http://jtsl.ub.ac.id 341
APLIKASI LUBANG RESAPAN BIOPORI BERKOMPOS DI KEBUN KOPI MENINGKATKAN JUMLAH SPORA MIKORIZA ARBUSKULA
DAN KOLONI AKAR
Application of Composted Biopory Absorption Holes in a Coffee Plantation Increased Arbuscular Mycorrhyza Spores and Root Colonies
Dyah Ayu Prosanti*, Budi Prasetya, Soemarno
Departemen Tanah, Fakultas Pertanian, Universitas Brawijaya, Jl. Veteran 1, Malang 65145
* Penulis korespondensi: [email protected]
Abstrak
Mikoriza merupakan hubungan simbiosis mutualistik antara jamur dan akar tanaman, dan karakteristik tanah mempengaruhi kinerja simbiosis ini. Lubang resapan biopori adalah lubang vertikal ke dalam tanah dengan diameter sekitar 10 cm dan pada kedalaman ±100 cm di dalam tanah untuk resapan udara, yang berguna untuk mengurangi terjadinya genangan udara yang berlebihan. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh sifat tanah seperti pH, N total, P tersedia, KTK dan tekstur terhadap jumlah spora dan koloni akar oleh mikoriza arbuskula terhadap pengaruh lubang resapan biopori dengan penambahan bahan organik.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa jumlah spora mikoriza arbuskula dan koloni akar terbanyak pada perlakuan lubang resapan biopori dengan pupuk kandang kambing yaitu 16,3 spora 100 g-1 tanah dan kolonisasi akar 66,22%. Genera mikoriza arbuskula yang ditemukan meliputi Glomus, Acaulospora, Scutellospora, dan Gigaspora. Jumlah spora dan sifat tanah yang berkorelasi positif adalah pH (r=0,45), C organik (r=0,945**), N total (r=0,716**), P tersedia (r=0,922**), dan KTK (r=0,894**).
Kata kunci : lubang resapan biopori, mikoriza arbuskular genus, mikoriza, kolonisasi akar, sifat tanah
Abstract
Mycorrhizae is a mutualistic symbiotic relationship between fungi and plant roots, and soil characteristics influence the performance of this symbiosis. Biopore infiltration hole is a vertical hole into the soil with a diameter of about 1 0cm and at a depth of ±100 cm in the soil for air infiltration, which is helpful in reducing the occurrence of excessive air puddles. This research was conducted to determine the effect of soil properties such as pH, total N, available P, CEC and texture on the number of spores and root colonies by arbuscular mycorrhizae on the effect of biopore infiltration holes with the addition of organic matter. The results showed that the highest number of arbuscular mycorrhizae spores and root colonies was in the biopore infiltration holes with goat manure, namely 16.3 spores 100 g-1 soil and 66.22% root colonization.
The arbuscular mycorrhizal genera found included Glomus, Acaulospora, Scutellospora, and Gigaspora.
The number of spores and soil properties that were positively correlated were pH (r=0.45), organic C (r=0.945**), total N (r=0.716**), available P (r=0.922**), dan CEC (r=0.894**).
Keywords: biopore infiltration holes, genus arbuscular mycorrhizae, mycorrhizae, root colonization, soil properties
Pendahuluan
Kopi menjadi komoditas penting dalam pendukung sektor perekonomian Indonesia dan menjadi negara penghasil kopi terbesar ke 4 di dunia. Kopi menjadi komoditas perkebunan yang penting di
wilayah Kabupaten Malang salah satunya di Kecamatan Kromengan. Kecamatan Kromengan ialah salah satu kecamatan di Kabupaten Malang yang memiliki luas lahan tertinggi ke-8 di Kabupaten Malang pada tahun 2018 seluas 395 ha.
Pada tahun 2021 luas lahan kopi mengalami
peningkatan seluas 2 ha menjadi 397 ha (Badan Pusat Statistik, 2021). Areal perkebunan kopi di Kecamatan Kromengan terluas ketiga setelah sawah dan tegalan. Kopi banyak dikembangkan di Indonesia dengan sistem tanam kebun kopi, agroforestri, maupun monokultur.
Peristiwa runoff dan erosi tanah menggerus tanah lapisan atas yang mengandung bahan organik tinggi, sehingga mampu menurunkan kesuburan tanah (Wolka et al., 2021). Kesuburan dan ketersediaan hara dalam tanah berpengaruh terhadap aktivitas mikroorganisme tanah, termasuk mikoriza (Prada et al., 2022). Kandungan bahan organik tanah (BOT) sangat mempengaruhi populasi mikorhiza dalam tanah (Zhang et al., 2020;
Kang et al., 2021). Selain itu kondisi lingkungan yang sesuai untuk pertumbuhan tanaman juga sesuai untuk perkembangan spora mikoriza.
Kehidupan mikoriza dalam tanah sangat dipengaruhi oleh ketersediaan lengas tanah (Duan et al., 2021). Namun mikoriza ini mampu bertahan hidup dalam tanah-tanah yang kondisi kelengasannya sangat beragam, mulai dari lahan kering hingga lahan sawah yang tergenang air (Huang et al., 2021).
Fungi Mikoriza Arbuskula (FMA) ialah jenis jamur yang mampu berasosiasi dengan tanaman tingkat tinggi, dan mampu berperan untuk meningkatkan produktivitas tanaman, termasuk kopi (Lara-Capistran et al., 2021; Li et al., 2021).
Kelimpahan FMA mencapai 80% yang mampu bersimbiosis dengan tanaman tingkat tinggi.
Terdapat dua jenis mikoriza berdasarkan letaknya yaitu endomikoriza dan ektomikoriza. Fungi Mikoriza arbuskula (FMA) termasuk ke dalam endomikoriza. Fungi mikoriza arbsukula memiliki kemampuan dalam membantu penyerapan unsur hara N, P, unsur hara lainnya, dan air (Shao et al., 2021; Zai et al., 2021).
Salah satu upaya untuk meningkatkan kesuburan tanah di kebun kopi adalah aplikasi lubang resapan biopori (LRB) berkompos.
Beberapa hasil penelitian menunjukkan bahwa aplikasi lubang resapan biopori dengan tambahan bahan organik menjadi salah satu teknologi pengaturan lengas-tanah dengan membuat lubang pada kedalaman tertentu yang berfungsi untuk menampung dan menyerap aliran permukaan serta untuk penempatan bahan organik (seperti seresah, kompos dan pupuk kandang) (Hanuf et al., 2021).
Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui jenis mikoriza arbuskula pada kebun kopi yang menerapkan LRB-berkompos, serta mengetahui karakteristik tanah yang mempengaruhi mikoriza.
Bahan dan Metode
Penelitian dilakukan di Agrotechnopark (ATP) Universitas Brawijaya Desa Jatikerto, Kecamatan Kromengan Kabupaten Malang pada bulan Maret- November 2021. Kebun kopi yang digunakan sebagai lokasi penelitian menggunakan tanaman kopi varietas Kopi Robusta dan Kopi Excelsa yang berumur 20th. Desa Jatikerto berada di 390 m di atas permukaan laut (dpl) dan secara geografis terletak pada posisi 7o21’-7o31’ LS dan 110o10’- 111o40’ BT. Analisis laboratorium dilakukan di laboratorium biologi dan kimia tanah Jurusan Tanah, Fakultas Pertanian, Universitas Brawijaya Malang
Rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini menggunakan metode rancangan acak kelompok (RAK) dengan 4 perlakuan dan 4 ulangan sehingga terdapat 16 plot pengamatan.
Pengamatan dilakukan setiap sebulan sekali selama empat bulan. Dosis pupuk kompos yang digunakan sebanyak 1,35 kg dan pupuk kandang sebanyak 1 kg. Pada setiap plot pengamatan terdapat 4 tanaman sampel. Jumlah LRBB dipasang sebanyak empat lubang mengelilingi tanaman sampel dengan jarak 1m dari tanaman. Pipa LRB dilubangi di sekeliling lubang secara zig-zag berdiameter 2 cm dan pipa ditutup menggunakan kain tipis.
Parameter pengamatan antara lain : sifat kimia tanah (pH, N total, P tersedia, KTK, C organik), sifat fisika tanah (tekstur) dan morfologi spora (bentuk dan warna spora). Metode pengamatan spora menggunakan Metode Wet sieving dan sentrifugasi, pengamatan koloni akar menggunakan metode pewarnaan akar (Staining). Penghitungan jumlah spora menggunakan kertas kuadran ukuran 1 mm x 1 mm. pH tanah dianalisis menggunakan metode elektrometrik, C organik menggunakan metode Walkley dan Black, P tersedia menggunakan metode Bray-1, N total menggunakan metode Kjeldahl, KTK menggunakan metode penyangga NH4OAC, tekstur menggunakan metode pipet.
%koloni = ∑
∑ 100%
Data yang telah didapatkan ditabulasi dalam program Microsoft Excel dan dianalisis keragamannya (ANOVA). Apabila hasil menujukkan pengaruh yang nyata dilanjutkan dengan uji lanjut Beda Nyata Terkecil (BNT) taraf 5%. Uji korelasi dilakukan untuk mengetahui hubungan antar parameter pengamatan. Uji regresi
http://jtsl.ub.ac.id 343 dilakukan untuk mengetahui besarnya pengaruh
pada setiap parameter pengamatan.
Hasil dan Pembahasan Karakteristik tanah
Berdasarkan hasil analisis yang telah dilakukan, pengaruh aplikasi lubang resapan biopori berkompos terhadap sifat tanah dapat dilihat pada Tabel 1 serta hasil analisis karakteristik tanah yang telah di aplikasikan LRBB disajikan pada Tabel 2.
Tabel 1. Karakteristik tanah untuk penelitian.
Kriteria tanah Hasil analisis
Kriteria
pH tanah 5,6 Agak
masam Kandungan C organik
(%)
0,76 Sangat rendah Kandungan P tersedia
tanah (mg kg-1)
0,89 Sangat rendah Kandungan N total (%) 0,11 Rendah Kelas Tekstur Tanah Liat -
% pasir 18,24 -
% debu 12,91 -
% liat 68,85 -
Berdasarkan hasil analisis diperoleh nilai derajat kemasaman (pH) tergolong masam-agak masam (Balai Penelitian Tanah, 2009). Nilai pH terendah terdapat pada perlakuan P2 (biopori) sebesar 5,04
dan pH tertinggi terdapat pada perlakuan P4 sebesar 6,34 (biopori + pupuk kandang). Hal ini menurut Rahman et al. (2020) kemasaman tanah diakibatkan adanya asam-asam organik yang dihasilkan dari berlangsungnya proses dekomposisi bahan organik, dan kemudian melepaskan ion H+ ke dalam tanah. Kehadiran kation H+ dalam larutan tanah menjadi faktor utama penyebab kemasaman tanah. Akan tetapi perlakuan P4 memiliki nilai pH tertinggi sebesar 6,34. Hal ini disebabkan proses dekomposisi bahan organik (kompos dan pupuk kandang) mungkin juga melepaskan kation basa dan senyawa organik tertentu yang dapat meningkatkan pH tanah (Mpanga et al., 2021).
Kandungan C organik tanah pada semua perlakuan tergolong rendah-sedang (Balai Penelitian Tanah, 2009). Kandungan C organik tanah yang terendah terdapat pada perlakuan P1 sebesar 1,39% dan nilai tertinggi terdapat pada perlakuan P4 sebesar 3,58%. Menurut Rahman et al.
(2020), hal ini akibat adanya proses dekomposisi yang mencakup pelarutan, fragmentasi, penguraian, dan humifikasi. Pada saat berlangsungnya proses dekomposisi BO, senyawa organik bahan yang labil akan menghilang dan menghasilkan senyawa baru yang lebih kompleks (substansi humik) (Guo et al., 2019). Hal ini ditunjukkan dengan nilai pH pada perlakuan penambahan kompos dan pupuk kandang lebih tinggi daripada tanpa bahan organik serta unsur hara pada perlakuan aplikasi biopori dengan pupuk kandang kambing mampu meningkatkan kandungan unsur hara.
Tabel 2. Karakteristik tanah setelah aplikasi LRBB selama empat bulan.
Perlakuan pH C organik (%)
P tersedia (mg kg-1)
N total (%)
KTK (me 100 g-1)
Tekstur
P1 5,83b 1,39a 10,21a 0,08a 23,10a Liat
P2 5,04a 1,77b 13,19b 0,20b 33,26b Liat
P3 5,53a 2,55c 18,38c 0,37b 37,33c Liat
P4 6,34c 3,58d 20,83d 0,25c 43,87d Liat
P1:kontrol, P2:biopori, P3:biopori+kompos, P4:biopori+pupuk kandang Tambahan bahan organik baik kompos maupun
pupuk kandang dalam LRB mampu meningkatkan kandungan C organik tanah pada tegakan kopi. Hal ini sesuai dengan hasil-hasil penelitian yang menunjukkan bahwa aplikasi bahan organik dalam biopori baik kompos atau pupuk kandang dapat menyebabkan peningkatan kadar C organik tanah (Surya et al., 2017; Gross dan Glaser, 2021).
Nilai kandungan P tersedia pada semua perlakuan tergolong kedalam kategori rendah- sedang (Balai Penelitian Tanah, 2009). Kandungan
P tersedia terendah terdapat pada perlakuan P1 sebesar 10,21 mg kg-1 dan nilai tertinggi terdapat pada perlakuan P4 sebesar 20,83 mg kg-1. Aplikasi pupuk kandang mampu memperbaiki kesuburan tanah lebih baik daripada pupuk organik lainnya.
Hal ini sejalan dengan pernyataan Amir et al. (2017) bahwa pupuk kandang memang memiliki kandungan unsur hara yang rendah, namun memiliki keunggulan mampu meningkatkan kandungan humus tanah, memperbaiki struktur tanah dan mendorong kehidupan jasad renik.
Sehingga pemberian pupuk kandang ke tanah biasanya dapat memperbaiki karakteristik tanah dan kesuburan tanah (Mpanga et al., 2021; Fitria dan Soemarno, 2022). Menurut Afandi et al. (2015) aktivitas asam-asam organik dari bahan organik yang mampu membentuk khelat Al dan Fe menyebabkan terjadinya pelepasan fosfat ke dalam larutan tanah (Zhao et al., 2021).
Nilai kandungan N total tanah termasuk kedalam kategori sangat rendah-sedang (Balai Penelitian Tanah, 2009). Kandungan N total terendah terdapat pada perlakuan P1 sebesar 0,08%
dan tertinggi pada perlakuan P3 sebesar 0,25%.
Loso et al. (2020) menjelaskan bahwa proses dekomposisi bahan organik dalam tanah dapat mengubah sifat kimia tanah, dan kandungan hara dalam tanah. Komposisi unsur hara dalam bahan organik sangat beragam, tergantung dari jenis bahan asalnya. Kandungan N dalam tanah dapat berasal dari pupuk anorganik dan pupuk organik (kompos, pupuk kandang) (Yao et al., 2021). Bakteri fiksasi N dan bakteri pelarut P juga dapat mempengaruhi kandungan N dan P dalam tanah. Kandungan unsur hara tanah seperti K, Ca, dan Mg dapat berasal dari pupuk dan rabuk, dari pelapukan bahan organik, dan dari pelapukan mineral-mineral yang ada dalam tanah (Casetou-Gustafson et al., 2019).
Nilai KTK tanah berada dalam kategori sedang-sangat tinggi (Balai Penelitian Tanah, 2009).
KTK tanah yang terendah terdapat pada perlakuan P1 sebesar 23,10 me 100 g-1 dan KTK yang tertinggi terdapat pada perlakuan P4 sebesar 43,87 me 100 g-1. Aplikasi LRB dengan bahan organik tambahan pupuk kandang kambing memberikan tambahan unsur hara ke tanah melalui proses dekomposisi bahan organik. Proses dekomposisi bahan organik berpengaruh terhadap peningkatan nilai KTK tanah. Proses dekomposisi bahan organik ini menghasilkan senyawa humik yang memasok substansi koloid organik ke tanah, sehingga terjadi peningkatan nilai KTK tanah.
Tinggi rendahnya nilai KTK tanah berkaitan dengan kandungan bahan organik dalam tanah.
Tanah yang tinggi kandungan bahan organik dan kanfungan litany biasanya mempunyai nilai KTK tanah yang lebih tinggi daripada tanah-tanah yang miskin bahan organik atau tanah-tanah berpasir (Rahman et al., 2020).
Tekstur tanah pada semua perlakuan termasuk ke dalam kelas tekstur liat. Susunan fraksi tanah adalah fraksi pasir 18,24%, fraksi debu 12,91%, dan fraksi liat 68,85%. Menurut Kumar et al. (2011) tekstur tanah mempengaruhi jumlah spora mikoriza dalam tanah. Maksimal jumlah spora MA
ditemukan pada lapisan atas tanah 0-15 cm; hal ini karena ketersediaan unsur haranya lebih tinggi dan aerasi tanahnya lebih baik. Tanah melebihi kedalaman 0-15 cm biasanya mengalami penurunan aerasi tanah yang mengakibatkan tanah dalam kondisi anaerob yang tidak sesuai untuk pertumbuhan dan perkecambahan spora FMA (Xu et al., 2021). Hal ini berkaitan dengan penurunan ketersediaan oksigen pada lapisan tanah yang lebih dalam, ditunjukkan dengan penurunan nilai potensial redoksnya. Akan tetapi kondisi tanah yang porus, kurang subur dengan aerasi yang baik, biasanya sesuai untuk pertumbuhan jamur FMA (Ramza et al., 2020).
Jenis dan jumlah spora mikoriza arbuskula di tegakan kopi
Hasil pengamatan sampel tanah diperoleh bahwa jenis mikoriza arbuskula yang ditemukan antara lain Glomus sp., Gigaspora sp., Scutellospora sp., dan Acaulospora sp., dan jumlah spora yang ditemukan berbeda-beda pada setiap perlakuan. Berdasarkan hasil identifikasi mikoriza pada sampel tanah masing-masing perlakuan genus yang paling banyak ditemui pada semua perlakuan ialah genus Glomus.
Identifikasi mikoriza dilakukan berdasarkan ciri-ciri morfologi seperti bentuk dan warna Invam (2013).
Jumlah spora FMA dan fluktuasi selama empat bulan pengamatan ditunjukkan pada gambar dibawah ini (Gambar 1).
Jumlah spora terendah terdapat pada perlakuan P1 (kontrol) sebesar 7,05 spora 100 g-1 tanah dan tertinggi terdapat pada perlakuan P4 (LRB + pupuk kandang) sebesar 16,3 spora 100 g-1 tanah. Perlakuan aplikasi LRB dengan kompos/pupuk kandang menunjukkan perbedaan sangat nyata dengan perlakuan kontrol, dalam hal jumlah spora dalam tanah. Pada pengambilan bulan ke tiga jumlah sporanya paling banyak dibandingkan dengan jumlah spora pada bulan- bulan lainnya, dan jumlah spora menurun pada pengamatan bulan ke empat. Hal ini diduga berkaitan dengan efek musim saat pengambilan contoh tanah. Menurut Manurung (2018), salah satu faktor yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan mikoriza ialah musim. Jenis mikoriza arbuskula yang ditemukan adalah genus Glomus, Acaulospora, Scutellospora, dan Gigaspora. Genus Glomus yang ditemukan memiliki ciri-ciri berwarna kuning dengan bentuk bulat,oval hingga agak lonjong. Genus Scutellospora yang ditemukan memiliki ciri-ciri berwarna abu-abu hingga krem dan berbentuk bulat hingga lonjong. Genus Acaulospora yang
http://jtsl.ub.ac.id 345 ditemukan memiliki ciri-ciri berwarna kuning
hingga krem kehitaman berbentuk lonjong. Genus Gigaspora yang ditemukan berwarna kuning hingga coklat kehitaman dan berbentuk bulat hingga oval.
Penciri khusus yang membedakan genus Gigaspora dengan genus lainnya adalah adanya bulbous-suspensor
yang ditunjukkan pada Gambar 1. Banyaknya genus Glomus yang ditemukan sesuai dengan penelitian oleh Al-Areqi et al. (2013) bahwa pada tegakan kopi banyak ditemukan mikoriza arbsukula genus Glomus. Gambar spora FMA yang ditemukan pada semua perlakuan dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 1. a) Jumlah spora mikoriza arbuskula pada masing-masing perlakuan, b) perkembangan jumlah spora mikoriza arbsukula selama empat bulan pengamatan.
Gambar 2. Spora mikoriza arbuskula genus Glomus, a) genus Glomus, b) genus Acaulospora, c) genus Scutellospora, dan d) genus Gigaspora.
7,05a
9,50b
14,03c
16,30d
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
kontrol biopori biopori+kompos biopori+pupuk kandang
jumlah spora 100 g-1tanah a)
0 5 10 15 20 25
0 1 2 3 4 5
Jumlah spora 100 g-1
Bulan
kontrol biopori biopor+kompos biopori+pupuk kandang b)
a)
b) c)
d)
Koloni mikoriza arbuskula pada akar tegakan kopi
Koloni akar tanaman oleh endomikoriza terjadi didalam jaringan akar yang ditandai dengan adanya arbuskula atau vesikula. Mikoriza arbuskula (MA) bermanfaat untuk pertumbuhan tanaman terutama membantu kinerja akar tanaman. Mikoriza arbuskula mampu berkoloni dengan akar tanaman, memproduksi kumpulan hifa secara intensif sehingga mampu meningkatkan kemampuan tanaman untuk menyerap hara dan air dari tanah.
Jumlah koloni akar dan fluktuasinya selama empat bulan pengamatan ditunjukkan pada Gambar 3.
Koloni akar berhubungan dengan jumlah spora mikoriza. Kolonisasi antara mikoriza arbuskula dengan akar tanaman mempengaruhi pertumbuhan tanaman inang. Interaksi terjadi saat tanaman menyediakan karbon yang kaya energi, perubahan pH mycorrhizosphere, kompetisi nutrisi, dan eksudasi jamur dari penghambatan atau stimulasi senyawa (Pangaribuan, 2014). Ciri-ciri akar yang berkoloni mikoriza arbuskula dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 3. a) jumlah koloni akar pada semua perlakuan, b) perkembangan jumlah koloni akar selama empat bulan pengamatan.
Hubungan antara jumlah spora mikoriza arbuskula dengan koloni akar
Keterkaitan antara koloni akar dengan jumlah spora mikoriza dapat dilihat berdasarkan uji korelasi dan regresi sehingga dapat diketahui hubungan dan keeratan diantara keduanya. Pertumbuhan FMA
sangat dipengaruhi oleh keadaan lingkungan biotik maupun abiotik. Faktor biotik salah satunya ialah jenis tanaman. Faktor abiotik antara lain pH tanah, suhu tanah, intensitas cahaya matahari serta kandungan unsur hara. Hubungan antara jumlah spora dalam tanah dengan koloni akar disajikan pada Gambar 5.
25,85a
43,47b 48,61b
66,22c
0 10 20 30 40 50 60 70 80
kontrol biopori biopori+kompos biopori+pupuk kandang
Akar terkoloni (%)
a)
0 10 20 30 40 50 60
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5
Koloni akar (%)
Bulan
Biopori kontrol Biopori+kompos Biopori+pupuk kandang
b)
http://jtsl.ub.ac.id 347 Gambar 4. Ciri-ciri akar yang berkoloni mikoriza arbuskula , (a) spora dalam jaringan akar, (b) vesikula
dalam jaringan akar, (c) hifa intraradikel (di dalam jaringan akar).
Gambar 5. Grafik hubungan antara jumlah spora dalam tanah dan koloni akar.
Berdasarkan Gambar 5 dapat diketahui bahwa nilai koefisien determinasi (R2) sebesar 0,734**
(koefisien korelasinya sebesar 0,855**). Hal ini berarti bahwa semakin banyak jumlah spora dalam tanah maka koloni akar juga semakin banyak.
Koloni akar dipengaruhi oleh jenis tanaman dan lingkungan tanah sekitarnya. Menurut Al-Areqi et al.
(2013), tanaman kopi memiliki ketergantungan terhadap mikoriza yang tinggi terutama pada fase pembentukan semai. Simbiosis antara tanaman kopi dengan mikorhiza ini dipengaruhi oleh variasi kondisi lingkungan seperti pH tanah, suhu serta polusi tanah yang mempengaruhi FMA. Banyaknya spesies FMA pada pertanaman kopi arabika di Yaman sebanyak 10 morfospesies. Fluktuasi jumlah spora dalam tanah dipenaruhi oleh proses pembentukan spora, perkecambahan spora, degradasi sopra, serta waktu pengambilan sampelo tanah yang berkaitan dengan variasi kondisi tanah, iklim dan mikroorganisme tanah. Simbiosis antara mikoriza dengan akar tanaman ditunjukkan dengan
adanya koloni yang masuk ke dalam jaringan akar.
Mikorhiza membutuhkan senyawa karbon organik untuk menjadi sumber makanan dan energinya unbtuk mendukung proses kolonisasi akar. Akar tanaman menghasilkan senyawa flavonoid disebut eupalitin yang mampu merangsang pertumbuhan FMA (Hidayat et al., 2016). Pada proses kolonisasi FMA terhadap akar tanaman inangnya tidak dibutuhkan sinyal kimiawi untuk membentuk apresorium. FMA mampu membentuk apresorium pada dinding sel yang telah hilang protoplasmanya.
Akan tetapi hifa tidak dapat menembus lebih jauh memasuki jaringan akar dan tumbuh ke arah korteks akar (Douds and Nahashi, 2000).
Hubungan jumlah spora dan koloni akar dengan karakteristik tanah
Hubungan antara jumlah spora dalam tanah dan koloni akar dengan beberapa karakteristik tanah yaitu pH tanah, kandungan P tersedia, kandungan N total, kandungan C organik dan KTK tanah, 0.00
10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00
6.00 8.00 10.00 12.00 14.00
Koloni akar (%)
Jumlah spora (spora 100 g-1 tanah)
y=15,07+4.,5x R² = 0,734
a b c
ditunjukkan dengan analisis korelasi sehingga dapat mengetahui nilai keeratan hubungannya. Nilai
koefisien korelasi ditunjukkan pada matriks korelasi (Tabel 3).
Tabel 3. Matriks korelasi antara jumlah spora dan koloni akar dengan sifat tanah Kepadatan
spora
Koloni akar
pH C organik N total P tersedia
KTK
Kepadatan
spora 1
Koloni akar 0,855** 1
pH 0,450 0,401 1
C organik 0,945** 0,889** 0,514* 1
N total 0,716** 0,535* 0,015 0,591* 1
P tersedia 0,922** 0,855** 0,457 0,898** 0,597* 1
KTK 0,894** 0,936** 0,274 0,897** 0,566** 0,901** 1
**korelasi signifikan pada taraf 0.01, * korelasi signifikan pada taraf 0.05.
Hubungan antara pH tanah dengan jumlah spora dalam tanah dicerminkan oleh nilai koefisien korelasi posifit sebesar 0,45 (tidak signifikan).
Lemahnya korelasi ini diduga karena kisaran pH tanah masih berada dalam batas toleransi bagi mikorhiza, namun ada kecenderungan bahwa peningkatan pH tanah meningkatkan jumlah spora dan kolonisasi akar. Derajat kemasaman tanah (pH) merupakan karakteristik tanah yang mempengaruhi pertumbuhan FMA. Menurut Hermawan et al.
(2015), pH tanah mempengaruhi kinerja enzim yang membantu proses-proses perkecambahan spora, perkembangan hifa, dan peran mikoriza dalam bersimbiosis dengan tanaman inangnya. pH tanah yang optimum untuk pertumbuhan mikoriza berkisar antara 3,5-6,0. Mikoriza umumnya bersifat arcidophylis yaitu senang di lingkungan yang agak- masam. Namun daya adaptasi masing-masing jenis mikoriza ini terhadap pH tanah ternyata berbeda- beda. Genus Glomus sp. mampu tumbuh secara optimum pada pH tanah 5,6-7,0; Gigaspora sp.
optimum pada pH 4,0-6,0; Acaulospora sp. pada pH tanah 4,0-5,0.
Koloni akar juga menunjukkan korelasi positif dengan pH tanah (nilai r positif sebesar 0,40, tidak signifikan), semakin tinggi pH tanah maka koloni akar juga cenderung semakin banyak. Hal ini berkaitan dengan jumlah spora yang ada dalam tanah (nilai r positif sebesar 0,855**), semakin banyak jumlah spora dalam tanah akan diikuti oleh semakin banyaknya koloni akar (Fasusi et al., 2021).
Jumlah spora dalam tanah dan koloni akar berkorelasi positif dengan kandungan C-organik tanah (nilai koefisien korelasi berturut-turut sebesar 0,945 dan 0,889). Hal ini berarti bahwa semakin tinggi kandungan C organik tanah maka semakin banyak jumlah spora mikoriza dan koloni akar.
Kandungan C organik tanah secara tidak langsung mempengaruhi pertumbuhan tanaman dan symbiosis tanaman dengan mikoriza. Menurut Nurhalimah et al. (2014), mineralisasi bahan organik tanah melepaskan sejumlah hara yang tersedia bagi tanaman dan bagi FMA untuk bersimbiosis dan berkoloni dengan akar tanaman. Selain itu Manurung (2018) juga menjelaskan bahwa C- organik juga mampu menciptakan lingkungan tumbuh yang baik bagi tanaman dan simbiosis tanaman dengan mikorhiza, dan menguntungkan perkembangan serta daya koloni mikoriza.
Hubungan antara jumlah spora dan koloni akar dengan kandungan P tersedia dalam tanah ditunjukkan oleh nilai koefisien korelasi yang signifikan (berturut-turut sebesar 0,922 dan 0,855).
Hal ini berarti bahwa semakin tinggi kandungan P- tersedia dalam tanah, jumlah spora dan koloni akar semakin banyak pula. Hal ini menurut Nurhalimah et al. (2014) karena fosfat (P) merupakan unsur hara makro bagi tanaman, sehingga kecukupan P- tersedia dalam tanah akan memperbaiki pertumbuhan tanaman, dan selanjutnya juga akan berdampak baik pada keberadaan mikoriza.
Selanjutnya penyerapan P tanaman juga akan dibantu oleh keberadaan MA melalui hifanya yang memperluas daerah penyerapan P tanah. Akar tanaman yang berkoloni dengan FMA lebih aktif dalam mengabsorbsi hara daripada akar yang tidak berkoloni. Sehingga hubungan antara P tersedia dengan jumlah spora FMA tidak terjadi secara langsung, tetapi melalui efeknya pada pertumbuhan tanaman inang. Rendahnya kandungan P tersedia dalam tanah menyebabkan rendahnya P yang dapat diserap oleh tanaman, sehingga berdampak pada penurunan eksudat akar tanaman. Hal ini selanjutnya dapat menyebabkan rendahnya daya
http://jtsl.ub.ac.id 349 tarik FMA untuk berkoloni dengan akar tanaman
(Hugoni et al., 2018).
Hubungan antara kandungan N-total tanah dengan koloni akar dan jumlah spora dalam tanah signifikan positif (nilai r berturut-turut sebesar 0,535 dan 0,716). Hal ini berarti bahwa kenaikan kandungan N total tanah diikuti oleh kenaikan jumlah spora dalam tanah dan koloni akar. Menurut Indriani et al. (2011), FMA dapat menyerap nitrogen lebih cepat karena adanya hifa eksternal yang mampu menyerap ion-ion hara yang ada dalam larutan tanah. Nilai konstanta Michaelis (km) dari hifa lebih rendah daripada akar tanaman (Silveira et al., 2004). Hal ini mengakibatkan pada saat konsentrasi hara tanah rendah, akar tidak mampu menyerap hara secara maksimal, namun hifa eksternal masih mampu menyerap hara secara efisien (Effendy dan Wijayani, 2008). Selain itu adanya kandungan nitrate reductase yang menyebabkan hifa eksternal mempunyai kapasitas penyerapan nitrat.
Hubungan antara KTK tanah dengan jumlah spora dan koloni akar signifikan positif dengan koefisien korelasinya sebesar 0,894 dan 0,936. Hal ini berarti bahwa semakin tinggi nilai KTK maka semakin banyak jumlah spora dalam tanah dan koloni akar. KTK merupakan sifat tanah yang berkaitan dengan kesuburan tanah, tanah dengan KTK yang tinggi mampu menyediakan unsur hara lebih baik. Apabila ketersediaan unsur hara dalam tanah cukup baik, kemampuan hifa untuk menginduksi koloni akar juga lebih baik (Liu et al., 2021).
Hasil uji regresi berganda antara jumlah spora dengan sifat tanah menunjukkan nilai koefisien determinasi sebesar 0,932. Hal ini berarti bahwa jumlah spora dalam tanah dipengaruhi oleh sifat- sifat tanah, terutama kandungan C organik dan N total. Kandungan C organik tanah dan N total tanah mempengaruhi jumlah spora mikoriza arbuskula, baik secara langsung maupun tidak langsung melalui efeknya pada pertumbuhan tanaman.
Simbiosis antara FMA dengan tanaman ditunjukkan dengan adanya manfaat yang diperoleh satu sama lain. FMA memperoleh senyawa karbon dari eksudat yang dikeluarkan akar tanaman, dan tanaman memperoleh manfaat tambahan dari unsur hara yang diserap oleh hifa FMA. Kondisi lingkungan tanah menjadi faktor penting yang mempengaruhi pertumbuhan FMA. Menurut Manurung (2018) terdapat beberapa faktor lingkungan yang mempengaruhi keberadaan FMA antara lain kondisi tanah, suhu tanah, umur tanaman, pH, salinitas dan musim. Suhu tanah
berpengaruh terhadap perkembangan (perkecambahan) spora, penetrasi hifa pada sel-sel akar, dan perkembangan hifa di dalam jaringan akar tanaman inangnya (Barrett et al., 2014).
Kesimpulan
Pada perakaran pohon kopi dengan aplikasi lubang resapan biopori berkompos ditemukan beberapa genus mikoriza arbuskula antara lain Glomus, Scutellospora, Acaulospora, dan Gigaspora. Aplikasi lubang resapan biopori dengan tambahan bahan organic kompos dan pupuk kandang kambing mampu meningkatkan jumlah spora mikoriza arbuskula serta koloni akar. jumlah spora mikoriza arbuskula secara signifikan dipengaruhi oleh karakteristik tanah yaitu C organik dan N-total.
Ucapan Terima Kasih
Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Hibah Penelitian Fakultas Pertanian, Universitas Brawijaya dengan No Kontrak 2338/UN10.F04/PN/2020, dan Pranata Laboratorium Pendidikan yang telah membantu analisis di laboratorium.
Daftar Pustaka
Afandi, F.N., Siswanto, B. dan Nuraini, Y. 2015.
Pengaruh pemberian berbagai jenis bahan organik terhadap sifat kimia tanah pada pertumbuhan dan produksi tanaman ubi jalar di Entisol Ngrangkah Pawon, Kediri. Jurnal Tanah dan Sumberdaya Lahan 2(2):237-244.
Al-Areqi, A.H., Chliyeh, M., Sghir, F., Touhami, A.Q., Benkirane, R. and Douira, A. 2013. Diversity of arbuscular mycorrhizal fungi in the rhizosphere of coffea arabica in the Republic of Yemen. Applied Bioscience 1(64):4888-4901.
Amir, N., Hawalid, H. dan Nurhuda, I.A. 2017.
Pengaruh pupuk kandang terhadap pertumbuhan beberapa varietas tanaman tebu (Saccharum officinarum L.) di polybag. Jurnal Klorofil 12(2):68-72.
Badan Pusat Statistik. 2021. Kecamatan Kromengan dalam Angka. Malang: Badan Pusat Statistik.
Balai Penelitian Tanah. 2009. Petunjuk Teknis : Analisis Kimia Tanah, Tanaman, Air Dan Pupuk. Bogor:
Balai Penelitian Tanah.
Barrett, G., Campbell, C.D. dan Hodge, A. 2014. The direct response of the external mycelium of arbuscular mycorrhizal fungi to temperature and the implications for nutrient transfer. Soil Biology and Biochemistry 78:109-117.
Casetou-Gustafson, S., Akselsson, C., Hillier, S. and Olsson, B.A. 2019. The importance of mineral determinations to profile base cation weathering
release rates: a case study. Biogeosciences 16(9):1903-1920.
Douds, D. and Nahashi, G. 2000. Signalling and Recognition Events prior to Colonization of Roots by Arbuscular Mycorhhizal Fungi. In Current Anvandces In Mycorrhizae Research. Minnesota:
Aps Press.
Duan, H.X., Luo, C.L., Li, J.Y., Wang, B.Z., Naseer, M.
and Xiong, Y.C. 2021. Improvement of wheat productivity and soil quality by arbuscular mycorrhizal fungi is density-and moisture- dependent. Agronomy for Sustainable Development 41(1):1-12.
Effendy, M. and Wijayani, B.W. 2008. Studi hifa eksternal CMA dalam memahami fungsinya mengkontribusi serapan P tanaman menggunakan metode Thin Section. Journal of Tropical Soils 13(3):241-252.
Fasusi, O.A., Amoo, A.E. and Babalola, O.O. 2021.
Propagation and characterization of viable arbuscular mycorrhizal fungal spores within maize plant (Zea mays L.). Journal of the Science of Food and Agriculture 101(14):5834-5841.
Fitria, L. and Soemarno, S. 2022. Effects of lime and compost on chemical characteristics and soil hydraulic conductivity of Alfisols at ATP Jatikerto coffee plantation. Caraka Tani: Journal of Sustainable Agriculture 37(1):48-61.
Gross, A. and Glaser, B. 2021. Meta-analysis on how manure application changes soil organic carbon storage. Scientific Reports 11(1):1-13.
Guo, X.X., Liu, H.T. and Wu, S.B. 2019. Humic substances developed during organic waste composting: Formation mechanisms, structural properties, and agronomic functions. Science of the total Environment 662:501-510.
Hanuf, A.A., Prijono, S. and Soemarno. 2021.
Improvement of soil available water capacity using biopore infiltration hole. Journal of Degraded and Mining Lands Management 8(3):2791-2799.
Hermawan, H., Muin, A. dan Wulandari, R.S. 2015.
Kelimpahan Fungi Mikoriza Arbuskula (FMA) pada tegakan ekaliptus (Eucalyptus pellita) berdasarkan tingkat kedalaman di lahan gambut. Hutan Lestari 3(1):124-132.
Hidayat, N., Wigyanto, Sumarsih, S. dan Putri, A.I. 2016.
Mikologi Industri. Malang: UB Press.
Huang, G.M., Srivastava, A.K., Zou, Y.N., Wu, Q.S. and Kuča, K. 2021. Exploring arbuscular mycorrhizal symbiosis in wetland plants with a focus on human impacts. Symbiosis, 1-10.
Hugoni, M., Luis, P., Guyonnet, J. and El Zahar Haichar, F. 2018. Plant host habitat and root exudates shape fungal diversity. Mycorrhiza 28(5):451-463.
Indriani, N.P., Mansyur, Susilawati, I. dan Islami, R.Z.
2011. Peningkatan produktivitas tanaman pakan melalui pemberian Fungi Mikoriza Arbuskular (FMA). Pastura 1(1):27-30.
INVAM. 2013. International Culture Collection Of (Vesicular) Arbuscular Mycorrhizal Fungi. Retrieved
09 15, 2021, From
Http://Fungi.Invam.Wvu.Edu/The-
Fungi/Classification/Gigasporaceae/Scutellospora/
Calospora.Html.
Kang, H., Yu, W., Dutta, S. and Gao, H. 2021. Soil microbial community composition and function are closely associated with soil organic matter chemistry along a latitudinal gradient. Geoderma 383:114744.
Kumar, S., Chaudhuri, S. and Maiti, S. 2011. Assessment of VAM spore density and root infection from Alluvial soil of eastern part of Raniganj coalfield areas. The Bioscan 6(3):375-381.
Lara-Capistran, L., Zulueta-Rodriguez, R., Murillo- Amador, B., Preciado-Rangel, P., Verdecia-Acosta, D.M. and Hernandez-Montiel, L.G. 2021.
Biodiversity of AM fungi in coffee cultivated on eroded soil. Agronomy 11(3):567.
Li,Y., Laterrière, M., Lay, C.Y., Klabi, R., Masse, J., St- Arnaud, M., Yergeau, E., Lupwayi, Z., Gan, Y. and Hamel, C. 2021. Effects of arbuscular mycorrhizal fungi inoculation and crop sequence on root- associated microbiome, crop productivity and nutrient uptake in wheat-based and flax-based cropping systems. Applied Soil Ecology 168:104136.
Liu, H., Wu, Y., Xu, H., Ai, Z., Zhang, J., Liu, G. and Xue, S. 2021. N enrichment affects the arbuscular mycorrhizal fungi-mediated relationship between a
C4 grass and a legume. Plant
Physiology 187(3):1519-1533.
Loso, S., Sudradjat, Hariyadi, Yahya, S. and Sutandi, A.
2020. The role of different types of biopory technology in repair of land properties and root growth in the palm oil plants area. Asian Journal of Microbiology, Biotechnology, and Environmental Science 22(1):158-167.
Manurung, R.K. 2018. Keanekaragaman Fungi Mikoriza Arbuskula (FMA) di bawah tegakan cemara laut (Casuarina equisetifollia) Berdasarkan Perbedaan Kedalaman Tanah. Medan: Universitas Sumatera Utara.
Mpanga, I.K., Adjei, E., Dapaah, H.K. and Santo, K.G.
2021. Poultry manure induced garden eggs yield and soil fertility in tropical and semi-arid sandy-loam soils. Nitrogen 2(3):321-331.
Nurhalimah, S., Nurhatika, S. and Muhibuddin, A. 2014.
Eksplorasi Mikoriza Vesikular Arbuskular (MVA) indigenous pada tanah Regosol di Pamekasan, Madura. Sains dan Seni Pomits 3(1):2337-3520.
Pangaribuan, N. 2014. Penjaringan cendawan mikoriza arbuskula indigenous dari lahan penanaman jagung dan kacang kedelai pada gambut Kalimantan Barat.
Agro 1(1):50-60.
Prada, C.M., Turner, B.L. and Dalling, J.W. 2022.
Growth responses of ectomycorrhizal and arbuscular mycorrhizal seedlings to low soil nitrogen availability in a tropical montane forest. Functional Ecology 36(1):107-119.
http://jtsl.ub.ac.id 351 Rahman, R., Mahreda, E.S., Basir, dan Badaruddin. 2020.
Peran limbah bahan organik pada lubang resapan biopori terhadap sifat kimia tanah di lahan pasca tambang. Enviroscinteae 16(3):439-445.
Ramza, I.H., Koulagna, H.I., Said, A.A., Kosma, P. and Megueni, C. 2020. Diversity of Arbuscular Mycorrhizal Fungi (AMF) associated with cotton (Gossypium hirsutum L.) growing in the far-north region of Cameroon. Journal of Microbiology Research14(6):211-224.
Shao, Y.D., Hu, X.C., Wu, Q.S., Yang, T.Y., Srivastava, A.K., Zhang, D.J., Gao, X.B. and Kuča, K. 2021.
Mycorrhizas promote P acquisition of tea plants through changes in root morphology and P transporter gene expression. South African Journal of Botany 137:455-462.
Silveira, A.P.D.D. and Cardoso, E.J.B.N. 2004.
Arbuscular mycorrhiza and kinetic parameters of phosphorus absorption by bean plants. Scientia Agricola 61(2):203-209.
Surya, J.A., Nuraini, Y. dan Widianto. 2017. Kajian porositas tanah pada pemberian beberapa jenis bahan organik di perkebunan kopi Robusta. Jurnal Tanah dan Sumberdaya Lahan 4(1):463-471.
Wolka, K., Biazin, B., Martinsen, V. and Mulder, J. 2021.
Soil and water conservation management on hill slopes in southwest Ethiopia. I. Effects of soil bunds on surface runoff, erosion and loss of nutrients. Science of The Total Environment 757:142877.
Xu, Z., Wu, C., Lv, Y., Meng, F. and Ban, Y. 2021.
Effects of aeration on the formation of arbuscular mycorrhiza under a flooded state and copper oxide nanoparticle removal in vertical flow constructed wetlands. Microbial Ecology 81(4):922-931.
Yao, Z., Xu, Q., Chen, Y., Liu, N., Li, Y., Zhang, S., Chao, W., Zhai, B., Wang, Z., Zhang, D., Adl, S. and Gao, Y. 2021. Leguminous green manure enhances the soil organic nitrogen pool of cropland via disproportionate increase of nitrogen in particulate organic matter fractions. Catena 207:105574.
Zai, X. M., Fan, J.J., Hao, Z.P., Liu, X.M. and Zhang, W.X. 2021. Effect of co-inoculation with arbuscular mycorrhizal fungi and phosphate solubilizing fungi on nutrient uptake and photosynthesis of beach palm under salt stress environment. Scientific Reports 11(1):1-11.
Zhang, H.S., Zhou, M.X., Zai, X M., Zhao, F.G. and Qin, P. 2020. Spatio-temporal dynamics of arbuscular mycorrhizal fungi and soil organic carbon in coastal saline soil of China. Scientific Reports 10(1):1-13.
Zhao, S., Liu, Z., Zhang, R., Liu, J., Liu, J., Dai, Y., Zhang, C. and Jia, H. 2021. Interfacial reaction between organic acids and iron-containing clay minerals: Hydroxyl radical generation and phenolic compounds degradation. Science of The Total Environment 783:147025.
