PRODUKSI INOKULUM CENDAWAN MIKORIZA
ARBUSKULA (CMA) MELALUI KULTUR AEROPONIK DAN
MEDIA PADAT
EVI LESTARI
DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2011
ABSTRAK
EVI LESTARI. Produksi Inokulum Cendawan Mikoriza Arbuskula (CMA) melalui Kultur Aeroponik dan Media Padat. Dibimbing oleh HAMIM dan NAMPIAH SUKARNO.
Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari teknik produksi CMA dengan menggunakan media alternatif kultur aeroponik dan media padat. Penelitian dilakukan di rumah kaca dan laboratorium. Penelitian ini menggunakan dua macam rancangan percobaan yaitu RAL untuk percobaan I dan RAK Split Blok untuk percobaan II dengan 5 ulangan untuk setiap perlakuan. Tanaman inang yang digunakan ialah Ipomoea reptana, Centrosema pubescens, dan Allium cepa. Percobaan I terdiri dari 2 perlakuan yaitu inokulasi dan tanpa inokulasi CMA. Fase inokulasi dilakukan dengan metode kultur pot menggunakan media zeolit steril sebanyak 200 gram dengan pertumbuhan tanaman selama 12 minggu. Percobaan II atau fase produksi dilakukan dengan cara memindahkan tanaman inang yang telah terkolonisasi CMA pada fase inokulasi ke dalam tiga media tumbuh yaitu kultur aeroponik, media kompos dan zeolit. Pemanenan dilakukan pada minggu ke 12 dan 18 setelah tanam. Percobaan I menunjukkan persentase kolonisasi pada setiap tanaman inang lebih dari 70%. Tanaman inang C. pubescens tumbuh baik pada perlakuan CMA dibandingkan dengan perlakuan tanpa inokulasi. Percobaan II menunjukkan pertumbuhan terbaik
I. reptana dan C. pubescens yang bersimbiosis dengan CMA ialah kultur aeroponik, sedangkan A.
cepa ialah media zeolit. Kultur aeroponik secara nyata dapat meningkatkan total panjang akar per pot tanaman I. reptana sebesar 19,13 m. Persen kolonisasi CMA terbaik diperoleh pada tanaman
C. pubescens dengan media kultur aeroponik yaitu 90,8%. Uji lanjut inokulum CMA
menghasilkan persentase kolonisasi sebesar 25-53%. Kultur aeroponik menghasilkan kualitas inokulum CMA terbaik diikuti oleh media zeolit dan kompos.
Kata kunci : cendawan mikoriza arbuskula, aeroponik, kompos, zeolit
ABSTRACT
EVI LESTARI. Inoculum Production of Arbuscular Mycorrhizal Fungi (AMF) using Aeroponics Culture and Solid State Media. Supervised by HAMIM and NAMPIAH SUKARNO.
The aim of this research was to study the technique of AMF inoculum production using aeroponics and solid state media. The experiments were carried out in the green house and laboratory. The experiments were conducted in two kinds of experimental design, namely Completely Randomized Design for experiment I and Split-blok Randomized Design for experiment II with five replications for each treatment. Host plants used were Ipomoea reptana,
Centrosema pubescens, and Allium cepa. The first experiment was called inoculation phase. This
experiment had two kinds of treatment, with and without AMF inoculation. Inoculation phase was grown in 200 grams of sterilize zeolite. The plants were grown until 12 weeks. The second experiment was called inoculum production. This experiment used three kinds of growing medium, they were aeroponics culture, compost and zeolite media. The plants were harvested at 12 and 18 weeks after planting. The AMF growth in inoculations phase experiment produced colonization percentage more than 70%. C. pubescens grew better in the AMF treatment. Experiment II showed that the best growths of I. reptana and C. pubescens associated with AMF were in aeroponics culture, while A. cepa was in zeolite media. Aeroponics culture significantly increased the total root length per pot of I. reptana. The length was 19,13 m. The best percentage colonization wasobserved at C. pubescens in aeroponics culture. The percentage colonization was 90,8%. The quality test of resulting AMF inoculum conducted that the inoculum could colonization the root to about 25-53%. The aeroponic culture produced the best quality of AMF inoculum followed by zeolite and compos media.
PRODUKSI INOKULUM CENDAWAN MIKORIZA
ARBUSKULA (CMA) MELALUI KULTUR AEROPONIK DAN
MEDIA PADAT
EVI LESTARI
Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains
pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor
DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2011
Judul
: Produksi Inokulum Cendawan Mikoriza Arbuskula (CMA) melalui
Kultur Aeroponik dan Media Padat
Nama
: Evi Lestari
NRP
: G34062052
Disetujui :
Pembimbing I, Pembimbing II,
Dr. Ir. Hamim, M.Si Dr. Ir. Nampiah Sukarno
NIP: 19650322 199002 1 001
NIP: 19590504 198703 2 001
Diketahui :
Ketua Departemen Biologi
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor
Dr. Ir. Ence Darmo Jaya Supena, M.Sc
NIP: 19641002 198903 1 002
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini. Penelitian ini berjudul Produksi Inokulum Cendawan Mikoriza Arbuskula (CMA) melalui Kultur Aeroponik dan Media Padat yang dilaksanakan pada bulan Februari 2010 sampai Juni 2011 bertempat di Laboratorium Bagian Fisiologi Tumbuhan, Laboratorium Bagian Mikologi, Rumah Kaca Departemen Biologi Fakultas Matematika dan Pengetahuan Alam, IPB.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Dr. Ir. Hamim, M.Si dan Dr. Ir. Nampiah Sukarno selaku pembimbing yang telah memberikan saran dan bimbingannya selama melaksanakan penelitian serta kepada Dr. Triadiati, M.Si selaku penguji atas saran yang telah diberikan. Terima kasih penulis ucapkan juga kepada kepala Laboratorium Bagian Mikologi Departemen Biologi IPB beserta para staf (Pak Kus, Bu Emi, Kak Lia, dan Kak Riana) dan kepala Laboratorium Bagian Fisiologi Tumbuhan Departemen Biologi IPB beserta staf (Pak Nunu, Pak Trisna, Pak Kus dan Mbak Febi) yang telah memberikan fasilitas selama melaksanakan penelitian.
Ucapan terima kasih penulis sampaikan setinggi-tingginya kepada keluarga tercinta Bapak,
Emak, Te Titis, Te Eva, Fajar, malaikat kecil Adira dan Avira serta Keluarga Besar atas doa, dukungan dan kasih sayang yang diberikan. Penulis juga mengucapkan terimakasi kepada bapak guru Ahmad Bashri untuk kebaikannya, kepada teman seperjuangan Rina, Ruri, Lu’lu, Niken, Bunda Dezi, Mbak Ade, Mbak Dita, Kak Jaka, Bu Yuyun, Bu Dini, Bu Evri, Pak Erwin, Pak Yosi, Keluarga Besar Parung Farm khususnya Pak Sudibyo dan Pak Joko Waluyo, Keluarga Besar Pascasarjana BOT angkatan 2009, Keluarga Besar KEMSI 43, teman-teman KerZjakru atas dukungan nya, Ponah’ers tercinta, Kost Mahadewi dan teman-teman Biologi angkatan 41, 42 dan 43 atas semua kebersamaan dan motivasi yang telah diberikan.
Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat.
Bogor, Agustus 2011
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bekasi tanggal 14 April 1988 dari bapak Maman Rustaman dan ibu Sa’ani. Penulis merupakan putri ketiga dari empat bersaudara. Tahun 2006 penulis lulus dari SMAN 1 Bekasi dan lolos seleksi masuk IPB melalui jalur Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB). Pada tahun 2007 penulis diterima sebagai mahasiswa Mayor di Departemen Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam dengan Minor Ekonomi Pertanian Fakultas Ekonomi Managemen, IPB.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif sebagai ketua BIOWORLD Himpunan Mahasiswa Biologi (HIMABIO) IPB pada tahun 2008-2009, Seketaris 1 OMDA Keluarga Mahasiswa Bekasi IPB pada tahun 2007, Anggota Korps Alumni PMR SMAN 1 Bekasi pada tahun 2006-sekarang, dan berbagai kegiatan kepanitian lainnya. Penulis juga aktif sebagai asisten praktikum mata kuliah Pertumbuhan dan Perkembangan Tanaman pada tahun ajaran 2010/2011, mata kuliah Fisiologi Tumbuhan pada tahun ajaran 2009/2010, mata kuliah Sistematika Tumbuhan Berpembuluh pada tahun ajaran 2008/2009, dan mata kuliah Biologi Dasar Tingkat Persiapan Bersama IPB pada tahun ajaran 2007/2008, 2008/2009 dan 2010/2011.
Pada tahun 2008, penulis melakukan Studi Lapang di Taman Wisata Alam Situ Gunung Sukabumi, Jawa Barat dengan judul laporan “Keanekaragaman Lumut Sejati Di Taman Wisata Alam Situ Gunung, Jawa Barat”. Pada tahun 2009, penulis melakukan Praktik Kerja Lapang Di Serikat Petani Indonesia dari bulan Agustus sampai bulan September dengan judul laporan “Uji Benih di Bank Benih Serikat Petani Indonesia (SPI)”.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL
... vii
DAFTAR GAMBAR
... vii
DAFTAR LAMPIRAN
... vii
PENDAHULUAN Latar Belakang ... 1
Tujuan ... 2
BAHAN DAN METODE Waktu dan Tempat ... 2
Bahan dan Alat ... 2
Metode Penelitian. ... 2
Rancangan Percobaan ... 3
Persiapan Tanaman Inang ... 3
Fase Inokulasi CMA ... 3
Persiapan Sistem Media Tanam ... 3
Fase Produksi Inokulum ... 3
Analisis Pertumbuhan Tanaman ... 4
Analisis Pertumbuhan CMA ... 4
Uji Lanjut Inokulum yang Dihasilkan ... 4
HASIL Percobaan I Fase Inokulasi CMA ... 4
Pertumbuhan CMA ... 4
Pertumbuhan Tanaman Inang ... 4
Percobaan II Fase Produksi Inokulum ... 7
Pertumbuhan CMA. ... 7
Pertumbuhan Tanaman Inang ... 7
Panjang Akar dan Panjang Akar Terkolonisasi CMA... 11
Uji Lanjut Inokulum Akar CMA yang Dihasilkan ... 11
PEMBAHASAN
... 11
SIMPULAN
... 13
SARAN
... 13
DAFTAR PUSTAKA
... 13
DAFTAR TABEL
Halaman
1 Pengaruh inokulasi CMA terhadap pengamatan tinggi tajuk, jumlah daun, bobot basah tajuk, bobot kering tajuk, bobot basah akar dan bobot kering akar pada fase inokulasi umur 12 MST ... 6 2 Pengaruh media tumbuh terhadap tanaman inang yang telah diinokulasi CMA pada
parameter pengamatan tinggi tajuk, jumlah daun, total panjang akar, bobot basah tajuk, bobot kering tajuk, bobot basah akar dan bobot kering akar pada fase produksi inokulum umur 18 MST ... 10
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1 Diagram alir metode penelitian ... 2 2 (A) persen kolonisasi CMA, (B) jumlah spora per cm akar, (C) jumlah spora per panjang
akar pada tanaman inang yang telah diinokulasikan CMA umur 12 MST. Data menunjukkan nilai rataan dari lima kali ulangan ± Standar Deviasi (SD). ... 5 3 Hasil pewarnaan akar dengan biru tripan pada tanaman inang (A) I. reptana, (B) C.
pubescens, dan (C) A. cepa. Struktur CMA yang teramati (1) miselia eksternal, (2)
arbuskula, (3) vesikula, dan (4) spora umur 18 MST. ... 8 4 (A) persen kolonisasi CMA, (B) jumlah spora per cm akar, (C) jumlah spora per media, (D)
jumlah spora per panjang akar, (E) jumlah spora per pot tanaman pada tanaman inang yang telah diinokulasikan CMA di media padat zeolit ( ), kultur aeroponik ( ), dan media padat kompos ( ) umur 18 MST. Data menunjukkan nilai rataan dari lima kali ulangan ± Standar Deviasi (SD)...9 5 Uji lanjut inokulum yang dihasilkan media padat zeolit ( ), kultur aeroponik ( ), dan media
padat kompos ( ). Data menunjukkan nilai rataan dari lima kali ulangan ± Standar Deviasi (SD). ... 11
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Komposisi larutan hara Johnson ... 16 2 CMA yang digunakan sebagai inokulum ... 17 3 Spora CMA tanaman inang I. reptana, C. pubescens, dan A. cepa di media padat pada fase
produksi inokulum umur 18 MST ... 18 4 Panjang akar tanaman inang pada fase produksi inokulum umur 18 MST ... 19 5 Tanaman inang C. pubescens, I. reptana dan A. cepa pada fase inokulasi CMA umur 12
MST...20 6 Tanaman inang I. reptana, C. pubescens dan A. cepa pada kultur aeroponik dan media padat
1
PENDAHULUAN
Latar BelakangCendawan mikoriza arbuskula (CMA) ialah cendawan tanah yang bersimbiosis mutualisme dengan akar tumbuhan dan membentuk struktur khusus berupa arbuskula (Smith & Read 1997). Dalam simbiosisnya, CMA menerima karbohidrat dari tumbuhan sedangkan tumbuhan mendapatkan nutrisi dari cendawan sehingga dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman inang tersebut (Brundrett et al. 1994). Dalam hidupnya, CMA sangat membutuhkan tanaman inang sebagai tempat hidupnya. Tanaman yang dapat dijadikan sebagai inang CMA antara lain (1) tanaman inang tidak memiliki patogen yang umum menyerang tanaman, (2) potensial untuk percepatan dan pemanjangan akar yang terkolonisasi, (3) dapat tumbuh dengan baik, dan (4) tahan terhadap kekurangan hara P (Sylvia & Jarsfer 1994).
Tumbuhan bermikoriza dapat dibagi ke dalam 2 kelompok berdasarkan ketergantungan tumbuhan terhadap simbiosisnya. Kelompok tersebut yaitu tumbuhan yang memiliki ketergantungan tinggi bahkan bersifat obligat dan tumbuhan yang memiliki ketergantungan rendah.
Centrosema pubescens dan Allium sp. adalah
tumbuhan yang termasuk ke dalam kelompok dengan ketergantungan terhadap CMA tinggi (Smith & Gianinazzi-Pearson 1988; Sieverding 1991). Ipomoea reptana termasuk kedalam subkelas Rosidae yang dapat bersimbiosis dengan CMA (Smith & Read 1997).
Produksi inokulum CMA selama ini dilakukan dengan kultur pot menggunakan media padat seperti tanah, pasir, gambut atau zeolit. Produksi inokulum CMA dalam jumlah besar sebagai pupuk hayati dengan menggunakan teknik di atas masih mengalami hambatan. Hal ini dikarenakan CMA merupakan simbion obligat yang perbanyakannya bergantung pada tanaman inang. Metode tersebut kurang efisien karena memerlukan ruang pertumbuhan yang luas dan volume media yang besar sehingga menghambat produksi dari distribusi pupuk hayati tersebut. Oleh karena itu, diperlukan penelitian mengenai metode alternatif perbanyakan inokulum yang lebih efisien. Salah satu perbanyakan CMA ialah dengan menggunakan kultur aeroponik dan kultur pot dengan media tumbuh kompos.
Sistem aeroponik merupakan salah satu modifikasi metode hidroponik (Weathers &
Zobel 1992) yang menggunakan air dan unsur hara dalam bentuk disemprotkan secara berkala ke sistem perakaran tumbuhan yang mengantung (Jones 2004). Produksi inokulum CMA dengan menggunakan kultur aeroponik pertama kali dilakukan oleh Sylvia dan Hubbel (1986). Kultur aeroponik merupakan bioteknologi yang potensial dalam menghasilkan sistem perakaran yang berasosiasi dengan CMA karena dapat menghasilkan propagul yang tinggi sehingga dapat digunakan sebagai teknologi efektif dalam memproduksi inokulum tanpa menggunakan media tanah (Hung & Sylvia 1988; Sylvia & Jarsfer 1992; Sylvia & Jarsfer 1994). Martin-Laurent (1999) melaporkan bahwa pertumbuhan CMA Glomus sp. pada tanaman Acacia mangium dalam sistem kultur aeroponik mengalami peningkatan sebanyak dua kali lebih tinggi dibandingkan dengan yang ditumbuhkan pada media tanah. Kualitas CMA yang diproduksi dengan kultur aeroponik juga lebih baik karena lebih murni akibat peluang terkontaminasi baik oleh cendawan mikoriza maupun non-mikoriza rendah. Selain itu, tanaman yang ditumbuhkan pada kultur aeroponik lebih efisien dalam memanfaatkan unsur hara dan dapat menghasilkan lingkungan aerasi yang tinggi (Weathers & Zobel 1992).
Alternatif media tanam lain ialah media padat kompos. Kompos merupakan bahan organik tanah yang berperan penting dalam meningkatkan kesuburan tanah. Hasil penelitian yang dilakukan Celik et al. (2004) menunjukkan bahwa bahan organik campuran media kompos dan inokulum CMA secara nyata dapat meningkatkan sifat fisik dan struktur tanah. Mikoriza telah diketahui dapat meningkatkan kestabilan agregat tanah. Douds
et al. (2006) melakukan penelitian produksi
inokulum CMA skala lapang dengan menggunakan campuran kompos dan vermikulit menggunakan CMA G. claroideum, G. etunicatum, G. geosporum, G.
intraradices, G. mosseae, dan Gigaspora
gigantea. Pertumbuhan propagul inokulum
CMA terbaik diperoleh pada media dengan perbandingan kompos dan vermikulit 1:4.
Unsur hara P tersedia tanah yang dihasilkan oleh kompos terlalu tinggi dapat menghambat pertumbuhan CMA. Campuran vermikulit ke dalam media kompos dapat mengurangi unsur hara P yang terlalu tinggi. Kandungan unsur hara P pada media tanaman yang tinggi dapat menurunkan kolonisasi CMA pada akar tanaman (Smith & Read 1997). Secara ekonomis produksi CMA
2
menggunakan media campuran kompos lebih murah karena kompos tersedia dalam jumlah banyak di hampir seluruh wilayah Indonesia, dan praktis untuk produksi inokulum dalam skala besar.
Kultur aeroponik dan media kompos telah dijadikan sebagai media alternatif dalam produksi inokulum CMA, namun kedua sistem ini belum banyak diteliti di Indonesia. Oleh karena itu dalam penelitian ini dilakukan pengujian terhadap metode produksi inokulum dengan kedua sistem tersebut.
Tujuan
Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari teknik produksi inokulum CMA dengan menggunakan media kultur aeroponik dan kultur media padat kompos.
BAHAN DAN METODE
Waktu dan TempatPenelitian dilaksanakan pada bulan Februari 2010 sampai dengan bulan Juni 2011 bertempat di Bagian Mikologi, Bagian Fisiologi Tumbuhan, dan Rumah Kaca Departemen Biologi FMIPA IPB, Bogor.
Bahan dan Alat
Tanaman inang yang digunakan dalam penelitian ini ialah Centrosema pubescens,
Ipomoea reptana, dan Allium cepa. Bahan
yang digunakan ialah unsur hara Johnson, aquades, air steril, inokulum CMA komersial
mycofer yang terdiri dari CMA Glomus sp.,
Acaulospora sp., dan Gigaspora sp.
(Lampiran 2), tanah dan jerami yang berasal dari Kebun Percobaan Cikabayan, NaOCl 1%, KOH 10%, HCl 1%, larutan pewarna biru tripan, gliserol 50%, alkohol 70%, dan asam laktat. Alat yang digunakan ialah sistem aeroponik berbentuk kubus dengan ukuran sebesar 100x100x60 cm2 yang dilengkapi dengan 9 buah nozzle pada setiap sisi pipa, mesin pompa air, alat penentu waktu, pot berukuran 10x8 cm2, polybag berukuran 25x15 cm2, plastik tahan panas, mikroskop, neraca dan autoklaf.
Metode Penelitian
Diagram alir metode penelitian dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1 Diagram alir metode penelitian Inokulasi CMA
Persiapan Tanaman Inang
Analisis Pertumbuhan Tanaman Tanpa Inokulasi CMA
Percobaan I Fase Inokulasi
Analisis Pertumbuhan Tanaman dan CMA
Percobaan II Fase Produksi
Uji Lanjut Inokulum Persiapan Media Tanam
Inokulum CMA Analisis Pertumbuhan
3
Rancangan Percobaan
Ada 2 macam rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini yaitu Rancangan Acak Lengkap untuk percobaan I dan Rancangan Acak Kelompok Split Blok untuk percobaan II dengan masing-masing 5 ulangan. Data dianalisis statistik dengan perangkat lunak SPSS (Statistical Package
For Social Science) 16.0 dan diuji lanjut
menggunakan Duncan’s Multiple Range Test (DMRT).
Persiapan Tanaman Inang
Benih yang digunakan sebagai tanaman inang ialah C. pubescens,I. reptana, dan umbi
A. cepa. Sebelum disemai, C. pubescens dan I.
reptana disterilisasi permukaan. Benih
direndam dalam alkohol 70% selama 1 menit, lalu dibilas air steril sebanyak tiga kali. Selanjutnya benih direndam larutan NaOCl 1% selama 5 menit dan dibilas dengan air steril sebanyak tiga kali. Umbi A. cepa
berumur 4-5 bulan dan berukuran ±25 gram dikupas kulit terluarnya sebanyak 2 lapis dan bagian pangkal akar dipangkas kemudian umbi disterilisasi permukaan. Umbi A. cepa
ditanam pada media akuades steril hingga tumbuh akar selama 5 hari. Benih siap ditanam pada media zeolit steril hingga umur 2 minggu.
Fase Inokulasi CMA
Percobaan I yaitu fase inokulasi mengunakan pot berukuran 10x8 cm2. Ada 2 perlakuan yaitu inokulasi CMA dan tanpa inokulasi CMA. Perlakuan inokulasi CMA yaitu tanaman inang umur 2 MST diinokulasikan dengan 20 gram CMA pada media zeolit steril. Inokulasi dengan cara meletakkan campuran 20 gram inokulum CMA dan 140 gram zeolit steril di kesekitar sistem perakaran tanaman inang. Bagian atas pot ditambahkan zeolit steril sebanyak 40 gram sampai batas pangkal batang, sehingga total media zeolit yang digunakan adalah 200 gram. Perlakuan tanpa inokulasi CMA yaitu tanaman inang ditumbuhkan dengan media zeolit sebanyak 200 gram. Pemeliharaan tanaman dilakukan selama 12 minggu. Parameter pengamatan pada perlakuan tanpa inokulasi ialah respon pertumbuhan tanaman. Parameter pengamatan pada perlakuan inokulasi CMA ialah respon pertumbuhan tanaman dan pertumbuhan CMA. Tanaman inang dengan inokulasi CMA dapat digunakan untuk percobaan II yaitu fase produksi inokulum CMA.
Persiapan Sistem Media Tanam
Kultur Aeroponik. Alat aeroponik dinyalakan selama 12 jam pada siang hari dan dimatikan pada malam hari serta dilengkapi oleh alat penentu waktu dengan ketentuan 30 detik menyala dan 60 detik mati secara berkala. Media air berisi nutrisi disemprotkan menggunakan mesin pompa dan nozzel ke arah perakaran tanaman. Nutrisi yang digunakan ialah larutan pupuk Johnson dengan kandungan P 50% dari konsentrasi normal.
Kultur Media Padat. Media padat yang digunakan ialah media kompos dan media zeolit. Cara pembuatan media padat kompos ialah jerami padi dicacah lalu dicampurkan dengan kotoran sapi dengan perbandingan 2:1 (b/b) dan diinkubasi selama 45 hari. Kompos jerami dicampurkan dengan tanah pada perbandingan 2:1 (b/b). Sebanyak 1 kg campuran media kompos disterilisasi autoklaf pada suhu 121ºC selama 30 menit. Sterilisasi dilakukan dua kali dengan selang waktu satu hari. Pada media padat zeolit menggunakan dua macam pot dengan berat zeolit yaitu 180 gram untuk fase inokulasi CMA dan 1 kg untuk fase produksi. Sebelum digunakan, zeolit dibersihkan dengan air. Kemudian zeolit disterilisasi dengan autoklaf pada suhu 121ºC selama 30 menit.
Fase Produksi Inokulum
Kultur Aeroponik. Tanaman inang yang telah diinokulasikan CMA selanjutnya dipindahkan ke kultur aeroponik. Akar dibersihkan kemudian ditumbuhkan ke dalam kultur aeroponik. Larutan pupuk Johnson ditambahkan pada media air setiap seminggu sekali sebanyak 20 liter. Pada minggu pertama setelah dipidahkan ke media tumbuh, khusus tanaman I. reptana dilakukan pemangkasan tajuk. Pemeliharaan tanaman di media tumbuh dilakukan selama 18 MST. Komposisi larutan baku hara Johnson dapat dilihat pada Lampiran 1.
Media Padat. Tanaman inang yang telah diinokulasikan CMA dipindahkan ke media padat yaitu kompos dan zeolit. Media padat sebanyak 1 kg dimasukkan ke dalam polybag
berukuran 25x15 cm2. Tanaman inang dibersihkan dari media zeolit lalu dipindahkan ke media padat. Pemeliharan tanaman dilakukan dengan cara dibersihkan dari gulma dan disiram setiap hari dengan menggunakan akuades. Pemupukan dilakukan seminggu sekali menggunakan larutan pupuk Johnson sebanyak 100 ml. Pada minggu pertama setelah dipidahkan ke media tumbuh, khusus
4
tanaman I. reptana dilakukan pemangkasan tajuk. Pemeliharaan dilakukan selama 18 MST.
Analisis Pertumbuhan Tanaman
Parameter tinggi tajuk dan jumlah daun diukur setiap minggu. Pada saat panen, tanaman inang dibersihkan dari media kultur dengan menggunakan air. Tajuk dipisahkan dari akar tanaman inang. Tajuk dan akar ditimbang bobot basah, kemudian dikeringkan di dalam oven bersuhu 70ºC selama 3 hari. Bagian akar dibersihkan dan ditimbang bobot basahnya. Sebagian akar dikeringkan dalam oven bersuhu 70ºC selama 3 hari untuk mendapatkan bobot keringnya dan sebagian lagi digunakan untuk pengamatan kolonisasi akar, penghitungan jumlah spora CMA, dan uji lanjut inokulum yang dihasilkan.
Analisis Pertumbuhan CMA
Sebagian akar yang telah dipanen digunakan untuk analisis kolonisasi menggunakan metode pewarnaan akar (Brundrett et al. 1994) dan penghitungan jumlah spora. Pemilihan akar dengan cara pengambilan akar dari berbagai sisi akar secara acak sebanyak 30 potongan akar dengan ukuran 1 cm. Pewarnaan akar dengan cara akar tanaman dibersihkan dengan air mengalir, kemudian dipanaskan dalam KOH 10% (w/v) selama 15 menit dengan 90oC, lalu dibilas dengan air sebanyak tiga kali. Akar direndam HCl 1% (w/v) selama 12 jam. Lalu HCl dibuang dan diganti dengan larutan pewarna biru tripan 0,05% (w/v). Selanjutnya direndam gliserol 50% (w/v) dan diamati struktur kolonisasi CMA. Penghitungan persen kolonisasi CMA menggunakan metode
gridline intersection (Giovannetti & Mosse
1980). Penghitungan spora pada kultur aeroponik dengan cara menghitung jumlah spora CMA yang terdapat pada potongan akar saat analisis kolonisasi CMA sedangkan pada media kompos dan zeolit dilakukan dengan cara menghitung jumlah spora pada media tumbuh dan akar. Pengamatan spora pada media air kultur aeroponik tidak dilakukan karena kondisi media air yang cepat mengering. Bobot media yang digunakan dalam penghitungan spora di media padat ialah 50 g.
Uji Lanjut Inokulum yang Dihasilkan
Inokulum akar yang sudah dikeringkan diuji lebih lanjut untuk menentukan viabilitas inokulum akar yang dihasilkan. Uji lanjut menggunakan tanaman inang I. reptana.
Inokulum akar sebanyak 0,2 gram dipotong-potong. Kemudian dicampurkan ke dalam media zeolit steril sebanyak 200 gram zeolit. Lalu tanaman inang I. reptana ditumbuhkan ke dalam campuran media dan inokulum akar. Pemeliharaan selama 6 minggu dan parameter yang diamati ialah persentase kolonisasi CMA.
HASIL
Percobaan I Fase Inokulasi CMAPertumbuhan CMA
Hasil penghitungan persen kolonisasi dan total spora per panjang akar menunjukkan bahwa ketiga tanaman inang yang diinokulasikan CMA memiliki nilai yang tidak berbeda nyata (p<0.05). Kolonisasi CMA ketiga tanaman inang dengan nilai rata-rata setiap tanaman inang lebih dari 70%. Namun demikian, tanaman inang C.
pubescens memiliki nilai persen kolonisasi
dan jumlah spora per panjang akar lebih tinggi dari kedua tanaman inang yang diuji. Spora per cm akar tanaman inang I. reptana dan C.
pubescens berbeda nyata dengan spora per cm
akar A. cepa (Gambar 2). Tanaman kontrol secara keseluruhan tidak menunjukkan adanya struktur CMA (Data tidak dilaporkan).
Pertumbuhan Tanaman Inang
Data pertumbuhan terhadap tanaman inang tanpa inokulasi CMA dan perlakuan CMA menunjukkan adanya perbedaan respon pertumbuhan (Tabel 1). Perlakuan CMA terhadap tanaman inang C. pubescens dapat meningkatkan respon pertumbuhan tanaman dibandingkan dengan tanpa perlakuan inokulasi CMA. Pertumbuhan tanaman inang
I. reptana dan A. cepa tanpa perlakuan
inokulasi CMA menunjukkan pertumbuhan tanaman yang lebih baik dibandingkan tanaman inang dengan perlakuan inokulasi CMA dapat tumbuh dengan baik dibandingkan dengan inokulasi CMA.
5
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 I. reptana C. pubescens A. cepa Ko lo n is asi C MA ( %) 0 1 2 3 4 5 6I. reptana C. pubescens A. cepa
Ju m lah s p o ra p er cm ( sp o ra/cm ) 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
I. reptana C. pubescens A. cepa
Ju m lah s p o ra p er p an jan g ak ar (s p o ra/cm )
Gambar 2 (A) persen kolonisasi CMA, (B) jumlah spora per cm akar, (C) jumlah spora per panjang akar pada tanaman inang yang telah diinokulasikan CMA umur 12 MST. Data menunjukkan nilai rataan dari lima kali ulangan ± Standar Deviasi (SD).
A
C
6
Tabel 1 Pengaruh inokulasi CMA terhadap pengamatan tinggi tajuk, jumlah daun, bobot basah tajuk, bobot kering tajuk, bobot basah akar dan bobot kering akar pada fase inokulasi umur 12 MST
Perlakuan Tinggi Tajuk (cm)
Jumlah
Daun Bobot Basah Tajuk (g)
Bobot Kering Tajuk(g)
Bobot Basah Akar (g)
Bobot Kering Akar (g)
Ipomoea reptana
Inokulasi 62,20±13,8a 12,80±2,90b 3,70±0,50a 0,36±0,08a 1,18±0,36a 0,15±0,00a Tanpa Inokulasi 63,00±8,60a 10,80±1,64a 5,88±0,64b 0,69±0,24a 2,42±1,34a 0,24±0,19a
Centrosema pubescens
Inokulasi 75,80±8,20b 54,00±4,70b 1,40±0,10a 0,31±0,12a 0,66±0,15a 0,17±0,15a Tanpa Inokulasi 52,00±10,52a 18,20±3,42a 1,20±0,30a 0,38±0,07a 0,36±0,32a 0,08±0,03a
Allium cepa
Inokulasi 42,20±11,20a 8,40±1,10a 2,10±0,50a 0,44±0,15a 1,22±0,19a 0,19±0,07a Tanpa Inokulasi 42,50±10,61a 10,20±1,64b 3,10±0,39b 0,35±0,05a 1,33±0,42a 0,15±0,05a Keterangan: Angka pada setiap kolom yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf 5% Duncan’s Multiple Range Test (DMRT). Data
menunjukkan nilai rataan dari lima kali ulangan ± Standar Deviasi (SD).
7
Percobaan II Fase Produksi Inokulum
Pertumbuhan CMA.
Cendawan mikoriza arbuskula pada ketiga akar tanaman inang dengan ketiga media yang diuji mampu membentuk simbiosis antara CMA dan tanaman inang. Struktur CMA yang teramati antara lain struktur miselia eksternal, spora, vesikula, dan arbuskula (Gambar 3).
Persentase Kolonisasi CMA. Kolonisasi akar
I. reptana yang ditumbuhkan pada ketiga
media mencapai di atas 70%. Persen kolonisasi CMA pada I. reptana di media padat zeolit dan kulur aeroponik berbeda nyata dibandingkan pada media kompos. Nilai persentase kolonisasi tanaman inang I reptana
pada media padat zeolit lebih tinggi dari pada persentase kolonisasi di fase inokulasi dengan media tumbuh yang sama. Persen kolonisasi CMA pada C. pubescens pada fase produksi hampir sama pada fase inokulasi. Persen kolonisasi CMA pada kultur aeroponik berbeda nyata dengan kolonisasi CMA pada kedua media padat. Kolonisasi CMA A. cepa
pada media zeolit dari fase inokulasi ke fase produksi mengalami peningkatan persen kolonisasi. Persen kolonisasi CMA pada media padat zeolit berbeda nyata dengan kolonisasi CMA pada kultur aeroponik dan media padat kompos.
Jumlah Spora Tanaman Inang CMA. Total spora CMA per pot tanaman merupakan hasil penjumlahan spora per total media dan spora per panjang akar. Total spora CMA pada media padat merupakan total spora CMA maksimum sedangkan pada kultur aeroponik merupakan total spora minimum. Kultur aeroponik tidak dilakukan pengamatan jumlah spora yang terdapat pada media air.
Hasil penyaringan spora menunjukkan bahwa spora per total media kompos lebih banyak secara nyata dibandingan dengan spora yang per total media zeolit. Namun demikian, spora CMA pada media zeolit lebih bersih dari kotoran tanah dibandingkan dengan spora CMA pada media kompos.
Jumlah spora pada I. reptana mengalami peningkatan dari fase inokulasi ke fase produksi. Namun, pada media padat zeolit mengalami penurunan jumlah spora per cm akar. Jumlah spora per cm akar dan spora per
pot I. reptana pada media padat kompos
berbeda nyata dengan spora pada kultur aeroponik dan media padat zeolit. Namun, jumlah spora pada kultur aeroponik masih dapat mencapai nilai maksimum (Gambar 4).
Spora per cm akar C. pubescens pada fase produksi di media kultur aeroponik dapat menghasilkan jumlah spora per cm 2 kali lebih banyak dibandingkan jumlah spora di media kompos. Namun demikian, pada media zeolit mengalami penurunan jumlah spora baik di media maupun di akar sehingga jumlah spora per pot pada media zeolit memiliki nilai terendah dari media lainnya. Jumlah spora per pot tidak menunjukkan hasil yang berbeda nyata, namun pada kultur aeroponik cenderung lebih tinggi yang kemudian diikuti oleh media padat kompos (Gambar 4).
Jumlah spora pada A. cepa mengalami peningkatan jumlah spora dari fase inokulasi ke fase produksi. Spora per cm akar pada fase inokulasi hanya dapat menghasilkan 1 spora, sedangkan jumlah spora per cm akar pada fase produksi menghasilkan 2 spora. Jumlah spora per cm akar dan spora per pot pada ketiga media tumbuh menunjukan hasil yang berbeda nyata (Gambar 4).
Pertumbuhan Tanaman Inang
Hasil pengamatan terhadap tanaman inang
I. reptana menunjukkan bahwa tinggi tajuk
dan jumlah daun pada kultur aeroponik lebih tinggi secara nyata pada media padat. Namun demikian, tinggi tajuk dan jumlah daun pada media padat zeolit cenderung lebih baik dari pada media padat kompos. Hasil pengamatan terhadap bobot basah dan kering tajuk I.
reptana pada aeroponik lebih tinggi secara
nyata dari tanaman yang ditumbuhkan pada media padat. Sedangkan bobot basah dan kering akar I. reptana pada ketiga media yang diuji tidak berbeda nyata. Namun demikian, biomassa tajuk dan akar pada media zeolit lebih baik dibandingkan pada media kompos (Tabel 2).
Parameter pertumbuhan C. pubescens
tidak dipengaruhi oleh media yang diuji kecuali parameter jumlah daun. Jumlah daun pada aeroponik meningkat 1,5-2 kali lebih tinggi dibandingkan media padat zeolit dan kompos. Jumlah daun memiliki hubungan positif dengan jumlah cabang tanaman. Jumlah cabang pada kultur aeroponik lebih banyak dari pada jumlah cabang C. pubescens
di media padat zeolit dan kompos yang diuji. Media padat tidak berpengaruh nyata terhadap parameter pertumbuhan C. pubescens. Namun demikian, pertumbuhan C. pubescens pada media kompos lebih baik dibandingkan pada media zeolit. Bobot basah dan kering tajuk dan akar C. pubescens tidak dipengaruhi oleh media yang diuji. Namun, biomassa tajuk dan
8
akar pada kultur aeroponik cenderung meningkat dibandingkan media padat kompos yang lebih baik dibandingkan pada media padat zeolit (Tabel 2).
Parameter pertumbuhan A. cepa tidak dipengaruhi ketiga media uji yang digunakan kecuali tinggi tajuk pada kultur aeroponik berbeda nyata dari pada tinggi tajuk pada media lain. Pertumbuhan tanaman inang A. cepa menunjukkan hasil yang bervariasi. Bobot basah tajuk pada kultur aeroponik dan media padat zeolit berbeda nyata dengan bobot basah tajuk di media padat kompos. Bobot basah dan kering tajuk A. cepa di kultur
aeroponik lebih rendah dari media zeolit tetapi lebih tinggi dari media kompos. Bobot basah akar pada kultur aeroponik berbeda nyata dari pada media zeolit dan kompos. Bobot kering akar pada kultur aeroponik dan media kompos berbeda nyata dari pada bobot kering akar di media zeolit (Tabel 2).
Hasil perhitungan total panjang akar tanaman inang yang telah diinokulasikan CMA pada ketiga media yang diuji tidak berbeda nyata kecuali total panjang akar pada
I. reptana dengan kultur aeroponik
menunjukkan hasil yang berbeda nyata (Tabel 2).
Gambar 3 Hasil pewarnaan akar dengan biru tripan pada tanaman inang (A) I. reptana, (B) C.
pubescens, dan (C) A. cepa. Struktur CMA yang teramati (1) miselia eksternal, (2)
arbuskula, (3) vesikula, dan (4) spora umur 18 MST.
C2 A2 A3 B1 A1 A4 B4 B3 B2 C1 C3 C4 100µm 100µm 100µm 100µm 100µm 100µm 100µm 100µm 100µm 100µm 100µm 100µm
9
0 4 8 12 16 20 24 28 I. reptana C. pubescens A. cepa Ju m lah s p o ra p er cm ak ar ( sp o ra/cm ) 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000I. reptana C. pubescens A. cepa
Ju m la h sp o ra p er m ed ia ( sp o ra /kg ) 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000
I. reptana C. pubescens A. cepa
Ju m la h sp o ra p er p an ja n g a k ar ( sp o ra /c m ) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
I. reptana C. pubescens A. cepa
Ko lo n is as i C MA ( % )
Gambar 4 (A) persen kolonisasi CMA, (B) jumlah spora per cm akar, (C) jumlah spora per media, (D) jumlah spora per panjang akar, (E) jumlah spora per pot tanaman pada tanaman inang yang telah diinokulasikan CMA di media padat zeolit ( ), kultur aeroponik ( ), dan media padat kompos ( ) umur 18 MST. Data menunjukkan nilai rataan dari lima kali ulangan ± Standar Deviasi (SD).
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000 12000
I. reptana C. pubescens A. cepa
Ju m lah s p o ra p er p o t tan am an (s p o ra/p o t) E D C B A
10
Tabel 2 Pengaruh media tumbuh terhadap tanaman inang yang telah diinokulasi CMA pada parameter pengamatan tinggi tajuk, jumlah daun, total panjang akar, bobot basah tajuk, bobot kering tajuk, bobot basah akar dan bobot kering akar pada fase produksi inokulum umur 18 MST
Keterangan: Angka pada setiap kolom yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf 5% Duncan’s Multiple Range Test (DMRT). Data menunjukkan nilai rataan dari lima kali ulangan ± Standar Deviasi (SD).
Media
Tinggi Tajuk
(cm) Jumlah Daun
Total Panjang Akar (m)
Bobot Basah Tajuk (g) Bobot Kering Tajuk (g) Bobot Basah Akar (g) Bobot Kering Akar (g) Ipomoea reptana
Zeolit 70,20±26,15a 24,40±5,41a 6,77±3,42a 21,38±5,06ab 2,09±0,52a 3,56±0,74a 1,08±0,34a Aeroponik 224,00±116,60b 41,80±14,04b 19,13±12,50b 50,22±37,44b 8,22±6,73b 3,66±2,09a 1,56±1,16a Kompos 55,60±47,42a 16,60±11,10a 5,34±2,17a 11,56±4,70a 1,36±0,51a 2,22±0,81a 1,10±0,66a
Centrosema pubescens
Zeolit 91,60±18,17a 60,60±22,49a 2,81±1,60a 5,30±3,25a 1,74±0,57a 1,88±0,21a 0,52±0,11a Aeroponik 92,40±10,74a 136,80±48,59b 5,33±3,57a 7,26±1,32a 2,42±1,41a 3,24±0,74a 1,31±0,32a Kompos 96,00±13,55a 82,80±21,28a 5,25±3,06a 6,62±2,36a 2,16±0,88a 2,76±0,86a 1,14±0,71a
Allium cepa
Zeolit 25,60±3,36ab 8,00±2,92a 1,82±0,76a 3,64±3,25b 0,74±0,30a 1,4±0,48ab 0,24±0,09a Aeroponik 37,00±9,92b 7,40±4,09a 2,12±0,63a 2,68±1,10b 0,70±0,56a 1,7±0,53b 0,60±0,22b Kompos 23,00±4,22a 5,00±2,24a 1,69±1,86a 1,56±0,49a 0,52±0,29a 1,02±0,26a 0,56±0,24b
11
0 10 20 30 40 50 60 70 I.reptana C. pubescens A. cepa Kolo n is asi CMA (% )Panjang Akar dan Panjang Akar Terkolonisasi CMA
Tanaman inang mengalami pertumbuhan panjang akar dari fase inokulasi ke fase produksi pada media padat zeolit. Hal ini dapat dilihat dari data pesentase kolonisasi CMA dan bobot basah akar. Panjang akar dan panjang akar terkoloniasi CMA I. reptana
memiliki persentase peningkatan pertumbuhan akar sebesar 78%, tanaman inang C.
pubescens memiliki persentase peningkatan
pertumbuhan akar sebesar 63%, tanaman inang A. cepa memiliki persentase peningkatan pertumbuhan akar sebesar 18%.
Uji Lanjut Inokulum Akar CMA yang Dihasilkan
Pengamatan persentase kolonisasi CMA pada uji kualitas inokulum akar menunjukkan hasil kolonisasi CMA antara 25-53%, Inokulum akar I. reptana dan A. cepa dari media padat zeolit dan media kultur aeroponik memiliki persentase kolonisasi yang lebih baik dibandingan dengan inokulum akar dari media padat kompos. Inokulum akar C.
pubescens yang dihasilkan dari ketiga media
tumbuh tidak menunjukkan perbedaan persentase kolonisasi. Namun, inokulum akar dari media kultur aeroponik menghasilkan kolonisasi yang lebih baik (Gambar 5).
Gambar 5 Uji lanjut inokulum yang dihasilkan media padat zeolit ( ), kultur aeroponik ( ), dan media padat kompos ( ). Data menunjukkan nilai rataan dari lima kali ulangan ± Standar Deviasi (SD).
PEMBAHASAN
Sumber inokulum CMA dapat dihasilkan dari struktur CMA yang menginfeksi tanaman inang. Sumber inokulum tersebut antara lain
akar dengan tingkat kolonisasi tinggi dan spora yang dihasilkan. Struktur CMA antara lain hifa, vesikula, arbuskula, dan spora (Sieverding 1991).
Percobaan pertama yaitu fase inokulasi dengan kultur pot menggunakan media zeolit. Metode kultur pot pertama kali dikembangkan oleh Mosse pada tahun 1953 yang menginokulasi inokulan murni. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa infeksi CMA pada setiap tanaman inang rata-rata lebih dari 70%. Kormanik dan McGraw pada tahun 1982 melaporkan pembagian kategori kelas dalam persentase kolonisasi yaitu kelas 1: 0-5%, kelas 2: 6-25%, kelas 3: 26-50%, kelas 4: 51-75%, kelas 5: 76-100% (Rajapakse
et al. 1992). Berdasarkan pembagian kategori
kelas persentase kolonisasiakar menunjukkan bahwa kolonisasi CMA pada tanaman inang I.
reptana dan C. pubescens termasuk kategori
kolonisasi CMA tinggi yaitu kelas 5 karena mencapai 78,70% dan 81,60%. Tanaman inang A. cepa memiliki persentase kolonisasi cukup tinggi yaitu kelas 4 sebesar 72,2%. Persentase kolonisasi ketiga tanaman tidak berbeda nyata. Hasil yang tidak berbeda nyata menunjukkan bahwa perlakuan yang diberikan pada ketiga tanaman seragam. Tanaman inang tersebut dapat digunakan untuk fase produksi CMA selanjutnya.
Pertumbuhan tanaman inang I. reptana
menghasilkan jumlah spora terbanyak dibandingan C. pubescens dengan kolonisasi tertinggi pada fase inokulasi (Gambar 2). Hal ini berkaitan dengan pertumbuhan akar I.
reptana yang lebih tinggi dibandingkan
dengan pertumbuhan akar C. pubescens,
sehingga CMA memiliki ruang hidup yang lebih luas pada akar I. reptana dibandingkan dengan akar C. pubescens.
Respon pertumbuhan tanaman inang tanpa inokulasi CMA dapat tumbuh lebih baik dibandingkan tanaman inang dengan perlakuan CMA kecuali pada tanaman inang
C. pubescens. I. reptana dan A. cepa yang
diinokulasikan CMA memerlukan adaptasi untuk meningkatkan pertumbuhan tanaman. CMA dapat bersimbiosis dengan baik pada tanaman inang C. pubescens. Tanaman inang
C. pubescens memiliki ketergantungan yang
tinggi terhadap CMA. Pemberian larutan pupuk Johnson sebesar 50% dari konsentrasi normal sudah dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman pada tanaman inang tanpa inokulasi CMA.
Kultur aeroponik dapat mempercepat pertumbuhan tanaman inang CMA I. reptana,
12
tajukserta perbanyakan inokulum CMA. Akar tanaman yang dibudidayakan secara aeroponik dapat menyerap oksigen lebih banyak dan efisiensi penyerapan unsur hara yang lebih optimal terutama unsur hara makro P. Unsur hara yang disemprotkan ke udara dapat mencapai perakaran secara langsung tanpa melalui media perantara sehingga unsur hara dapat langsung diserap oleh akar. CMA dapat mengkolonisasikan akar secara cepat dan dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman khususnya akar tanaman. Hal ini sesuai dengan pernyataan Sylvia dan Jarsfer (1994) bahwa simbiosis CMA dapat tumbuh dengan baik pada kultur aeroponik karena dapat meningkatkan kolonisasi CMA, jumlah spora CMA dan akar tanaman menjadi lebih panjang. Hal ini dikarenakan kultur aeroponik dapat menghasilkan aerasi lingkungan yang baik dan tidak adanya media substrat fisik.
Kolonisasi CMA pada I. reptana dengan kultur aeroponik cenderung meningkat jika dibandingkan dengan media padat (Gambar 4). Persen kolonisasi CMA pada I. reptana
dengan kultur aeroponik ialah 87,84% dan 10.363 spora. Nilai tersebut sudah masuk dalam kriteria kualitas inokulum yang tinggi. Menurut Martin-Laurent (1999) CMA dapat mengkolonisasi bagian korteks akar secara penuh pada akar tertua di media aeroponik jika dibandingkan pada korteks akar di media tanah. Oleh karena itu, walaupun persen kolonisasi tidak berbeda nyata namun intensitas kolonisasinya lebih tinggi sehingga jumlah total biomassa cendawan pada media aeroponik lebih tinggi.
Kultur aeroponik dapat menciptakan lingkungan yang lebih aerasi pada media kultur. Persinggungan air dan udara yang dihasilkan butiran kabut air pada kultur aeroponik dapat meningkatkan kandungan oksigen di sekitar perakaran tanaman. Oksigen dan air berperan dalam pertumbuhan tanaman. Salah satunya ialah untuk proses respirasi aerob dan translokasi fotosintat. Respirasi aerob memerlukan oksigen untuk menghasilkan energi dari hasil fotosintesis. Translokasi fotosintat berjalan dari daerah sumber (source) ke daerah penampungan (sink) dengan melibatkan jaringan floem dan xilem. Pergerakan fotosintat dua arah dari tajuk dan akar dapat menyebabkan biomassa tajuk dan akar semakin meningkat. Pertumbuhan akar yang semakin meningkat dapat dijadikan sebagai tempat hidup CMA untuk melakukan simbiosis mutualisme antara akar tanaman dan CMA. Pertumbuhan tajuk juga semakin meningkat.
Media kompos dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman inang C. pubescens
dari pada media zeolit. Media kompos jerami dapat menyediakan unsur hara P baik dalam bentuk organik maupun anorganik. Tanaman dapat menyerap fosfor dalam bentuk P-tersedia. Mikoriza dapat mengeluarkan asam-asam organik dan enzim fosfatase yang dapat melarutkan P di tanah menjadi P-tersedia tanah. CMA dapat menyerap unsur hara P yang terdapat di media dengan menggunakan struktur hifa yang dimilikinya (Rao 1994). Fosfat merupakan hara makro esensial yang dibutuhkan tanaman untuk metabolisme tanaman, penyimpanan dan transfer energi (Rao 1994).
Media pertumbuhan terbaik A. cepa yang bersimbiosis dengan CMA ialah media zeolit. Namun demikian, A. cepa juga dapat beradaptasi dengan baik pada kultur aeroponik. A. cepa yang ditumbuhkan dengan media kompos menunjukkan pertumbuhan yang lebih rendah. Hal ini disebabkan pada saat proses pemindahan akar dari fase inokulasi CMA ke fase produksi dengan menggunakan media padat kompos terjadi kesulitan pemindahan. Sehingga menyebabkan akar tanaman terganggu proses pertumbuhannya.
Panjang akar tanaman mengalami peningkatan persentase pertumbuhan dari fase inokulasi ke fase produksi pada media zeolit. Penambahan media tumbuh dapat meningkatkan ruang hidup yang lebih besar bagi pertumbuhan simbiosis mutualisme CMA. Hifa ekstraradikal yang dihasilkan CMA dapat menggantikan peran akar dalam menjangkau unsur hara dan air yang sulit terjangkau oleh rambut akar (Salisbury & Ross 1992). Penambahan media tumbuh dapat meningkatkan peran hifa sehingga simbiosis mutualisme akar dan cendawan semakin meningkat.
Tanaman inang I. reptana pada media aeroponik memiliki jumlah spora yang cukup tinggi dibandingkan dengan kedua tanaman inang lainnya yang diuji. Tanaman inang I.
reptana berpotensi sebagai penghasil
inokulum CMA yang efektif. Tanaman inang
I. reptana pada kultur aeroponik
menghasilkan tinggi tajuk dan jumlah daun yang cukup tinggi sehingga dapat digunakan sebagai sumber sayuran organik yang merupakan nilai tambah dari produksi massal inokulum CMA. Hal yang sama dengan C.
pubescens yang dapat digunakan sebagai
hijauan ternak dan sumber bahan organik. A. cepa menghasilkan jumlah spora paling
11
13
rendah pada ketiga media yang diuji dibandingkan dengan I. reptana dan C.
pubescens namun tanaman ini menghasilkan
tinggi tajuk yang baik pada media aeroponik. Inokulum CMA yang efisien dapat meningkatkan respon pertumbuhan tanaman inang dan CMA. Unsur hara Johnson yang diberikan dapat diserap langsung oleh tanaman dengan sumber unsur hara P dengan konsentrasi 50% dan pertumbuhan akar tanaman meningkat terutama pada kultur aeroponik. CMA dapat bersimbiosis dengan baik pada kandungan hara P yang tidak terlalu tinggi (Smith & Read 1997). Kultur aeroponik dapat memberikan ruangan yang lebih luas dan lingkungan aerasi, sehingga pertumbuhan tanaman dan CMA meningkat. Disisi lain, pertumbuhan akar di media padat memiliki ruang hidup yang lebih sempit dibandingkan pada kultur aeroponik.
Pengujian kualitas inokulum akar mampu menghasilkan persentase kolonisasi CMA sebesar 25-53% (Gambar 5). Rendahnya persentase kolonisasi yang dihasilkan diduga karena umur tanaman inang yang masih muda yaitu 6 minggu. Nilai persen kolonisasi CMA yang dihasilkan memiliki kesamaan dengan persen kolonisasi pada fase produksi. Namun pada inokulum yang dihasilkan dari tanaman inang I. reptana dengan media zeolit memiliki nilai persentase kolonisasi yang lebih rendah dari kultur aeroponik. Hal ini mungkin disebabkan inokulum yang digunakan diuji dengan menggunakan tanaman inang dan media yang sama dari asal inokulum yaitu I.
reptana dan media zeolit, sehingga persentase
kolonisasi CMA mengalami penurunan.
SIMPULAN
Produksi inokulum CMA dengan menggunakan kultur aeroponik dan media padat dapat meningkatkan pertumbuhan CMA dan pertumbuhan tanaman inang. CMA pada fase inokulasi menghasilkan persentase kolonisasi lebih dari 70%. Tanaman inang C.
pubescens tumbuh baik pada perlakuan CMA
dibandingkan dengan perlakuan tanpa inokulasi. Pertumbuhan CMA mengalami peningkatan dari fase inokulasi ke fase produksi. Pertumbuhan terbaik I. reptana dan
C. pubescens yang bersimbiosis dengan CMA
ialah pada kultur aeroponik sedangkan A. cepa
ialah media zeolit. Uji lanjut inokulum CMA menghasilkan persentase kolonisasi sebesar 25-53%. Kultur aeroponik menghasilkan kualitas inokulum CMA terbaik diikuti oleh media zeolit dan kompos.
SARAN
Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dengan perlakuan yang lebih lengkap untuk mengetahui kualitas inokulum CMA yang dihasilkan pada kultur aeroponik dan media padat.
DAFTAR PUSTAKA
Brundrett M, Bougher N, Dell B, Groove T, Malajczuk N. 1994. Working with
Mycorrhizas in Forestry and Agriculture.
Wembley: CSI RO Centre for Mediterranean Agriculture Research.
Celik I, Ortas I, Kilic S. 2004. Effect of compost, mycorrhiza, manure and fertilizer on some physical properties of a chromonoxerert soil. Soil & Tillage
Research 78: 59-67.
Douds DD Jr, Nagahashi G, Pfeffer PE, Reider C, Kayser WM. 2006. On-farm production of AM fungus inoculum in mixtures of compost and vermiculite.
Biotech 97: 809–818.
Geovanneti M, Mosse B. 1980. An evaluation of techniques for measuring vesicular arbuscular mycorrhizal infection in root.
New Phytol 84: 489-500.
Hung LL, DM Sylvia. 1988. Production of vesicular-arbuscular mycorrhizal fungus inoculum in aeroponic culture. Appl
Environ Microbiol 54:353-357.
Jones JB. 2004. Hydroponics : A Practical
Guide for The Soilless Grower. Ed ke-2.
USA: CRC Pr.
Martin F-Laurent, Lee SK, Tham FY, Jie H, Diem HG. 1999. Aeroponic production of
Acacia mangium saplings inoculated with
AM fungi for reforestation in the tropics.
Elsevier Science 122: 199-207.
Rajapakse S, Miller JC Jr. 1992. Methods for studying vesicular-arbuscular mycorrhizal root colonization and related root physical properties. Microbiol 24: 311-315.
Rao NSS. 1994. Mikroorganisme Tanah Dan
Pertumbuhan Tanaman. Jakarta :
14
Sieverding E. 1991. Vesicular-Arbuscular Mycorrhiza Management In Tropical
Argosystems. Eschborn: Deutche
Gesellschaft fur.
Salisbury BF, Ross CW. 1995. Fisiologi
Tumbuhan Jilid 3. Bandung: ITB-Press.
Smith SE, Smith FA, Jacobsen I. 2003. Micorrhizal fungi can dominate phosphate supply to plants irrespective of growth responses. Plant Physiol 133: 16-20.
Smith SE, Gianinazzi-Pearson. 1988. Physiological interactions between simbionts in vesicular-arbuscular micorrhizal plant. Plant Physiol 39:221-244.
Smith SE, Read DJ. 1997. Mycorrhizal
Symbiosis. Second Edition. California:
Academic Press.
Sylvia DM, Hubbell DH. 1986. Growth and sporulation of vesicular-arbuscular mycorrhizal fungi in aeroponic and membrane systems. Symbiosis 1:259-267.
Sylvia DM, Jarstfer AG. 1992. Sheared root inoculum of vesicular-arbuscular mycorrhizal fungi. Appl Environ
Microbiol 58: 229-232.
Sylvia DM, Jarstfer AG. 1994. Aeroponic culture of VAM fungi. In: A.K. Varma, B. Hock (eds). Mycorrhiza: Structure,
Function, Molecular Biology and
Biotechnology. Springer Verlag, Berlin.
427-441.
Weathers PJ, Zobel RW. 1992. Aeroponics for the culture of organism, tissues, and cells.
2
16
Lampiran 1 Komposisi larutan hara Johnson
Hara Makro
Senyawa
Berat molekul Konsentrasi larutan stok (M) Konsentrasi larutan stok (g/l) Volume larutan stok/larutan final (ml) KNO3 101,10 1,0 101,10 6,0 Ca(NO)3,4H2O 236,16 1,0 236,16 4,0 NH4H2PO4 115,08 1,0 115,08 2,0 MgSO4,7H2O 246,49 1,0 246,49 1,0 Hara Mikro
Senyawa Berat molekul Konsentrasi larutan stok (M) Konsentrasi larutan stok (g/l) Volume larutan stok/larutan final (ml) KCl 74,55 50,0 3,728 H2BO3 61,84 25,0 1,546 MnSO4,H2O 168,01 2,0 0,338 1,0 ZnSO4,7H2O 287,55 2,0 0,575 CuSO4,5H2O 249,71 0,5 0,125 H2MoO4(85%MoO3) 161,97 0,5 0,081 Fe-EDTA 346,08 20,0 6,922 1,0
17
Lampiran 2 CMA yang digunakan sebagai inokulum
Keterangan : (A) Spora campuran Glomus etunicatum, Glomus manihotis, Gigaspora sp.,
Acaulospora sp., dan (B) struktur kolonisasi CMA.
10 µm
100µm 100µm
18
Lampiran 3 Spora CMA tanaman inang I. reptana, C. pubescens, dan A. cepa di media padat pada fase produksi inokulum umur 18 MST
Keterangan: Tanaman inang (A) I. reptana, (B) C. pubescens, (C) A. cepa pada (1) media padat zeolit, dan (2) media padat kompos.
A1 A2 B1 B2 C1 C2 100µm 100µm 100µm 100µm 100µm 100µm
19
E a F A A D D E a F B B E a F A A D E F C C DLampiran 4 Panjang akar tanaman inang pada fase produksi inokulum umur 18 MST
Keterangan: Akar tanaman inang (A) I. reptana, (B) C. pubescens, dan (C) A. cepa yang berasosiasi dengan CMA pada media (D) kultur aeroponik, (E) media padat kompos, dan (F) media padat zeolit.
20
Lampiran 5 Tanaman inang C. pubescens, I. reptana dan A. cepa pada fase inokulasi CMA umur 12 MST
Keterangan
:
Tanaman inang (A) I. reptana, (B) C. pubescens, dan (C) A. cepa.A B
21
Lampiran 6 Tanaman inang I. reptana, C. pubescens dan A. cepa pada kultur aeroponik dan media padat fase produksi CMA umur 18 MST
Keterangan: Tanaman inang (A) I. reptana, (B) C. pubescens, dan (C) A. cepa pada (D) kultur aeroponik, (E) media padat kompos, dan (F) media padat zeolit.
B B C A A C D F E D D F F E E
