Developing arbuscular mycorrhiza fungi inoculants based on bio material and its utilization for teak (Tectona grandis L.) seedling production
PENGEMBANGAN PRODUKSI INOKULAN FUNGI MIKORIZA
ARBUSKULA BERBASIS BAHAN ALAMI DAN
PEMANFAATANNYA UNTUK PRODUKSI BIBIT JATI
(Tectona grandis L.f)
ABIMANYU DIPO NUSANTARA
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2011
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI
DAN SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi yang berjudul Pengembangan
Produksi Inokulan Fungi Mikoriza Arbuskula Berbasis Bahan Alami dan
Pemanfaatannya Untuk Produksi Bibit Jati (Tectona grandis L.f) adalah karya
saya sendiri dengan arahan komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk
apapun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau
dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain
telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian
akhir disertasi ini.
Bogor, Juli 2011
Abimanyu Dipo Nusantara
NRP. E061030132
ABSTRACT
ABIMANYU DIPO NUSANTARA. Developing arbuscular mycorrhiza fungi
inoculants based on bio-material and its utilization for teak (Tectona grandis L.)
seedling production. Supervised by CECEP KUSMANA, IRDIKA MANSUR,
LATIFAH KOSIM DARUSMAN, and SOEDARMADI HARDJOSOEWIGNYO.
Arbuscular mycorrhiza fungi (AMF) is a bioresources which is involved in
various biogeochemical processes of carbon and soil nutrients. They influence
plant fitness as well as terrestrial ecosystem stability. Mismanagement of land
resources can make disappearance of AMF propagules from the soil. It is
necessary to restore fungal propagules through inoculation of AMF in order to
ensure the optimal function of terrestrial ecosystem. This dissertation composes of
five experiments with main objective develop inoculant production model of
AMF based on bio-material and its utilization for Tectona grandis L.f. seedlings
production. Research results show that production of AMF inoculant is
determined by AMF species and source of nutrient. Vermicompost and bone mill
are bio-material that have potential to substitute fertilizer for the production of
AMF Glomus etunicatum inoculant. Good G. etunicatum inoculant can be
produced in the greenhouse by considering substrate sterilization, moisture
content of the substrate, and bio-material used. Effectivity of each biomaterial is
influenced by its nutrient content, particle diameter size and dosage. The finer the
size of biomaterial the more effective source to produce G. etunicatum inoculant.
The optimal dosage of bio-materials is equal to 50 mg P kg-1 of substrate.
Solomon teak seedlings produced from tissue culture can be grown using polybag
or bare root system with application of G. etunicatum inoculant and
vermicompost. Inoculant of G. etunicatum in combination with vermicompost
increase significantly teak seedling growth and chemical and biological
characteristics of growth medium in the bare root system. Application mycorrhiza
inoculant is recommended for producing teak seedlings from tissue culture to
ensure teak seedling survivability in the field.
Key words: mycorrhizal innoculant, G, etunicatum, bone mill, vermicompost,
bareroot, teak seedling.
RINGKASAN
ABIMANYU DIPO NUSANTARA. Pengembangan Produksi Inokulan Fungi
Mikoriza Arbuskula Berbasis Bahan Alami dan Pemanfaatannya Untuk Produksi
Bibit Jati (Tectona grandis L.f). Di bawah bimbingan CECEP KUSMANA,
IRDIKA MANSUR, LATIFAH KOSIM DARUSMAN, dan SOEDARMADI
HARDJOSOEWIGNYO.
Fungi mikoriza arbuskula (FMA) telah hadir pada masa ketika permukaan
bumi belum ditumbuhi tanaman darat. Fungi ini sangat penting artinya karena
terlibat dalam berbagai daur biogeokimia unsur karbon dan hara sehingga
menjamin kebugaran tanaman dan kemantapan ekosistem daratan. Fungi mikoriza
arbuskula bertahan hidup dalam bentuk propagul yaitu spora, hifa ekstraradikal,
tanah dan akar terkolonisasi. Bencana alam dan salah urus sumberdaya alam dapat
meniadakan propagul dari permukaan tanah sehingga pengembalian propagul
melalui pemanfaatan inokulan perlu dilakukan untuk menjamin ekosistem daratan
tetap dapat berfungsi optimal untuk kesejahteraan seluruh mahluk hidup.
Disertasi ini disusun berdasarkan hasil lima percobaan, yang dirangkum
menjadi tiga penelitian, dengan tujuan umum untuk mengembangkan model
produksi inokulan fungi mikoriza arbuskula berbasis bahan alami untuk produksi
bibit jati (Tectona grandis L.f.). Penelitian dilaksanakan di Laboratorium
Silvikultur Fakultas Kehutanan IPB mengggunakan fungi mikoriza arbuskula
Glomus etunicatum, Acaulospora tuberculata, tanaman kudzu (Pueraria
phaseoloides Roxb) dan jati (Tectona grandis L.f) provenan Solomon, sumber
hara berupa larutan hara, SP36, tepung tulang, batuan fosfat dan vermikompos,
serta zeolit dan tanah sebagai medium tumbuh. Data pengamatan diolah dengan
analisis statistik model sidik ragam, korelasi dan regresi.
Penelitian pertama berjudul Seleksi Mikoriza Arbuskula dan Bahan Alami
Bio-Anorganik Untuk Memproduksi Inokulan Mikoriza. Penelitian ini terdiri atas
dua percobaan yang bertujuan mendapatkan jenis FMA dan pupuk anorganik tidak
mudah larut sebagai alternatif pengganti pupuk buatan untuk memproduksi
inokulan FMA. Respon yang diuji ialah perubahan kolonisasi dan produksi spora
FMA serta bobot kering tanaman inang. Hasil penelitian menunjukkan bahwa jenis
FMA dan sumber hara anorganik berinteraksi nyata mempengaruhi produksi spora
FMA, kolonisasi akar dan bobot kering tanaman kudzu. Glomus etunicatum
meningkatkan biomassa tanaman kudzu, kolonisasi akar, dan produksi spora
dalam medium tumbuh yang lebih tinggi dibandingkan dengan A. tuberculata.
Sumber hara anorganik, baik yang mudah ataupun yang sulit larut, tidak dapat
memacu pembentukan dan perkembangan simbiosis MA oleh A. tuberculata.
Tepung tulang giling merupakan sumber hara fosfor (P) yang sama baiknya
dengan larutan pupuk buatan yang digunakan dalam proses produksi spora G.
etunicatum. Tepung tulang giling berukuran halus (< 250 µm) menghasilkan
pengaruh yang lebih baik dibandingkan dengan yang berukuran kasar (> 250 µm).
Untuk menghasilkan kolonisasi maksimum sebesar 99% dan dan jumlah spora
sebanyak 2300 per 100 g inokulan diperlukan tepung tulang maksimal sebanyak
36 mg per 175 g medium tumbuh.
Penelitian kedua berjudul Interaksi Sterilisasi, Kadar Air dan Sumber Hara
Terhadap Produksi Spora G. etunicatum. Penelitian ini terdiri atas dua percobaan
yang bertujuan mendapatkan informasi mengenai interaksi sterilisasi, kadar air,
dan sumber hara terhadap produksi inokulum G. etunicatum dan efektivitas
simbiosisnya dengan tanaman kudzu. Hasil penelitian menunjukkan bahwa
pembentukan struktur intraradikal G. etunicatum dan pertumbuhan kudzu lebih
dipengaruhi oleh sumber P daripada oleh kadar air dan sterilisasi substrat. Tidak
perlu dilakukan sterilisasi substrat untuk memproduksi inokulum G. etunicatum.
Pemberian air dalam produksi inokulum cukup sampai sebanyak 50% dari
kapasitas substrat memegang air. Vermikompos dan tepung tulang sapi dapat
menggantikan peran pupuk buatan sebagai sumber hara. Kolonisasi dan sporulasi
G. etunicatum dan efektivitas simbiosisnya dengan tanaman kudzu meningkat
lebih tinggi jika menggunakan vermikompos dibandingkan dengan tepung telung
sapi. Jumlah spora dan vesikel G. etunicatum tidak ditentukan oleh pertumbuhan
awal tanaman kudzu. Takaran optimal vermikompos berukuran garis tengah butir
< 250 μm ialah sebesar 150 – 224 mg per 175 g substrat.
Penelitian ketiga berjudul Efektivitas Metode Penyiapan Bibit, Inokulan
Mikoriza dan Pupuk Terhadap Pertumbuhan dan Sifat Biologi Media Tumbuh Bibit
Jati Solomon bertujuan menilai efektivitas interaksi metoda penyiapan bibit,
inokulasi FMA G. etunicatum dan penambahan pupuk terhadap parameter
pertumbuhan bibit jati dan parameter hayati media tumbuh bibit jati di kebun bibit.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa sistem akar telanjang menghasilkan indeks
mutu bibit yang sama dengan polybag. Penggunaan mikoriza pada sistem akar
telanjang bukan satu-satunya faktor yang menurunkan pertumbuhan bibit jati
dibandingkan dengan pada system polybag. Sebaliknya, sistem akar telanjang
menghasilkan media tumbuh dengan kadar hara dan aktivitas biologi yang lebih
tinggi dibandingkan dengan sistem polybag. Perbanyakan bibit jati, melalui sistem
akar telanjang dan polybag, tetap memerlukan pupuk dan vermikompos sebagai
pupuk alternatif yang sama baiknya dengan pupuk buatan.
Dari ketiga penelitian tersebut disimpulkan bahwa produksi spora FMA
ditentukan oleh spesies FMA dan sumber hara yang digunakan. Spesies Glomus
lebih mudah diperbanyak dibandingkan dengan Acaulospora. Perbanyakan
inokulan G. etunicatum dalam rumah kaca hendaknya memperhatikan faktor
sterilisasi substrat, pengaturan kadar air, dan sumber hara fosfor yang digunakan
khususnya yang menyangkut ukuran garis tengah butir, kadar hara, dan takarannya.
Vermikompos dan tepung tulang sapi giling merupakan sumber hara yang
berpotensi menggantikan larutan pupuk buatan untuk memproduksi spora G.
etunicatum. Efektivitas setiap sumber hara ditentukan oleh kadar hara, ukuran, dan
takarannya. Semakin halus ukuran butir semakin tinggi efektivitas sumber hara
sedangkan takaran yang optimal dapat ditentukan berdasarkan pendekatan kadar P
sebesar 50 mg kg-1 substrat. Efektivitas inokulan G. etunicatum berbasis
vermikompos untuk bibit jati Solomon hasil perbanyakan kultur jaringan,
ditentukan oleh metode penyiapan bibit dan pupuk yang digunakan. Bibit jati
Solomon asal kultur jaringan dapat diperbanyak dengan polybag atau akar telanjang
disertai dengan inokulasi G. etunicatum dan pemberian vermikompos. Inokulan G.
etunicatum dan vermikompos lebih efektif meningkatkan karakteristik kimia dan
biologi medium tumbuh dalam sistem akar telanjang. Penggunaan inokulan
mikoriza tetap dianjurkan untuk memproduksi bibit jati akar telanjang asal kultur
jaringan untuk menjamin daya tahan hidupnya di lapangan.
@ Hak Cipta milik IPB, tahun 2011
Hak Cipta dilindungi Undang-undang
1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa
mencantumkan atau menyebutkan sumber
a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian,
penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik
atau tinjauan suatu masalah
b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB
2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh
karya tulis dalam bentuk apapun tanpa seizin IPB
PENGEMBANGAN PRODUKSI INOKULAN FUNGI
MIKORIZA ARBUSKULA BERBASIS BAHAN ALAMI DAN
PEMANFAATANNYA UNTUK PRODUKSI BIBIT JATI
(Tectona grandis L.f)
ABIMANYU DIPO NUSANTARA
Disertasi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor
pada
Program Studi Ilmu Pengetahuan Kehutanan
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2011
1. Ujian Tertutup Tanggal 28 Juni 2011
Penguji Luar Komisi Pembimbing:
a. Dr. Ir. Supriyanto, DEA
Staf Pengajar pada Departemen Silvikultur Tropika,
Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor
b. Dr. Sri Wilarso Budi, M.Sc
Staf Pengajar pada Departemen Silvikultur Tropika,
Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor
2. Ujian Terbuka Tanggal 27 Juli 2011
Penguji Luar Komisi Pembimbing:
a. Prof. Dr. Ir. Iskandar Zulkarnaen Siregar, M.Sc
Staf Pengajar pada Departemen Silvikultur Tropika,
Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor
b. Dr. Ir. Happy Widiastuti, M.S
Peneliti pada Balai Penelitian Bioteknologi Perkebunan Indonesia
Judul
: Pengembangan Produksi Inokulan Fungi Mikoriza Arbuskula
Berbasis Bahan Alami dan Pemanfaatannya Untuk Produksi
Bibit Jati (Tectona grandis L.f).
Nama
: Abimanyu Dipo Nusantara
NRP
: E061030132
Program Studi : Ilmu Pengetahuan Kehutanan
Disetujui
Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Ir. Cecep Kusmana, M.S.
Ketua
Dr. Ir. Irdika Mansur M.For.Sc.
Anggota
Prof. Dr. Ir. Latifah K. Darusman, M.Si.
Anggota
Prof. Dr. Ir. Soedarmadi Hardjosoewignyo, M.Sc
Anggota
Diketahui
Ketua Program Studi
Ilmu Pengetahuan Kehutanan
Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof. Dr. Ir. Fauzi Febrianto, M.S
Tanggal Ujian: 27 Juli 2011
Tanggal Lulus:
Dr. Ir. Dahrul Syah, M.Sc.Agr.
PRAKATA
Ucapan syukur dipanjatkan kepada Tuhan YME atas segala nikmat-Nya
sehingga disertasi yang berjudul “Pengembangan Produksi Inokulan Fungi
Mikoriza Arbuskula Berbasis Bahan Alami dan Pemanfaatannya Untuk Produksi
Bibit Jati (Tectona grandis L.f)” dapat terselesaikan. Pengembangan inokulan
fungi mikoriza arbuskula merupakan kegiatan yang penting artinya untuk
menjamin penyediaan dan pengembalian propagul fungi mikoriza arbuskula ke
ekosistem daratan sehingga manfaatnya berguna untuk kesejahteraan umat
manusia. Disertasi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Doktor pada Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.
Ungkapan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya dan penghargaan
setinggi-tingginya dengan tulus disampaikan kepada yang terhormat Prof. Dr. Ir.
Cecep Kusmana, M.S., Dr. Irdika Mansur, M.For.Sc., Prof. Dr. Ir. Latifah K.
Darusman, M.Si., dan Prof. Dr. Ir. Soedarmadi Hardjosoewignyo, M.Sc, selaku
komisi pembimbing, atas segala bimbingan dan arahannya sehingga disertasi ini
dapat terselesaikan dengan baik. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada
yang terhormat Dr. Ir. Rinekso, M.Sc., Dr. Deddy Duryadi, M.Sc.,
Dr. Ir. Supriyanto, DEA., Dr. Ir. Sri Budi Wilarso, M.Sc, Prof. Dr. Ir. Imam
Wahyudi, M.Sc., Prof. Dr. Ir. Iskandar Zulkarnaen Siregar, M.Sc, dan
Dr. Ir. Happy Widiastuti, M.S sebagai penguji luar komisi pada ujian prelim, ujian
tertutup, dan ujian terbuka yang telah memberikan masukan mendasar terhadap
keseluruhan isi disertasi ini.
Penulis juga menyampaikan ucapan terimakasih kepada Direktorat Jenderal
Pendidikan Tinggi Kementerian Pendidikan Nasional yang telah memberikan
beasiswa BPPS untuk mengikuti program doktor di IPB dan dana penelitian
Hibah Mahasiswa Program Doktor. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan
kepada SEAMEO BIOTROP yang telah memberikan dana penelitian melalui
Program Hibah Penelitian.
Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada yang terhormat Dr. Ir. Yadi
Setiyadi, M.Sc., Dr. Ir. Hermawan Kresno Dipojono, M.S.E.E., Dr. Ir. Nanang
Hariyanto, M.Sc., Dr. Kartini Kramadibrata, Drs. Alamsyah Harahap, M.Lib.Sc.,
Ir. Aso Kusuma, M.Eng., Sydharama Rudianto, Dr. Ir. Panca Dewi Manuhara
Karti M.Si., Dr. Ir. Mochamad Chozin, M.Sc., Dr. Ir. Widodo Haryoko, M.S.,
Dr. Ir. Teguh Adi Prasetyo, M.S.c, atas segala perhatian dan bantuannya sehingga
penulis dapat menyelesaikan tugas belajar di IPB.
Ucapan terimakasih penulis sampaikan pula kepada Kepala Laboratorium
Silvikultur Fakultas Kehutanan IPB, Laboratorium Analisis Tanah dan Tanaman
SEAMEO-BIOTROP, dan Laboratorium Biologi Tanah Fakultas Pertanian
Universitas Bengkulu yang telah mengijinkan penggunaan seluruh fasilitas yang
tersedia selama penulis melakukan penelitian. Kepada seluruh pengelola dan staf
Laboratorium Bioteknologi Hutan dan Lingkungan, Pusat Penelitian Sumberdaya
Hayati dan Bioteknologi, IPB, atas segala penerimaan dan perhatian selama
penulis studi di IPB. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada seluruh
pengurus Forum Wacana yang selalu berupaya untuk meringankan beban
mahasiswa pascasarjana dan rekan-rekan lain yang tidak dapat disebutkan satu
persatu atas segala perhatian dan bantuannya.
Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada pimpinan Universitas
Bengkulu dan pimpinan Fakultas Pertanian Universitas Bengkulu yang telah
mengijinkan penulis untuk melanjutkan studi S3 di IPB, serta pimpinan Program
Pascasarjana Ilmu Lingkungan Fakultas Pertanian Universitas Bengkulu atas
segala perhatiannya selama penulis menyelesaikan studi S3 di IPB.
Ungkapan terima kasih dan kasih yang mendalam penulis sampaikan kepada
istriku Dr. Ir. Rr. Yudhy Harini Bertham, M.P., anakku Ika Farida Wisnuwardhani
S.P, dan Tri Ratna Anggraini Wisnumurthi S.H, menantuku Hilman Budiana,
cucuku Hanifa Fatma Sabilla dan Damar Haikal Ibrahim atas segala kesabaran,
pengorbanan, pengertian dan doanya.
Bogor, Juli 2011
Abimanyu Dipo Nusantara
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan pada tanggal 25 Desember 1956 di Purworejo, sebagai
anak ketiga dari enam bersaudara dari Bapak Drs. Sru Adji Surjadi (alm) dan Ibu
Hajjah Soemarni. Pendidikan SD sampai SMA diselesaikan di Jember, Jawa
Timur. Gelar sarjana S1 bidang Kesuburan Tanah penulis peroleh pada tahun
1981 dari Jurusan Ilmu Tanah, Fakultas Pertanian Universitas Jember. Gelar
sarjana S2 bidang Mikrobiologi Tanah penulis peroleh pada tahun 1994 dari
Jurusan Ilmu Tanah Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.
Pada tahun 2003 penulis diterima sebagai mahasiswa program S3 pada Program
Studi Ilmu Pengetahuan Kehutanan, Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian
Bogor.
Publikasi ilmiah yang merupakan bagian tidak terpisahkan dari disertasi ini
telah di publikasikan pada jurnal ilmiah nasional dengan judul (i) “Peran substrat
alami, kadar air, dan sterilisasi dalam produksi spora melalui simbiosis Pueraria
javanica dan Glomus etunicatum” pada tahun 2007 di Jurnal Akta Agrosia
(terakreditasi) Edisi Khusus No. 2 Dies Natalis ke-26 UNIB halaman 204-212 (ii)
“Produksi spora Glomus etunicatum berbasis bahan alami” pada tahun 2007 di
Jurnal Ilmu-Ilmu Pertanian Indonesia (terakreditasi) Edisi Khusus No. 3 halaman
285 – 294, (iv) “Inokulasi mikoriza dan pemberian vermikompos mempengaruhi
pertumbuhan dan karakteristik medium tumbuh bibit jati Solomon (Tectona
grandis Linn F.) di persemaian akar telanjang” pada tahun 2009 di Jurnal Embrio
2(2) halaman 103-112, (vi) “Pemanfaatan vermikompos untuk produksi biomassa
legum penutup tanah dan inokulum fungi mikoriza arbuskula” pada tahun 2010 di
Jurnal Ilmu-Ilmu Pertanian 12 halaman 26-33, (vii) “Pemanfaatan bahan bioanorganik untuk memproduksi biomassa hijauan pakan ternak dan inokulan fungi
mikoriza arbuskula” pada tahun 2011 di Jurnal Media Peternakan 33(3) halaman
162-168, dan (viii) Ukuran dan dosis tepung tulang menentukan produksi
inokulan mikoriza Glomus etunicatum pada tahun 2011 di Jurnal Media
Peternakan (edisi Agustus 2011).
Sebagian hasil penelitian juga telah penulis sampaikan pada forum ilmiah
yaitu (i) “Pengaruh sterilisasi bahan, kadar air, dan sumber fosfor terhadap
pertumbuhan tanaman inang P. javanica dan produksi spora CMA G. etunicatum”
pada tahun 2007 di Seminar Nasional Mikoriza II: Percepatan Sosialisasi
Teknologi Mikoriza Untuk Mendukung Revitalisasi Kehutanan, Pertanian dan
Perkebunan, (ii) “Assessing the effectiveness of seedling preparation method and
mycorrhizal inoculants for enhancing teak seedling (Tectona grandis Linn. F)
growth and soil biological activities” pada tahun 2010 di International Conference
on Earth and Space Sciences, dan (iii) “Efektivitas vermikompos untuk
memproduksi inokulan FMA Claroideoglomus etunicatum
(Gerdemann &
Becker, Schüßler & Walker) dan biomassa tanaman kudzu” dan “Teknik Produksi
Inokulan FMA, Reformulasi, dan Monitoring” pada tahun 2011 di Workshop dan
Seminar Nasional Mikoriza: Pupuk dan Pestisida Hayati Pendukung Pertanian
Berkelanjutan Yang Ramah Lingkungan.
Penulis merupakan anggota aktif Himpunan Ilmu Tanah Indonesia dan
Asosiasi Mikoriza Indonesia. Penulis menikah dengan Dr. Ir. Rr. Yudhy Harini
Bertham MP, yang bekerja sebagai dosen pada Fakultas Pertanian Universitas
Bengkulu, dan dikaruniai tiga orang anak, yaitu Ika Farida Wisnuwardhana SP,
Dyah Padmawati (alm) dan Tri Ratna Angggraini Wisnumurthi SH, seorang
menantu yaitu Hilman Budiana, dan dua orang cucu yaitu Hanifa Fatma Sabilla
dan Damar Haikal Ibrahim.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ……………………………..……………………………
xix
DAFTAR GAMBAR ………………………….…………………….............
xxiii
PENDAHULUAN ……………………………..…………………………...
1
Latar Belakang ……………………………..………………………...
Tujuan Penelitian ……………………………..………………...........
Hipotesis …………………………..…………………………............
Manfaat ……………………………..………………………………..
Kebaruan .............................................................................................
Strategi Penelitian ……………………………..……………………..
1
7
7
8
8
9
TINJAUAN PUSTAKA ……………………………..……………………..
11
Definisi Mikoriza ……………………………..……………………...
Mikoriza Arbuskula ……………………………..…………………...
Produksi Inokulum FMA ……………………………..……………...
Interaksi Bibit Jati – Bahan Organik – Fungi Mikoriza Arbuskula ….
11
12
16
23
SELEKSI MIKORIZA ARBUSKULA DAN BAHAN BIO-ANORGANIK
UNTUK MEMPRODUKSI INOKULAN MIKORIZA
33
Abstrak ……………………………..………………………………...
Abstract ……………………………..………………………………..
Pendahuluan ……………………………..…………………………...
Bahan dan Metode ……………………………………………...........
Hasil dan Pembahasan ……………………………..………………...
Simpulan ……………………………..…….......................................
33
33
34
35
40
54
UKURAN DAN TAKARAN TEPUNG TULANG SAPI MENENTUKAN
PRODUKSI INOKULAN MIKORIZA Glomus etunicatum NPI-126
(Becker & Gerdemann) ………………………..............................................
55
Abstrak ……………………………..………………………………...
Abstract ……………………………..………………………………..
Pendahuluan ……………………………..…………………………...
Bahan dan Metode …………………………………………………...
Hasil dan Pembahasan ……………………………..………………...
Simpulan ……………………………..…….......................................
55
55
56
57
60
74
xvii
INTERAKSI STERILISASI, KADAR AIR DAN SUMBER FOSFOR
DALAM PRODUKSI INOKULUM Glomus etunicatum ……..................
75
Abstrak ……………………………..………………………………...
Abstract ……………………………..………………………………..
Pendahuluan ……………………………..…………………………...
Bahan dan Metode …………………………………………………...
Hasil dan Pembahasan ……………………………..………………...
Simpulan ……………………………..…….......................................
75
75
75
78
82
98
UKURAN DAN TAKARAN VERMIKOMPOS MENENTUKAN PRODUKSI INOKULUM MIKORIZA Glomus etunicatum DAN SIMBIOSISNYA DENGAN TANAMAN KUDZU ..........................................................
99
Abstrak ……………………………..………………………………...
Abstract ……………………………..………………………………..
Pendahuluan ……………………………..…………………….……..
Bahan dan Metode ……………………………………………..…….
Hasil dan Pembahasan ……………………………..…………..…….
Simpulan ……………………………..……..............................…….
99
99
100
101
104
112
EFEKTIVITAS METODE PENYIAPAN BIBIT, INOKULAN MIKORIZA
DAN PUPUK TERHADAP PERTUMBUHAN DAN SIFAT BIOLOGI
MEDIA TUMBUH BIBIT JATI SOLOMON ……………............................
113
Abstrak ……………………………..………………………….……..
Abstract ……………………………..………………………………..
Pendahuluan ……………………………..…………………….……..
Bahan dan Metode ……………………………………………..…….
Hasil dan Pembahasan ……………………………..…………..…….
Simpulan ……………………………..……..............................…….
113
113
113
116
120
144
PEMBAHASAN UMUM ……………………………..……………...…….
145
SIMPULAN DAN SARAN ……………………………..………………….
157
DAFTAR PUSTAKA ……………………………..………………….…….
159
xviii
DAFTAR TABEL
Halaman
1 Kadar hara tepung tulang, batuan fosfat, dan hiponeks merah .................
38
2 Nilai F hitung kolonisasi mikoriza pada akar kudzu umur 6 dan 12 MST
dan jumlah spora dalam media tumbuh kudzu umur 12 MST …………
42
3 Interaksi sumber fosfor dan jenis fungi mikoriza arbuskula terhadap
kolonisasi mikoriza pada umur 6 dan 12 MST dan jumlah spora per 100
g media tumbuh kudzu umur 12 MST ....................................................
42
4 Nilai F hitung bobot kering akar, pucuk, total dan nisbah tajuk akar
kudzu umur 12 MST ...............................................................................
44
5 Interaksi sumber fosfor dan jenis fungi mikoriza arbuskula terhadap
bobot kering akar, pucuk dan total tanaman kudzu umur 12 MST (mg)
.....................................................................................................................
45
6 Rerata kolonisasi akar dan jumlah spora mikoriza arbuskula dalam
media tumbuh kudzu umur 12 MST .......................................................
61
7 Takaran optimal tepung tulang untuk menghasilkan kolonisasi akar,
bobot kering akar terkolonisasi, jumlah spora G. etunicatum untuk
setiap ukuran garis tengah tepung tulang ................................................
65
8 Rerata bobot kering tanaman kudzu umur 12 MST ................................
66
9 Takaran optimal (mg) tepung tulang dan bobot kering maksimal (mg)
tanaman kudzu umur 12 MST yang dihasilkan oleh setiap pada ukuran
garis tenga tepung tulang .........................................................................
68
10 Karakteristik fisikokimia sumber fosfor ………………………………...
79
11 Rekapitulasi nilai F hitung pengaruh sterilisasi, kadar air, dan sumber P
terhadap jumlah vesikel, kolonisasi akar, dan jumlah spora pada umur 6
dan 12 MST .............................................................................................
82
12 Interaksi substrat, kadar air, dan sumber fosfor terhadap kolonisasi (%) G.
etunicatum dalam akar kudzu pada umur 6 dan 12 MST ..........................
83
13 Pengaruh sumber fosfor terhadap jumlah spora (buah) per 100 g inokulan
pada umur 6 dan 12 MST dan jumlah vesikel dalam akar tanaman kudzu
pada umur 12 MST .....................................................................................
84
14 Interaksi substrat, kadar air, dan sumber fosfor terhadap jumlah vesikel
(buah) dalam akar tanaman kudzu pada umur 12 MST .............................
85
15 Nilai F hitung pengaruh sterilisasi, kadar air, dan sumber P terhadap
bobot kering total dan NPA tanaman kudzu umur 6 dan 12 MST ..........
86
16 Interaksi sterilisasi substrat, kadar air, dan sumber P terhadap bobot kering
total tanaman kudzu (mg) pada umur 6 MST .................................
86
17 Interaksi sterilisasi substrat, kadar air, dan sumber fosfor terhadap NPA
tanaman kudzu pada umur 6 MST ............................................................
87
xix
18 Interaksi sumber fosfor dan kadar air terhadap bobot kering total dan NPA
tanaman kudzu pada umur 12 MST ............................................................
88
19 Nilai F hitung pengaruh sterilisasi, kadar air, dan sumber P terhadap
serapan hara N, P dan Ca oleh tanaman P. phaseoloides umur 12 MST
89
20 Pengaruh sumber fosfor terhadap serapan hara N, P dan Ca pada
tanaman kudzu pada umur 12 MST ........................................................
90
21 Rerata komponen pertumbuhan tanaman kudzu dan komponen inokulum
G. etunicatum pada umur 12 MST ........................................................... 104
22 Rekapitulasi nilai F hitung tinggi bibit jati umur 2 – 26 MST ................ 122
23 Rekapitulasi nilai F hitung garis tengah batang bibit jati umur 2 – 26
MST ......................................................................................................... 123
24 Rekapitulasi nilai F hitung bobot kering bibit, panjang akar primer,
kolonisasi mikoriza arbuskula, dan aktivitas enzim fosfatase asam dan
alkalin di akar bibit jati umur 4 MST ..................................................... 128
25 Interaksi metode penyiapan bibit, inokulasi mikoriza, dan pupuk
terhadap bobot kering, panjang akar primer, dan aktivitas enzim
fosfatase alkalin akar bibit jati umur 4 MST .......................................... 129
26 Rekapitulasi nilai F hitung pengaruh metode penyiapan bibit, inokulasi
mikoriza, dan pemberian pupuk terhadap bobot kering bibit jati umur 26
MST ......................................................................................................... 130
27 Interaksi metode penyiapan bibit, inokulasi mikoriza, dan pupuk
terhadap bobot kering bibit bibit jati umur 26 MST ............................... 130
28 Rekapitulasi nilai F hitung pengaruh metode penyiapan bibit, inokulasi
mikoriza, dan pemberian pupuk terhadap mutu bibit jati umur 26 MST
131
29 Interaksi metode penyiapan bibit dan inokulasi mikoriza terhadap bobot
kering akar lateral dan diameter batang bibit jati umur 26 MST ............ 131
30 Rekapitulasi nilai F hitung pengaruh metode penyiapan bibit, inokulasi
mikoriza, dan pemberian pupuk terhadap serapan hara (mg) makro dan
mikro bibit jati umur 26 MST ................................................................ 132
31 Interaksi metode penyiapan bibit dan inokulasi mikoriza terhadap serapan unsur hara makro N, P dan K bibit jati umur 26 MST ....................... 133
32 Interaksi metode penyiapan bibit, inokulasi mikoriza, dan pupuk terhadap serapan unsur hara mikro Fe, Mn, dan Zn bibit jati umur 26 MST
……………………………………………………………………............. 133
33 Rerata kadar N dan P dan kolonisasi mikoriza pada akar bibit jati umur
26 MST .................................................................................................... 134
34 Interaksi metode penyiapan bibit, inokulasi mikoriza, dan pupuk terhadap kolonisasi mikoriza pada akar bibit jati umur 26 MST ................. 135
xx
35 Rekapitulasi nilai F hitung pengaruh metode penyiapan bibit, inokulasi
mikoriza, dan pemberian pupuk terhadap populasi dan aktivitas biologi
media tumbuh bibit jati umur 26 MST .................................................... 135
36 Interaksi metode penyiapan bibit, inokulasi mikoriza, dan pupuk terhadap total fungi, respirasi, dan aktivitas fosfatase alkalin media tumbuh
bibit jati umur 26 MST ............................................................................ 136
37 Rekapitulasi nilai F hitung pengaruh metode penyiapan bibit, inokulasi
mikoriza, dan pemberian pupuk terhadap karakteristik kimia media
tumbuh bibit jati umur 26 MST ............................................................... 137
38 Interaksi metode penyiapan bibit, inokulasi mikoriza, dan pupuk terhadap kadar N total, P tersedia, dan C organik media tumbuh bibit jati
umur 26 MST ....................................................................................
138
xxi
xxii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1 Alur kegiatan penelitian ..........................................................................
10
2 Tipologi spora G. etunicatum (kiri) dan A. tuberculata (kanan) ............
36
3 Tipologi hifa G. etunicatum (kiri) dan A. tuberculata (kanan) (400x) ...
37
4 Tipologi vesikel G. etunicatum (kiri) dan A. tuberculata (kanan) (400x)
37
5 Perkembangan kolonisasi dan sporulasi fungi mikoriza arbuskula
berasal dar massa spora tunggal (a) yang diinokulasikan pada
permukaan akar kudzu (b). Spora berkecambah dan membentuk hifa (c)
yang kemudian menembus dinding sel akar membentuk hifa
intraradikal (d-e) diikuti dengan kehancuran spora (d). Pembentukan
vesikel di dalam akar (f) dan sporulasi hifa ekstraradikal membentuk
spora di rizosfir (g - i) .............................................................................
41
6 Hubungan antara takaran tepung tulang dengan kolonisasi G. etunicatum pada akar tanaman kudzu umur 6 MST ..........................................
62
7 Hubungan antara takaran tepung tulang dengan kolonisasi G. etunicatum pada akar tanaman kudzu umur 12 MST ........................................
63
8 Hubungan antara takaran tepung tulang dengan bobot kering akar terkolonisasi G. etunicatum tanaman kudzu pada umur 12 MST ………...
63
9 Hubungan antara takaran tepung tulang dengan jumlah spora G. etunicatum pada medium tumbuh tanaman kudzu umur 12 MST ..................
64
10 Hubungan antara takaran tepung tulang dengan bobot kering akar
tanaman kudzu pada umur 12 MST ........................................................
67
11 Hubungan antara takaran tepung tulang dengan bobot kering tajuk
tanaman kudzu pada umur 12 MST ........................................................
67
12 Hubungan antara takaran tepung tulang dengan bobot kering total
tanaman kudzu pada umur 12 MST ........................................................
68
13 Hubungan antara kolonisasi FMA di akar kudzu umur 6 MST dengan
bobot kering tanaman kudzu umur 12 MST ...........................................
69
14 Hubungan antara kolonisasi (%) pada akar tanaman kudzu umur 6 dan
12 MST dengan jumlah spora G. etunicatum ........................................
70
15 Hubungan antara takaran vermikompos dengan bobot kering akar
tanaman kudzu umur 12 MST ................................................................ 105
16 Hubungan antara takaran vermikompos dengan bobot kering tajuk
tanaman kudzu umur 12 MST ................................................................ 106
17 Hubungan antara takaran vermikompos dengan bobot kering total
tanaman kudzu umur 12 MST ................................................................ 106
xxiii
18 Hubungan antara takaran vermikompos dengan kolonisasi G.
etunicatum di akar tanaman kudzu umur 12 MST ................................. 107
19 Hubungan antara takaran vermikompos dan bobot kering akar terkolonisasi FMA G. etunicatum umur 12 MST .................................................... 108
20 Hubungan antara kolonisasi dengan jumlah spora G. etunicatum ........... 108
21 Aklimatisasi bibit jati Solomon hasil perbanyakan melalui kultur jaringan 116
22 Penanaman bibit jati dalam polybag (kiri) dan akar telanjang (kanan) ....
117
23 Keragaan bibit jati Solomon umur 26 MST pada sistem akar telanjang
yang diinokulasi mikoriza (A& B), tidak diinokulasi mikoriza (D & E),
dipupuk NPK (A & D) dan vermikompos (B & E) ................................... 121
24 Keragaan bibit jati Solomon umur 26 MST pada sistem polybag yang
diinokulasi mikoriza (A&B), tidak diinokulasi mikoriza (D & E), diberi
pupuk NPK (A & D) dan vermikompos (B & E) ...................................... 121
25 Pengaruh inokulasi mikoriza terhadap tinggi bibit jati umur 2 – 26
minggu setelah tanam ............................................................................. 124
26 Pengaruh metode penyiapan bibit dan inokulasi mikoriza terhadap
tinggi bibit jati umur 2 – 26 MST (B = akar telanjang, P = polybag, + M
= diinokulasi mikoriza, - M = tanpa mikoriza) ....................................... 124
27 Pengaruh pupuk terhadap tinggi bibit jati umur 2 – 26 MST ................. 125
28 Pengaruh inokulasi mikoriza dan pemberian pupuk terhadap tinggi bibit
jati umur 2 – 26 MST (M = mikoriza, TM = tanpa mikoriza) ................ 126
29 Pengaruh metode penyiapan bibit dan inokulasi mikoriza terhadap
diameter batang bibit jati umur 2 – 26 MST ........................................... 126
30 Pengaruh pemberian pupuk terhadap diameter bibit jati umur 2 – 26
MST ……………………………………………………………………. 127
31 Pengaruh inokulasi mikoriza dan pemberian pupuk terhadap diameter
batang bibit jati umur 2 – 26 MST .......................................................... 127
xxiv
I. PENDAHULUAN
Latar Belakang
Mikoriza arbuskula (MA) merupakan simbiosis tertua di permukaaan bumi,
(Remy et al. 1994; Bonfante & Genre 2008) merupakan simbiosis yang paling
sering ditemui di muka bumi, ditelaah, dan dimanfaatkan untuk peningkatan
produktivitas sumber daya alam hayati dan nir-hayati (Smith & Read 2008;
Gianinazzi et al. 2010). Fitobion yang terlibat dalam simbiosis MA ialah sekitar 80
– 90% tanaman darat baik yang memiliki akar atau tidak (Wang & Qui 2006) atau
sekitar 73% bangsa tanaman berbunga (Brundrett 2009). Mikobion yang terlibat
ialah fungi obligat warga filum Glomeromycota (Schüβler et al. 2001) yang
memiliki empat bangsa (ordo) (Glomerales, Diversisporales, Paraglomerales, dan
Archaeosporales), 11 suku (famili), 18 marga dan sekitar 300 jenis yang berhasil
dikenali (Schüßler & Walker 2010).
Fungi MA hidup bersama dengan komunitas jasad hidup lainnya yang ada di
rizosfer. Agar mampu hidup di rizosfer, sebuah habitat yang kompetitif dan
dinamis, FMA harus mampu memproduksi banyak propagul dalam bentuk hifa
ekstraradikal dan spora. Propagul FMA dapat punah karena kegagalan manusia
menjaga keswalanjutan (sustainability) ekosistem (Barrios 2007; Douds &
Johnson 2007, Gilbert 2009; Gianinazzi et al. 2010; Mendes-Filho et al. 2010).
Menjadi tanggung jawab umat manusia untuk menjaga dan melestarikan propagul
FMA di alam agar manfaat positifnya dapat diwariskan kepada generasi yang akan
datang. Upaya yang dapat dilakukan diantaranya ialah stimulasi aktivitas FMA
pribumi (indigenous) efektif mengggunakan praktek budidaya yang tepat misalnya
budidaya organik, penggunaan bahan kimia pertanian sebijak mungkin, inokulasi
FMA, penanaman bibit bermikoriza (Douds & Johnson 2007; Gosling et al. 2007),
atau dengan penggunaan stimulan tertentu (Setiadi 2011 - komunikasi pribadi).
Inokulasi (Latin inoculare = memasukkan ke dalam benih) untuk memulihkan
atau menambah propagul FMA memerlukan sejumlah inokulan (bahan yang
diinokulasikan) dalam jumlah yang cukup. Informasi tentang beraneka jenis
inokulan mikoriza tersedia melimpah di dunia maya (internet) namun sangat sedikit
artikel ilmiah, baik pada jurnal dan prosiding nasional dan internasional, mengenai
produksi inokulan FMA. Produsen inokulan FMA di Indonesia sangat terbatas dan
2
jika ada ternyata kemampuannya juga sangat terbatas. Hal tersebut menunjukkan
produksi inokulan merupakan teknologi yang disembunyikan oleh produsen
inokulan FMA dan para peneliti kurang berminat menekuni teknologi produksi
inokulan. Oleh sebab itu, menjadi penting artinya untuk menguasai teknologi
produksi inokulan FMA agar tidak tercipta ketergantungan terhadap produk dari
luar negeri.
Inokulan FMA dapat diproduksi dengan metode konvensional atau metode
modern yang memerlukan teknologi dan ketrampilan tinggi. Sekalipun telah
ditemukan berbagai metode modern untuk memproduksi inokulan FMA (Douds
2002; Bhowmik & Singh, 2004; Selvaraj & Kim 2004; Lee & George 2005; Voets
et al. 2005) namun metode konvensional yang lebih murah dan sederhana
prosedurnya masih tetap menjadi andalan sebagian besar produsen inokulan FMA
di dunia (Gianinazzi & Vosátka 2004; Feldmann et al. 2009; IJdo et al. 2011;
Siddiqui & Kataoka 2011). Metode konvensional dapat dilaksanakan dengan
teknik kultur pot terbuka menggunakan jenis FMA tunggal atau campuran, jenis
tanaman inang, substrat, dan wadah tertentu yang diletakkan di rumah kaca atau
lapangan. Teknik kultur terbuka merupakan teknologi produksi inokulan FMA
yang lebih membumi dan dapat dikerjakan oleh masyarakat luas dibandingkan
dengan teknik lainnya dan dapat dipadukan dengan kegiatan lain misalnya dalam
produksi bibit.
Penggunaan inokulan FMA telah terbukti dapat menghasilkan tanaman yang
lebih tahan terhadap cekaman hayati dan nir-hayati sehingga mengurangi investasi
yang diperlukan untuk penyediaan pupuk dan pestisida (Herrera et al. 1993; Douds
& Johnson 2007; Vosatka & Albrechtova 2009; Koltai & Kapulnik 2010).
Penggunaan inokulan FMA dapat menghasilkan tanaman yang lebih produktif dan
membentuk ekosistem yang mantap (van der Heijden et al. 1998; Siddiqui et al.
2008; Cameron 2010), khususnya untuk memulihkan lahan terdegradasi (Herrera et
al. 1993). Pemanfaatan inokulan FMA dengan demikian penting artinya bagi
bangsa Indonesia. Inokulan FMA dapat diproduksi oleh petani di lahan sekitar
rumah menggunakan kultur pot terbuka atau langsung pada areal budidaya sehingga
3
menjamin ketersediaan pupuk dan pestisida kapanpun dibutuhkan oleh petani.
Kemampuan memproduksi inokulan FMA dengan demikian menjamin kemandirian
dan kedaulatan petani untuk melaksanakan budidaya tanaman tepat waktu tidak
ditentukan oleh ketersediaan pupuk dan pestisida yang seringkali langka atau
harganya melonjak tajam pada musim tanam. Inokulan FMA juga cukup diberikan
sekali saja yaitu pada saat tanam namun menghasilkan pengaruh dalam jangka
panjang. Hal ini dapat menekan investasi untuk pengadaan pupuk dan pestisida
sehingga petani mampu menghasilkan produk pertanian yang aman, bermutu tinggi,
namun dengan biaya yang lebih rendah. Produk pertanian yang bebas bahan kimia
juga memperoleh harga premium. Kondisi demikian dapat menjamin produk
pertanian Indonesia menjadi lebih kompetitif dibandingkan produk pertanian dari
luar negeri.
Sekalipun telah banyak informasi mengenai kebaikan FMA namun hal
tersebut ternyata belum berhasil mendorong perluasan dan percepatan pemanfaatan
FMA sebagai agen hayati. Penyebab utamanya ialah respon terhadap inokulasi
FMA seringkali bersifat lambat dan tidak menentu. Beberapa faktor dapat menjadi
penyebab hal tersebut, diantaranya ialah sifat FMA yang obligat sehingga
mempersulit produksi massal inokulan (Feldmann et al. 2009; IJdo et al. 2011),
terdapat spesifitas fungsional antara jenis FMA dengan jenis tanaman inang
(Klironomos et al. 2000; Klironomos 2003; Leake et al. 2004) dan karakteristik
lingkungan atau optimasi simbiosis (Öpik et al. 2008; Helgason & Fitter 2009;
Hodge et al. 2010; Smith et al. 2010). Kondisi lingkungan harus dapar diarahkan
untuk menghasilkan simbiosis yang optimal misalnya dengan pengaturan intensitas
cahaya, kadar air, kadar dan bentuk sumber hara, keberadaan jasad renik dan
sebagainya (Gianinazzi & Vosátka 2004; Feldmann et al. 2009; IJdo et al. 2011;
Siddiqui & Kataoka 2011). Hal tersebut melahirkan pemikiran untuk mencari jenis
FMA yang cepat menghasilkan respon positif pada tanaman dan sumber hara atau
bahan aditif yang dapat mempercepat respon tanaman terhadap inokulan sekaligus
menjaga efektivitas simbiosis FMA dalam jangka panjang. Sejauh ini masih sangat
sedikit penelitian yang mengarah kepada pendayagunaan bahan alami anorganik
4
dan organik. Bahan yang diinginkan ialah yang mudah diperoleh dengan harga
murah dan efektif sebagai sumber hara dalam produksi massal inokulum FMA
sekaligus memacu respon tanaman terhadap inokulan FMA.
Inokulasi FMA pada tanaman pertanian, hortikultura, dan kehutanan
memerlukan inokulan bermutu tinggi dalam jumlah yang cukup. Mutu inokulan
merupakan gambaran baik buruknya sebuah inokulan yang dapat didekati dari sisi
fungi, tanaman, dan tanaman. Potensi propagul, atau jumlah spora dan hifa, infektif
merupakan indikator mutu inokulan ditinjau dari sisi fungi (Feldmann & Idczak
1992; Feldmann et al. 2009; IJdo et al. 2011). Perubahan morfologi, fisiologi, dan
biokimia yang ditunjukkan dalam bentuk kemampuan tanaman merespon cekaman
hayati dan nir-hayati telah dilaporkan merupakan indikator respon tanaman
pertanian terhadap inokulasi FMA (Khalil et al. 1994; Bressan & Vasconcellos
2002; Andrade et al. 2010; Smith et al. 2010). Indikator-indikator tanah seperti
biomassa tanah dan kadar karbon total juga telah sering dikaitkan dengan aktivitas
FMA pada tanaman pertanian (Rillig et al. 2001; Bago et al. 2003; Barrios 2007;
Douds & Johnson 2007; Hamel 2007). Namun demikian, hasil penelitian juga
menunjukkan keeratan hubungan antar indikator fungi-tanaman-tanah pada
tanaman pertanian tidak selalu berlaku untuk pohon buah-buahan maupun tanaman
hutan (Bâ et al. 2000). Sejauh ini belum pernah ditentukan kriteria dan indikator
inokulan terbaik, khususnya untuk peningkatan pertumbuhan tanaman kehutanan
ditinjau dari gatra (aspect) fungi, tanaman dan tanah. Oleh karena itu perlu
dilakukan penelitian mengenai indikator mutu inokulan pada tanaman kehutanan
ditinjau dari sisi fungi, tanaman, dan medium tumbuh.
Jati (Tectona grandis Linn. F.) merupakan pohon penghasil kayu bermutu dan
bernilai ekonomi tinggi yang dapat digunakan untuk berbagai keperluan. Budidaya
jati untuk menghasilkan kayu bermutu tinggi perlu didukung dengan penyediaan
bibit jati bermutu tinggi yang jumlahnya mencukupi pada saat diperlukan. Mutu
bibit merupakan hasil perpaduan antara karakter genetik, morfologi dan fisiologi
dan karena itu berpengaruh besar terhadap keberhasilan bibit bertahan hidup dan
tumbuh baik di lapangan. Bibit dikatakan bermutu tinggi jika mampu memenuhi
5
persyaratan dan tujuan pengelolaan bahan tanaman (Ritchie 1984) yang ditunjukkan
oleh pertumbuhan yang baik dan kokoh pada kondisi lapangan yang kurang
mendukung dan memiliki laju pertumbuhan yang tinggi pasca penanaman (Duryea
1985; Johnson & Cline 1991; Mason 2004). Bibit jati mampu tumbuh kokoh dan
sehat jika mendapatkan faktor tumbuh (air, hara, cahaya matahari) yang cukup dan
perlindungan terhadap serangan hama dan penyakit.
Bibit jati umumnya diperbanyak dipersemaian secara generatif maupun
vegetatif menggunakan polybag sebagai wadah dan medium tumbuh berupa tanah
yang dicampur dengan substrat anorganik, misalnya pasir, atau organik misalnya
sekam padi, kompos, atau serbuk gergaji. Polybag merupakan bahan yang sulit
terdegradasi sehingga berpotensi mencemari lingkungan. Bibit dalam polybag
diangkut dari persemaian bersama medium tumbuh dan wadahnya sehingga
memerlukan volume ruang yang besar ketika diangkut ke lapangan. Pemindahan
medium tanah juga berpotensi merusak lingkungan karena tanah harus terus diambil
dari tempat lain. Keharusan membeli tanah dan wadah serta kebutuhan ruangan
yang lebih besar selama pengangkutan dapat meningkatkan biaya produksi
sehingga meningkatkan harga jual bibit. Informasi demikian menunjukkan perlu
dilakukan upaya untuk mendapatkan teknik perbanyakan bibit jati yang murah
biayanya namun tidak berpotensi merusak lingkungan.
Persemaian bibit akar telanjang merupakan persemaian yang ditujukan untuk
memproduksi bibit dengan cara penanaman langsung dalam tanah dan pertumbuhan
bibit dikendalikan dengan pemangkasan akar. Perbanyakan bibit jati dengan sistem
akar telanjang dengan demikian merupakan alternatif yang lebih baik karena tidak
ada kewajiban membeli atau mengangkut tanah dan wadah serta memerlukan
ruangan yang lebih kecil selama pengangkutannya. Sekalipun lebih murah biaya
produksinya namun hasil penelitian menunjukkan pemangkasan akar dapat
menurunkan tinggi dan diamater batang bibit jati (Purnawan 2005). Tanah yang
secara terus menerus digunakan sebagai persemaian juga dapat menurun
kesuburannya dan menjadi tidak sehat karena akar yang terpangkas yang tertinggal
dalam tanah dapat menjadi habitat patogen. Pemberian pupuk buatan bukan
6
merupakan alternatif pemecahan karena harganya cenderung naik sehingga
berpengaruh terhadap harga jual bibit.
Penggunaan inokulan FMA dan pupuk organik yang dapat diproduksi sendiri
merupakan alternatif yang lebih baik dibandingkan pupuk buatan untuk mengatasi
hambatan pertumbuhan pada bibit jati akar telanjang. Rizosfer jati telah dilaporkan
merupakan habitat beberapa marga FMA yang dominan yaitu Glomus, Gigaspora,
Acaulospora dan Scutellospora (Maryadi 2001; Husna et al. 2006). Hasil penelitian
menunjukkan penggunaan FMA dapat meningkatkan pertumbuhan bibit jati
(Rohayati 1999; Irianto et al. 2003; Turjaman et al. 2003) atau tidak menghasilkan
pengaruh yang nyata (Purnawan 2005) bergantung kepada provenan bibit jati, jenis
FMA, lokasi pertumbuhan, dan teknik produksi bibit yang digunakan. Informasi
demikian menunjukkan perlu dilakukan seleksi terhadap FMA yang akan
diinokulasikan pada bibit jati di persemaian. Inokulasi FMA terseleksi bukan saja
dapat menghemat biaya produksi bibit namun juga menjadikan bibit jati tumbuh
lebih kokoh pada saat dipindah ke lapangan (Rajan et al. 2000). Reformulasi
inokulan FMA, misalnya dengan menambahkan pupuk organik atau buatan,
dilaporkan menghasilkan pengaruh yang berbeda-beda bergantung kepada jenis
FMA, jenis dan takaran pupuk yang ditambahkan, dan provenan jati (Suwandi et
al. 2006; Ramadani 2008; Arif et al. 2009). Provenan jati yang digunakan pada
beberapa penelitian tersebut umumnya berasal dari Pulau Jawa atau Muna di
Sulawesi Tenggara. Sejauh ini belum pernah dilaporkan interaksi antara bibit jati
provenan Solomon yang diperbanyak menggunakan sistem akar telanjang dengan
FMA yang diinokulasikan dalam bentuk inokulan yang telah direformulasi
menggunakan bahan alami tertentu.
7
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk:
1.
Mendapatkan jenis FMA yang merespon positif bahan alami yang
digunakan pada proses produksi inokulan FMA.
2.
Mendapatkan prosedur pemanfaatan berbagai bahan alami dalam proses
produksi inokulum FMA dengan menguji faktor sterilisasi, pengaturan
pemberian air, dan sumber hara.
3.
Mendapatkan bahan alami yang efektif untuk memproduksi inokulan FMA
dan menghasilkan kerapatan spora yang tinggi menggunakan tanaman inang
kudzu (Pueraria phaseoloides Roxb).
4.
Menguji efektivitas sumber hara ditinjau dari sisi karakteristik kimia
(kelarutan dan kadar hara), karakteristik fisik (ukuran garis tengah butir),
dan takaran untuk memproduksi inokulan FMA.
5.
Mendapatkan inokulan FMA yang efektif untuk meningkatkan pertumbuhan
dan menyuburkan medium tumbuh bibit jati pada skala persemaian.
Hipotesis
Hipotesis yang
ARBUSKULA BERBASIS BAHAN ALAMI DAN
PEMANFAATANNYA UNTUK PRODUKSI BIBIT JATI
(Tectona grandis L.f)
ABIMANYU DIPO NUSANTARA
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2011
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI
DAN SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi yang berjudul Pengembangan
Produksi Inokulan Fungi Mikoriza Arbuskula Berbasis Bahan Alami dan
Pemanfaatannya Untuk Produksi Bibit Jati (Tectona grandis L.f) adalah karya
saya sendiri dengan arahan komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk
apapun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau
dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain
telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian
akhir disertasi ini.
Bogor, Juli 2011
Abimanyu Dipo Nusantara
NRP. E061030132
ABSTRACT
ABIMANYU DIPO NUSANTARA. Developing arbuscular mycorrhiza fungi
inoculants based on bio-material and its utilization for teak (Tectona grandis L.)
seedling production. Supervised by CECEP KUSMANA, IRDIKA MANSUR,
LATIFAH KOSIM DARUSMAN, and SOEDARMADI HARDJOSOEWIGNYO.
Arbuscular mycorrhiza fungi (AMF) is a bioresources which is involved in
various biogeochemical processes of carbon and soil nutrients. They influence
plant fitness as well as terrestrial ecosystem stability. Mismanagement of land
resources can make disappearance of AMF propagules from the soil. It is
necessary to restore fungal propagules through inoculation of AMF in order to
ensure the optimal function of terrestrial ecosystem. This dissertation composes of
five experiments with main objective develop inoculant production model of
AMF based on bio-material and its utilization for Tectona grandis L.f. seedlings
production. Research results show that production of AMF inoculant is
determined by AMF species and source of nutrient. Vermicompost and bone mill
are bio-material that have potential to substitute fertilizer for the production of
AMF Glomus etunicatum inoculant. Good G. etunicatum inoculant can be
produced in the greenhouse by considering substrate sterilization, moisture
content of the substrate, and bio-material used. Effectivity of each biomaterial is
influenced by its nutrient content, particle diameter size and dosage. The finer the
size of biomaterial the more effective source to produce G. etunicatum inoculant.
The optimal dosage of bio-materials is equal to 50 mg P kg-1 of substrate.
Solomon teak seedlings produced from tissue culture can be grown using polybag
or bare root system with application of G. etunicatum inoculant and
vermicompost. Inoculant of G. etunicatum in combination with vermicompost
increase significantly teak seedling growth and chemical and biological
characteristics of growth medium in the bare root system. Application mycorrhiza
inoculant is recommended for producing teak seedlings from tissue culture to
ensure teak seedling survivability in the field.
Key words: mycorrhizal innoculant, G, etunicatum, bone mill, vermicompost,
bareroot, teak seedling.
RINGKASAN
ABIMANYU DIPO NUSANTARA. Pengembangan Produksi Inokulan Fungi
Mikoriza Arbuskula Berbasis Bahan Alami dan Pemanfaatannya Untuk Produksi
Bibit Jati (Tectona grandis L.f). Di bawah bimbingan CECEP KUSMANA,
IRDIKA MANSUR, LATIFAH KOSIM DARUSMAN, dan SOEDARMADI
HARDJOSOEWIGNYO.
Fungi mikoriza arbuskula (FMA) telah hadir pada masa ketika permukaan
bumi belum ditumbuhi tanaman darat. Fungi ini sangat penting artinya karena
terlibat dalam berbagai daur biogeokimia unsur karbon dan hara sehingga
menjamin kebugaran tanaman dan kemantapan ekosistem daratan. Fungi mikoriza
arbuskula bertahan hidup dalam bentuk propagul yaitu spora, hifa ekstraradikal,
tanah dan akar terkolonisasi. Bencana alam dan salah urus sumberdaya alam dapat
meniadakan propagul dari permukaan tanah sehingga pengembalian propagul
melalui pemanfaatan inokulan perlu dilakukan untuk menjamin ekosistem daratan
tetap dapat berfungsi optimal untuk kesejahteraan seluruh mahluk hidup.
Disertasi ini disusun berdasarkan hasil lima percobaan, yang dirangkum
menjadi tiga penelitian, dengan tujuan umum untuk mengembangkan model
produksi inokulan fungi mikoriza arbuskula berbasis bahan alami untuk produksi
bibit jati (Tectona grandis L.f.). Penelitian dilaksanakan di Laboratorium
Silvikultur Fakultas Kehutanan IPB mengggunakan fungi mikoriza arbuskula
Glomus etunicatum, Acaulospora tuberculata, tanaman kudzu (Pueraria
phaseoloides Roxb) dan jati (Tectona grandis L.f) provenan Solomon, sumber
hara berupa larutan hara, SP36, tepung tulang, batuan fosfat dan vermikompos,
serta zeolit dan tanah sebagai medium tumbuh. Data pengamatan diolah dengan
analisis statistik model sidik ragam, korelasi dan regresi.
Penelitian pertama berjudul Seleksi Mikoriza Arbuskula dan Bahan Alami
Bio-Anorganik Untuk Memproduksi Inokulan Mikoriza. Penelitian ini terdiri atas
dua percobaan yang bertujuan mendapatkan jenis FMA dan pupuk anorganik tidak
mudah larut sebagai alternatif pengganti pupuk buatan untuk memproduksi
inokulan FMA. Respon yang diuji ialah perubahan kolonisasi dan produksi spora
FMA serta bobot kering tanaman inang. Hasil penelitian menunjukkan bahwa jenis
FMA dan sumber hara anorganik berinteraksi nyata mempengaruhi produksi spora
FMA, kolonisasi akar dan bobot kering tanaman kudzu. Glomus etunicatum
meningkatkan biomassa tanaman kudzu, kolonisasi akar, dan produksi spora
dalam medium tumbuh yang lebih tinggi dibandingkan dengan A. tuberculata.
Sumber hara anorganik, baik yang mudah ataupun yang sulit larut, tidak dapat
memacu pembentukan dan perkembangan simbiosis MA oleh A. tuberculata.
Tepung tulang giling merupakan sumber hara fosfor (P) yang sama baiknya
dengan larutan pupuk buatan yang digunakan dalam proses produksi spora G.
etunicatum. Tepung tulang giling berukuran halus (< 250 µm) menghasilkan
pengaruh yang lebih baik dibandingkan dengan yang berukuran kasar (> 250 µm).
Untuk menghasilkan kolonisasi maksimum sebesar 99% dan dan jumlah spora
sebanyak 2300 per 100 g inokulan diperlukan tepung tulang maksimal sebanyak
36 mg per 175 g medium tumbuh.
Penelitian kedua berjudul Interaksi Sterilisasi, Kadar Air dan Sumber Hara
Terhadap Produksi Spora G. etunicatum. Penelitian ini terdiri atas dua percobaan
yang bertujuan mendapatkan informasi mengenai interaksi sterilisasi, kadar air,
dan sumber hara terhadap produksi inokulum G. etunicatum dan efektivitas
simbiosisnya dengan tanaman kudzu. Hasil penelitian menunjukkan bahwa
pembentukan struktur intraradikal G. etunicatum dan pertumbuhan kudzu lebih
dipengaruhi oleh sumber P daripada oleh kadar air dan sterilisasi substrat. Tidak
perlu dilakukan sterilisasi substrat untuk memproduksi inokulum G. etunicatum.
Pemberian air dalam produksi inokulum cukup sampai sebanyak 50% dari
kapasitas substrat memegang air. Vermikompos dan tepung tulang sapi dapat
menggantikan peran pupuk buatan sebagai sumber hara. Kolonisasi dan sporulasi
G. etunicatum dan efektivitas simbiosisnya dengan tanaman kudzu meningkat
lebih tinggi jika menggunakan vermikompos dibandingkan dengan tepung telung
sapi. Jumlah spora dan vesikel G. etunicatum tidak ditentukan oleh pertumbuhan
awal tanaman kudzu. Takaran optimal vermikompos berukuran garis tengah butir
< 250 μm ialah sebesar 150 – 224 mg per 175 g substrat.
Penelitian ketiga berjudul Efektivitas Metode Penyiapan Bibit, Inokulan
Mikoriza dan Pupuk Terhadap Pertumbuhan dan Sifat Biologi Media Tumbuh Bibit
Jati Solomon bertujuan menilai efektivitas interaksi metoda penyiapan bibit,
inokulasi FMA G. etunicatum dan penambahan pupuk terhadap parameter
pertumbuhan bibit jati dan parameter hayati media tumbuh bibit jati di kebun bibit.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa sistem akar telanjang menghasilkan indeks
mutu bibit yang sama dengan polybag. Penggunaan mikoriza pada sistem akar
telanjang bukan satu-satunya faktor yang menurunkan pertumbuhan bibit jati
dibandingkan dengan pada system polybag. Sebaliknya, sistem akar telanjang
menghasilkan media tumbuh dengan kadar hara dan aktivitas biologi yang lebih
tinggi dibandingkan dengan sistem polybag. Perbanyakan bibit jati, melalui sistem
akar telanjang dan polybag, tetap memerlukan pupuk dan vermikompos sebagai
pupuk alternatif yang sama baiknya dengan pupuk buatan.
Dari ketiga penelitian tersebut disimpulkan bahwa produksi spora FMA
ditentukan oleh spesies FMA dan sumber hara yang digunakan. Spesies Glomus
lebih mudah diperbanyak dibandingkan dengan Acaulospora. Perbanyakan
inokulan G. etunicatum dalam rumah kaca hendaknya memperhatikan faktor
sterilisasi substrat, pengaturan kadar air, dan sumber hara fosfor yang digunakan
khususnya yang menyangkut ukuran garis tengah butir, kadar hara, dan takarannya.
Vermikompos dan tepung tulang sapi giling merupakan sumber hara yang
berpotensi menggantikan larutan pupuk buatan untuk memproduksi spora G.
etunicatum. Efektivitas setiap sumber hara ditentukan oleh kadar hara, ukuran, dan
takarannya. Semakin halus ukuran butir semakin tinggi efektivitas sumber hara
sedangkan takaran yang optimal dapat ditentukan berdasarkan pendekatan kadar P
sebesar 50 mg kg-1 substrat. Efektivitas inokulan G. etunicatum berbasis
vermikompos untuk bibit jati Solomon hasil perbanyakan kultur jaringan,
ditentukan oleh metode penyiapan bibit dan pupuk yang digunakan. Bibit jati
Solomon asal kultur jaringan dapat diperbanyak dengan polybag atau akar telanjang
disertai dengan inokulasi G. etunicatum dan pemberian vermikompos. Inokulan G.
etunicatum dan vermikompos lebih efektif meningkatkan karakteristik kimia dan
biologi medium tumbuh dalam sistem akar telanjang. Penggunaan inokulan
mikoriza tetap dianjurkan untuk memproduksi bibit jati akar telanjang asal kultur
jaringan untuk menjamin daya tahan hidupnya di lapangan.
@ Hak Cipta milik IPB, tahun 2011
Hak Cipta dilindungi Undang-undang
1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa
mencantumkan atau menyebutkan sumber
a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian,
penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik
atau tinjauan suatu masalah
b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB
2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh
karya tulis dalam bentuk apapun tanpa seizin IPB
PENGEMBANGAN PRODUKSI INOKULAN FUNGI
MIKORIZA ARBUSKULA BERBASIS BAHAN ALAMI DAN
PEMANFAATANNYA UNTUK PRODUKSI BIBIT JATI
(Tectona grandis L.f)
ABIMANYU DIPO NUSANTARA
Disertasi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor
pada
Program Studi Ilmu Pengetahuan Kehutanan
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2011
1. Ujian Tertutup Tanggal 28 Juni 2011
Penguji Luar Komisi Pembimbing:
a. Dr. Ir. Supriyanto, DEA
Staf Pengajar pada Departemen Silvikultur Tropika,
Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor
b. Dr. Sri Wilarso Budi, M.Sc
Staf Pengajar pada Departemen Silvikultur Tropika,
Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor
2. Ujian Terbuka Tanggal 27 Juli 2011
Penguji Luar Komisi Pembimbing:
a. Prof. Dr. Ir. Iskandar Zulkarnaen Siregar, M.Sc
Staf Pengajar pada Departemen Silvikultur Tropika,
Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor
b. Dr. Ir. Happy Widiastuti, M.S
Peneliti pada Balai Penelitian Bioteknologi Perkebunan Indonesia
Judul
: Pengembangan Produksi Inokulan Fungi Mikoriza Arbuskula
Berbasis Bahan Alami dan Pemanfaatannya Untuk Produksi
Bibit Jati (Tectona grandis L.f).
Nama
: Abimanyu Dipo Nusantara
NRP
: E061030132
Program Studi : Ilmu Pengetahuan Kehutanan
Disetujui
Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Ir. Cecep Kusmana, M.S.
Ketua
Dr. Ir. Irdika Mansur M.For.Sc.
Anggota
Prof. Dr. Ir. Latifah K. Darusman, M.Si.
Anggota
Prof. Dr. Ir. Soedarmadi Hardjosoewignyo, M.Sc
Anggota
Diketahui
Ketua Program Studi
Ilmu Pengetahuan Kehutanan
Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof. Dr. Ir. Fauzi Febrianto, M.S
Tanggal Ujian: 27 Juli 2011
Tanggal Lulus:
Dr. Ir. Dahrul Syah, M.Sc.Agr.
PRAKATA
Ucapan syukur dipanjatkan kepada Tuhan YME atas segala nikmat-Nya
sehingga disertasi yang berjudul “Pengembangan Produksi Inokulan Fungi
Mikoriza Arbuskula Berbasis Bahan Alami dan Pemanfaatannya Untuk Produksi
Bibit Jati (Tectona grandis L.f)” dapat terselesaikan. Pengembangan inokulan
fungi mikoriza arbuskula merupakan kegiatan yang penting artinya untuk
menjamin penyediaan dan pengembalian propagul fungi mikoriza arbuskula ke
ekosistem daratan sehingga manfaatnya berguna untuk kesejahteraan umat
manusia. Disertasi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Doktor pada Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.
Ungkapan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya dan penghargaan
setinggi-tingginya dengan tulus disampaikan kepada yang terhormat Prof. Dr. Ir.
Cecep Kusmana, M.S., Dr. Irdika Mansur, M.For.Sc., Prof. Dr. Ir. Latifah K.
Darusman, M.Si., dan Prof. Dr. Ir. Soedarmadi Hardjosoewignyo, M.Sc, selaku
komisi pembimbing, atas segala bimbingan dan arahannya sehingga disertasi ini
dapat terselesaikan dengan baik. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada
yang terhormat Dr. Ir. Rinekso, M.Sc., Dr. Deddy Duryadi, M.Sc.,
Dr. Ir. Supriyanto, DEA., Dr. Ir. Sri Budi Wilarso, M.Sc, Prof. Dr. Ir. Imam
Wahyudi, M.Sc., Prof. Dr. Ir. Iskandar Zulkarnaen Siregar, M.Sc, dan
Dr. Ir. Happy Widiastuti, M.S sebagai penguji luar komisi pada ujian prelim, ujian
tertutup, dan ujian terbuka yang telah memberikan masukan mendasar terhadap
keseluruhan isi disertasi ini.
Penulis juga menyampaikan ucapan terimakasih kepada Direktorat Jenderal
Pendidikan Tinggi Kementerian Pendidikan Nasional yang telah memberikan
beasiswa BPPS untuk mengikuti program doktor di IPB dan dana penelitian
Hibah Mahasiswa Program Doktor. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan
kepada SEAMEO BIOTROP yang telah memberikan dana penelitian melalui
Program Hibah Penelitian.
Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada yang terhormat Dr. Ir. Yadi
Setiyadi, M.Sc., Dr. Ir. Hermawan Kresno Dipojono, M.S.E.E., Dr. Ir. Nanang
Hariyanto, M.Sc., Dr. Kartini Kramadibrata, Drs. Alamsyah Harahap, M.Lib.Sc.,
Ir. Aso Kusuma, M.Eng., Sydharama Rudianto, Dr. Ir. Panca Dewi Manuhara
Karti M.Si., Dr. Ir. Mochamad Chozin, M.Sc., Dr. Ir. Widodo Haryoko, M.S.,
Dr. Ir. Teguh Adi Prasetyo, M.S.c, atas segala perhatian dan bantuannya sehingga
penulis dapat menyelesaikan tugas belajar di IPB.
Ucapan terimakasih penulis sampaikan pula kepada Kepala Laboratorium
Silvikultur Fakultas Kehutanan IPB, Laboratorium Analisis Tanah dan Tanaman
SEAMEO-BIOTROP, dan Laboratorium Biologi Tanah Fakultas Pertanian
Universitas Bengkulu yang telah mengijinkan penggunaan seluruh fasilitas yang
tersedia selama penulis melakukan penelitian. Kepada seluruh pengelola dan staf
Laboratorium Bioteknologi Hutan dan Lingkungan, Pusat Penelitian Sumberdaya
Hayati dan Bioteknologi, IPB, atas segala penerimaan dan perhatian selama
penulis studi di IPB. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada seluruh
pengurus Forum Wacana yang selalu berupaya untuk meringankan beban
mahasiswa pascasarjana dan rekan-rekan lain yang tidak dapat disebutkan satu
persatu atas segala perhatian dan bantuannya.
Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada pimpinan Universitas
Bengkulu dan pimpinan Fakultas Pertanian Universitas Bengkulu yang telah
mengijinkan penulis untuk melanjutkan studi S3 di IPB, serta pimpinan Program
Pascasarjana Ilmu Lingkungan Fakultas Pertanian Universitas Bengkulu atas
segala perhatiannya selama penulis menyelesaikan studi S3 di IPB.
Ungkapan terima kasih dan kasih yang mendalam penulis sampaikan kepada
istriku Dr. Ir. Rr. Yudhy Harini Bertham, M.P., anakku Ika Farida Wisnuwardhani
S.P, dan Tri Ratna Anggraini Wisnumurthi S.H, menantuku Hilman Budiana,
cucuku Hanifa Fatma Sabilla dan Damar Haikal Ibrahim atas segala kesabaran,
pengorbanan, pengertian dan doanya.
Bogor, Juli 2011
Abimanyu Dipo Nusantara
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan pada tanggal 25 Desember 1956 di Purworejo, sebagai
anak ketiga dari enam bersaudara dari Bapak Drs. Sru Adji Surjadi (alm) dan Ibu
Hajjah Soemarni. Pendidikan SD sampai SMA diselesaikan di Jember, Jawa
Timur. Gelar sarjana S1 bidang Kesuburan Tanah penulis peroleh pada tahun
1981 dari Jurusan Ilmu Tanah, Fakultas Pertanian Universitas Jember. Gelar
sarjana S2 bidang Mikrobiologi Tanah penulis peroleh pada tahun 1994 dari
Jurusan Ilmu Tanah Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.
Pada tahun 2003 penulis diterima sebagai mahasiswa program S3 pada Program
Studi Ilmu Pengetahuan Kehutanan, Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian
Bogor.
Publikasi ilmiah yang merupakan bagian tidak terpisahkan dari disertasi ini
telah di publikasikan pada jurnal ilmiah nasional dengan judul (i) “Peran substrat
alami, kadar air, dan sterilisasi dalam produksi spora melalui simbiosis Pueraria
javanica dan Glomus etunicatum” pada tahun 2007 di Jurnal Akta Agrosia
(terakreditasi) Edisi Khusus No. 2 Dies Natalis ke-26 UNIB halaman 204-212 (ii)
“Produksi spora Glomus etunicatum berbasis bahan alami” pada tahun 2007 di
Jurnal Ilmu-Ilmu Pertanian Indonesia (terakreditasi) Edisi Khusus No. 3 halaman
285 – 294, (iv) “Inokulasi mikoriza dan pemberian vermikompos mempengaruhi
pertumbuhan dan karakteristik medium tumbuh bibit jati Solomon (Tectona
grandis Linn F.) di persemaian akar telanjang” pada tahun 2009 di Jurnal Embrio
2(2) halaman 103-112, (vi) “Pemanfaatan vermikompos untuk produksi biomassa
legum penutup tanah dan inokulum fungi mikoriza arbuskula” pada tahun 2010 di
Jurnal Ilmu-Ilmu Pertanian 12 halaman 26-33, (vii) “Pemanfaatan bahan bioanorganik untuk memproduksi biomassa hijauan pakan ternak dan inokulan fungi
mikoriza arbuskula” pada tahun 2011 di Jurnal Media Peternakan 33(3) halaman
162-168, dan (viii) Ukuran dan dosis tepung tulang menentukan produksi
inokulan mikoriza Glomus etunicatum pada tahun 2011 di Jurnal Media
Peternakan (edisi Agustus 2011).
Sebagian hasil penelitian juga telah penulis sampaikan pada forum ilmiah
yaitu (i) “Pengaruh sterilisasi bahan, kadar air, dan sumber fosfor terhadap
pertumbuhan tanaman inang P. javanica dan produksi spora CMA G. etunicatum”
pada tahun 2007 di Seminar Nasional Mikoriza II: Percepatan Sosialisasi
Teknologi Mikoriza Untuk Mendukung Revitalisasi Kehutanan, Pertanian dan
Perkebunan, (ii) “Assessing the effectiveness of seedling preparation method and
mycorrhizal inoculants for enhancing teak seedling (Tectona grandis Linn. F)
growth and soil biological activities” pada tahun 2010 di International Conference
on Earth and Space Sciences, dan (iii) “Efektivitas vermikompos untuk
memproduksi inokulan FMA Claroideoglomus etunicatum
(Gerdemann &
Becker, Schüßler & Walker) dan biomassa tanaman kudzu” dan “Teknik Produksi
Inokulan FMA, Reformulasi, dan Monitoring” pada tahun 2011 di Workshop dan
Seminar Nasional Mikoriza: Pupuk dan Pestisida Hayati Pendukung Pertanian
Berkelanjutan Yang Ramah Lingkungan.
Penulis merupakan anggota aktif Himpunan Ilmu Tanah Indonesia dan
Asosiasi Mikoriza Indonesia. Penulis menikah dengan Dr. Ir. Rr. Yudhy Harini
Bertham MP, yang bekerja sebagai dosen pada Fakultas Pertanian Universitas
Bengkulu, dan dikaruniai tiga orang anak, yaitu Ika Farida Wisnuwardhana SP,
Dyah Padmawati (alm) dan Tri Ratna Angggraini Wisnumurthi SH, seorang
menantu yaitu Hilman Budiana, dan dua orang cucu yaitu Hanifa Fatma Sabilla
dan Damar Haikal Ibrahim.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ……………………………..……………………………
xix
DAFTAR GAMBAR ………………………….…………………….............
xxiii
PENDAHULUAN ……………………………..…………………………...
1
Latar Belakang ……………………………..………………………...
Tujuan Penelitian ……………………………..………………...........
Hipotesis …………………………..…………………………............
Manfaat ……………………………..………………………………..
Kebaruan .............................................................................................
Strategi Penelitian ……………………………..……………………..
1
7
7
8
8
9
TINJAUAN PUSTAKA ……………………………..……………………..
11
Definisi Mikoriza ……………………………..……………………...
Mikoriza Arbuskula ……………………………..…………………...
Produksi Inokulum FMA ……………………………..……………...
Interaksi Bibit Jati – Bahan Organik – Fungi Mikoriza Arbuskula ….
11
12
16
23
SELEKSI MIKORIZA ARBUSKULA DAN BAHAN BIO-ANORGANIK
UNTUK MEMPRODUKSI INOKULAN MIKORIZA
33
Abstrak ……………………………..………………………………...
Abstract ……………………………..………………………………..
Pendahuluan ……………………………..…………………………...
Bahan dan Metode ……………………………………………...........
Hasil dan Pembahasan ……………………………..………………...
Simpulan ……………………………..…….......................................
33
33
34
35
40
54
UKURAN DAN TAKARAN TEPUNG TULANG SAPI MENENTUKAN
PRODUKSI INOKULAN MIKORIZA Glomus etunicatum NPI-126
(Becker & Gerdemann) ………………………..............................................
55
Abstrak ……………………………..………………………………...
Abstract ……………………………..………………………………..
Pendahuluan ……………………………..…………………………...
Bahan dan Metode …………………………………………………...
Hasil dan Pembahasan ……………………………..………………...
Simpulan ……………………………..…….......................................
55
55
56
57
60
74
xvii
INTERAKSI STERILISASI, KADAR AIR DAN SUMBER FOSFOR
DALAM PRODUKSI INOKULUM Glomus etunicatum ……..................
75
Abstrak ……………………………..………………………………...
Abstract ……………………………..………………………………..
Pendahuluan ……………………………..…………………………...
Bahan dan Metode …………………………………………………...
Hasil dan Pembahasan ……………………………..………………...
Simpulan ……………………………..…….......................................
75
75
75
78
82
98
UKURAN DAN TAKARAN VERMIKOMPOS MENENTUKAN PRODUKSI INOKULUM MIKORIZA Glomus etunicatum DAN SIMBIOSISNYA DENGAN TANAMAN KUDZU ..........................................................
99
Abstrak ……………………………..………………………………...
Abstract ……………………………..………………………………..
Pendahuluan ……………………………..…………………….……..
Bahan dan Metode ……………………………………………..…….
Hasil dan Pembahasan ……………………………..…………..…….
Simpulan ……………………………..……..............................…….
99
99
100
101
104
112
EFEKTIVITAS METODE PENYIAPAN BIBIT, INOKULAN MIKORIZA
DAN PUPUK TERHADAP PERTUMBUHAN DAN SIFAT BIOLOGI
MEDIA TUMBUH BIBIT JATI SOLOMON ……………............................
113
Abstrak ……………………………..………………………….……..
Abstract ……………………………..………………………………..
Pendahuluan ……………………………..…………………….……..
Bahan dan Metode ……………………………………………..…….
Hasil dan Pembahasan ……………………………..…………..…….
Simpulan ……………………………..……..............................…….
113
113
113
116
120
144
PEMBAHASAN UMUM ……………………………..……………...…….
145
SIMPULAN DAN SARAN ……………………………..………………….
157
DAFTAR PUSTAKA ……………………………..………………….…….
159
xviii
DAFTAR TABEL
Halaman
1 Kadar hara tepung tulang, batuan fosfat, dan hiponeks merah .................
38
2 Nilai F hitung kolonisasi mikoriza pada akar kudzu umur 6 dan 12 MST
dan jumlah spora dalam media tumbuh kudzu umur 12 MST …………
42
3 Interaksi sumber fosfor dan jenis fungi mikoriza arbuskula terhadap
kolonisasi mikoriza pada umur 6 dan 12 MST dan jumlah spora per 100
g media tumbuh kudzu umur 12 MST ....................................................
42
4 Nilai F hitung bobot kering akar, pucuk, total dan nisbah tajuk akar
kudzu umur 12 MST ...............................................................................
44
5 Interaksi sumber fosfor dan jenis fungi mikoriza arbuskula terhadap
bobot kering akar, pucuk dan total tanaman kudzu umur 12 MST (mg)
.....................................................................................................................
45
6 Rerata kolonisasi akar dan jumlah spora mikoriza arbuskula dalam
media tumbuh kudzu umur 12 MST .......................................................
61
7 Takaran optimal tepung tulang untuk menghasilkan kolonisasi akar,
bobot kering akar terkolonisasi, jumlah spora G. etunicatum untuk
setiap ukuran garis tengah tepung tulang ................................................
65
8 Rerata bobot kering tanaman kudzu umur 12 MST ................................
66
9 Takaran optimal (mg) tepung tulang dan bobot kering maksimal (mg)
tanaman kudzu umur 12 MST yang dihasilkan oleh setiap pada ukuran
garis tenga tepung tulang .........................................................................
68
10 Karakteristik fisikokimia sumber fosfor ………………………………...
79
11 Rekapitulasi nilai F hitung pengaruh sterilisasi, kadar air, dan sumber P
terhadap jumlah vesikel, kolonisasi akar, dan jumlah spora pada umur 6
dan 12 MST .............................................................................................
82
12 Interaksi substrat, kadar air, dan sumber fosfor terhadap kolonisasi (%) G.
etunicatum dalam akar kudzu pada umur 6 dan 12 MST ..........................
83
13 Pengaruh sumber fosfor terhadap jumlah spora (buah) per 100 g inokulan
pada umur 6 dan 12 MST dan jumlah vesikel dalam akar tanaman kudzu
pada umur 12 MST .....................................................................................
84
14 Interaksi substrat, kadar air, dan sumber fosfor terhadap jumlah vesikel
(buah) dalam akar tanaman kudzu pada umur 12 MST .............................
85
15 Nilai F hitung pengaruh sterilisasi, kadar air, dan sumber P terhadap
bobot kering total dan NPA tanaman kudzu umur 6 dan 12 MST ..........
86
16 Interaksi sterilisasi substrat, kadar air, dan sumber P terhadap bobot kering
total tanaman kudzu (mg) pada umur 6 MST .................................
86
17 Interaksi sterilisasi substrat, kadar air, dan sumber fosfor terhadap NPA
tanaman kudzu pada umur 6 MST ............................................................
87
xix
18 Interaksi sumber fosfor dan kadar air terhadap bobot kering total dan NPA
tanaman kudzu pada umur 12 MST ............................................................
88
19 Nilai F hitung pengaruh sterilisasi, kadar air, dan sumber P terhadap
serapan hara N, P dan Ca oleh tanaman P. phaseoloides umur 12 MST
89
20 Pengaruh sumber fosfor terhadap serapan hara N, P dan Ca pada
tanaman kudzu pada umur 12 MST ........................................................
90
21 Rerata komponen pertumbuhan tanaman kudzu dan komponen inokulum
G. etunicatum pada umur 12 MST ........................................................... 104
22 Rekapitulasi nilai F hitung tinggi bibit jati umur 2 – 26 MST ................ 122
23 Rekapitulasi nilai F hitung garis tengah batang bibit jati umur 2 – 26
MST ......................................................................................................... 123
24 Rekapitulasi nilai F hitung bobot kering bibit, panjang akar primer,
kolonisasi mikoriza arbuskula, dan aktivitas enzim fosfatase asam dan
alkalin di akar bibit jati umur 4 MST ..................................................... 128
25 Interaksi metode penyiapan bibit, inokulasi mikoriza, dan pupuk
terhadap bobot kering, panjang akar primer, dan aktivitas enzim
fosfatase alkalin akar bibit jati umur 4 MST .......................................... 129
26 Rekapitulasi nilai F hitung pengaruh metode penyiapan bibit, inokulasi
mikoriza, dan pemberian pupuk terhadap bobot kering bibit jati umur 26
MST ......................................................................................................... 130
27 Interaksi metode penyiapan bibit, inokulasi mikoriza, dan pupuk
terhadap bobot kering bibit bibit jati umur 26 MST ............................... 130
28 Rekapitulasi nilai F hitung pengaruh metode penyiapan bibit, inokulasi
mikoriza, dan pemberian pupuk terhadap mutu bibit jati umur 26 MST
131
29 Interaksi metode penyiapan bibit dan inokulasi mikoriza terhadap bobot
kering akar lateral dan diameter batang bibit jati umur 26 MST ............ 131
30 Rekapitulasi nilai F hitung pengaruh metode penyiapan bibit, inokulasi
mikoriza, dan pemberian pupuk terhadap serapan hara (mg) makro dan
mikro bibit jati umur 26 MST ................................................................ 132
31 Interaksi metode penyiapan bibit dan inokulasi mikoriza terhadap serapan unsur hara makro N, P dan K bibit jati umur 26 MST ....................... 133
32 Interaksi metode penyiapan bibit, inokulasi mikoriza, dan pupuk terhadap serapan unsur hara mikro Fe, Mn, dan Zn bibit jati umur 26 MST
……………………………………………………………………............. 133
33 Rerata kadar N dan P dan kolonisasi mikoriza pada akar bibit jati umur
26 MST .................................................................................................... 134
34 Interaksi metode penyiapan bibit, inokulasi mikoriza, dan pupuk terhadap kolonisasi mikoriza pada akar bibit jati umur 26 MST ................. 135
xx
35 Rekapitulasi nilai F hitung pengaruh metode penyiapan bibit, inokulasi
mikoriza, dan pemberian pupuk terhadap populasi dan aktivitas biologi
media tumbuh bibit jati umur 26 MST .................................................... 135
36 Interaksi metode penyiapan bibit, inokulasi mikoriza, dan pupuk terhadap total fungi, respirasi, dan aktivitas fosfatase alkalin media tumbuh
bibit jati umur 26 MST ............................................................................ 136
37 Rekapitulasi nilai F hitung pengaruh metode penyiapan bibit, inokulasi
mikoriza, dan pemberian pupuk terhadap karakteristik kimia media
tumbuh bibit jati umur 26 MST ............................................................... 137
38 Interaksi metode penyiapan bibit, inokulasi mikoriza, dan pupuk terhadap kadar N total, P tersedia, dan C organik media tumbuh bibit jati
umur 26 MST ....................................................................................
138
xxi
xxii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1 Alur kegiatan penelitian ..........................................................................
10
2 Tipologi spora G. etunicatum (kiri) dan A. tuberculata (kanan) ............
36
3 Tipologi hifa G. etunicatum (kiri) dan A. tuberculata (kanan) (400x) ...
37
4 Tipologi vesikel G. etunicatum (kiri) dan A. tuberculata (kanan) (400x)
37
5 Perkembangan kolonisasi dan sporulasi fungi mikoriza arbuskula
berasal dar massa spora tunggal (a) yang diinokulasikan pada
permukaan akar kudzu (b). Spora berkecambah dan membentuk hifa (c)
yang kemudian menembus dinding sel akar membentuk hifa
intraradikal (d-e) diikuti dengan kehancuran spora (d). Pembentukan
vesikel di dalam akar (f) dan sporulasi hifa ekstraradikal membentuk
spora di rizosfir (g - i) .............................................................................
41
6 Hubungan antara takaran tepung tulang dengan kolonisasi G. etunicatum pada akar tanaman kudzu umur 6 MST ..........................................
62
7 Hubungan antara takaran tepung tulang dengan kolonisasi G. etunicatum pada akar tanaman kudzu umur 12 MST ........................................
63
8 Hubungan antara takaran tepung tulang dengan bobot kering akar terkolonisasi G. etunicatum tanaman kudzu pada umur 12 MST ………...
63
9 Hubungan antara takaran tepung tulang dengan jumlah spora G. etunicatum pada medium tumbuh tanaman kudzu umur 12 MST ..................
64
10 Hubungan antara takaran tepung tulang dengan bobot kering akar
tanaman kudzu pada umur 12 MST ........................................................
67
11 Hubungan antara takaran tepung tulang dengan bobot kering tajuk
tanaman kudzu pada umur 12 MST ........................................................
67
12 Hubungan antara takaran tepung tulang dengan bobot kering total
tanaman kudzu pada umur 12 MST ........................................................
68
13 Hubungan antara kolonisasi FMA di akar kudzu umur 6 MST dengan
bobot kering tanaman kudzu umur 12 MST ...........................................
69
14 Hubungan antara kolonisasi (%) pada akar tanaman kudzu umur 6 dan
12 MST dengan jumlah spora G. etunicatum ........................................
70
15 Hubungan antara takaran vermikompos dengan bobot kering akar
tanaman kudzu umur 12 MST ................................................................ 105
16 Hubungan antara takaran vermikompos dengan bobot kering tajuk
tanaman kudzu umur 12 MST ................................................................ 106
17 Hubungan antara takaran vermikompos dengan bobot kering total
tanaman kudzu umur 12 MST ................................................................ 106
xxiii
18 Hubungan antara takaran vermikompos dengan kolonisasi G.
etunicatum di akar tanaman kudzu umur 12 MST ................................. 107
19 Hubungan antara takaran vermikompos dan bobot kering akar terkolonisasi FMA G. etunicatum umur 12 MST .................................................... 108
20 Hubungan antara kolonisasi dengan jumlah spora G. etunicatum ........... 108
21 Aklimatisasi bibit jati Solomon hasil perbanyakan melalui kultur jaringan 116
22 Penanaman bibit jati dalam polybag (kiri) dan akar telanjang (kanan) ....
117
23 Keragaan bibit jati Solomon umur 26 MST pada sistem akar telanjang
yang diinokulasi mikoriza (A& B), tidak diinokulasi mikoriza (D & E),
dipupuk NPK (A & D) dan vermikompos (B & E) ................................... 121
24 Keragaan bibit jati Solomon umur 26 MST pada sistem polybag yang
diinokulasi mikoriza (A&B), tidak diinokulasi mikoriza (D & E), diberi
pupuk NPK (A & D) dan vermikompos (B & E) ...................................... 121
25 Pengaruh inokulasi mikoriza terhadap tinggi bibit jati umur 2 – 26
minggu setelah tanam ............................................................................. 124
26 Pengaruh metode penyiapan bibit dan inokulasi mikoriza terhadap
tinggi bibit jati umur 2 – 26 MST (B = akar telanjang, P = polybag, + M
= diinokulasi mikoriza, - M = tanpa mikoriza) ....................................... 124
27 Pengaruh pupuk terhadap tinggi bibit jati umur 2 – 26 MST ................. 125
28 Pengaruh inokulasi mikoriza dan pemberian pupuk terhadap tinggi bibit
jati umur 2 – 26 MST (M = mikoriza, TM = tanpa mikoriza) ................ 126
29 Pengaruh metode penyiapan bibit dan inokulasi mikoriza terhadap
diameter batang bibit jati umur 2 – 26 MST ........................................... 126
30 Pengaruh pemberian pupuk terhadap diameter bibit jati umur 2 – 26
MST ……………………………………………………………………. 127
31 Pengaruh inokulasi mikoriza dan pemberian pupuk terhadap diameter
batang bibit jati umur 2 – 26 MST .......................................................... 127
xxiv
I. PENDAHULUAN
Latar Belakang
Mikoriza arbuskula (MA) merupakan simbiosis tertua di permukaaan bumi,
(Remy et al. 1994; Bonfante & Genre 2008) merupakan simbiosis yang paling
sering ditemui di muka bumi, ditelaah, dan dimanfaatkan untuk peningkatan
produktivitas sumber daya alam hayati dan nir-hayati (Smith & Read 2008;
Gianinazzi et al. 2010). Fitobion yang terlibat dalam simbiosis MA ialah sekitar 80
– 90% tanaman darat baik yang memiliki akar atau tidak (Wang & Qui 2006) atau
sekitar 73% bangsa tanaman berbunga (Brundrett 2009). Mikobion yang terlibat
ialah fungi obligat warga filum Glomeromycota (Schüβler et al. 2001) yang
memiliki empat bangsa (ordo) (Glomerales, Diversisporales, Paraglomerales, dan
Archaeosporales), 11 suku (famili), 18 marga dan sekitar 300 jenis yang berhasil
dikenali (Schüßler & Walker 2010).
Fungi MA hidup bersama dengan komunitas jasad hidup lainnya yang ada di
rizosfer. Agar mampu hidup di rizosfer, sebuah habitat yang kompetitif dan
dinamis, FMA harus mampu memproduksi banyak propagul dalam bentuk hifa
ekstraradikal dan spora. Propagul FMA dapat punah karena kegagalan manusia
menjaga keswalanjutan (sustainability) ekosistem (Barrios 2007; Douds &
Johnson 2007, Gilbert 2009; Gianinazzi et al. 2010; Mendes-Filho et al. 2010).
Menjadi tanggung jawab umat manusia untuk menjaga dan melestarikan propagul
FMA di alam agar manfaat positifnya dapat diwariskan kepada generasi yang akan
datang. Upaya yang dapat dilakukan diantaranya ialah stimulasi aktivitas FMA
pribumi (indigenous) efektif mengggunakan praktek budidaya yang tepat misalnya
budidaya organik, penggunaan bahan kimia pertanian sebijak mungkin, inokulasi
FMA, penanaman bibit bermikoriza (Douds & Johnson 2007; Gosling et al. 2007),
atau dengan penggunaan stimulan tertentu (Setiadi 2011 - komunikasi pribadi).
Inokulasi (Latin inoculare = memasukkan ke dalam benih) untuk memulihkan
atau menambah propagul FMA memerlukan sejumlah inokulan (bahan yang
diinokulasikan) dalam jumlah yang cukup. Informasi tentang beraneka jenis
inokulan mikoriza tersedia melimpah di dunia maya (internet) namun sangat sedikit
artikel ilmiah, baik pada jurnal dan prosiding nasional dan internasional, mengenai
produksi inokulan FMA. Produsen inokulan FMA di Indonesia sangat terbatas dan
2
jika ada ternyata kemampuannya juga sangat terbatas. Hal tersebut menunjukkan
produksi inokulan merupakan teknologi yang disembunyikan oleh produsen
inokulan FMA dan para peneliti kurang berminat menekuni teknologi produksi
inokulan. Oleh sebab itu, menjadi penting artinya untuk menguasai teknologi
produksi inokulan FMA agar tidak tercipta ketergantungan terhadap produk dari
luar negeri.
Inokulan FMA dapat diproduksi dengan metode konvensional atau metode
modern yang memerlukan teknologi dan ketrampilan tinggi. Sekalipun telah
ditemukan berbagai metode modern untuk memproduksi inokulan FMA (Douds
2002; Bhowmik & Singh, 2004; Selvaraj & Kim 2004; Lee & George 2005; Voets
et al. 2005) namun metode konvensional yang lebih murah dan sederhana
prosedurnya masih tetap menjadi andalan sebagian besar produsen inokulan FMA
di dunia (Gianinazzi & Vosátka 2004; Feldmann et al. 2009; IJdo et al. 2011;
Siddiqui & Kataoka 2011). Metode konvensional dapat dilaksanakan dengan
teknik kultur pot terbuka menggunakan jenis FMA tunggal atau campuran, jenis
tanaman inang, substrat, dan wadah tertentu yang diletakkan di rumah kaca atau
lapangan. Teknik kultur terbuka merupakan teknologi produksi inokulan FMA
yang lebih membumi dan dapat dikerjakan oleh masyarakat luas dibandingkan
dengan teknik lainnya dan dapat dipadukan dengan kegiatan lain misalnya dalam
produksi bibit.
Penggunaan inokulan FMA telah terbukti dapat menghasilkan tanaman yang
lebih tahan terhadap cekaman hayati dan nir-hayati sehingga mengurangi investasi
yang diperlukan untuk penyediaan pupuk dan pestisida (Herrera et al. 1993; Douds
& Johnson 2007; Vosatka & Albrechtova 2009; Koltai & Kapulnik 2010).
Penggunaan inokulan FMA dapat menghasilkan tanaman yang lebih produktif dan
membentuk ekosistem yang mantap (van der Heijden et al. 1998; Siddiqui et al.
2008; Cameron 2010), khususnya untuk memulihkan lahan terdegradasi (Herrera et
al. 1993). Pemanfaatan inokulan FMA dengan demikian penting artinya bagi
bangsa Indonesia. Inokulan FMA dapat diproduksi oleh petani di lahan sekitar
rumah menggunakan kultur pot terbuka atau langsung pada areal budidaya sehingga
3
menjamin ketersediaan pupuk dan pestisida kapanpun dibutuhkan oleh petani.
Kemampuan memproduksi inokulan FMA dengan demikian menjamin kemandirian
dan kedaulatan petani untuk melaksanakan budidaya tanaman tepat waktu tidak
ditentukan oleh ketersediaan pupuk dan pestisida yang seringkali langka atau
harganya melonjak tajam pada musim tanam. Inokulan FMA juga cukup diberikan
sekali saja yaitu pada saat tanam namun menghasilkan pengaruh dalam jangka
panjang. Hal ini dapat menekan investasi untuk pengadaan pupuk dan pestisida
sehingga petani mampu menghasilkan produk pertanian yang aman, bermutu tinggi,
namun dengan biaya yang lebih rendah. Produk pertanian yang bebas bahan kimia
juga memperoleh harga premium. Kondisi demikian dapat menjamin produk
pertanian Indonesia menjadi lebih kompetitif dibandingkan produk pertanian dari
luar negeri.
Sekalipun telah banyak informasi mengenai kebaikan FMA namun hal
tersebut ternyata belum berhasil mendorong perluasan dan percepatan pemanfaatan
FMA sebagai agen hayati. Penyebab utamanya ialah respon terhadap inokulasi
FMA seringkali bersifat lambat dan tidak menentu. Beberapa faktor dapat menjadi
penyebab hal tersebut, diantaranya ialah sifat FMA yang obligat sehingga
mempersulit produksi massal inokulan (Feldmann et al. 2009; IJdo et al. 2011),
terdapat spesifitas fungsional antara jenis FMA dengan jenis tanaman inang
(Klironomos et al. 2000; Klironomos 2003; Leake et al. 2004) dan karakteristik
lingkungan atau optimasi simbiosis (Öpik et al. 2008; Helgason & Fitter 2009;
Hodge et al. 2010; Smith et al. 2010). Kondisi lingkungan harus dapar diarahkan
untuk menghasilkan simbiosis yang optimal misalnya dengan pengaturan intensitas
cahaya, kadar air, kadar dan bentuk sumber hara, keberadaan jasad renik dan
sebagainya (Gianinazzi & Vosátka 2004; Feldmann et al. 2009; IJdo et al. 2011;
Siddiqui & Kataoka 2011). Hal tersebut melahirkan pemikiran untuk mencari jenis
FMA yang cepat menghasilkan respon positif pada tanaman dan sumber hara atau
bahan aditif yang dapat mempercepat respon tanaman terhadap inokulan sekaligus
menjaga efektivitas simbiosis FMA dalam jangka panjang. Sejauh ini masih sangat
sedikit penelitian yang mengarah kepada pendayagunaan bahan alami anorganik
4
dan organik. Bahan yang diinginkan ialah yang mudah diperoleh dengan harga
murah dan efektif sebagai sumber hara dalam produksi massal inokulum FMA
sekaligus memacu respon tanaman terhadap inokulan FMA.
Inokulasi FMA pada tanaman pertanian, hortikultura, dan kehutanan
memerlukan inokulan bermutu tinggi dalam jumlah yang cukup. Mutu inokulan
merupakan gambaran baik buruknya sebuah inokulan yang dapat didekati dari sisi
fungi, tanaman, dan tanaman. Potensi propagul, atau jumlah spora dan hifa, infektif
merupakan indikator mutu inokulan ditinjau dari sisi fungi (Feldmann & Idczak
1992; Feldmann et al. 2009; IJdo et al. 2011). Perubahan morfologi, fisiologi, dan
biokimia yang ditunjukkan dalam bentuk kemampuan tanaman merespon cekaman
hayati dan nir-hayati telah dilaporkan merupakan indikator respon tanaman
pertanian terhadap inokulasi FMA (Khalil et al. 1994; Bressan & Vasconcellos
2002; Andrade et al. 2010; Smith et al. 2010). Indikator-indikator tanah seperti
biomassa tanah dan kadar karbon total juga telah sering dikaitkan dengan aktivitas
FMA pada tanaman pertanian (Rillig et al. 2001; Bago et al. 2003; Barrios 2007;
Douds & Johnson 2007; Hamel 2007). Namun demikian, hasil penelitian juga
menunjukkan keeratan hubungan antar indikator fungi-tanaman-tanah pada
tanaman pertanian tidak selalu berlaku untuk pohon buah-buahan maupun tanaman
hutan (Bâ et al. 2000). Sejauh ini belum pernah ditentukan kriteria dan indikator
inokulan terbaik, khususnya untuk peningkatan pertumbuhan tanaman kehutanan
ditinjau dari gatra (aspect) fungi, tanaman dan tanah. Oleh karena itu perlu
dilakukan penelitian mengenai indikator mutu inokulan pada tanaman kehutanan
ditinjau dari sisi fungi, tanaman, dan medium tumbuh.
Jati (Tectona grandis Linn. F.) merupakan pohon penghasil kayu bermutu dan
bernilai ekonomi tinggi yang dapat digunakan untuk berbagai keperluan. Budidaya
jati untuk menghasilkan kayu bermutu tinggi perlu didukung dengan penyediaan
bibit jati bermutu tinggi yang jumlahnya mencukupi pada saat diperlukan. Mutu
bibit merupakan hasil perpaduan antara karakter genetik, morfologi dan fisiologi
dan karena itu berpengaruh besar terhadap keberhasilan bibit bertahan hidup dan
tumbuh baik di lapangan. Bibit dikatakan bermutu tinggi jika mampu memenuhi
5
persyaratan dan tujuan pengelolaan bahan tanaman (Ritchie 1984) yang ditunjukkan
oleh pertumbuhan yang baik dan kokoh pada kondisi lapangan yang kurang
mendukung dan memiliki laju pertumbuhan yang tinggi pasca penanaman (Duryea
1985; Johnson & Cline 1991; Mason 2004). Bibit jati mampu tumbuh kokoh dan
sehat jika mendapatkan faktor tumbuh (air, hara, cahaya matahari) yang cukup dan
perlindungan terhadap serangan hama dan penyakit.
Bibit jati umumnya diperbanyak dipersemaian secara generatif maupun
vegetatif menggunakan polybag sebagai wadah dan medium tumbuh berupa tanah
yang dicampur dengan substrat anorganik, misalnya pasir, atau organik misalnya
sekam padi, kompos, atau serbuk gergaji. Polybag merupakan bahan yang sulit
terdegradasi sehingga berpotensi mencemari lingkungan. Bibit dalam polybag
diangkut dari persemaian bersama medium tumbuh dan wadahnya sehingga
memerlukan volume ruang yang besar ketika diangkut ke lapangan. Pemindahan
medium tanah juga berpotensi merusak lingkungan karena tanah harus terus diambil
dari tempat lain. Keharusan membeli tanah dan wadah serta kebutuhan ruangan
yang lebih besar selama pengangkutan dapat meningkatkan biaya produksi
sehingga meningkatkan harga jual bibit. Informasi demikian menunjukkan perlu
dilakukan upaya untuk mendapatkan teknik perbanyakan bibit jati yang murah
biayanya namun tidak berpotensi merusak lingkungan.
Persemaian bibit akar telanjang merupakan persemaian yang ditujukan untuk
memproduksi bibit dengan cara penanaman langsung dalam tanah dan pertumbuhan
bibit dikendalikan dengan pemangkasan akar. Perbanyakan bibit jati dengan sistem
akar telanjang dengan demikian merupakan alternatif yang lebih baik karena tidak
ada kewajiban membeli atau mengangkut tanah dan wadah serta memerlukan
ruangan yang lebih kecil selama pengangkutannya. Sekalipun lebih murah biaya
produksinya namun hasil penelitian menunjukkan pemangkasan akar dapat
menurunkan tinggi dan diamater batang bibit jati (Purnawan 2005). Tanah yang
secara terus menerus digunakan sebagai persemaian juga dapat menurun
kesuburannya dan menjadi tidak sehat karena akar yang terpangkas yang tertinggal
dalam tanah dapat menjadi habitat patogen. Pemberian pupuk buatan bukan
6
merupakan alternatif pemecahan karena harganya cenderung naik sehingga
berpengaruh terhadap harga jual bibit.
Penggunaan inokulan FMA dan pupuk organik yang dapat diproduksi sendiri
merupakan alternatif yang lebih baik dibandingkan pupuk buatan untuk mengatasi
hambatan pertumbuhan pada bibit jati akar telanjang. Rizosfer jati telah dilaporkan
merupakan habitat beberapa marga FMA yang dominan yaitu Glomus, Gigaspora,
Acaulospora dan Scutellospora (Maryadi 2001; Husna et al. 2006). Hasil penelitian
menunjukkan penggunaan FMA dapat meningkatkan pertumbuhan bibit jati
(Rohayati 1999; Irianto et al. 2003; Turjaman et al. 2003) atau tidak menghasilkan
pengaruh yang nyata (Purnawan 2005) bergantung kepada provenan bibit jati, jenis
FMA, lokasi pertumbuhan, dan teknik produksi bibit yang digunakan. Informasi
demikian menunjukkan perlu dilakukan seleksi terhadap FMA yang akan
diinokulasikan pada bibit jati di persemaian. Inokulasi FMA terseleksi bukan saja
dapat menghemat biaya produksi bibit namun juga menjadikan bibit jati tumbuh
lebih kokoh pada saat dipindah ke lapangan (Rajan et al. 2000). Reformulasi
inokulan FMA, misalnya dengan menambahkan pupuk organik atau buatan,
dilaporkan menghasilkan pengaruh yang berbeda-beda bergantung kepada jenis
FMA, jenis dan takaran pupuk yang ditambahkan, dan provenan jati (Suwandi et
al. 2006; Ramadani 2008; Arif et al. 2009). Provenan jati yang digunakan pada
beberapa penelitian tersebut umumnya berasal dari Pulau Jawa atau Muna di
Sulawesi Tenggara. Sejauh ini belum pernah dilaporkan interaksi antara bibit jati
provenan Solomon yang diperbanyak menggunakan sistem akar telanjang dengan
FMA yang diinokulasikan dalam bentuk inokulan yang telah direformulasi
menggunakan bahan alami tertentu.
7
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk:
1.
Mendapatkan jenis FMA yang merespon positif bahan alami yang
digunakan pada proses produksi inokulan FMA.
2.
Mendapatkan prosedur pemanfaatan berbagai bahan alami dalam proses
produksi inokulum FMA dengan menguji faktor sterilisasi, pengaturan
pemberian air, dan sumber hara.
3.
Mendapatkan bahan alami yang efektif untuk memproduksi inokulan FMA
dan menghasilkan kerapatan spora yang tinggi menggunakan tanaman inang
kudzu (Pueraria phaseoloides Roxb).
4.
Menguji efektivitas sumber hara ditinjau dari sisi karakteristik kimia
(kelarutan dan kadar hara), karakteristik fisik (ukuran garis tengah butir),
dan takaran untuk memproduksi inokulan FMA.
5.
Mendapatkan inokulan FMA yang efektif untuk meningkatkan pertumbuhan
dan menyuburkan medium tumbuh bibit jati pada skala persemaian.
Hipotesis
Hipotesis yang