Pemanfaatan Jamur Pelarut Fosfat Dan Mikoriza Untuk Meningkatkan Ketersediaan Dan Serapan P Tanaman Jagung Pada Tanah Inceptisol
PEMANFAATAN JAMUR PELARUT FOSFAT DAN MIKORIZA UNTUK MENINGKATKAN KETERSEDIAAN DAN SERAPAN P TANAMAN JAGUNG PADA TANAH INCEPTISOL
SKRIPSI OLEH : RIZKY MARDIANA NASUTION/ 090301184 AGROEKOTEKNOLOGI
PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2013
Universitas Sumatera Utara
PEMANFAATAN JAMUR PELARUT FOSFAT DAN MIKORIZA UNTUK MENINGKATKAN KETERSEDIAAN DAN SERAPAN P TANAMAN JAGUNG PADA TANAH INCEPTISOL
SKRIPSI OLEH : RIZKY MARDIANA NASUTION/ 090301184 AGROEKOTEKNOLOGI Skripsi sebagai salah satu syarat memperoleh gelar sarjana di Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara
PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2013
Universitas Sumatera Utara
Judul Skripsi
Nama NIM Program Studi Minat
: Pemanfaatan Jamur Pelarut Fosfat dan Mikoriza Untuk Meningkatkan Ketersediaan dan Serapan P Tanaman Jagung Pada Tanah Inceptisol
: Rizky Mardiana Nasution : 090301184 : Agroekoteknologi : Ilmu Tanah
Disetujui oleh Komisi Pembimbing
Ir. T. Sabrina, MAgr. Sc, PhD. Ketua
Ir. Fauzi, MP. Anggota
Mengetahui,
Ir. T. Sabrina, MAgr. Sc, PhD. Ketua Program Studi Agroekoteknologi
Universitas Sumatera Utara
ABTRACT
RIZKY MARDIANA NASUTION: Utilization Phosphate Solubilizing Fungi and Mycorrhizae in Increase P availability and absorption to Maize on Inceptisols, supervised by T. SABRINA and FAUZI. P availability in soil is often be the limiting factor on plant growth and production. Phosphate solubilizing organism is one of alternative to solve this problem. The aim of this study was to determine the effect of phosphate solubilizing fungi and mycorrhizae and their interaction to increase availability and P-absorption of Maize on Inceptisols. This research was conducted in the green house, Soil Biology laboratory and Chemical and Soil Fertility Laboratory of Fakultas Pertanian USU in March-August 2013, used Randomized Block Design (RBD) factorial consisting of 2 factors and 4 replications. The first factor was phosphate solubilizing fungi inoculation consisting of 2 treatments (with and without inoculation) and the second factor was mycorrhizae application consisting of 3 treatments (0, 10, 20 g/polybag). Parameters observed were soil pH, P-availability, Corganic, plant height, stem diameter, shoot dry weight, root weight, P-absorption, 100 seeds dry weight, mycorrhizae infection and phosphate solubilizing fungi population. The result showed that phosphate solubilizing fungi inoculation significantly affected phosphate solubilizing fungi population and not affected others parameters, however it increased plant growth and production. Mycorrhizae application decreased soil pH, stem diameter, and increased mycorrhizae infection significantly. Mycorrhizae application dose of 10 g mycorrhizae resulted the highest plant height, shoot dry weight, highest P-absorbtion, 100 seeds dry weight but decreased C-organic and P availability. Keywords : phosphate solubilizing fungi, mycorrhizae, Inceptisol, maize
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
RIZKY MARDIANA NASUTION: Pemanfaatan Jamur Pelarut Fosfat dan Mikoriza untuk Meningkatkan Ketersediaan dan Serapan P Tanaman Jagung Pada Tanah Inceptisol, dibimbing oleh T. SABRINA dan FAUZI. Bentuk ketersediaan P di dalam tanah sering menjadi faktor pembatas pertumbuhan dan produksi tanaman. Organisme pelarut fosfat merupakan salah satu alternatif untuk mengatasi masalah tersebut. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh jamur pelarut fosfat dan mikoriza serta interaksinya dalam meningkatkan ketersediaan dan serapan P tanaman jagung pada tanah Inceptisol. Penelitian dilaksanakan di Rumah Kasa, Laboratorium Biologi Tanah, dan Laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah Fakultas Pertanian USU pada Maret-Agustus 2013, menggunakan Rancangan Acak Kelompok faktorial, dengan 2 faktor dan 4 blok. Faktor pertama adalah inokulasi jamur pelarut fosfat yang terdiri dari 2 perlakuan (tanpa dan dengan inokulasi) dan faktor kedua adalah aplikasi mikoriza yang terdiri dari 3 perlakuan (0, 10, 20 g/polibag). Parameter yang diamati adalah pH tanah, C-organik, P tersedia, tinggi tanaman, diameter batang, berat kering tajuk, berat kering akar, Serapan P, bobot 100 biji, derajat infeksi mikoriza dan populasi jamur pelarut fosfat. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pemberian jamur pelarut fosfat berpengaruh nyata terhadap populasi jamur pelarut fosfat dan tidak berpengaruh terhadap parameter lainnya namun dapat meningkatkan pertumbuhan dan produksi tanaman. Pemberian mikoriza berpengaruh nyata menurunkan pH tanah dan diameter batang serta nyata meningkatkan derajat infeksi mikoriza. Pemberian mikoriza dengan dosis 10 g memberikan tinggi tanaman, berat kering tajuk, serapan P, serta bobot 100 biji tertinggi namun menurunkan C-organik dan P tersedia tanah. Kata kunci : jamur pelarut fosfat, mikoriza, Inceptisol, jagung
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Medan pada tanggal 25 Agustus 1991 dari Ayah Mardin Nasution dan Ibu Sofia Trisdalina Pulungan. Penulis merupakan putri kedua dari tiga bersaudara.
Tahun 2009 penulis lulus dari SMA Harapan Mandiri, Medan dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk Universitas Sumatera Utara melalui jalur ujian tertulis Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri. Penulis memilih program studi Agroekoteknologi minat Ilmu Tanah Fakultas Pertanian.
Selama perkuliahan, penulis aktif sebagai anggota Himpunan Mahasiswa Agroekoteknologi (HIMAGROTEK), Ikatan Mahasiswa Ilmu Tanah (IMILTA), Paguyuban Karya Salemba Empat (KSE) USU, dan Pengajian Al-Bayan, sebagai asisten praktikum Pertanian Organik (2012-2013), Rancangan Percobaan (2012-2013), Kesuburan Tanah dan Pemupukan (2013), Bioteknologi Pertanian (2013), Ekologi dan Biologi Tanah (2013). Selain itu penulis juga pernah mengikuti berbagai kegiatan seperti Indofood Leadership Camp I-III Batch 4 di Magelang dan Bandung. Penulis juga memperoleh beasiswa Peningkatan Prestasi Akademik (PPA) pada tahun 2010-2011 , beasiswa Karya Salemba Empat (KSE) dan Beasiswa Indofood Sukses Makmur (BISMA) 2011-2013.
Penulis melaksanakan Praktek Kerja Lapangan di PT. Perkebunan Nusantara IV Unit Bah Butong pada tahun 2012.
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT karena atas berkat dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini yang berjudul ”Pemanfaatan Jamur Pelarut Fosfat dan Mikoriza Untuk Meningkatkan Ketersediaan dan Serapan P Tanaman Jagung Pada Tanah Inceptisol”
Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan penghargaan dan ucapan terima kasih kepada kedua orang tua penulis atas kasih sayang baik moril, materil, dan do’a yang telah diberikan kepada penulis, kepada abang dan adik penulis yang telah medukung dan memotivasi penulis, kepada Ibu Ir. T. Sabrina, MAgr. Sc, PhD dan Bapak Ir. Fauzi, MP. selaku komisi pembimbing penulis yang telah membimbing penulis selama menyelesaikan skripsi ini.
Di samping itu, penulis juga menyampaikan ucapan terima kasih kepada semua staf pengajar dan pegawai di Program Studi Agroekoteknologi, keluarga besar Yayasan Karya Salemba Empat, laboran Laboratorium Biologi Tanah Kak Rosneli serta temanteman stambuk 2009 dan semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian skripsi ini.
Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih. Dan semoga skripsi ini bermanfaat bagi kita semua.
Medan, Desember 2013
Penulis
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Hal.
ABSTRACT........................................................................................................................ i
ABSTRAK .......................................................................................................................... ii
RIWAYAT HIDUP............................................................................................................. iii
KATA PENGANTAR ....................................................................................................... iv
DAFTAR ISI....................................................................................................................... v
DAFTAR TABEL ............................................................................................................... vii
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................................... viii
DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................................... ix
PENDAHULUAN Latar Belakang ............................................................................................................. 1 Tujuan Penelitian ......................................................................................................... 2 Hipotesis Penelitian...................................................................................................... 3 Kegunaan Penelitian .................................................................................................... 3
TINJAUAN PUSTAKA Mikroorganisme Pelarut Fosfat.................................................................................... 4 Mikoriza ....................................................................................................................... 7 Unsur Hara Fosfor......................................................................................................... 13 Inceptisol...................................................................................................................... 15
BAHAN DAN METODE PENELITIAN Tempat dan Waktu Penelitian ...................................................................................... 17 Bahan dan Alat............................................................................................................. 17 Metode Penelitian ........................................................................................................ 18 Pelaksanaan Penelitian ................................................................................................. 19 Pengambilan dan Penanganan Contoh Tanah....................................................... 19 Persiapan Inokulan Jamur Pelarut Fosfat.............................................................. 19 Pemberian Perlakuan dan Penanaman ................................................................. 19 Pemeliharaan Tanaman ........................................................................................ 20 Pemanenan ............................................................................................................ 20 Parameter Pengamatan ................................................................................................. 20 Analisis Parameter ....................................................................................................... 21
Universitas Sumatera Utara
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil ................................................................................................................. Pembahasan......................................................................................................
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan .................................................................................................... Saran ..............................................................................................................
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
22 28
35 35
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
No. Hal. 1. Sifat kimia tanah Inceptisol akibat pemberian jamur pelarut fosfat dan
mikoriza serta interaksinya ......................................................................... 22 2. Pertumbuhan dan produksi tanaman akibat pemberian jamur pelarut
fosfat dan mikoriza serta interaksinya......................................................... 24 3. Serapan P dan produksi tanaman akibat pemberian jamur pelarut fosfat
dan mikoriza serta interaksinya................................................................... 25 4. Sifat biologi tanah Inceptisol akibat pemberian jamur pelarut fosfat dan
mikoriza serta interaksinya ......................................................................... 27
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
No. Hal. 1. Isolat jamur pelarut fosfat dalam biakan media Pikovskaya .......................... 6 2. Infeksi mikoriza pada tanaman jagung .......................................................... 11
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
No. Hal. 1. Media spesifik jamur pelarut fosfat (Media Pikovskaya)............................ 40 2. Deskripsi benih jagung varietas Pioneer 23 ................................................ 40 3. Hasil analisis awal tanah ............................................................................. 41 4. Hasil analisis awal inokulan mikoriza......................................................... 41 5. Klassifikasi banyaknya infeksi mikoriza .................................................... 41 6. Data pH (H2O) tanah................................................................................... 42 7. Sidik ragam pH (H2O) tanah ....................................................................... 42 8. Data C-organik tanah (%) ........................................................................... 42 9. Sidik ragam C-organik tanah ...................................................................... 43 10. Data P tersedia tanah (ppm) ........................................................................ 43 11. Sidik ragam P tersedia tanah ....................................................................... 43 12. Data tinggi tanaman (cm)............................................................................ 44 13. Sidik ragam tinggi tanaman ........................................................................ 44 14. Data diameter batang (mm)......................................................................... 44 15. Sidik ragam diameter batang....................................................................... 45 16. Data berat kering tajuk tanaman (g)............................................................ 45 17. Sidik ragam berat kering tajuk tanaman...................................................... 45 18. Data berat kering akar tanaman (g) ............................................................. 46 19. Sidik ragam berat kering akar tanaman....................................................... 46 20. Data serapan P tanaman (mg/tanaman)....................................................... 46 21. Sidik ragam serapan P tanaman .................................................................. 47 22. Data derajat infeksi mikoriza (%) ............................................................... 47 23. Sidik ragam derajat infeksi mikoriza .......................................................... 47 24. Data populasi jamur pelarut fosfat ( x 105 populasi/ml) ............................. 48 25. Sidik ragam populasi jamur pelarut fosfat .................................................. 48 26. Foto penelitian ............................................................................................ 49
Universitas Sumatera Utara
ABTRACT
RIZKY MARDIANA NASUTION: Utilization Phosphate Solubilizing Fungi and Mycorrhizae in Increase P availability and absorption to Maize on Inceptisols, supervised by T. SABRINA and FAUZI. P availability in soil is often be the limiting factor on plant growth and production. Phosphate solubilizing organism is one of alternative to solve this problem. The aim of this study was to determine the effect of phosphate solubilizing fungi and mycorrhizae and their interaction to increase availability and P-absorption of Maize on Inceptisols. This research was conducted in the green house, Soil Biology laboratory and Chemical and Soil Fertility Laboratory of Fakultas Pertanian USU in March-August 2013, used Randomized Block Design (RBD) factorial consisting of 2 factors and 4 replications. The first factor was phosphate solubilizing fungi inoculation consisting of 2 treatments (with and without inoculation) and the second factor was mycorrhizae application consisting of 3 treatments (0, 10, 20 g/polybag). Parameters observed were soil pH, P-availability, Corganic, plant height, stem diameter, shoot dry weight, root weight, P-absorption, 100 seeds dry weight, mycorrhizae infection and phosphate solubilizing fungi population. The result showed that phosphate solubilizing fungi inoculation significantly affected phosphate solubilizing fungi population and not affected others parameters, however it increased plant growth and production. Mycorrhizae application decreased soil pH, stem diameter, and increased mycorrhizae infection significantly. Mycorrhizae application dose of 10 g mycorrhizae resulted the highest plant height, shoot dry weight, highest P-absorbtion, 100 seeds dry weight but decreased C-organic and P availability. Keywords : phosphate solubilizing fungi, mycorrhizae, Inceptisol, maize
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
RIZKY MARDIANA NASUTION: Pemanfaatan Jamur Pelarut Fosfat dan Mikoriza untuk Meningkatkan Ketersediaan dan Serapan P Tanaman Jagung Pada Tanah Inceptisol, dibimbing oleh T. SABRINA dan FAUZI. Bentuk ketersediaan P di dalam tanah sering menjadi faktor pembatas pertumbuhan dan produksi tanaman. Organisme pelarut fosfat merupakan salah satu alternatif untuk mengatasi masalah tersebut. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh jamur pelarut fosfat dan mikoriza serta interaksinya dalam meningkatkan ketersediaan dan serapan P tanaman jagung pada tanah Inceptisol. Penelitian dilaksanakan di Rumah Kasa, Laboratorium Biologi Tanah, dan Laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah Fakultas Pertanian USU pada Maret-Agustus 2013, menggunakan Rancangan Acak Kelompok faktorial, dengan 2 faktor dan 4 blok. Faktor pertama adalah inokulasi jamur pelarut fosfat yang terdiri dari 2 perlakuan (tanpa dan dengan inokulasi) dan faktor kedua adalah aplikasi mikoriza yang terdiri dari 3 perlakuan (0, 10, 20 g/polibag). Parameter yang diamati adalah pH tanah, C-organik, P tersedia, tinggi tanaman, diameter batang, berat kering tajuk, berat kering akar, Serapan P, bobot 100 biji, derajat infeksi mikoriza dan populasi jamur pelarut fosfat. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pemberian jamur pelarut fosfat berpengaruh nyata terhadap populasi jamur pelarut fosfat dan tidak berpengaruh terhadap parameter lainnya namun dapat meningkatkan pertumbuhan dan produksi tanaman. Pemberian mikoriza berpengaruh nyata menurunkan pH tanah dan diameter batang serta nyata meningkatkan derajat infeksi mikoriza. Pemberian mikoriza dengan dosis 10 g memberikan tinggi tanaman, berat kering tajuk, serapan P, serta bobot 100 biji tertinggi namun menurunkan C-organik dan P tersedia tanah. Kata kunci : jamur pelarut fosfat, mikoriza, Inceptisol, jagung
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
Latar Belakang Inseptisol tersebar luas dengan sebaran 15,8 persen dari permukaan tanah di
dunia (Foth, 1994). Di Indonesia luas Inceptisol mencapai 40.879.687 ha dengan penyebarannya dominan terdapat di Sumatera, Kalimantan dan Papua. Di Sumatera, penyebaran tanah masam berdasarkan ordo tanah berturut-turut adalah Inceptisols (13.412.422 ha), Ultisols (9.391.529 ha), Oksisols (5.929.074 ha), Entisols (595.115 ha) dan Spodosols (16.394 ha) (Mulyani, dkk., 2009). Berdasarkan sebarannya yang cukup luas tanah ini berpotensi untuk pengembangan pertanian lahan kering di Sumatera namun unsur hara fosfor sering menjadi faktor pembatas pada Inceptisol.
Unsur hara fosfor merupakan unsur hara makro esensial bagi tanaman yang dibutuhkan dalam jumlah banyak setelah nitrogen. Namun Ketersediaan P dalam tanah pada umumnya rendah. Tanah-tanah masam biasanya mengandung ion-ion Al3+, Fe3+ dan Mn2+ terlarut dan tertukarkan dalam jumlah yang cukup nyata. Apabila ada, fosfat akan terjerap pada permukaan koloid dengan ion Al3+, Fe3+ dan Mn2+ bertindak sebagai jembatan (Tan, 1998).
Banyak upaya yang dilakukan untuk meningkatkan ketersediaan P di dalam tanah antara lain penambahan pupuk kandang, guano, dolomit, serta bahan organik yang berasal dari serasah tanaman. Seiring dengan perkembangan bioteknologi pertanian, maka alternatif lain untuk meningkatkan ketersediaan fosfat di dalam tanah adalah dengan memanfaatkan jamur pelarut fosfat dan mikoriza.
Mikroorganisme pelarut fosfat merupakan mikroorganisme yang mempunyai kemampuan mengekstrak fosfat dari bentuk yang tidak larut menjadi bentuk yang
Universitas Sumatera Utara
tersedia bagi tanaman melalui sekresi asam-asam organik yang dihasilkan untuk melepaskan P dari kompleks jerapan (Hanafiah, dkk, 2009). Penggunaan mikroorganisme pelarut fosfat di tanah Ultisol berpengaruh nyata dalam meningkatkan P tersedia tanah dan berat kering akar tanaman jagung (Nasution, 2010). Aplikasi jamur pelarut fosfat sebanyak 20 ml/polybag pada tanah Andisol mampu meningkatkan berat basah dan serapan P tanaman cabai dan menurun dengan meningkatnya dosis yang diaplikasikan (Sembiring, 2012). Inokulasi bakteri pelarut fosfat pada tanah Vertisol dapat meningkatkan P tersedia tanah (Dulur, 2010).
Selain penggunaan mikrobia pelarut fosfat, penggunaan mikoriza juga mampu meningkatkan unsur hara baik makro maupun mikro dan dapat menyerap unsur hara dalam bentuk terikat dan tidak tersedia bagi tanaman seperti P. Mikoriza mempunyai kemampuan untuk berasosiasi dengan hampir 90% jenis tanaman dan membantu dalam meningkatkan efisiensi penyerapan unsur hara terutama fosfor pada lahan marjinal (Hanafiah, dkk., 2009).
Berdasarkan uraian diatas, maka peneliti tertarik untuk melakukan pemanfaatan jamur pelarut fosfat dan mikoriza untuk meningkatkan ketersediaan unsur hara P dan serapan P tanaman jagung (Zea mays L.) pada tanah Inceptisol. Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji manfaat jamur pelarut fosfat dan mikoriza serta interaksinya dalam meningkatkan ketersediaan dan serapan P tanaman jagung pada tanah Inceptisol.
Universitas Sumatera Utara
Hipotesis Penelitian - Pemberian jamur pelarut fosfat dapat meningkatkan ketersediaan dan serapan P
tanaman jagung pada tanah Inseptisol. - Pemberian mikoriza pada taraf tertentu dapat meningkatkan ketersediaan dan serapan
P tanaman jagung pada tanah Inseptisol. - Interaksi jamur pelarut fosfat dan mikoriza pada taraf tertentu dapat meningkatkan
ketersediaan dan serapan P tanaman jagung pada tanah Inseptisol. Kegunaan Penelitian - Sebagai bahan informasi bagi kepentingan ilmu pengetahuan. - Sebagai salah satu syarat untuk dapat memperoleh gelar sarjana di
Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
Mikroorganisme Pelarut Fosfat (MPF)
Tanaman hanya dapat menyerap P dalam bentuk yang tersedia. P
tanah baru dapat tersedia oleh perakaran tanaman atau mikrobia tanah melalui
sekresi asam organik oleh akar atau mikrobia. Oleh karena itu mikrobia yang
dapat melarutkan P memegang peranan penting dalam sistem pertanian
(Hanafiah, dkk., 2009)
Mikroba pelarut fosfat hidup di sekitar perakaran tanaman, mulai permukaan
tanah sampai kedalaman 25 cm. Keberadaannya berkaitan dengan jumlah bahan organik
yang akan mempengaruhi populasi serta aktivitasnya dalam tanah. Mikroba yang hidup
dekat daerah perakaran secara fisiologis lebih aktif dibanding mikroba yang hidup jauh
dari daerah perakaran. Keberadaan mikroba pelarut fosfat beragam dari satu tempat ke
tempat lainnya karena perbedaan sifat biologis mikroba itu sendiri. Terdapat mikroba
yang hidup pada kondisi masam dan ada pula yang hidup pada kondisi netral dan basa,
ada yang hipofilik, mesofilik dan termofilik ada yang hidup aerob maupun anaerob
(Ginting, 2006).
Aktivitas mikroba tanah berpengaruh langsung terhadap ketersediaan fosfat di
dalam larutan tanah. Sebagian aktivitas mikroba tanah dapat melarutkan fosfat dari
ikatan fosfat tak larut (melalui sekresi asam-asam organik) atau mineralisasi fosfat dari
bentuk ikatan fosfat-organik menjadi fosfat-anorganik. Selain tanaman, fosfat anorganik
terlarut juga digunakan oleh mikroba
untuk aktivitas dan pembentukan
sel-sel baru, sehingga terjadi pengikatan (immobilisasi) fosfat (Santosa, 2007).
Universitas Sumatera Utara
Pertumbuhan mikroorganisme pelarut fosfat sangat dipengaruhi oleh kemasaman tanah. Pada tanah masam, aktivitas mikrooganisme dipengaruhi oleh kelompok fungi sebab pertumbuhan fungi optimum pada pH 5-5.5. Pertumbuhan fungi menurun dengan meningkatnya pH. Sebaliknya pertumbuhan kelompok bakteri optimum pada pH sekitar netral dan meningkat seiring dengan meningkatnya pH tanah (Ginting, 2006).
Keberhasilan inokulasi pelarut fosfat pada kondisi lapangan dipengaruhi oleh beberapa faktor biologi, diantaranya adalah kandungan bahan organik. Tanah dengan kandungan bahan organik rendah tidak dapat memberikan kondisi lingkungan yang sesuai untuk aktivitas mikroorganisme pelarut fosfat. Penambahan bahan organik dengan inokulasi mikroorganisme pelarut fosfat dapat meningkatkan aktivitas mikroorganisme pelarut fosfat dan ketersediaan P tanah, terutama bila dikombinasikan dengan batuan fosfat (Hanafiah, 1994).
Aktivitas mikroba dalam rhizosfer dapat meningkatkan ketersediaan P dengan menurunkan pH dan melarutkan Fe-P dan Al-P, yang mungkin terikat oleh aluminium dan besi. Akar tanaman juga dapat mengeluarkan asam organik yang dapat melarutkan P dalam jumlah yang cukup besar dalam bentuk hydroxylapatite (Syers, dkk., 2008).
Kemampuan MPF dalam melarutkan fosfat berbeda-beda, antara lain tergantung dari macam dan jumlah asam organik yang dihasilkan serta sumber fosfat yang digunakan (Santosa, 2007). Kemampuan mikroba pelarut fosfat dalam melarutkan fosfat yang terikat dapat diketahui dengan membiakkan biakan murni-nya pada media agar Pikovskaya atau media agar ekstrak tanah yang berwarna putih keruh karena mengandung P tidak terlarut seperti kalsium fosfat (Ca3(PO4)2). Pertumbuhan mikroba pelarut fosfat dicirikan dengan adanya zona bening di sekitar koloni mikroba yang
Universitas Sumatera Utara
tumbuh, sedangkan mikroba yang lain tidak menunjukkan ciri tersebut (Raharjo, dkk., 2007). Beberapa jamur dan bakteri yang besar perannya dalam pembebasan senyawasenyawa fosfat organik adalah Aspergillus, Penicillium, Bacillus dan Pseudomonas melalui sekresi sejumlah asam organik seperti asam format, asetat, propionate, laktat, glikolat, fumarat dan suksinat (Hanafiah, dkk., 2009).
Gambar 1. Isolat jamur pelarut fosfat dalam biakan media Pikovskaya Asam-asam organik sangat berperan dalam pelarutan fosfat karena asam organik tersebut relatif kaya akan gugus-gugus fungsional karboksil (-COO−) dan hidroksil (-O−) yang bermuatan negatif sehingga memungkinkan untuk membentuk senyawa komplek dengan ion (kation) logam yang biasa disebut chelate. Asam-asam organik meng-chelate Al, Fe atau Ca, mengakibatkan fosfat terlepas dari ikatan AlPO4.2H2O, FePO4.2H2O, atau Ca3(PO4)2 sehingga meningkatkan kadar fosfat-terlarut dalam tanah. Keadaan ini akan meningkatkan ketersediaan fosfat dalam larutan tanah. Pelarutan fosfat dari Al-P atau Fe-P pada tanah masam oleh asam organik yang dihasilkan MPF sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
O װ AlPO4.2H2O + 3 R-C-OH
(variscite ) (asam organik)
OO װװ R-C-O-Al-O-C-R + H2PO4- + 2H2O + H+
׀ R-C-O
װ O
Al-chelate
Sedangkan reaksi pelarutan fosfat dari Ca-P pada tanah basa oleh asam organik
sebagai berikut:
O OO
װ Ca3(PO4)2 + 9 R-C-OH
װװ 3 (R-C-Ca-C-R) + 2 H2PO4- + 5H+
׀
Trikalsium fosfat Asam Organik
R-C-O
װ
O
Ca-chelate
(Santosa, 2007).
Penginokulasian jamur pelarut fosfat dapat meningkatkan produktivitas tanaman
kedelai sebesar 67,43% dibandingkan pemberian dosis pupuk P yang sama dan 36,28%
dibandingkan pemakaian dosis pupuk P yang direkomendasikan, serta dapat
mengurangi pemakain pupuk anorganik sekitar 50% pada tanaman kedelai
(Dasumiati dan Pikoli, 2009). Jamur memiliki efisiensi yang lebih untuk melarutkan
fosfat dibandingkan bakteri. Oleh karena itu perlu ada pengembangan strain jamur
sebagai pupuk fosfat (Sanjotha, dkk., 2011).
Mikoriza
Mikoriza adalah suatu bentuk asosiasi simbiotik antara akar tumbuhan tingkat
tinggi dan miselium cendawan tertentu. Pada umumnya, tanah yang dikelola secara
organik menunjukkan adanya peningkatan mikoriza yang bersimbiosis dengan
perakaran tanaman (Hanum, 2012).
Ada dua macam mikoriza, yaitu ektomikoriza dan endomikoriza. Pada
ektomikoriza (mikoriza eksternal), hifanya berpenetrasi di antara sel-sel korteks akar
Universitas Sumatera Utara
paling luar, namun tidak masuk ke dalam sel tanaman inang. Tipe mikoriza ini paling banyak dijumpai pada tanaman berkayu seperti pinus. Sementara itu, pada endomikoriza (mikoriza internal), hifanya masuk ke dalam sel-sel korteks hingga ke endodermis tanaman inang. Endomikoriza dapat menembus dinding sel-sel korteks, tetapi tidak dapat melewati pita kaspari. Disamping itu, meskipun masuk ke dalam sel cendawan ini tidak merusak membran plasma atau membran vakuola sel tanaman inang. Di dalam sel, endomikoriza membentuk arbuskula yang berisi butiran-butiran fosfor, yang kemudian arbuskula tersebut menghilang setelah fosfor diserap oleh tanaman (Zulkarnain, 2009).
Jamur mikoriza memainkan peran penting dalam akuisisi nutrisi di banyak spesies tanaman. Ada dua tipe hubungan yang penting bagi nutrisi tanaman. Mikoriza Arbuskula (AM) menyerang akar dan mengembangkan miselium internal, bersamasama memperpanjang miselium eksternal yang dapat meningkatkan panjang akar efektif. Semua mikoriza mengambil senyawa karbon yang dihasilkan oleh fotosintesis pada daun tanaman inang dan sebagai imbalannya mikoriza memasok nutrisi, khususnya P dan mikronutrien, yang mereka ambil dari larutan tanah. Simbiosis ini memainkan peranan besar dalam tanah miskin P dan mikronutrien, terutama seng (Zn). Ada perbedaan antara genotip AM, misalnya antara mereka memanfaatkan Al fosfat di tanah masam dan mereka menggunakan hydroxylapatites dalam keadaan tanah netral/alkali. Penggunaan mulsa sisa tanaman dapat meningkatkan perkembangan jamur mikoriza. Efisiensi AM dibatasi oleh suhu rendah, stres air dan pH tanah
SKRIPSI OLEH : RIZKY MARDIANA NASUTION/ 090301184 AGROEKOTEKNOLOGI
PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2013
Universitas Sumatera Utara
PEMANFAATAN JAMUR PELARUT FOSFAT DAN MIKORIZA UNTUK MENINGKATKAN KETERSEDIAAN DAN SERAPAN P TANAMAN JAGUNG PADA TANAH INCEPTISOL
SKRIPSI OLEH : RIZKY MARDIANA NASUTION/ 090301184 AGROEKOTEKNOLOGI Skripsi sebagai salah satu syarat memperoleh gelar sarjana di Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara
PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2013
Universitas Sumatera Utara
Judul Skripsi
Nama NIM Program Studi Minat
: Pemanfaatan Jamur Pelarut Fosfat dan Mikoriza Untuk Meningkatkan Ketersediaan dan Serapan P Tanaman Jagung Pada Tanah Inceptisol
: Rizky Mardiana Nasution : 090301184 : Agroekoteknologi : Ilmu Tanah
Disetujui oleh Komisi Pembimbing
Ir. T. Sabrina, MAgr. Sc, PhD. Ketua
Ir. Fauzi, MP. Anggota
Mengetahui,
Ir. T. Sabrina, MAgr. Sc, PhD. Ketua Program Studi Agroekoteknologi
Universitas Sumatera Utara
ABTRACT
RIZKY MARDIANA NASUTION: Utilization Phosphate Solubilizing Fungi and Mycorrhizae in Increase P availability and absorption to Maize on Inceptisols, supervised by T. SABRINA and FAUZI. P availability in soil is often be the limiting factor on plant growth and production. Phosphate solubilizing organism is one of alternative to solve this problem. The aim of this study was to determine the effect of phosphate solubilizing fungi and mycorrhizae and their interaction to increase availability and P-absorption of Maize on Inceptisols. This research was conducted in the green house, Soil Biology laboratory and Chemical and Soil Fertility Laboratory of Fakultas Pertanian USU in March-August 2013, used Randomized Block Design (RBD) factorial consisting of 2 factors and 4 replications. The first factor was phosphate solubilizing fungi inoculation consisting of 2 treatments (with and without inoculation) and the second factor was mycorrhizae application consisting of 3 treatments (0, 10, 20 g/polybag). Parameters observed were soil pH, P-availability, Corganic, plant height, stem diameter, shoot dry weight, root weight, P-absorption, 100 seeds dry weight, mycorrhizae infection and phosphate solubilizing fungi population. The result showed that phosphate solubilizing fungi inoculation significantly affected phosphate solubilizing fungi population and not affected others parameters, however it increased plant growth and production. Mycorrhizae application decreased soil pH, stem diameter, and increased mycorrhizae infection significantly. Mycorrhizae application dose of 10 g mycorrhizae resulted the highest plant height, shoot dry weight, highest P-absorbtion, 100 seeds dry weight but decreased C-organic and P availability. Keywords : phosphate solubilizing fungi, mycorrhizae, Inceptisol, maize
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
RIZKY MARDIANA NASUTION: Pemanfaatan Jamur Pelarut Fosfat dan Mikoriza untuk Meningkatkan Ketersediaan dan Serapan P Tanaman Jagung Pada Tanah Inceptisol, dibimbing oleh T. SABRINA dan FAUZI. Bentuk ketersediaan P di dalam tanah sering menjadi faktor pembatas pertumbuhan dan produksi tanaman. Organisme pelarut fosfat merupakan salah satu alternatif untuk mengatasi masalah tersebut. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh jamur pelarut fosfat dan mikoriza serta interaksinya dalam meningkatkan ketersediaan dan serapan P tanaman jagung pada tanah Inceptisol. Penelitian dilaksanakan di Rumah Kasa, Laboratorium Biologi Tanah, dan Laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah Fakultas Pertanian USU pada Maret-Agustus 2013, menggunakan Rancangan Acak Kelompok faktorial, dengan 2 faktor dan 4 blok. Faktor pertama adalah inokulasi jamur pelarut fosfat yang terdiri dari 2 perlakuan (tanpa dan dengan inokulasi) dan faktor kedua adalah aplikasi mikoriza yang terdiri dari 3 perlakuan (0, 10, 20 g/polibag). Parameter yang diamati adalah pH tanah, C-organik, P tersedia, tinggi tanaman, diameter batang, berat kering tajuk, berat kering akar, Serapan P, bobot 100 biji, derajat infeksi mikoriza dan populasi jamur pelarut fosfat. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pemberian jamur pelarut fosfat berpengaruh nyata terhadap populasi jamur pelarut fosfat dan tidak berpengaruh terhadap parameter lainnya namun dapat meningkatkan pertumbuhan dan produksi tanaman. Pemberian mikoriza berpengaruh nyata menurunkan pH tanah dan diameter batang serta nyata meningkatkan derajat infeksi mikoriza. Pemberian mikoriza dengan dosis 10 g memberikan tinggi tanaman, berat kering tajuk, serapan P, serta bobot 100 biji tertinggi namun menurunkan C-organik dan P tersedia tanah. Kata kunci : jamur pelarut fosfat, mikoriza, Inceptisol, jagung
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Medan pada tanggal 25 Agustus 1991 dari Ayah Mardin Nasution dan Ibu Sofia Trisdalina Pulungan. Penulis merupakan putri kedua dari tiga bersaudara.
Tahun 2009 penulis lulus dari SMA Harapan Mandiri, Medan dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk Universitas Sumatera Utara melalui jalur ujian tertulis Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri. Penulis memilih program studi Agroekoteknologi minat Ilmu Tanah Fakultas Pertanian.
Selama perkuliahan, penulis aktif sebagai anggota Himpunan Mahasiswa Agroekoteknologi (HIMAGROTEK), Ikatan Mahasiswa Ilmu Tanah (IMILTA), Paguyuban Karya Salemba Empat (KSE) USU, dan Pengajian Al-Bayan, sebagai asisten praktikum Pertanian Organik (2012-2013), Rancangan Percobaan (2012-2013), Kesuburan Tanah dan Pemupukan (2013), Bioteknologi Pertanian (2013), Ekologi dan Biologi Tanah (2013). Selain itu penulis juga pernah mengikuti berbagai kegiatan seperti Indofood Leadership Camp I-III Batch 4 di Magelang dan Bandung. Penulis juga memperoleh beasiswa Peningkatan Prestasi Akademik (PPA) pada tahun 2010-2011 , beasiswa Karya Salemba Empat (KSE) dan Beasiswa Indofood Sukses Makmur (BISMA) 2011-2013.
Penulis melaksanakan Praktek Kerja Lapangan di PT. Perkebunan Nusantara IV Unit Bah Butong pada tahun 2012.
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT karena atas berkat dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini yang berjudul ”Pemanfaatan Jamur Pelarut Fosfat dan Mikoriza Untuk Meningkatkan Ketersediaan dan Serapan P Tanaman Jagung Pada Tanah Inceptisol”
Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan penghargaan dan ucapan terima kasih kepada kedua orang tua penulis atas kasih sayang baik moril, materil, dan do’a yang telah diberikan kepada penulis, kepada abang dan adik penulis yang telah medukung dan memotivasi penulis, kepada Ibu Ir. T. Sabrina, MAgr. Sc, PhD dan Bapak Ir. Fauzi, MP. selaku komisi pembimbing penulis yang telah membimbing penulis selama menyelesaikan skripsi ini.
Di samping itu, penulis juga menyampaikan ucapan terima kasih kepada semua staf pengajar dan pegawai di Program Studi Agroekoteknologi, keluarga besar Yayasan Karya Salemba Empat, laboran Laboratorium Biologi Tanah Kak Rosneli serta temanteman stambuk 2009 dan semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian skripsi ini.
Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih. Dan semoga skripsi ini bermanfaat bagi kita semua.
Medan, Desember 2013
Penulis
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Hal.
ABSTRACT........................................................................................................................ i
ABSTRAK .......................................................................................................................... ii
RIWAYAT HIDUP............................................................................................................. iii
KATA PENGANTAR ....................................................................................................... iv
DAFTAR ISI....................................................................................................................... v
DAFTAR TABEL ............................................................................................................... vii
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................................... viii
DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................................... ix
PENDAHULUAN Latar Belakang ............................................................................................................. 1 Tujuan Penelitian ......................................................................................................... 2 Hipotesis Penelitian...................................................................................................... 3 Kegunaan Penelitian .................................................................................................... 3
TINJAUAN PUSTAKA Mikroorganisme Pelarut Fosfat.................................................................................... 4 Mikoriza ....................................................................................................................... 7 Unsur Hara Fosfor......................................................................................................... 13 Inceptisol...................................................................................................................... 15
BAHAN DAN METODE PENELITIAN Tempat dan Waktu Penelitian ...................................................................................... 17 Bahan dan Alat............................................................................................................. 17 Metode Penelitian ........................................................................................................ 18 Pelaksanaan Penelitian ................................................................................................. 19 Pengambilan dan Penanganan Contoh Tanah....................................................... 19 Persiapan Inokulan Jamur Pelarut Fosfat.............................................................. 19 Pemberian Perlakuan dan Penanaman ................................................................. 19 Pemeliharaan Tanaman ........................................................................................ 20 Pemanenan ............................................................................................................ 20 Parameter Pengamatan ................................................................................................. 20 Analisis Parameter ....................................................................................................... 21
Universitas Sumatera Utara
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil ................................................................................................................. Pembahasan......................................................................................................
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan .................................................................................................... Saran ..............................................................................................................
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
22 28
35 35
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
No. Hal. 1. Sifat kimia tanah Inceptisol akibat pemberian jamur pelarut fosfat dan
mikoriza serta interaksinya ......................................................................... 22 2. Pertumbuhan dan produksi tanaman akibat pemberian jamur pelarut
fosfat dan mikoriza serta interaksinya......................................................... 24 3. Serapan P dan produksi tanaman akibat pemberian jamur pelarut fosfat
dan mikoriza serta interaksinya................................................................... 25 4. Sifat biologi tanah Inceptisol akibat pemberian jamur pelarut fosfat dan
mikoriza serta interaksinya ......................................................................... 27
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
No. Hal. 1. Isolat jamur pelarut fosfat dalam biakan media Pikovskaya .......................... 6 2. Infeksi mikoriza pada tanaman jagung .......................................................... 11
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
No. Hal. 1. Media spesifik jamur pelarut fosfat (Media Pikovskaya)............................ 40 2. Deskripsi benih jagung varietas Pioneer 23 ................................................ 40 3. Hasil analisis awal tanah ............................................................................. 41 4. Hasil analisis awal inokulan mikoriza......................................................... 41 5. Klassifikasi banyaknya infeksi mikoriza .................................................... 41 6. Data pH (H2O) tanah................................................................................... 42 7. Sidik ragam pH (H2O) tanah ....................................................................... 42 8. Data C-organik tanah (%) ........................................................................... 42 9. Sidik ragam C-organik tanah ...................................................................... 43 10. Data P tersedia tanah (ppm) ........................................................................ 43 11. Sidik ragam P tersedia tanah ....................................................................... 43 12. Data tinggi tanaman (cm)............................................................................ 44 13. Sidik ragam tinggi tanaman ........................................................................ 44 14. Data diameter batang (mm)......................................................................... 44 15. Sidik ragam diameter batang....................................................................... 45 16. Data berat kering tajuk tanaman (g)............................................................ 45 17. Sidik ragam berat kering tajuk tanaman...................................................... 45 18. Data berat kering akar tanaman (g) ............................................................. 46 19. Sidik ragam berat kering akar tanaman....................................................... 46 20. Data serapan P tanaman (mg/tanaman)....................................................... 46 21. Sidik ragam serapan P tanaman .................................................................. 47 22. Data derajat infeksi mikoriza (%) ............................................................... 47 23. Sidik ragam derajat infeksi mikoriza .......................................................... 47 24. Data populasi jamur pelarut fosfat ( x 105 populasi/ml) ............................. 48 25. Sidik ragam populasi jamur pelarut fosfat .................................................. 48 26. Foto penelitian ............................................................................................ 49
Universitas Sumatera Utara
ABTRACT
RIZKY MARDIANA NASUTION: Utilization Phosphate Solubilizing Fungi and Mycorrhizae in Increase P availability and absorption to Maize on Inceptisols, supervised by T. SABRINA and FAUZI. P availability in soil is often be the limiting factor on plant growth and production. Phosphate solubilizing organism is one of alternative to solve this problem. The aim of this study was to determine the effect of phosphate solubilizing fungi and mycorrhizae and their interaction to increase availability and P-absorption of Maize on Inceptisols. This research was conducted in the green house, Soil Biology laboratory and Chemical and Soil Fertility Laboratory of Fakultas Pertanian USU in March-August 2013, used Randomized Block Design (RBD) factorial consisting of 2 factors and 4 replications. The first factor was phosphate solubilizing fungi inoculation consisting of 2 treatments (with and without inoculation) and the second factor was mycorrhizae application consisting of 3 treatments (0, 10, 20 g/polybag). Parameters observed were soil pH, P-availability, Corganic, plant height, stem diameter, shoot dry weight, root weight, P-absorption, 100 seeds dry weight, mycorrhizae infection and phosphate solubilizing fungi population. The result showed that phosphate solubilizing fungi inoculation significantly affected phosphate solubilizing fungi population and not affected others parameters, however it increased plant growth and production. Mycorrhizae application decreased soil pH, stem diameter, and increased mycorrhizae infection significantly. Mycorrhizae application dose of 10 g mycorrhizae resulted the highest plant height, shoot dry weight, highest P-absorbtion, 100 seeds dry weight but decreased C-organic and P availability. Keywords : phosphate solubilizing fungi, mycorrhizae, Inceptisol, maize
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
RIZKY MARDIANA NASUTION: Pemanfaatan Jamur Pelarut Fosfat dan Mikoriza untuk Meningkatkan Ketersediaan dan Serapan P Tanaman Jagung Pada Tanah Inceptisol, dibimbing oleh T. SABRINA dan FAUZI. Bentuk ketersediaan P di dalam tanah sering menjadi faktor pembatas pertumbuhan dan produksi tanaman. Organisme pelarut fosfat merupakan salah satu alternatif untuk mengatasi masalah tersebut. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh jamur pelarut fosfat dan mikoriza serta interaksinya dalam meningkatkan ketersediaan dan serapan P tanaman jagung pada tanah Inceptisol. Penelitian dilaksanakan di Rumah Kasa, Laboratorium Biologi Tanah, dan Laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah Fakultas Pertanian USU pada Maret-Agustus 2013, menggunakan Rancangan Acak Kelompok faktorial, dengan 2 faktor dan 4 blok. Faktor pertama adalah inokulasi jamur pelarut fosfat yang terdiri dari 2 perlakuan (tanpa dan dengan inokulasi) dan faktor kedua adalah aplikasi mikoriza yang terdiri dari 3 perlakuan (0, 10, 20 g/polibag). Parameter yang diamati adalah pH tanah, C-organik, P tersedia, tinggi tanaman, diameter batang, berat kering tajuk, berat kering akar, Serapan P, bobot 100 biji, derajat infeksi mikoriza dan populasi jamur pelarut fosfat. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pemberian jamur pelarut fosfat berpengaruh nyata terhadap populasi jamur pelarut fosfat dan tidak berpengaruh terhadap parameter lainnya namun dapat meningkatkan pertumbuhan dan produksi tanaman. Pemberian mikoriza berpengaruh nyata menurunkan pH tanah dan diameter batang serta nyata meningkatkan derajat infeksi mikoriza. Pemberian mikoriza dengan dosis 10 g memberikan tinggi tanaman, berat kering tajuk, serapan P, serta bobot 100 biji tertinggi namun menurunkan C-organik dan P tersedia tanah. Kata kunci : jamur pelarut fosfat, mikoriza, Inceptisol, jagung
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
Latar Belakang Inseptisol tersebar luas dengan sebaran 15,8 persen dari permukaan tanah di
dunia (Foth, 1994). Di Indonesia luas Inceptisol mencapai 40.879.687 ha dengan penyebarannya dominan terdapat di Sumatera, Kalimantan dan Papua. Di Sumatera, penyebaran tanah masam berdasarkan ordo tanah berturut-turut adalah Inceptisols (13.412.422 ha), Ultisols (9.391.529 ha), Oksisols (5.929.074 ha), Entisols (595.115 ha) dan Spodosols (16.394 ha) (Mulyani, dkk., 2009). Berdasarkan sebarannya yang cukup luas tanah ini berpotensi untuk pengembangan pertanian lahan kering di Sumatera namun unsur hara fosfor sering menjadi faktor pembatas pada Inceptisol.
Unsur hara fosfor merupakan unsur hara makro esensial bagi tanaman yang dibutuhkan dalam jumlah banyak setelah nitrogen. Namun Ketersediaan P dalam tanah pada umumnya rendah. Tanah-tanah masam biasanya mengandung ion-ion Al3+, Fe3+ dan Mn2+ terlarut dan tertukarkan dalam jumlah yang cukup nyata. Apabila ada, fosfat akan terjerap pada permukaan koloid dengan ion Al3+, Fe3+ dan Mn2+ bertindak sebagai jembatan (Tan, 1998).
Banyak upaya yang dilakukan untuk meningkatkan ketersediaan P di dalam tanah antara lain penambahan pupuk kandang, guano, dolomit, serta bahan organik yang berasal dari serasah tanaman. Seiring dengan perkembangan bioteknologi pertanian, maka alternatif lain untuk meningkatkan ketersediaan fosfat di dalam tanah adalah dengan memanfaatkan jamur pelarut fosfat dan mikoriza.
Mikroorganisme pelarut fosfat merupakan mikroorganisme yang mempunyai kemampuan mengekstrak fosfat dari bentuk yang tidak larut menjadi bentuk yang
Universitas Sumatera Utara
tersedia bagi tanaman melalui sekresi asam-asam organik yang dihasilkan untuk melepaskan P dari kompleks jerapan (Hanafiah, dkk, 2009). Penggunaan mikroorganisme pelarut fosfat di tanah Ultisol berpengaruh nyata dalam meningkatkan P tersedia tanah dan berat kering akar tanaman jagung (Nasution, 2010). Aplikasi jamur pelarut fosfat sebanyak 20 ml/polybag pada tanah Andisol mampu meningkatkan berat basah dan serapan P tanaman cabai dan menurun dengan meningkatnya dosis yang diaplikasikan (Sembiring, 2012). Inokulasi bakteri pelarut fosfat pada tanah Vertisol dapat meningkatkan P tersedia tanah (Dulur, 2010).
Selain penggunaan mikrobia pelarut fosfat, penggunaan mikoriza juga mampu meningkatkan unsur hara baik makro maupun mikro dan dapat menyerap unsur hara dalam bentuk terikat dan tidak tersedia bagi tanaman seperti P. Mikoriza mempunyai kemampuan untuk berasosiasi dengan hampir 90% jenis tanaman dan membantu dalam meningkatkan efisiensi penyerapan unsur hara terutama fosfor pada lahan marjinal (Hanafiah, dkk., 2009).
Berdasarkan uraian diatas, maka peneliti tertarik untuk melakukan pemanfaatan jamur pelarut fosfat dan mikoriza untuk meningkatkan ketersediaan unsur hara P dan serapan P tanaman jagung (Zea mays L.) pada tanah Inceptisol. Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji manfaat jamur pelarut fosfat dan mikoriza serta interaksinya dalam meningkatkan ketersediaan dan serapan P tanaman jagung pada tanah Inceptisol.
Universitas Sumatera Utara
Hipotesis Penelitian - Pemberian jamur pelarut fosfat dapat meningkatkan ketersediaan dan serapan P
tanaman jagung pada tanah Inseptisol. - Pemberian mikoriza pada taraf tertentu dapat meningkatkan ketersediaan dan serapan
P tanaman jagung pada tanah Inseptisol. - Interaksi jamur pelarut fosfat dan mikoriza pada taraf tertentu dapat meningkatkan
ketersediaan dan serapan P tanaman jagung pada tanah Inseptisol. Kegunaan Penelitian - Sebagai bahan informasi bagi kepentingan ilmu pengetahuan. - Sebagai salah satu syarat untuk dapat memperoleh gelar sarjana di
Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
Mikroorganisme Pelarut Fosfat (MPF)
Tanaman hanya dapat menyerap P dalam bentuk yang tersedia. P
tanah baru dapat tersedia oleh perakaran tanaman atau mikrobia tanah melalui
sekresi asam organik oleh akar atau mikrobia. Oleh karena itu mikrobia yang
dapat melarutkan P memegang peranan penting dalam sistem pertanian
(Hanafiah, dkk., 2009)
Mikroba pelarut fosfat hidup di sekitar perakaran tanaman, mulai permukaan
tanah sampai kedalaman 25 cm. Keberadaannya berkaitan dengan jumlah bahan organik
yang akan mempengaruhi populasi serta aktivitasnya dalam tanah. Mikroba yang hidup
dekat daerah perakaran secara fisiologis lebih aktif dibanding mikroba yang hidup jauh
dari daerah perakaran. Keberadaan mikroba pelarut fosfat beragam dari satu tempat ke
tempat lainnya karena perbedaan sifat biologis mikroba itu sendiri. Terdapat mikroba
yang hidup pada kondisi masam dan ada pula yang hidup pada kondisi netral dan basa,
ada yang hipofilik, mesofilik dan termofilik ada yang hidup aerob maupun anaerob
(Ginting, 2006).
Aktivitas mikroba tanah berpengaruh langsung terhadap ketersediaan fosfat di
dalam larutan tanah. Sebagian aktivitas mikroba tanah dapat melarutkan fosfat dari
ikatan fosfat tak larut (melalui sekresi asam-asam organik) atau mineralisasi fosfat dari
bentuk ikatan fosfat-organik menjadi fosfat-anorganik. Selain tanaman, fosfat anorganik
terlarut juga digunakan oleh mikroba
untuk aktivitas dan pembentukan
sel-sel baru, sehingga terjadi pengikatan (immobilisasi) fosfat (Santosa, 2007).
Universitas Sumatera Utara
Pertumbuhan mikroorganisme pelarut fosfat sangat dipengaruhi oleh kemasaman tanah. Pada tanah masam, aktivitas mikrooganisme dipengaruhi oleh kelompok fungi sebab pertumbuhan fungi optimum pada pH 5-5.5. Pertumbuhan fungi menurun dengan meningkatnya pH. Sebaliknya pertumbuhan kelompok bakteri optimum pada pH sekitar netral dan meningkat seiring dengan meningkatnya pH tanah (Ginting, 2006).
Keberhasilan inokulasi pelarut fosfat pada kondisi lapangan dipengaruhi oleh beberapa faktor biologi, diantaranya adalah kandungan bahan organik. Tanah dengan kandungan bahan organik rendah tidak dapat memberikan kondisi lingkungan yang sesuai untuk aktivitas mikroorganisme pelarut fosfat. Penambahan bahan organik dengan inokulasi mikroorganisme pelarut fosfat dapat meningkatkan aktivitas mikroorganisme pelarut fosfat dan ketersediaan P tanah, terutama bila dikombinasikan dengan batuan fosfat (Hanafiah, 1994).
Aktivitas mikroba dalam rhizosfer dapat meningkatkan ketersediaan P dengan menurunkan pH dan melarutkan Fe-P dan Al-P, yang mungkin terikat oleh aluminium dan besi. Akar tanaman juga dapat mengeluarkan asam organik yang dapat melarutkan P dalam jumlah yang cukup besar dalam bentuk hydroxylapatite (Syers, dkk., 2008).
Kemampuan MPF dalam melarutkan fosfat berbeda-beda, antara lain tergantung dari macam dan jumlah asam organik yang dihasilkan serta sumber fosfat yang digunakan (Santosa, 2007). Kemampuan mikroba pelarut fosfat dalam melarutkan fosfat yang terikat dapat diketahui dengan membiakkan biakan murni-nya pada media agar Pikovskaya atau media agar ekstrak tanah yang berwarna putih keruh karena mengandung P tidak terlarut seperti kalsium fosfat (Ca3(PO4)2). Pertumbuhan mikroba pelarut fosfat dicirikan dengan adanya zona bening di sekitar koloni mikroba yang
Universitas Sumatera Utara
tumbuh, sedangkan mikroba yang lain tidak menunjukkan ciri tersebut (Raharjo, dkk., 2007). Beberapa jamur dan bakteri yang besar perannya dalam pembebasan senyawasenyawa fosfat organik adalah Aspergillus, Penicillium, Bacillus dan Pseudomonas melalui sekresi sejumlah asam organik seperti asam format, asetat, propionate, laktat, glikolat, fumarat dan suksinat (Hanafiah, dkk., 2009).
Gambar 1. Isolat jamur pelarut fosfat dalam biakan media Pikovskaya Asam-asam organik sangat berperan dalam pelarutan fosfat karena asam organik tersebut relatif kaya akan gugus-gugus fungsional karboksil (-COO−) dan hidroksil (-O−) yang bermuatan negatif sehingga memungkinkan untuk membentuk senyawa komplek dengan ion (kation) logam yang biasa disebut chelate. Asam-asam organik meng-chelate Al, Fe atau Ca, mengakibatkan fosfat terlepas dari ikatan AlPO4.2H2O, FePO4.2H2O, atau Ca3(PO4)2 sehingga meningkatkan kadar fosfat-terlarut dalam tanah. Keadaan ini akan meningkatkan ketersediaan fosfat dalam larutan tanah. Pelarutan fosfat dari Al-P atau Fe-P pada tanah masam oleh asam organik yang dihasilkan MPF sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
O װ AlPO4.2H2O + 3 R-C-OH
(variscite ) (asam organik)
OO װװ R-C-O-Al-O-C-R + H2PO4- + 2H2O + H+
׀ R-C-O
װ O
Al-chelate
Sedangkan reaksi pelarutan fosfat dari Ca-P pada tanah basa oleh asam organik
sebagai berikut:
O OO
װ Ca3(PO4)2 + 9 R-C-OH
װװ 3 (R-C-Ca-C-R) + 2 H2PO4- + 5H+
׀
Trikalsium fosfat Asam Organik
R-C-O
װ
O
Ca-chelate
(Santosa, 2007).
Penginokulasian jamur pelarut fosfat dapat meningkatkan produktivitas tanaman
kedelai sebesar 67,43% dibandingkan pemberian dosis pupuk P yang sama dan 36,28%
dibandingkan pemakaian dosis pupuk P yang direkomendasikan, serta dapat
mengurangi pemakain pupuk anorganik sekitar 50% pada tanaman kedelai
(Dasumiati dan Pikoli, 2009). Jamur memiliki efisiensi yang lebih untuk melarutkan
fosfat dibandingkan bakteri. Oleh karena itu perlu ada pengembangan strain jamur
sebagai pupuk fosfat (Sanjotha, dkk., 2011).
Mikoriza
Mikoriza adalah suatu bentuk asosiasi simbiotik antara akar tumbuhan tingkat
tinggi dan miselium cendawan tertentu. Pada umumnya, tanah yang dikelola secara
organik menunjukkan adanya peningkatan mikoriza yang bersimbiosis dengan
perakaran tanaman (Hanum, 2012).
Ada dua macam mikoriza, yaitu ektomikoriza dan endomikoriza. Pada
ektomikoriza (mikoriza eksternal), hifanya berpenetrasi di antara sel-sel korteks akar
Universitas Sumatera Utara
paling luar, namun tidak masuk ke dalam sel tanaman inang. Tipe mikoriza ini paling banyak dijumpai pada tanaman berkayu seperti pinus. Sementara itu, pada endomikoriza (mikoriza internal), hifanya masuk ke dalam sel-sel korteks hingga ke endodermis tanaman inang. Endomikoriza dapat menembus dinding sel-sel korteks, tetapi tidak dapat melewati pita kaspari. Disamping itu, meskipun masuk ke dalam sel cendawan ini tidak merusak membran plasma atau membran vakuola sel tanaman inang. Di dalam sel, endomikoriza membentuk arbuskula yang berisi butiran-butiran fosfor, yang kemudian arbuskula tersebut menghilang setelah fosfor diserap oleh tanaman (Zulkarnain, 2009).
Jamur mikoriza memainkan peran penting dalam akuisisi nutrisi di banyak spesies tanaman. Ada dua tipe hubungan yang penting bagi nutrisi tanaman. Mikoriza Arbuskula (AM) menyerang akar dan mengembangkan miselium internal, bersamasama memperpanjang miselium eksternal yang dapat meningkatkan panjang akar efektif. Semua mikoriza mengambil senyawa karbon yang dihasilkan oleh fotosintesis pada daun tanaman inang dan sebagai imbalannya mikoriza memasok nutrisi, khususnya P dan mikronutrien, yang mereka ambil dari larutan tanah. Simbiosis ini memainkan peranan besar dalam tanah miskin P dan mikronutrien, terutama seng (Zn). Ada perbedaan antara genotip AM, misalnya antara mereka memanfaatkan Al fosfat di tanah masam dan mereka menggunakan hydroxylapatites dalam keadaan tanah netral/alkali. Penggunaan mulsa sisa tanaman dapat meningkatkan perkembangan jamur mikoriza. Efisiensi AM dibatasi oleh suhu rendah, stres air dan pH tanah