dalam pelarut fosfat,

mikroorganisme ini juga diketahui mampu memproduksi asam amino, vitamin,

serta substansi pemacu pertumbuhan seperti IAA dan giberelin yang dapat

membantu pertumbuhan tanaman (Ponmurugan dan Gopi, 2006).

Fosfat di dalam tanah secara alami terdapat dalam bentuk organik dan

anorganik. Kedua macam bentuk tersebut merupakan bentuk fosfat yang tidak

(39)

larut atau sedikit larut, sehingga ketersediaannya bagi biota tanah sangat terbatas.

Mineral fosfat anorganik pada umumnya terikat sebagai AlPO4.2H2O (variscite)

dan FePO4.2H2O (strengite) pada tanah masam dan sebagai Ca3(PO4)2

(trikalsium fosfat) pada tanah. Asam-asam organik sangat berperan dalam

pelarutan fosfat karena asam organik tersebut relatif kaya akan gugus-gugus

fungsional karboksil (-COO-_{) dan hidroksil (-O}-_{) yang bermuatan negatif}

sehingga memungkinkan untuk membentuk senyawa komplek dengan ion

(kation) logam yang biasa disebut chelate (Wagner & Wolf, 1998 dalam Intan,

2007). Mekanisme pelarutan fosfat dari Al-P atau Fe-P pada tanah terjadi dengan

cara asam-asam organik mengchelate Al dan Ca, sehingga mengakibatkan fosfat

terlepas dari ikatan AlPO4.2H2O dan Ca3(PO4)2. Keadaan ini akan meningkatkan

ketersediaan fosfat dalam larutan tanah (Santosa, 2005 dalam Intan, 2007).

Mikroorganisme pelarut fosfat yang sering digunakan untuk melarutkan

fosfat antara lain adalah anggota genus Pseudomonas sp. dan Bacillus sp. serta

beberapa bakteri lainnya (Alexander, 1977). Bacillus subtilis mampu melarutkan

fosfat melalui aktivitas fosfatase dan fitase (enzim yang menghidrolisis fosfat

organik sukar larut atau fitat). Selain itu, Bacillus subtilis juga memiliki potensi

untuk memproduksi asam indol asetat (AIA) yang merupakan hormon auksin

utama pada tumbuhan yang mengendalikan berbagai proses fisiologi penting

meliputi pembelahan dan perkembangan sel, dan diferensiasi jaringan (Idriss et

al., 2002 dalam Intan, 2007). Bacillus megaterium mempunyai kemampuan melarutkan fosfat anorganik tak larut dengan mensekresikan asam-asam organik

tersebut diikuti dengan penurunan pH, dengan adanya perubahan pH berperanan

(40)

penting dalam peningkatan kelarutan fosfat yang selanjutnya asam-asam organik

ini akan bereaksi dengan bahan pengikat fosfat seperti Al3+, Fe3+, Ca2+, atau

Mg2+ membentuk khelat organik yang stabil sehingga mampu membebaskan ion

fosfat terikat dan oleh karena itu dapat diserap oleh tanaman (Chen, 2002 dalam

Intan, 2007) selain sebagai pelarut fosfat, bakteri ini juga mampu memproduksi

hormon IAA sebagai nutrisi bagi tanaman sehingga dapat meningkatkan

pertumbuhan tanaman dan dan berperan sebagai agen biokontrol dengan

menginduksi sistem kekebalan tanaman serta menghasilkan antibiotik.

Pseudomonas putida dapat meningkatkan fosfat tersedia melalui mekanisme pengkhelatan penjerap fosfat oleh asam organik ataupun melalui persaingan

anion antara ortofosfat dengan asam organik pada tapak jerapan koloid tanah

yang bermuatan positif. Disamping menghasilkan asam organik, bakteri ini juga

menghasilkan fitohormon, antibiotik, dan siderofor yang secara tidak langsung

dapat memperbaiki serapan fosfat yang dapat dipergunakan untuk pertumbuhan

tanaman (Premono et al., 1994).

2.2.3 Mikroba pendegradasi bahan organik

Mikroba pendegradasi bahan organik merupakan suatu agen bioaktivator

yang tumbuh secara alami atau dengan sengaja diberikan pada tanah atau pupuk

organik untuk mempercepat proses penguraian bahan organik tersebut menjadi

zat yang siap diserap oleh tanaman. Jumlah dan jenis mikroba menentukan

keberhasilan proses dekomposisi. Proses dekomposisi ini tidak dilakukan oleh

satu mikroba monokultur namun dilakukan oleh konsorsia mikroba. Mikroba

pendegradasi bahan organik adalah mikroorganisme pengurai lignin, serat, dan

(41)

senyawa organik yang mengandung nitrogen dan karbon dari sisa-sisa organik

jaringan tumbuhan atau hewan yang telah mati dan dapat juga berperan dalam

pengomposan.

Proses perombakan bahan organik dapat berlangsung pada kondisi aerob

dan anaerob (Gaur, 1982). Perombakan secara aerob merupakan proses

perombakan bahan organik dengan menggunakan O2. Hasil akhir dari

perombakan secara aerob merupakan produk metabolisme biologi berupa CO2,

H2O, panas, unsur hara, dan sebagian humus. Sedangkan perombakan secara

anaerob diartikan sebagai proses dekomposisi bahan organik tanpa menggunakan

O2. Reaksi yang terjadi pada perombakan sistem anaerobik, hasil akhirnya yaitu

terutama berupa CH4, CO2, dan sejumLah hasil antara; timbul bau busuk karena

adanya H2S dan sulfur organik seperti merkaptan (Haug, 1980).

Peran jamur dalam mendegradasi bahan organik umumnya mempunyai

kemampuan yang lebih baik dibanding bakteri dalam mengurai sisa-sisa tanaman

seperti hemiselulosa, selulosa, dan lignin. Kelompok jamur menunjukkan

aktivitas biodekomposisi paling nyata dalam proses ini (Sumarno, 2008 dalam

Rasti 215). Hal ini dikarenakan pertumbuhan optimum fungi pada pH 5-5,5.

Sebaliknya, pertumbuhan kelompok optimum pada pH netral dan meningkat

seiring meningkatnya pH tanah, sedangkan kisaran hidup bakteri adalah pada pH

4 - 6 sehingga aktivitas mikroorganisme pendegradasi bahan organik didominasi

oleh kelompok fungi (Ginting et al., 2006).

Beberapa mikroorganisme yang berperan dalam proses pendegradasi

bahan organik dalam tanah yaitu: Cellulomonas sp. merupakan organisme

(42)

SKRIPSI APLIKASI FORMULASI PENGENCERAN.... FAWA’IDUL KHOIR selulolitik yang mampu mendegradasi dan memanfaatkan selulosa sebagai sumber karbon dan energinya (Baharuddin et al., 2010 dalam Kusuma., 2015).

Bakteri ini dipilih sebagai salah satu mikroba pendegradasi selulosa karena

memiliki tingkat optimasi produksi enzim selulase yang tinggi, tahan terhadap

kelembaban yang tinggi dimana dalam kelembaban tersebut dibutuhkan untuk

dekomposisi selulosa dan memiliki tingkat pertumbuhan yang lebih cepat

dibanding kelompok mikroba lainnya sehingga waktu yang dibutuhkan untuk

produksi enzim lebih cepat (Baharuddin et al., 2010). Lactobacillus plantarum

adalah spesies bakteri yang menghasilkan asam laktat sebagai prodaknya, asam

laktat yang dihasilkan dapat menurunkan pH dari lingkungan pertumbuhannya

sehingga menimbulkan rasa asam serta menghambat pertumbuhan dari beberapa

jenis mikroba patogen pada daerah rhizosfer tanaman (Liu, 2006 dalam

Sholichah, 2015). Saccharomyces cerevisiae merupakan mikroorganisme

eukariota yang dalam proses fermentasi, selain dapat menurunkan kandungan serat kasar seperti golongan dari polisakarida (selulosa dan lignin) yang nantinya

akan didegradasi menjadi gula sederhana yang dapat dimanfaatkan oleh golongan

bakteri asam laktat (BAL) untuk diubah menjadi asam laktat (Umiyasih et al.,

2008 dalam Kusuma, 2015).

(43)

27

SKRIPSI APLIKASI FORMULASI PENGENCERAN.... FAWA’IDUL KHOIR BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilakukan di dua tempat, yaitu di Laboratorium

Mikrobiologi, Departemen Biologi, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas

Airlangga, Surabaya dan area lahan pertanian di dusun Besuk, desa Lemujut,

kecamatan Krembung, kabupaten Sidoarjo, Jawa Timur. Penelitian ini

dilaksanakan selama 10 bulan, pada bulan juni 2015 sampai maret 2016.

3.2 Sampel, Bahan dan Alat Penelitian 3.2.1 Bahan penelitian

Bahan–bahan yang digunakan dalam penelitian ini terbagi menjadi 2 jenis

berdasarkan kegunaan dan keperluannya, yaitu bahan yang diperlukan pada

lapangan dan bahan yang digunakan pada laboratorium. Bahan yang diperlukan

pada lapangan terdiri atas: biji kacang hijau (V. radiata L. Varietas VIMA-1), air

untuk menyiram tanaman, pupuk kimia (Vitonic super), pupuk hayati

(biofertilizer) dari kelompok tani desa Lemujut (Starter dari Laboratorium

Mikrobiologi Universitas Airlangga), kertas label, plastik, kapas, tali rafia, es

batu, dan spidol permanen. Sedangkan bahan yang digunakan pada laboratorium

yaitu akuades, alkohol, spiritus, tissue, aluminium foil, larutan garam fisiologis,

cling wrap, media selektif dan spesifik yang digunakan untuk menghitung jumlah koloni populasi mikroba terdiri dari: Nfb semi solid (Nitrogen-fixing bacteria),

media Pikovskaya, dan CMCA (Carboxymethyl Cellulose Agar). Adapun

(44)

kandungan bahan pembuatan media Nfb, Pikovskaya, dan CMCA adalah Nfb

(Nitrogen free bromothymol blue) (semi solid) yang terdiri atas asam malat 0,5 g;

KOH 0,4 g; K2HPO4 0,05 g; FeSO4 0,005 g; MnSO4 0,001 g; MgSO4 0,01 g;

NaCl 0,002 g; CaCl2 0,002 g; Na2MoO2 0,001 g; bromotimol biru 0,3 mL; Agar

1,75 g serta 100 mL akuades, media Pikovskaya terdiri atas glukosa 1 g; Ca3PO4

0,5 g; (NH4)2SO4 0,05 g; KCl 0,02 g; MgSO4 0,01 g; MnSO4 0,01 g; FeSO4 0,01

g; yeast extract 0,05 g; agar 1,5 g; serta 100 mL akuades, dan media CMCA

(Carboxy Methyl Cellulose Agar) terdiri atas CMC 1 g; KNO3 0,075 g;

MgSO4.7H2O 0,02 g; KH2PO4 0,05 g; FeSO4.7H2O 0,002 g; CaCl2.2H2O 0,004

g; yeast extract 0,05 g; agar 17 g; serta akuades 100 mL. Sedangkan sampel yang

digunakan yaitu: Tanah sebelum dan setelah pemberian perlakuan dan pupuk

biofertilizer.

3.2.2 Alat penelitian

Dalam penelitian ini alat-alat yang digunakan berdasarkan keperluannya

terbagi menjadi 2 macam, yaitu alat yang diperlukan dalam laboratorium dan alat

yang diperlukan pada lapangan. Alat-alat yang diperlukan dalam laboratorium

terdiri dari: autoclave (OSK 6500, ALP Co. Ltd), shaker (GFL), timbangan

analitik (Shimadzu), colony counter (Galaxy 230), Petri dish, tabung reaksi

(Pyrex) dan rak tabung reaksi, tabung kuvet (Pyrex), Bunsen, jarum ose, pipet

ukur (Pyrex), Vein, kapas, gelas ukur (Pyrex), kertas label, aluminium foil,

tissue, kompor listrik, cling wrap, Shaker inkubator, gelas obyek, cover glass,

micropipate, dan pH meter. Sedangkan alat-alat yang diperlukan pada lapangan

(45)

terdiri dari: timbangan digital (HANG), cangkul, meteran, ember plastik, hand

sprayer, sarung tangan, tali rafia, spuit (50 mL), linggis, gelas ukur, corong plastik, kantong plastik, kamera digital (OPPO), gunting, sekop kecil, kayu yang

bagian ujungnya lancip, toples plastik, boks paravin/termos, dan pinset.

3.3 Rancangan Penelitian

Penelitian ini adalah metode eksperimental dengan rancangan penelitian

menggunakan Acak Lengkap (RAL) dengan 11 perlakuan setiap perlakuan

diulang 3 kali, pada penelitian ini menggunakan formulasi pengenceran

biofertilizer (1:10) dengan kombinasi dosis dan intensitas sebagai berikut: Tabel 3.1. Rancangan penelitian.

No Perlakuan keterangan

1 K- K- : Tanpa pemberian pemupukan.

2 K+ K+ : Pupuk kimia (vitonic Super) dengan dosis 5mL frekuensi 3 kali. 3 5.1 5.1 : Biofertilizer dosis 5 mL dengan frekuensi 1 kali.

4 5.2 5.2 : Biofertilizer dosis 5 mL dengan frekuensi 2 kali. 5 5.3 5.3 : Biofertilizer dosis 5 mL dengan frekuensi 3 kali. 6 10.1 10.1 : Biofertilizer dosis 10 mL dengan frekuensi 1 kali. 7 10.2 10.2 : Biofertilizer dosis 10 mL dengan frekuensi 2 kali. 8 10.3 10.3 : Biofertilizer dosis 10 mL dengan frekuensi 3 kali. 9 15.1 15.1 : Biofertilizer dosis 15 mL dengan frekuensi 1 kali. 10 15.2 15.2 : Biofertilizer dosis 15 mL dengan frekuensi 2 kali. 11 15.3 15.3 : Biofertilizer dosis 15 mL dengan frekuensi 3 kali.

Perlakuan dosis biofertilizer diberikan pada 1 minggu setelah tanam, 3

minggu setelah tanam, dan 5 minggu setelah tanam.

(46)

SKRIPSI APLIKASI FORMULASI PENGENCERAN.... FAWA’IDUL KHOIR 3.4 Variabel Penelitian

Variabel-variabel dalam penelitian ini antara lain:

a. Variabel bebas : Kombinasi dosis biofertilizer 0 mL, 5 mL, 10 mL,

dan 15 mL. Dan Intensitas pemberian biofertilizer 1

kali, 2 kali dan 3 kali.

b. Variabel terikat : Parameter pertumbuhan meliputi tinggi tanaman

(cm), jumlah daun, berat kering tanaman (g), panjang

akar (cm), berat kering akar (g), jumlah bintil akar,

berat bintil akar (g). Parameter produktivitas meliputi

jumlah total buah polong, berat total buah polong (g),

berat total biji kacang hijau (g).

c. Variabel terkendali : Varietas tanaman kacang hijau (VIMA 1), usia bibit tanaman (1 minggu), dan jarak antar tanaman (30 x

40 cm).

3.5 Prosedur Penelitian 3.5.1 Pembuatan media

a. Pembuatan media Nfb (Nitrogen Fixation Bacteria) semi solid (Saraswati, dkk., 2007)

Bahan media Nfb semi solid adalah Malic acid 0,5 g, asam malat 0,5 g;

KOH 0,4 g; K2HPO4 0,05 g; FeSO4 0,005 g; MnSO4 0,001 g; MgSO4 0,01 g;

NaCl 0,002 g; CaCl2 0,002 g; Na2MoO2 0,001 g; bromotimol biru 0,3 mL; Agar

1,75 g dicampur kedalam labu erlenmeyer yang berisi 100 mL akuades

(47)

(Saraswati, dkk, 2007). Kemudian direbus di atas kompor listrik sampai agar dan

bahan-bahan terlarut sempurna, setelah itu dimasukkan kedalam tabung reaksi

masing-masing 5 mL dan ditutup rapat dengan kapas yang dilapisi dengan

aluminium foil untuk kemudian disterilkan dengan autoclave pada tekanan 1

atm, temperatur 1210 C selama 30 menit.

b. Pembuatan media Pikovskaya (Rao, 1981 dalam Saraswati dkk., 2007)

Bahan media Pikovskaya yaitu glukosa 1 g; Ca3PO4 0,5 g; (NH4)2SO4

0,05 g; KCl 0,02 g; MgSO4 0,01 g; MnSO4 0,01 g; FeSO4 0,01 g; yeast extract

0,05 g; agar 1,5 g; dicampur ke dalam labu erlenmeyer yang berisi 100 mL

akuades. Kemudian direbus di atas kompor listrik sampai agar dan bahan-bahan

terlarut sempurna, setelah itu mulut labu erlenmeyer ditutup dengan kapas dan

dilapisi aluminium foil untuk kemudian disterilkan dengan autoclave pada

tekanan 1 atm temperatur 1210_{C selama 30 menit.}

c. Pembuatan media CMCA (Carboxymethyl Cellulose Agar)

Bahan media CMCA yaitu CMC 1 g; KNO3 0,075 g; MgSO4.7H2O 0,02 g; KH2PO4 0,05 g; FeSO4.7H2O 0,002 g; CaCl2.2H2O 0,004 g; yeast extract 0,05

g; agar 17 g; dicampur ke dalam labu erlenmeyer yang berisi 100 mL akuades.

Kemudian direbus di atas kompor listrik sampai agar dan bahan-bahan terlarut

sempurna, setelah itu mulut labu erlenmeyer ditutup dengan kapas dan dilapisi

aluminium foil untuk kemudian disterilkan dengan autoclave pada tekanan 1 atm

temperatur 1210 C selama 30 menit.

(48)

SKRIPSI APLIKASI FORMULASI PENGENCERAN.... FAWA’IDUL KHOIR 3.5.2. Tahap analisis sampel tanah sebelum dan sesudah perlakuan

3.5.2.1. Pengukuran pH sampel tanah sebelum dan sesudah perlakuan

Pengukuran pH tanah dilakukan sebanyak dua kali, yaitu pada saat tanah

sebelum diberikan perlakuan dan tanah sesudah diberikan perlakuan. Pada

pengukuran pH tanah ini, dilakukan secara acak menggunakan pH meter di tiap

tanah yang akan digunakan sebagai media tanam.

3.5.2.2. Preparasi sampel tanah sebelum dan sesudah perlakuan

Pengukuran kuantitas mikroba tanah dilakukan sebanyak dua kali, yaitu

pada tanah sebelum pemberian perlakuan dan tanah sesudah pemberian

perlakuan. Pengukuran kuantitas mikroba tanah dilakukan dengan cara

menumbuhkan mikroba menggunakan media spesifik, untuk media Nfb semi

solid dilakukan analisis kuantitatif menggunakan metode MPN (Most Probable

Number), sedangkan untuk media Pikovskaya dan media CMCA dilakukan analisis kuantitatif menggunakan metode TPC (Total Plate Count). Cara

menumbuhkan mikroba pada beberapa media spesifik yaitu dengan terlebih

dahulu dilakukan pengenceran sampel tanah sebanyak 50 g ke dalam botol kultur

yang berisi akuades steril 450 mL yang kemudian dihomogenkan menggunakan

shaker. setelah itu dilanjutkan dengan seri pengenceran sampai 10-6_.

Pada metode MPN menggunakan Nfb semi solid dilakukan dengan cara

membagi tiga seri pengenceran tiap sampelnya, masing-masing sampel sudah

terdapat tiga buah tabung reaksi berisi 6 mL media Nfb semi solid. Seri pertama

berisi 10 mL sampel, seri kedua berisi 1 mL sampel dan seri ketiga berisi 0,1 mL