PEMBERIAN PUPUK KANDANG DAN MIKORIZA TERHADAP BIODIVERITAS MIKROBA TANAH DALAM MENINGKATKAN PRODUKSI KEDELAI DI
LAHAN MARJINAL
Shalahuddin Mukti Prabowo1, Samanhudi2*, Supyani2
1 Mahasiswa Program Studi Agronomi, Program Pascasarjana Universitas Sebelas Maret 2 Staf Pengajar Program Studi Agroteknologi Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret
* Penulis untuk korespondensi, email : samanhudi@uns.ac.id
ABSTRAK
namun pada perlakuan mikoriza memberikan hasil panen yang lebih tinggi daripada tanpa mikoriza.
Kata kunci: Kedelai, mikoriza, lahan marjinal, biodiversitas mikroba tanah.
1. PENDAHULUAN
Sumber daya lahan merupakan salah satu faktor yang sangat menentukan keberhasilan suatu sistem usaha pertanian, karena hampir semua usaha pertanian berbasis pada sumber daya lahan. Lahan adalah suatu wilayah daratan dengan cirri mencakup semua watak yang melekat pada atmosfer, tanah, geologi, timbulan, hidrologi dan populasi tumbuhan dan hewan, baik yang bersifat mantap maupun yang bersifat mendaur, serta kegiatan manusia di atasnya. Jadi, lahan mempunyai ciri alami dan budaya (Notohadiprawiro, 1996).
Lahan marginal dapat diartikan sebagai lahan yang memiliki mutu rendah karena memiliki beberapa faktor pembatas jika digunakan untuk suatu keperluan tertentu. Sebenarnya faktor pembatas tersebut dapat diatasi dengan masukan, atau biaya yang harus dibelanjakan. Tanpa masukan yang berarti budidaya pertanian di lahan marginal tidak akan memberikan keuntungan.
Di Indonesia lahan marginal dijumpai baik pada lahan basah maupun lahan kering. Lahan basah berupa lahan gambut, lahan sulfat masam dan rawa pasang surut seluas 24 juta ha, sementara lahan kering kering berupa tanah Ultisol 47,5 juta ha dan Oxisol 18 juta ha (Suprapto, 2003). Indonesia memiliki panjang garis pantai mencapai 106.000 km dengan potensi luas lahan 1.060.000 ha, secara umum termasuk lahan marginal. Berjuta-juta hektar lahan marginal tersebut tersebar di beberapa pulau, prospeknya baik untuk pengembangan pertanian namun sekarang ini belum dikelola dengan baik. Lahan-lahan tersebut kondisi kesuburannya rendah, sehingga diperlukan inovasi teknologi untuk memperbaiki produktivitasnya.
Dalam kaitannya dengan
pertanian tanaman pangan sebagai penopang kehidupan berbagai masyarakat, dengan tetap menjaga peranannya sebagai stabilisasi dan peningkatan fungsi ekosistem.
Untuk mencegah dan mengurangi kerusakan lingkungan yang lebih parah, maka perlu dicari berbagai upaya pengendalian yang mengarah pada kegiatan rehabilitasi lahan. Dalam kenyataannya, untuk melakukan kegiatan rehabilitasi pada lahan-lahan yang telah rusak tersebut adalah sukar. Hal ini terutama disebabkan oleh kondisi lahan yang tidak menguntungkan untuk menyokong pertumbuhan tanaman. Tanaman sukar tumbuh dan mempunyai daya hidup yang rendah. Untuk menunjang keberhasilan dalam merehabilitasi lahan-lahan yang rusak tersebut, maka berbagai upaya seperti perbaikan lahan pratanam, pemilihan jenis yang cocok, aplikasi silvikultur yang benar, dan penggunaan pupuk biologis cendawan mikoriza arbuskular perlu dilakukan (Setiadi, 1993).
2. KAJIAN LITERATUR DAN
PEGEMBANGAN HIPOTESIS
Karda dan Spudiati (2005) menyatakan bahwa lahan marginal merupakan lahan yang miskin unsur hara, ketersediaan air dan curah hujan
terbatas, solum tanahnya tipis dan tofografinya berbukit-bukit sehingga produktifitasnya rendah. Kesuburan tanah alami (Suharta, 2010) sangat bergantung pada komposisi mineral bahan induk tanah atau cadangan hara tanah. Semakin tinggi cadangan hara tanah, semakin tinggi pula tingkat kesuburan tanahnya. Cadangan hara di dalam tanah sangat bergantung pada komposisi, jumlah, dan jenis mineralnya. Tanah marginal dari batuan sedimen masam mempunyai cadangan mineral atau cadangan hara yang rendah.
memiliki lahan kering sekitar 148 juta ha (78%) dan lahan basah seluas 40,20 juta ha (22%) dari 188,20 juta ha total luas daratan (Abdulrachman dan Sutono 2005).
Bakteri dan jamur tanah mempunyai peranan penting dalam berbagai siklus biologis, geologis, dan kimiawi (biogeochemical). Mikroorganisme tanah juga mempengaruhi ekosistem dengan kontribusinya terhadap nutrisi tanaman, kesehatan tanaman, struktur tanah dan kesuburan tanah. Tanah mengandung sejumlah besar bakteri yang terdiri dari berbagai spesies, akan tetapi lebih dari 99% spesies ini masih belum diketahui dan tidak dapat dikultur (Amann et al, 1995). Di bidang pertanian menjaga kesuburan tanah dan penanggulangan penyakit sangat penting untuk mencapai produksi yang berkualitas tinggi dan berkelanjutan. Sehubungan dengan hal tersebut perlu dievaluasi tidak hanya sifat fisik dan kimia tanah saja akan tetapi sifat biologis yang akan digunakan untuk pengelolaan tanah. Hal ini terutama penting untuk menjelaskan jenis mikroba yang ada di dalam tanah dan bagaimana mikroba tanah terlibat dalam fenomena di lahan pertanian sehubungan dengan
pertumbuhan tanaman, serangan hama dan penyakit (Yulipriyanto, 2010).
Cendawan mikoriza arbuskular dapat meningkatkan kemampuan tanaman dalam pengambilan unsur hara (K, Mg, Ca, O, H, C, dan S) terutama fosfor (Yusnaini, 1998) yang berguna untuk dapat merangsang pertumbuhan dan perkembangan akar. Vesicular-Arbuskular Mikorhiza (VAM) adalah suatu jamur atau fungi non patogenik yang berasosiasi dengan kelompok tumbuhan tertentu. Selain itu VAM mampu memberikan ketahanan terhadap kekeringan karena hifa cendawan masih mampu untuk menyerap air pada pori-pori tanah dan penyebaran hifa di dalam tanah sangat luas sehingga dapat mengambil air relatif lebih banyak (Imas et al., 1989). Hal ini dibuktikan pada penelitian Karti (2004) bahwa pemberian VAM meningkatkan pertumbuhan dan produksi rumput Setaria splendida.
dapat meningkatkan biodiversitas mikroba tanah
3. METODE PENELITIAN
Penelitian dilakukan dengan metode isolasi tanah rhizosfer secara langsung dari daerah perakaran/ rhizosfer beberapa tanaman kedelai. Identifikasi dilakukan di Laboratorium Biologi Tanah Fakultas Pertanian, Universitas Sebelas Maret.
Penelitian menggunakan Rancangan Acak Kelompok Lengkap (RAKL) teridiri atas dua faktor perlakuan yaitu perlakuan mikoriza dengan dua taraf (M0: tanpa inokulasi mikorhiza dan M1: inokulasi mikorhiza) dan perlakuan jenis pupuk kandang dengan lima taraf (P0: tanpa pupuk kandang, P1: pupuk kandang sapi 10 tonHa-1, P2: pupuk kandang kambing 10 tonHa-1, P3: pupuk kandang puyuh 10 tonHa-1, P4: jerami 5 tonHa-1) sehingga didapatkan 10 kombinasi perlakuan yang masing-masing diulang 3 kali.
Pelaksanaan penelitian ini meliputi: persiapan lahan, aplikasi pupuk kandang, aplikasi mikoriza dan penanaman kedelai, pemeliharaan, panen, isolasi dan identifikasi biodiveristas mikroba tanah. Pengambilan sampel tanah dilakukan untuk proses isolasi dan identifikasi mikroba tanah. Sampel tanah diambil
untuk setiap petak perlakuan di dekat perakaran kedelai, pengambilan sampel tanah diulang sebanyak 3 kali, setiap sampel tanah diambil ± 200 g, sampel tanah di masukan kedalam kantong plastik dan diberi kode. Memasukkan 10 g sampel tanah ke dalam 90 ml garam fisiologis, lalu digojog hingga homogen (pengenceran 10-1). Mengambil 1 ml larutan 10-1, memasukkan ke dalam 9 ml garam fisiologis, lalu digojog hingga homogeny (pengenceran 10-2), melakukan hal yang sama hingga pengenceran 10-5. Mengambil 0,1 ml larutan 10-5 dan menuangkan ke dalam media NA untuk bakteri dan media PDA untuk jamur, lalu ratakan ke seluruh media, melakukan hal yang sama terhadap semua pengenceran. Menginkubasi isolate-isolat tersebut pada suhu kamar, dengan posisi petridish terbalik, disimpan dalam suhu kamar, Isolat setelah berumur 4–7 hari dilakukan pemurnian. Isolat diidentifikasi secara morfologis setelah berumur 3 hari, kemudian menghitung koloni bakteri maupun jamur yang tumbuh.
4. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Identifikasi Mikroba Tanah
sedangkan jamur yang teridentifikasi ada 12 jenis yang berasal dari 4 genus yaitu Aspergillus sp, Penicillium sp, Rhizopus sp, dan Mucor sp. Semua isolat bakteri diidentifikasi secara morfologi makroskopi sedangkan isolat jamur diidentifikasi secara
morfologi makroskopi dan
mikroskopi. Isolat yang
teridentifikasi memiliki ciri morfologi makroskopi yang berbeda-beda seperti yang tersaji pada Tabel 1 dan Tabel 2.
Tabel 1. Morfologi Jamur Isola
t Warnakoloni reverseColony Permukaankoloni Genus 1 hijau putih halus penicillium sp1 2 hijau putih putih halus penicillium sp2 3 hijau hijau serabut penicillium sp3 4 hijau biru putih seperti beludru penicillium sp4
5 kehitamancoklat kehitamancoklat seperti jarumpentul rhizopus sp
6 jingga putih kasar aspergillus sp1 7 kuninghijau kuninghijau serabut agakkasar aspergillus sp2 8 putih putih seperti beludru aspergillus sp3 9 kuning putih serabut agakkasar aspergillus sp4 10 putih kuning seperti beludru mucor sp1 11 hitamputih hitam serabut mucor sp2
12 putih putih seperti benanghalus mucor sp3 Sumber: Data Pengamatan
Tabel 2 Morfologi bakteri
isolat 1 kecil circular raised entire bening isolat 2 sedang circular raised lobate bening isolat 3 sedang circular umbunate undulate bening isolat 4 kecil circular flat entire kuning isolat 5 besar irregular flat lobate keruh isolat 6 titik circular flat entire keruh isolat 7 sedang circular flat serate keruh isolat 8 besar irregular flat undulate keruh isolat 9 kecil filament flat serate keruh isolat 10 besar circular flat lobate keruh isolat 11 sedang circular convex entire keruh isolat 12 titik circular convex entire kuning isolat 13 besar filament flat entire bening isolat 14 sedang irregular umbunate undulate bening isolat 15 sedang circular raised undulate keruh isolat 16 sedang irregular raised lobate keruh isolat 17 sedang irregular flat serate keruh isolat 18 besar irregular flat serate keruh isolat 19 sedang circular umbunate lobate keruh isolat 20 sedang irregular raised undulate bening isolat 21 sedang circular raised entire keruh isolat 22 sedang circular umbunate entire keruh Sumber: Data Pengamatan
Buée et al, (2009) menyatakan bahwa mikroba yang menghuni rizosfir umumnya dibedakan menjadi kelompok bakteri, archaea dan fungi. Namun demikian ketiga kelompok tersebut ketika ditumbuhkan pada media buatan di laboratorium jumlah yang bisa ditumbuhkan sangat sedikit. Goodman et al, (1998) menyatakan bahwa dari total mikroba yang menghuni rizosfir yang bisa diobservasi dengan mikroskop, 90% diantaranya tidak dapat dikulturkan pada media buatan. Dengan demikian hanya sekitar 10% saja mikroba hidup
penghuni rizosfir yang dapat dibiakkan pada media buatan.
Jamur yang teriidentifikasi yaitu
berasal dari genus Aspergillus sp, Penicillium sp, Rhizopus sp, dan Mucor sp. Keempat genus tersebut tergolong sebagai dekomposer didalam tanah, dekomposer berperan penting didalam proses kesuburan tanah.
baik secara langsung maupun tidak langsung. Secara langsung mikroba di rizosfir menghasilkan berbagai vitamin, antibiotik, hormon tanaman dan molekul-molekul lain yang tentu saja menguntungkan bagi pertumbuhan tanaman (Hasanuddin, 2003). Secara tidak langsung beberapa mikroba melepaskan sekresi yang dapat melawan patogenitas mikroba merugikan sehingga dapat melindungi tanaman dari serangan penyakit (Kent and Triplett 2002). Akibat adanya interaksi mikroba yang menghasilkan senyawa anti patogen dapat mengendalikan populasi mikroba parasit di rizosfir.
Tabel 2 menunjukkan bakteri yang berhasil diidentifikasi dari semua sampel tanah secara morfologi ada 22 jenis. Sayangnya belum bisa diketahui secara pasti jenis bakteri karena identifikasi hanya sebatas morfologi saja. Menurut Prihastuti (2011) bakteri merupakan kelompok mikroba tanah yang paling dominan, mencapai separuh dari biomassa mikroba dalam tanah. Jumlah populasi dan jenis bakteri ditentukan oleh kondisi tanahnya, yang berfungsi sebagai lingkungan tumbuhnya.
Kemudian Fulthorpe et al, (2008) telah menganalisis sejumlah 139.819
strain bakteri dari empat daerah yang mempunyai letak geografis berbeda, hasil analisis menunjukkan bahwa spesies bakteri yang paling melimpah di rizosfir adalah Chitinobacteria sp.,
Acidobacterium sp. dan
Acidovorax sp. dengan kelimpahan antara 13-20%. Hasil penelitian lain menunjukkan bahwa terdapat 10 genera yang selalu ditemukan pada berbagai rizosfir, urutan dari yang paling
melimpah adalah Bacillus,
Flavobacterium, Pseudomonas, Proteobacteria, Bacteroidetes,
Acidobacteria, Firmicutes dan
Gemmatimonades (Kielak et al, 2009).
mempengaruhi pertumbuhan tanaman. Seberapa besar sumbangan N tersebut belum bisa dipastikan karena diperlukan penelitian lebih lanjut mengenai hal ini.
Lahan marjinal yang digunakan pada penelitian ini merupakan lahan yang miskin unsur hara dan bahan organik yang rendah, sehingga apabila digunakan untuk kegiatan pertanian maka sudah dipastikan hasilnya akan rendah. Pemberian bahan organik dan mikoriza diharapkan dapat memperbaiki kesehatan tanah sehingga tanah menjadi sehat dan subur. Bahan organik merupakan makanan mikroba tanah, jika tanah memiliki bahan organik yang cukup maka keberadaan mikroba tanah akan tinggi. Menurut van Elsas dan Trevors (1997) menyatakan
bahwa keberadaan mikroba di dalam tanah secara alami mempunyai peranan untuk menjaga fungsi tanah dan mengendalikan produktivitasnya, karena sebagai kunci dalam berbagai proses kehidupan tanah, seperti pembentukan struktur tanah, dekomposisi bahan organik, mengubah zat racun, siklus C, N, P dan S.
Tanah dapat dipandang sebagai suatu kesatuan kehidupan daripada hanya suatu tubuh tanah saja. Komponen organik tanah mengandung semua bentuk kehidupan dalam tanah dan yang sudah mati maupun yang sedang mengalami proses dekomposisi (Loreau et al, 2001).
B. Hasil Panen
Hasil pengujian menunjukkan bahwa perlakuan berpengaruh tidak nyata terhadap jumlah total polong per tanaman. Rata-rata jumlah total polong per tanaman akibat pengaruh perlakuan ditunjukkan pada Gambar 1.
Hasil pengujian menunjukkan bahwa perlakuan berpengaruh tidak nyata terhadap jumlah polong isi dan hampa. Rata-rata jumlah polong
isi dan hampa per tanaman akibat pengaruh perlakuan ditunjukkan pada Gambar 2.
Gambar 2. Rata-rata jumlah polong isi dan polong hampa
Jumlah polong per tanaman (Gambar 1) dan polong isi (Gambar 2) paling tinggi pada perlakuan inokulasi mikoriza dengan masukan bahan organik berupa jerami, sedangkan polong hampa paling tinggi pada perlakuan inokulasi mikoriza dengan pupuk kandang kotoran puyuh. Perlakuan berpengaruh tidak nyata pada komponen hasil panen, meskipun tidak berpengaruh nyata namun pada perlakuan inokulasi mikoriza menunjukkan hasil yang lebih tinggi daripada perlakuan tanpa mikoriza.
Penilitian yang dilakukan oleh Sasli (2013) menyatakan bahwa pemberian mikoriza pada kedelai membantu meningkatkan serapan hara yang
berdampak pada perbaikan
Menurut Irdiawan dan Rahmi Adisarwanto (2000) menambahkan bahwa penyinaran yang kurang pada masa pengisian polong akan menurunkan jumlah dan berat polong serta akan menambah jumlah polong hampa. Kemudian diperkuat oleh Adisarwanto (2005) bahwa tidak semua polong yang terbentuk terisi penuh oleh biji, hal tersebut dapat disebabkan oleh berbagai gangguan diantaranya keadaan iklim yang kurang mendukung pada fase generatif (pembungaan) dan adanya gangguan hama dan penyakit.
Pemberian bahan organik pada penelitian ini tidak berpengaruh nyata hal ini diduga karena dosis yang diberikan masih belum optimal, mengingat riwayat lahan yang digunakan merupakan lahan marjinal yang miskin unsur hara sehingga perlu masukan bahan organik yang cukup.
Dartius (1990) menjelaskan bahwa apabila ketersediaan unsur-unsur yang dibutuhkan tanaman berada dalam keadaan cukup, maka hasil metabolismenya akan membentuk protein, enzim, hormon dan karbohidrat, sehingga pembesaran, perpanjangan, dan pembelahan sel akan berlangsung dengan cepat. Kemudian Novizan (2005) menyatakan bahwa unsur hara yang berasal dari pupuk organik sebagian kecil dapat langsung dimanfaatkan oleh diserap tanaman (Musnamar, 2006). Oleh karena itu, pupuk organik harus mengalami dekomposisi secara sempurna terlebih dahulu sebelum tersedia bagi tanaman di dalam tanah. 5. KESIMPULAN
perlakuan dengan mikoriza dibandingkan tanpa mikoriza. Jumlah bakteri pada semua sampel ada 22 pada perlakuan mikoriza memberikan hasil panen yang lebih tinggi daripada tanpa mikoriza.
6. REFERENSI
Abdulrachman, A. dan S. Sutono. 2005. Teknologi pengendalian erosi lahan berlereng. dalam Teknologi Pengelolaan Lahan Kering : Menuju pertanian Produksi Kacang Tanah di Lahan Sawah dan Lahan kering. Penebar Swadaya, Jakarta.
Adisarwanto, T. 2005. Budidaya dengan Pemupukan yang Efektif dan Pengoptimalan Peran Bintil Akar Kedelai. Penebar Swadaya. Bogor. Amann, RI., W. Ludwig, and K.H.
Schleifer. 1995. Phylogenetic identification and in situ detection of individual microbial cells without cultivation. Microbial Review 59: 143-169
Buée, M., W. De Boer, F. Martin, L. Van Overbeek and E. Jukervith. 2009. The Rhizosphere Zoo: An Overview of Plant-associated Communities of Microorganisms, including Phages, Bacteria, Archaea, and Fungi, and of Some of Their Structuring Factors. Plant Soil (2009) 321:189212. Fakultas Pertanian Universitas Sumatra Utara, Medan. 125 hlm. Fulthorpe R.R., Roesch L.F.W., Riva A.
and Triplett E.W. 2008. Distantly Sampled Soils Carry few Species in Common. ISME J 2:901910. Goodman R.M., Bintrim S.B.,
Handelsman J., Quirino B.F., Rosas J.C., Simon H.M. and Smith K.P. 1998. A Dirty Look: Soil Microflora and Rhizosphere Microbiology. In: Flores H.E., Lynch J.P., Eissenstat D. (eds) Radical biology: Advances and Perspectives on the Function of Plant Roots.American Society of Plant Physiologists, Rockville, pp 219231.
Hasanuddin. 2003. Peningkatan Peranan Mikroorganisme dalam Sistem Pengendalian Penyakit Tumbuhan
secara Terpadu. Fakultas
Pertanian, Universitas Sumatera Uatara.
Bioteknologi Institut Pertanian 2005. Meningkatkan Produktivitas Lahan Marginal Melalui Integrasi Tanaman Pakan dan Ternak Ruminansia. Pusat Analisis Sosial Ekonomi dan Kebijakan Pertanian – Balai Pengkajian Teknologi Pertanian
Karti, P D., 2004, Pengaruh Pemberian Cendawan Mikoriza Arbuskula Terhadap Pertumbuhan dan Produksi Rumput Setaria splendida Stapf yang Mengalami Cekaman Kekeringan. Jurnal Media Peternakan, 27 (2).
Kent A.D., Triplett E.W. 2002. Microbial Communities and their Interaction Raffaelli, B. Schimid, D. Tilman and D. A. Wardle. 2001. Biodiversity
Aplikasi. Penebar Swadaya, Jakarta. 72 hlm
Notohadiprawiro, T. 1996. Lahan Kritis Dan Bincangan Pelestarian Lingkungan Hidup. Seminar Nasional Penanganan Lahan Kritis di Indonesia tanggal 7-8 November 1996. PT. Intidaya Agrolestari. Bogor.
Novizan. 2005. Petunjuk Pemupukan yang Efektif. Agromedia Pustaka. Jakarta. 114 hlm.
Prihastuti. 2011. Struktur komunitas mikroba tanah dan implikasinya dalam mewujudkan sistem pertanian berkelanjutan. El-Hayah Vol 1(4):174-181
Sasli, I. 2013. Respon Tanaman Kedelai Terhadap Pupuk Hayati Mikoriza Arbuskula Hasil Rekayasa Spesifik Gambut. J. Agrovigor vol 6(1):73-80
Setiadi, Y. 1993. Mycorrhiza for reforestation. Makalah presentasi di Biodiversity- Biotechnology Inovation Symposium. British Council. Jakarta, 3 Mei 1993 Suharta. 2010. Karakteristik dan
Permasalahan Tanah Marginal di Kalimantan 139-146. Jurnal Litbang Pertanian, 29(4), 2010. Suprapto, A. (2003) Land and water
tahunan himpunan ilmu tanah Indonesia di Mataram, 27-28 Mei 2002.
van Elsas J. D dan J. T. Trevors. 1997. Modern Soil Microbiology. New York: MarcelDekker
Yulipriyanto H., 2010, Biologi Tanah dan Strategi Pengelolaannya, Graha Ilmu, Yogyakarta
