Asam Organik Eksudat Akar, Populasi Mikrob Dan Aktivitas Enzimatik Pada Rizosfer Bibit Kelapa Sawit

ASAM ORGANIK EKSUDAT AKAR, POPULASI MIKROB
DAN AKTIVITAS ENZIMATIK PADA RIZOSFER
BIBIT KELAPA SAWIT

ANANDYAWATI

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2017

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Asam Organik Eksudat
Akar, Populasi Mikrob dan Aktivitas Enzimatik pada Rizosfer Bibit Kelapa Sawit
adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum
diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi manapun. 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 tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut

Pertanian Bogor.
Bogor, Januari 2017
Anandyawati
NIM A151130071

RINGKASAN
ANANDYAWATI. Asam Organik Eksudat Akar, Populasi Mikrob dan Aktivitas
Enzimatik pada Rizosfer Bibit Kelapa Sawit. Dibimbing oleh SYAIFUL
ANWAR, BUDI NUGROHO dan RAHAYU WIDYASTUTI.
Pemanfaatan dan peningkatan hubungan interaksi menguntungkan antara
tumbuhan dan mikrob yang terjadi pada rizosfer diduga dapat meningkatkan
produktivitas tumbuhan ataupun kesuburan tanah untuk pertanian. Pada rizosfer
terdapat eksudat akar berupa asam-asam organik dan senyawa kimia lainnya yang
dikeluarkan oleh tumbuhan. Eksudat akar ini berperan sebagai pengatur
komunitas mikrob tanah di sekitar perakaran dan mendukung simbiosis yang
menguntungkan antara tumbuhan dan mikrob. Mekanisme ini terjadi karena
eksudat akar merupakan sumber karbon dan energi bagi mikrob. Tersedianya
substrat menyebabkan populasi dan aktivitas mikrob pada rizosfer lebih tinggi
dibandingkan nonrizosfer. Mikrob tersebut kemudian membantu tumbuhan dalam
menyediakan kebutuhan hara melalui aktivitas enzimatiknya. Penelitian ini

dilakukan pada bibit kelapa sawit dikarenakan kelapa sawit merupakan komoditas
unggulan perkebunan Indonesia yang terus mengalami pengembangan hingga saat
ini. Pengembangan dilakukan melalui perluasan areal tanam dalam upaya
peningkatan produksi, namun hal ini dihadapkan pada persoalan terbatasnya
jumlah lahan subur yang tersedia. Tujuan dari penelitian ini adalah : (1)
mempelajari jenis dan jumlah asam organik eksudat akar yang dikeluarkan oleh
bibit kelapa sawit, (2) mempelajari populasi mikrob pada rizosfer bibit kelapa
sawit, (3) mempelajari aktivitas enzimatik pada rizosfer bibit kelapa sawit, dan
(4) mempelajari korelasi asam organik akar tehadap populasi mikrob dan
aktivitas enzimatik pada rizosfer bibit kelapa sawit.
Penelitian dilaksanakan di Rumah Kaca Kebun Percobaan Cikabayan,
Laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah, Laboratorium Bioteknologi Tanah,
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian Institut
Pertanian Bogor serta Laboratorium Residu Bahan Agrokimia, Balai Penelitian
Lingkungan Pertanian dari bulan Februari 2015 hingga Februari 2016. Bahan
utama penelitian berupa pasir kuarsa dengan ukuran 18 – 32 mesh (dari Bangka
Belitung) dan bibit kelapa sawit (dari PPKS) berbagai umur yaitu (1, 3, 6, 9 dan
12 bulan). Penelitian menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) dalam
susunan faktorial, dengan tiga ulangan. Faktor 1 umur bibit kelapa sawit (tanpa
bibit kelapa sawit, 1, 3, 6, 9 dan 12 bulan) dan faktor 2 lama tanam (45, 90, 135

dan 180 hari).
Persiapan media tanam pasir dilakukan dengan proses menghilangkan bahan
organiknya (membakar) dan sterilisasi (fumigasi). Sebelum dipindah tanamkan ke
media tanam pasir, akar bibit kelapa sawit dibersihkan dan disterilisasi dengan
chlorox 10% seta ditanam pada media pasir kuarsa (32 kg/polybag). Penyiraman
dilakukan dengar air destilata melalui irigasi tetes dan pemupukan menggunakan
larutan Hoagland yang disemprotkan melalui daun. Pengukuran asam organik
eksudat akar dengan metode sentrifugasi (Angeles et al. 2006) dan diekstraksi
dengan aquades steril serta diukur dengan menggunakan HPLC pada fase mobil
0.05 N H2SO4 dengan kecepatan alir 1ml/menit, tekanan 60 psi dan panjang
gelombang 254 nm. Penghitungan jumlah mikrob hasil pengenceran di dalam

cawan petri dilakukan dengan metode tuang (pour plate count) dengan parameter
total populasi mikrob, cedawan, Azotobacter dan mikrob pelarut fosfat.
Pengukuran aktivitas enzimatik yaitu enzim urease, fosfomonoeterasease asam
dan fosfomonoeterasease basa dengan menggunakan spektrofotometer.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa jumlah asam-asam organik eksudat
akar, total populasi mikrob dan aktivitas enzimatik menunjukkan peningkatan
sejalan dengan meningkatknya umur dan lama masa tanam bibit kelapa sawit.
Rata-rata jumlah asam organik eksudat akar yang terukur paling banyak adalah

asam asetat kemudian diikuti oleh asam malat, asam oksalat dan asam sitrat. Ratarata jumlah asam asetat, asam sitrat dan asam oksalat tertinggi ditemukan pada
umur bibit 12 bulan dan lama masa tanam 180 hari yaitu berturut-turut sebesar
1.66 ppm, 0.157 ppm, 0.675 ppm. Sementara rata-rata jumlah asam malat
tertinggi sebesar 2.061 ppm ditemukan pada bibit dengan umur 12 bulan dan lama
masa tanam 135 hari.
Rata-rata total populasi mikrob, Azotobacter, BPF dan CPF tertinggi
ditemukan pada bibit dengan umur 12 bulan dan lama masa tanam 180 hari
dengan jumlah berturut-turut 19.38 x 107 cfu/gram media, 12.09 x 105 cfu/gram
media, 8.39 x 104 cfu/gram media dan 1.15 x 104 cfu/gram media. Sementara ratarata jumlah populasi cendawan tertinggi sebesar 3.28 x 104 cfu/gram media
ditemukan pada bibit dengan umur 12 bulan dan lama masa tanam 90 hari. Ratarata jumlah aktivitas enzim aktivitas enzim urease, PMEase asam dan PMEase
basa tertinggi ditemukan pada bibit dengan umur 12 bulan dan lama masa tanam
180 hari dengan jumlah berturut-turut 13.01 UE, 0.43 UE dan 3.356 UE.
Total asam organik eksudat akar, asam asetat, asam sitrat, asam malat dan
asam oksalat menunjukkan korelasi positif dengan populasi mikrob, cendawan,
Azotobacter, BPF dan CPF. Asam asetat menunjukkan korelasi tertinggi dengan
dengan Azotobacter, asam sitrat dan asam malat dengan BPF dan asam oksalat
dengan Azotobacter. Populasi mikrob, cendawan, Azotobacter, BPF dan CPF juga
menunjukkan korelasi positif dengan aktivitas enzim urease, PMEase asam dan
PMEase basa. Enzim urease menunjukkan korelasi tertinggi dengan Azotobacter,
enzim PMEase asam menunjukkan korelasi lebih besar terhadap CPF

dibandingkan dengan BPF, dan enzim PMEase basa menunjukkan korelasi lebih
besar terhadap BPF dibandingkan CPF.

Kata kunci: asam sitrat, asam oksalat, asam malat, asam asetat, urease,
fosfomonoesterase.

SUMMARY
ANANDYAWATI. Root Exudate Organic Acids, Microbial Population and
Enzymatic Activity in Oil Palm Seedling Rhizosphere. Supervised by SYAIFUL
ANWAR, BUDI NUGROHO and RAHAYU WIDYASTUTI
Utilization and increase of mutual interaction between plants and microbes
occur in the rhizosphere are expected to be able to increase either crop
productivity or fertility of the soil for agriculture. Root exudates around
rhizosphere contain organic acids and other chemical compounds released by
plants. The root exudates act as regulator of microbial communities in the soil
around the roots and support the mutual symbiosis between plants and microbes.
This mechanism occurs because root exudates are carbon and energy sources for
microbes. Availability of the substrate causes the population and microbial
activity in the rhizosphere are higher than that in non-rhizosphere. The microbes
then help the plants to provide nutrient needs through enzymatic activity.

Research was conducted on oil palm seedling due to oil palm plantations
Indonesia is the superior commodity continues to develop until today.
Development is made through the extensification of planting area in an effort to
increase production, but it faces the problem of the limited area of available arable
land. The goals of this study are: (1) study the types and numbers of organic acids
released by the root exudates of oil palm seedlings, (2) study the population of
microbes in the rhizosphere of oil palm seedlings. (3) study the enzymatic
activities in the rhizosphere of oil palm seedlings. (4) study the correlation of root
organic acids on both enzymatic activity and microbial populations in the
rhizosphere of oil palm seedlings.
The study was conducted at the Greenhouse of Experimental Garden of
Cikabayan, Chemistry and Soil Fertility Laboratory, Soil Biotechnology
Laboratory, Department of Soil Science and Land Resources, Faculty of
Agriculture, Bogor Agricultural Univeristy and Agrochemicals Materials Residue
Laboratory, Agricultural Environment Research Institute from February 2015
until February 2016. Main materials of the research were quartz sand with a size
of 18-32 mesh (Bangka Belitung) and oil palm seedlings (from PPKS) of various
ages, i.e. (1, 3, 6, 9 and 12 months). The study used a completely randomized
design (CRD) in a factorial arrangement, with three replications. Factor 1 was
seedlings of oil palm (without oil palm seedling, 1, 3, 6, 9 and 12 months) and

factor 2 was planting period (45, 90, 135 and 180 days).
Preparation of planting medium of sand was carried out by removing the
organic material (burning) and sterilization (fumigation). Prior to transplanting
into the planting medium sand, oil palm seedlings roots were cleaned and
sterilized with 10% chlorox and planted in the quartz sand media (32 kg/polybag).
Watering was made with distilled water through drip irrigation and fertilization
was made with Hoagland solution sprayed through the leaves. Measurement of
organic acids root exudates referred to centrifuge method (Angeles et al. 2006)
and extracted with sterile distilled water and measured using the HPLC at 12.05 N
H2SO4 mobile phase at a flow rate of 1 ml/min, pressure of 60 psi and a
wavelength of 254 nm. The number of microbes dilution results in a petri dish
was counted by the method of pour plate count with the parameter of total

microbes, total fungi, Azotobacter and phosphate solvent microbes. Furthermore
the enzymatic activity of the urease, acidic PMEase and alkaline PMEase was
measured using a spectrophotometer.
The results showed that the number of organic acids root exudates,
microbial populations and enzymatic increased along with both age and planting
period of oil palm seedlings. The average number of organic acids root exudates
measured at most were acetic acid followed by malic acid, oxalic acid and citric

acid. The highest average number of acetic acid, citric acid and oxalic acid were
found in the 12 months seedling and planting period of 180 days i.e. 1.66 ppm,
0.157 ppm, 0.675 ppm, respectively. While the highest average number of malic
acid of 2.061 ppm was found in the 12 months seedling and planting period of 135
days.
The highest average population of microbes, Azotobacter, BPF and CPF
were found in the 12 months seedling and planting period of 180 days i.e. 19.38 x
107 cfu/gram of medium, 12.09 x 105 cfu/gram of medium, 8.39 x 104 cfu/gram of
medium and 1.15 x 104 cfu/gram of medium, respectively. While the highest
average number of fungi population of 3.28 x 104 cfu/gram of medium was found
in the 12 months seedling and planting period of 90 days. The highest average
number of enzyme activity of the urease, acidic PMEase and alkaline PMEase
were found in the 12 months seedling and planting period of 180 days i.e. 13.01
UE, 0.43 UE and 3.356 UE, respectively.
Total root exudate organic acids, acetic acid, citric acid, malic acid and
oxalic acid showed a positive correlation with the population of microbes, fungi,
Azotobacter, BPF and CPF. Acetic acid showed the highest correlation with the
Azotobacter, while citric acid and malic acid with BPF and oxalic acid with
Azotobacter. The population of microbes, fungi, Azotobacter, BPF and CPF also
showed a positive correlation with the activity of the urease, acidic PMEase and

alkaline PMEase. Urease showed the highest correlation with Azotobacter, acidic
PMEase showed greater correlation to the CPF than BPF, and the alkaline
PMEase showed greater correlation to the BPF than CPF.
Keywords: citric acid, oxalic acid,
phosphomonoesterase.

malic

acid,

acetic

acid,

urease,

© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2017
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,

penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB

KAJIAN ASAM ORGANIK EKSUDAT AKAR,
POPULASI MIKROB DAN AKTIVITAS ENZIMATIK
PADA RIZOSFER BIBIT KELAPA SAWIT

ANANDYAWATI

Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada
Program Studi Ilmu Tanah

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR
2017

Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: Dr Ir Maya Melati, MS, MSc

PRAKATA
Puji dan syukur penulis haturkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala rahmat dan karunia-Nya sehingga tesis dengan judul “Asam organik
eksudat akar, populasi mikrob dan aktivitas enzimatik pada rizosfer bibit kelapa
sawit” dapat diselesaikan.
Penghargaan dan terima kasih setulusnya penulis sampaikan kepada Bapak
Dr Ir Syaiful Anwar, MSc selaku ketua komisi pembimbing, Bapak Dr Ir Budi
Nugroho, MSi dan Ibu Dr Dra Rahayu Widyastuti, MScAgr selaku anggota
komisi pembimbing yang telah banyak memberikan saran dari awal pelaksanaan
penelitian hingga penulisan tesis. Penghargaan dan terimakasih setulusnya penulis
sampaikan kepada Ibu Dr Ir Maya Melati, MS, MSc selaku penguji luar komisi
atas masukan dan saran yang sangat bermanfaat untuk perbaikan penulisan tesis
ini.
Penghargaan dan terimakasih juga penuli sampaikan kepada :
1. Rektor, Dekan Pascasarjana, Dekan Fakultas Pertanian, Ketua Departemen
Ilmu Tanah Sumberdaya Lahan, Ketua Program Studi Ilmu Tanah Institut
Pertanian Bogor beserta dosen-dosen dan staf-staf akademik yang telah
memberikan ilmu pengetahuan yang bermanfaat dan bantuan selama penulis
menempuh peendidikan.
2. Dirjen Pendidikan Tinggi yang telah memberikan dukungan pendanaan
melalui BPPDN tahun 2013.
3. Himpunan Mayarakan Gambut Indonesia dan Gabungan Pengusaha Kelapa
Sawit Indonesia yang memberikan dukungan pendanaan dalam penelitian.
4. Prof. Supiandi Sabiham sebagai ketua tim penelitian gabungan HGI-GAPKI
beserta rekan-rekan peneliti (Heru Bagus Pulunggo, Mimien Harianti, Fuadi
Irsan, Syed Aziz Ur Rehman, Begum Shahibah, Santun dan rekan-rekan
lainnya yang tidak bisa disebutkan satu per satu).
5. Bapak Ibu staf Rumah Kaca Cikabayan, Laboratorium Kimia dan Kesuburan
Tanah, Laboratorium Bioteknologi Tanah DITS IPB dan Laboratorium
Residu Bahan Agrokimia BALINGTAN atas segala bantuan dan kemudahan
dalam pelaksanaan penelitian.
6. Bapak Ahmad Syukri (papa) dan Ibu Robi’ah (mama) atas segala didikan,
kesabaran, kasih sayang, motivasi, dukungan dan doa-doa tulus yang
menguatkan penulis dalam menyelesaikan pendidikan. Adik-adik tercinta
(Meirina Handayani, Alfajri dan Raudha Zahira) atas perhatian, kasih sayang,
semangat dan doa-doa yang tulus.
7. Teman-teman seperjuangan di DITSL angkatan 2011, 2012, 2013, 2014 dan
2015. Terimakasih untuk bantuan dan dukungannya.
Semoga Allah memberi limpahan rahmat dan kasih sayangNya kepada kita
semua. Akhir kata, semoga tesis ini bermanfaat dan memberikan sumbangan ilmu
pengetahuan. Aamiin Allahumma Aamiin.
Bogor, Januari 2017
Anandyawati

DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL

xii

DAFTAR LAMPIRAN

xiii

1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perumusan Masalah
Tujuan Penelitian
Manfaat Penelitian

1
1
2
3
3

2 TINJAUAN PUSTAKA
Aktivitas pada Rizosfer
Asam Organik Eksudat Akar
Aktivitas Enzimatik di dalam Tanah
Mikrob Tanah
Mikrob Penambat Nitrogen (Azotobacter)
Mikrob Penambat Fosfat

4
4
5
5
6
7
8

3 METODE
Tempat dan Waktu
Bahan
Metode Pelaksanaan Penelitian
Prosedur Analisis Data

9
9
9
9
14

4 HASIL DAN PEMBAHASAN

15

Hasil
Pembahasan

15
23

5 SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran

30
30
31

DAFTAR PUSTAKA

32

LAMPIRAN

37

RIWAYAT HIDUP

47

DAFTAR TABEL
1
2
3
4
5

6
7

8
9

10

11

12

13

14

15
16

Parameter penelitian, metode dan media yang digunakan untuk
analisis total populasi mikrob
Pengaruh perlakuan umur bibit terhadap rata-rata jumlah asam
organik eksudat akar pada rizosfer bibit kelapa sawit
Pengaruh perlakuan lama masa tanam terhadap rata-rata jumlah
asam organik eksudat akar pada rizosfer bibit kelapa sawit
Pengaruh interaksi perlakuan umur bibit dengan lama masa tanam
terhadap rata-rata jumlah asam sitrat pada rizosfer bibit kelapa sawit
Pengaruh interaksi perlakuan umur bibit dengan lama masa tanam
terhadap rata-rata jumlah asam malat pada rizosfer bibit kelapa
sawit
Pengaruh perlakuan umur bibit terhadap rata-rata total populasi
mikrob dan mikrob fungsional tanah pada rizosfer bibit kelapa sawit
Pengaruh interaksi perlakuan umur bibit dengan lama masa tanam
terhadap rata-rata total populasi mikrob pada rizosfer bibit kelapa
sawit
Pengaruh perlakuan lama masa tanam terhadap rata-rata total
populasi mikrob tanah pada rizosfer bibit kelapa sawit
Pengaruh interaksi perlakuan umur bibit dengan lama masa tanam
terhadap rata-rata populasi Azotobacter pada rizosfer bibit kelapa
sawit
Pengaruh interaksi perlakuan umur bibit dengan lama masa tanam
terhadap rata-rata populasi cendawan pada rizosfer bibit kelapa
sawit
Pengaruh interaksi perlakuan umur bibit dengan lama masa tanam
terhadap rata-rata total populasi Bakteri Pelarut Fosfat (BPF) pada
rizosfer bibit kelapa sawit
Pengaruh perlakuan umur bibit terhadap rata-rata jumlah aktivitas
enzim urease, PMEase asam dan basa pada rizosfer bibit kelapa
sawit.
Pengaruh perlakuan lama masa tanam terhadap rata-rata jumlah
aktivitas enzim urease, PMEase asam dan basa pada rizosfer bibit
kelapa sawit
Pengaruh interaksi perlakuan umur bibit dengan lama masa tanam
terhadap rata-rata jumlah aktivitas enzim urease pada rizosfer bibit
kelapa sawit
Korelasi antara asam-asam organik eksudat akar dengan total
populasi mikrob dan mikrob-mikrob fungsional
Korelasi antara asam-asam organik eksudat akar dengan aktivitas
enzim urease, PMEase asam dan basa

11
15
15
16

16
17

18
18

19

19

20

21

21

21
22
23

DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

Bibit kelapa sawit berbagai umur yang digunakan dalam penelitian
Proses Pengambilan Asam Organik Eksudat Akar.
Komposisi media pembiakan mikrob
Koloni mikrob dan mikrob fungsional pada media biak pembiakan
Bobot akar, tinggi tanaman dan jumlah daun pada berbagai umur dan
lama masa tanam
pH dan kadar air media tanam pada berbagai umur dan lama masa
tanan
Hasil analisis ragam asam organik eksudat akar pada berbagai umur
bibit dan lama masa tanam
Hasil analisis ragam populasi mikrob pada berbagai umur bibit dan
lama masa tanam
Hasil analisis ragam aktivitas enzimatik pada berbagai umur bibit
dan lama masa tanam
Korelasi antara aktivitas urease dengan bobot akar, kadar air, pH
media dan tinggi bibit
Korelasi antara aktivitas Pmase asam dengan bobot akar, kadar air,
pH media dan tinggi bibit
Korelasi antara aktivitas Pmase basa dengan bobot akar, kadar air,
pH media dan tinggi tanaman

37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
46
46

1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Tumbuhan mempunyai insting dalam mengoptimasi pertumbuhannya untuk
mentolerir berbagai permasalahan kesuburan tanah. Tumbuhan memaksimalkan
pertumbuhannya melalui pertumbuhan akar sehingga dapat memiliki jangkauan
maksimal terhadap hara yang diperlukan. Selain itu, tumbuhan juga berusaha
menjalin interaksi dengan mikrob dalam membantu pemenuhan kebutuhan
haranya. Untuk keperluan tersebut tumbuhan mengeluarkan eksudat akar yang
dimaksudkan untuk mengundang mikrob yang dikehendaki. Keuntungan yang
didapat oleh mikrob adalah mendapatkan habitat dan memperoleh suplai makanan
dari tumbuhan. Sehingga zona rizosfer memiliki populasi mikrob yang lebih
banyak dan beragam dibandingkan tanah yang tidak mendapatkan pengaruh dari
aktivitas akar (nonrizofer).
Pemanfaatan dan peningkatan hubungan interaksi menguntungkan antara
tumbuhan dan mikrob yang terjadi pada rizosfer diduga dapat meningkatkan
produktivitas tumbuhan ataupun kesuburan tanah untuk pertanian. Rizosfer
merupakan bagian dari tanah yang berada dalam pengaruh langsung sistem
perakaran tumbuhan dengan ketebalan sekitar beberapa milimeter dari permukaan
akar. Sifat tanah rizosfer ini dipengaruhi oleh eksudat akar yang bervariasi
tergantung spesies, varietas, fase pertumbuhan tumbuhan dan tipe tanah.
Eksudat akar secara garis besar adalah senyawa kimia yang dikeluarkan akar
ke tanah (Walker et al. 2003). Akar tumbuhan selain berperan sebagai pendukung
mekanik tumbuhan, pengambilan air dan hara, juga memperlihatkan peranan
khusus, mencakup kemampuan untuk mensintesis, mengakumulasi dan
mensekresi sederetan senyawa-senyawa kimia (eksudat akar). Kehadiran eksudat
akar di rizosfer berperan dalam mempengaruhi reaksi kimia dan aktivitas mikrob
di lingkungan tersebut. Eksudasi akar berupa asam organik dan senyawa karbon
lainnya tidak hanya berpengaruh langsung terhadap peningkatan ketersediaan hara
bagi tumbuhan, tetapi memiliki pengaruh tidak langsung melalui aktivitas mikrob
karena senyawa-senyawa tersebut merupakan sumber energi bagi mikrob tanah.
Keberadaan mikrob di dalam tanah memiliki peran penting, yaitu dalam
penguraian bahan organik yang dilakukan secara enzimatik. Mikrob
menghasilkan enzim yang mampu merombak bahan-bahan organik di luar sel.
Enzim yang dihasilkan oleh mikrob memiliki peran penting di antaranya terlibat
dalam siklus nutrisi, mempengaruhi kesuburan secara efisien, merangsang
aktivitas degradasi bahan organik dan bertindak sebagai indikator perubahan tanah.
Enzim yang dapat diperoleh dari tanah terdiri dari kelompok enzim
oksidoreduktase, transferase, hidrolase, liase, isomerase dan ligase (Dick et al.
2000; Balota et al. 2004; Claassens et al. 2005). Eksudat yang dikeluarkan oleh
tumbuhan dimanfaatkan oleh mikrob sebagai sumber makanannya dan melalui
aktivitas enzimatik mikrob membantu penyediaan unsur hara bagi tumbuhan.
Namun proses interaksi kompleks dan menguntungkan tersebut belum banyak
diketahui. Sehingga penelitian mengenai kajian asam organik eksudat akar dan
populasi mikrob serta aktivitas enzimatik pada rizosfer kelapa sawit perlu
dilakukan untuk meningkatkan efisiensi penggunaan hara.

2
Mekanisme tanamn mengeluarkan eksudat yang dimanfaatkan oleh mikrob
sebagai sumber makanannya. Kemudian mikrob melalui aktivitas enzimatik
membantu penyediaan unsur hara bagi tanaman, menunjukkan interaksi kompleks
dan menguntungkan yang belum begitu banyak diketahui. Sehingga penelitian
mengenai kajian asam organik eksudat akar dan populasi mikrob serta aktivitas
enzimatik pada rizosfer bibit kelapa sawit perlu untuk dilakukan. Selain itu
pemilihan kelapa sawit sebagai objek dalam penelitian ini dikarenakan kelapa
sawit merupakan komoditas unggulan perkebunan Indonesia yang terus
mengalami pengembangan hingga saat ini.
Pengembangan kelapa sawit terus dilakukan setiap tahunnya melalui
perluasan areal. Peningkatan luas areal tersebut disebabkan oleh harga CPO yang
relatif stabil di pasar internasional dan industri kelapa sawit memberikan
sumbangan besar terhadap perekonomian negara. Selain mampu menciptakan
kesempatan kerja yang luas, industri kelapa sawit menjadi salah satu sumber
devisa terbesar bagi Indonesia. Berdasarakan buku statistik komoditas kelapa
sawit terbitan Ditjenbun (2014) laju pertumbuhan luas areal kelapa sawit selama
2004-2014 sebesar 7,67% atau sebesar 5.284.723 ha hingga mencapai 10.956.231
ha. Pengembangan tersebut dihadapkan pada berbagai persoalan, salah satunya
adalah terbatasnya jumlah lahan subur yang dapat dikembangkan sebagai areal
tanam. Penelitian ini dilakukan pada skala bibit kelapa sawit dikarenakan lebih
mudah dan memungkinkan dari pada tanaman yang ditanam di lahan perkebunan.
Diharapkan penelitian ini mampu memberikan informasi dalam pengembangan
kelapa sawit Indonesia.

Perumusan Masalah
Tumbuhan pada tanah-tanah yang memiliki ketersediaan hara yang rendah,
memiliki kemampuan untuk mengoptimasi pertumbuhannya sendiri. Secara
umum terdapat dua mekanisme pada akar tumbuhan yang dapat meningkatkan
serapan hara yaitu secara morfologis dan fisiologis. Mekanisme akar secara
morfologi meliputi pertumbuhan, distribusi dan pembentukan rambut akar.
Mekanisme akar secara fisiologis meliputi kinetika serapan dan mobilisasi hara
(Rao et al. 1999). Respon fisiologis akar tumbuhan terhadap rendahnya
ketersediaan hara adalah melalui kinetika akar dan mobilisasi hara dengan
dikeluarkannya eksudat akar yang dianggap sebagai mekanisme untuk
meningkatkan serapan hara.
Eksudat akar terutama berupa asam organik memiliki peranan dalam
menyediakan substrat untuk metabolisme mikroba. Kemudian mikrob membantu
tumbuhan memenuhi kebutuhan haranya melalui aktivitas enzim, karena sebagian
besar enzim yang diperoleh di dalam tanah berasal dari bakteri dan jamur.
Misalnya nitrogen yang ketersediaannya di dalam tanah dibantu oleh bakteri
penambat nitrogen. Bakteri tersebut memiliki kemampuan meningkatkan efisiensi
penggunaan N-tersedia dalam tanah dengan menggunakan nitrogen bebas untuk
sintesis sel protein dimana protein tersebut akan mengalami proses mineralisasi
dalam tanah setelah bakteri mengalami kematian. Dan juga melalui aktivitas
urease, nitrogen organik diubah menjadi nitrogen anorganik. Disamping bakteri
penambat nitrogen, bakteri pelarut fosfat juga mampu mengubah fosfat tidak larut.

3

1.
2.
3.
4.

Aktivitas fosfatase mempercepat produksi ortofosfat dari P organik sehingga
tersedia berbagai bentuk fosfat yang dibutuhkan tanaman. Aktivitas fosfatase juga
secara signifikan mengefisiensikan serapan nutrisi dalam kondisi lingkungan hara
terbatas (Helal 1990).
Berdasarkan latar belakang dan rumusan masalah di atas, maka dapat
dirumuskan pertanyaan penelitian sebagai berikut:
Apa jenis dan jumlah asam organik eksudat akar bibit kelapa sawit?
Bagaimana populasi mikrob pada rizosfer bibit kelapa sawit?
Bagaimana aktivitas enzimatik pada rizosfer bibit kelapa sawit?
Bagaimana korelasi asam organik akar tehadap populasi mikrob dan aktivitas
enzimatik pada rizosfer bibit kelapa sawit?

Tujuan Penelitian
1.
2.
3.
4.

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah :
Mempelajari jenis dan jumlah asam organik eksudat akar bibit kelapa sawit.
Mempelajari populasi mikrob pada rizosfer bibit kelapa sawit.
Mempelajari aktivitas enzimatik pada rizosfer bibit kelapa sawit.
Mempelajari korelasi asam organik akar tehadap populasi mikrob dan aktivitas
enzimatik pada rizosfer bibit kelapa sawit.

Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan mampu memberikan informasi jenis dan jumlah
asam organik eksudat akar pada bibit kelapa sawit dan hubungannya dengan
populasi mikrob serta aktivitas enzimatik di dalam tanah. Informasi ini kemudian
bisa digunakan sebagai bahan pertimbangan dalam menetapkan opsi teknologi apa
yang mungkin dikembangkan untuk meminimalisir persoalan produktivitas
tanaman dan kesuburan pada areal perkebunan kelapa sawit.

4

2 TINJAUAN PUSTAKA
Aktivitas pada Rizosfer
Rizosfer adalah zona dalam tanah dimana mikrob dan akar tanaman hidup
secara efektif berinteraksi. Sistem perakaran umumnya berasosiasi dengan tanah
disekitarnya yang kondisinya sangat berbeda dengan kondisi tanah tanpa sistem
perakaran. Asosiasi antara sistem perakaran dengan mikrob tanah dapat terjadi
baik secara langsung maupun tidak langsung (Handayanto & Hairiah 2007). Akar
tanaman mempengaruhi karakteristik fisika, kimia dan biologi tanah di rizosfer.
Reaksi biokimia yang disebabkan oleh mikrob di daerah pertemuan akar-tanah,
memainkan peranan penting dalam ketersediaan hara bagi tanaman (Gobran &
Clegg 1996). Akar tanaman mempengaruhi rizosfer dengan berbagai cara. Ketika
sel akar mati dan terk elupas maka mikrob dengan cepat mendegradasi komponen
sel. Namun yang lebih penting adalah ekskresi akar berupa beragam senyawa
organik yang akan mempengaruhi jumlah dan keragaman mikrob di rizosfer
(Angle et al. 1996).
Intensitas aktivitas semacam ini tergantung dari panjangnya jarak tempuh
yang dicapai oleh eksudasi sistem perakaran. Pengaruh keseluruhan perakaran
tanaman terhadap mikrob tanah disebut sebagai efek rizosfer. Beberapa faktor
seperti tipe tanah, kelembaban tanah, pH, temperatur, umur dan kondisi tanaman
mempengaruhi efek rizosfer. Efek rizosfer tampak dalam bentuk melimpahnya
jumlah mikrob pada daerah tersebut (Richards 1974). Laju kegiatan metabolik
mikrob di rizosfer berbeda dengan laju kegiatan metabolik mikrob dalam tanah
nonrizosfer. Jumlah mikrob di sekitar akar yang dikenal sebagai daerah peralihan,
menurut Clark (1949) berjumlah lebih dari seratus kali bila dibandingkan dengan
di daerah bukan dekat akar.
Dengan adanya berbagai senyawa yang menstimulir pertumbuhan mikrob,
menyebabkan jumlah mikrob di lingkungan rizosfer sangat tinggi. Perbandingan
jumlah mikroba dalam rizosfer (R) dengan tanah bukan rhizosfer (S) yang disebut
nisbah R/S, sering digunakan sebagai indeks kesuburan tanah. Semakin subur
tanah, maka indeks R/S semakin kecil, yang menandakan nutrisi dalam tanah
bukan rizosfer juga tercukupi (subur). Sebaliknya semakin tidak subur tanah,
maka indeks R/S semakin besar, yang menandakan nutrisi cukup hanya di
lingkungan rizosfer yang berasal dari bahan organik yang dikeluarkan akar,
sedang di tanah non-rizosfer nutrisi tidak mencukupi (tidak subur). Menurut
Richards (1974), rasio rizosfer terhadap tanah (R : S) dapat digunakan untuk
memperkirakan perubahan dalam populasi mikrob yang disebabkan pertumbuhan
tanaman. Rasio R : S dihitung dengan membagi jumlah mikrob dalam rizosfer
tanah dengan jumlah mikrob dalam tanah yang bebas dari pertumbuhan tanaman.
Urutan rasio R : S mikrob dari yang terbesar hingga terkecil pada umumnya
adalah bakteri, aktinomisetes, fungi, protozoa dan alga.

5
Asam Organik Eksudat Akar
Menurut Walker et al. (2003) senyawa kimia yang dikeluarkan akar ke tanah
secara garis besar direferensikan sebagai eksudat akar. Senyawa-senyawa ini
disamping berperan sebagai pendukung mekanik tanaman, pengambilan air dan
hara, akar juga memperlihatkan peranan khusus, mencakup kemampuan untuk
mensintesis, mengakumulasi dan mensekresi sederetan senyawa-senyawa kimia.
Namun proses yang dimediasi oleh akar di rizosfer tersebut belum begitu banyak
diketahui.
Senyawa kimia yang beragam dari eksudat akar akan mempertahankan
kontak tanah-akar, melumasi ujung akar, melindungi akar dari desikasi
(kekeringan), menstabilkan agregat mikro tanah, menyerap dan menyimpan ionion yang terseleksi, mengatur komunitas mikrob tanah di sekitar perakaran,
mengatasi mikrob penganggu, mendukung simbiosis yang menguntungkan,
pertukaran sifat-sifat fisika dan kimia tanah, dan menghambat pertumbuhan
spesies tanaman kompetitor. Dengan kata lain senyawa-senyawa yang dikeluarkan
akar juga akan berperan sebagai penarik (attractan) dan penangkis (repellants) di
lingkungan sistem perakaran (Walker et al. 2003).
Senyawa-senyawa utama eksudat akar yang terdapat di rizosfer, antara lain
asam-asam organik, gula, asam amino, lemak, kumarin, flavonoid, protein, enzim,
alipatik dan aromatik. Diantara senyawa tersebut, asam organik mendapat
perhatian lebih karena peranannya dalam menyediakan substrat untuk
metabolisme mikrob dan mediasi reaksi biokimia di dalam tanah (Angle et al.
1996; Koo et al. 2005). Senyawa asam organik yang utama di zona mikro (soilroot interface) tersebut adalah asam organik dengan berat molekul rendah (Tan
2000).
Asam organik dengan berat molekul rendah dipercayai memegang peranan
penting dalam berbagai proses di dalam tanah seperti membuat hara tanah lebih
tersedia dan meningkatkan kelarutan hara P dan detoksi Al3+, membantu respon
kemotaktik dan pembentukan asosiasi simbiotik (Gottlein et al. 1999; Dakora &
Philips 2002; van Hees et al. 2005), melindungi tereksposnya perakaran tanaman
ke konsentrasi beracun dari Al3+ pada tanah masam, mengganti muatan
permukaan dan sifat-sifat elektrokinetik tanah dan pelapukan dari mineral-mineral
tanah. Namun pemahaman mendasar dari peranan-peranan penting tersebut di
dalam tanah belum begitu jelas (Wang et al. 2006). Komponen asam organik dari
eksudat akar terdiri dari tartarat, oksalat, sitrat, malat, asetat, propionat, butirat,
suksinat, fumarat, glikolat, valerat dan malonat. Asam-asam organik yang dilepas
ke tanah oleh akar dengan aktif meningkatkan kemampuan tanaman untuk hidup
dan berkembang secara normal di bawah kondisi defisiensi hara yang berat (Shen
et al. 1996).
Aktivitas Enzimatik di dalam Tanah
Enzim adalah biokatalis yang diproduksi oleh jaringan hidup. Enzim dapat
meningkatkan laju reaksi, karena itu enzim berfungsi sebagai biokatalisator dalam
sel dan sifatnya sangat khas. Enzim dikatakan bersifat khas karena bekerja pada
substrat tertentu dengan bentuk reaksi tertentu (Girindra 1993). Sebagian besar
enzim yang diperoleh dari tanah berasal dari bakteri dan jamur. Hanya sebagian

6
kecil yang diekskresikan oleh tumbuhan dan hewan. Enzim tanah dapat dijadikan
sebagai salah satu indikator untuk menentukan kualitas tanah. Enzim memiliki
beberapa fungsi penting, yaitu terlibat dalam siklus nutrisi, mempengaruhi
kesuburan secara efisien, merangsang aktivitas degradasi organik dan bertindak
sebagai indikator dalam perubahan tanah (Dick et al. 2000; Balota et al. 2004;
Claassens et al. 2005).
Setiap bahan organik dan mineral di dalam tanah dapat mempengaruhi
aktivitas enzim secara khusus. Enzim yang dapat diperoleh dari tanah terdiri dari
kelompok enzim oksidoreduktase, transferase, hidrolase, liase, isomerase dan
ligase. Jenis enzim yang banyak ditemui dalam tanah adalah dehidrogenase,
katalase, fosfatase, amilase, selulase, xilanase, pektinase, protease, dan urease.
Semua enzim tersebut mencakup sekelompok enzim yang dibedakan berdasarkan
pada kekhususan substrat dan pH optimum (Dick et al. 2000).
Urease merupakan enzim yang berperan sebagai katalis dalam hidrolisis
urea. Evaluasi daya hidrolisis urease pada berbagai macam tanah sangat penting
terutama pada tanah dengan kandungan C organik yang rendah dan pH yang
tinggi, pada tanah daerah tropis (Lehninger 1990). Urea dihidrolisis secara
enzimatik oleh urease, membentuk amonia dan karbondioksida. Amonia dapat
terhidrolisis lebih lanjut menjadi amonium.
Fosfatase di dalam zona rizosfer berperan penting membantu akar menyerap
hara, terutama fosfor ke dalam jaringan tanaman. Aktivitas fosfatase di dalam
rizosfer dapat berasal dari akar akar tumbuhan, jamur tanah pada umumnya, jenisjenis jamur mikoriza ekto dan endo atau dari bakteria, yang distimulasi oleh
adanya bahan-bahan organik dan senyawa fosfat organik (Tarafdar & Marschner
1994). Aktivitas fosfatase akar disebutkan Helal (1990) merupakan faktor yang
signifikan mengefisiensikan serapan nutrisi dalam kondisi lingkungan hara
terbatas. Mineralisasi fosfat organik juga melibatkan peran mikrob tanah melalui
produksi enzim fosfatase seperti fosfatase asam dan basa. Beberapa enzim
fosfatase seperti fosfomonoesterase, fosfodiesterase, trifosfomonoesterase dan
fosfoamidase pada umumnya terdapat di dalam tanah. Enzim-enzim tersebut
bertanggung jawab pada prosses hidrolisis P organik menjadi fosfat anorganik
(H2PO4-, HPO4= ) yang tersedia bagi tanaman. (Pang & Kolenk 1986; Mearyard
1999; Lal 2002).
Mikrob Tanah
Salah satu parameter yang menentukan produktivitas tanah adalah mikrob
tanah (Sutedjo et al. 1991). Tanah yang berada dalam kondisi normal
mengandung berbagai jenis mikrob (Schlegel & Schmidt 1994). Tanah yang baik
adalah tanah yang mengandung beraneka macam mikrob yang berguna bagi
tanaman. Diantara kelompok mikrob, bakteri adalah kelompok yang paling
banyak mendapat perhatian. Peranan bakteri di tanah sangatlah penting, banyak
dari jenis bakteri yang dapat menambat nitrogen ke dalam tanah dan juga dapat
melarutkan fosfat yang terjerap di dalam tanah.
Mikrob tanah banyak terdapat di daerah perakaran, hal ini disebabkan
perkembangan mikrob dipengaruhi oleh aktivitas metabolisme akar tanaman.
Akar tanaman melakukan aktivitas metabolisme sehingga mengeluarkan senyawa
metabolit yang disebut eksudat ke dalam tanah (Purwaningsih et al. 2004).

7
Eksudat tersebut dimanfaatkan mikrob di dalam tanah, sehingga mikrob tersebut
dapat bertahan hidup dan memperbanyak diri. Oleh karena itu populasi mikrob di
daerah perakaran tanaman lebih banyak dibandingkan di daerah tanpa perakaran
tanaman.
Mikrob tanah berperan dalam proses penguraian bahan organik, melepaskan
nutrisi kedalam bentuk yang tersedia bagi tanaman, dan mendegradasi residu
toksik. Selain itu mikrob tanah juga berperan sebagai agen peningkat
pertumbuhan tanaman (plant growth promoting agents) yang menghasilkan
berbagai hormon tumbuh, vitamin dan berbagai asam organik yang berperan
penting dalam merangsang pertumbuhan bulu-bulu akar (Hindersah & Simamarta
2004).
Mikrob Penambat Nitrogen (Azotobacter)
Nitrogen merupakan unsur hara makro esensial yang menyusun sekitar 1,5%
bobot tanaman dan sangat berfungsi dalam pembentukan protein. Unsur ini
mudah berubah bentuk dan mudah hilang baik lewat volatilisasi (gas N2) maupun
lewat pelindihan (NO3-). Pengelolaan nitrogen yang tidak baik dapat
menyebabkan tanaman mengalami defisiensi nitrogen (Hanafiah 2010). Nitrogen
berasal dari udara melalui penambatan oleh bakteri, baik secara simbiosis (rootnodulating bacteria) maupun nonsimbiosis (free-living nitrogen-fixing bacteria).
Azotobacter sp. merupakan salah satu mikrob penambat nitrogen nonsimbiotik yang dapat digunakan sebagai agen penambat nitrogen bebas menjadi
tersedia bagi tanaman. Hindersah & Simarmata (2004) menyatakan bahwa
kesehatan biologis suatu tanah akan banyak ditentukan oleh dominansi dari
rizobakteri yang diberikan atas mikrob tanah lainnnya sehingga tanaman
mendapatkan manfaat yang optimal dari rizobakter yang diberikan. Azotobacter
juga berperan sebagai rizobakteri pemacu pertumbuhan tanaman (plant growth
promoting rhizobacteria) yang menghasilkan berbagai hormon tumbuh giberelin
dan sitokinin.
Sel bakteri pemfiksasi nitrogen mempunyai enzim yang berperan dalam
konversi N2 menjadi NH3 yaitu dinitrogen reduktase dengan kofaktor besi (Keeton
& Gould 1980). Beberapa spesies Azotobacter menghasilkan protein untuk
mengikat nitrogenase dan melindunginya dari kerusakan oleh oksigen. Selain itu,
beberapa bakteri aerobik diazotrof menghasilkan koloni besar dan gummy
(ekstraseluler polisakarida) pada media agar bebas nitrogen yang berfungsi
sebagai penghalang koloni terhadap paparan oksigen (Hastuti 2007). Azotobacter
memiliki bentuk yang sangat variatif, bersifat gram negatif yang aerob obligat,
serta tumbuh baik pada media defisien nitrogen serta menghasilkan lendir kapsul
jika diberikan glukosa sebagai sumber karbon. Adanya akumulasi bakteri ini pada
rizosfer merupakan cerminan adanya stimulasi eksudat akar muda berupa berbagai
gula, yang mendorong migrasi dan pembelahan sel-selnya, serta perkecambahan.
Hal ini menjelaskan kerja fungi statis dalam tanah (Hanafiah 2010).

8
Mikrob Pelarut Fosfat
Fosfor (P) merupakan unsur esensial bagi tumbuhan. Fungsi penting P di
dalam tumbuhan, yaitu dalam proses fotosintesis, respirasi, transfer dan
penyimpanan energi, pembelahan dan pembesaran sel, serta beberapa proses di
dalam tumbuhan lainnya. Fosfor dalam tanah terdapat dalam bentuk
persenyawaan yang sebagian besar tidak tersedia bagi tumbuhan. P dalam tanah
yang diserap tumbuhan dalam bentuk ion H2PO4- dan HPO42- (Rosmarkam &
Yuwono 2002; Winarso 2005).
Ketersediaan P di dalam tanah jarang melebihi 0,001 % dari total P.
Sebagian besar bentuk P terikat oleh koloid tanah sehingga tidak tersedia bagi
tanaman. Alternatif untuk meningkatkan efisiensi pemupukan P dalam mengatasi
rendahnya ketersediaan P di dalam tanah adalah dengan memanfaatkan kelompok
mikrob pelarut P yang dapat melarutkan P tidak tersedia menjadi tersedia
sehingga dapat diserap oleh tanaman (Asea et al. 1988).
Umumnya mikrob pelarut fosfat secara alami berada di tanah berkisar 0.1 0.5 % dari total populasi mikrob tanah (Kucey 1983). Mikrob pelarut fosfat hidup
terutama di sekitar perakaran tanaman dan keberadaannya dari satu tempat ke
tempat yang lain sangat beragam. Akar tanaman mempengaruhi kehidupan
mikrob tersebut dan secara fisiologis mikrob pelarut fosfat yang berada dekat
dengan daerah perakaran lebih aktif daripada yang hidup jauh dari perakaran.
Pertumbuhan mikrob pelarut fosfat sangat dipengaruhi oleh kemasaman tanah.
Pada tanah masam, aktivitas mikroba didominasi oleh kelompok cendawan sebab
pertumbuhan cendawan optimum pada pH 5-5,5. Pertumbuhan cendawan
menurun apabila pH meningkat. Cendawan dalam tanah berbentuk miselium
vegetatif ataupun spora yang tersebar di antara partikel tanah dan tersusun dalam
hifa-hifa bersepta atau tidak. Sebaliknya pertumbuhan kelompok bakteri optimum
pada pH sekitar netral dan meningkat seiring dengan meningkatnya pH tanah.
Secara umum bakteri pelarut fosfat yang dominan yang diisolasi dari rizosfer
tanah termasuk ke dalam golongan mikrob aerob pembentuk spora, hidup pada
kisaran pH 4-10 (Sharma 2011; Reena et al. 2013).
Mikrob pelarut fosfat mempunyai kemampuan melarutkan mineral fosfat
melalui sekresi asam organik (Kucey 1987), serta menghasilkan enzim fosfatase
yang mampu membebaskan P dari P organik. Enzim fosfatase akan disekresikan
oleh mikrob pelarut fosfat jika terdapat sedikit sekali fosfat di dalam tanah. Enzim
fosfatase akan membebaskan P dari bahan organik sehingga menjadi senyawa P
anorganik yang dapat digunakan mikrob tersebut dalam metabolismenya. Enzim
fosfatase sangat berpengaruh dalam mineralisasi P organik. Peningkatan
mineralisasi P organik juga dipengaruhi oleh kenaikan pH tanah (Tisdale &
Nelson 1985).

9

3 METODE
Tempat dan Waktu
Penelitian dilaksanakan di Rumah Kaca Kebun Percobaan Cikabayan,
Laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah, Laboratorium Bioteknologi Tanah,
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian Institut
Pertanian Bogor dan Laboratorium Residu Bahan Agrokimia, Balai Penelitian
Lingkungan Pertanian. Penelitian dilaksanakan pada bulan Februari 2015 hingga
Februari 2016..
Bahan
Bahan-bahan yang digunakan antara lain adalah pasir kuarsa dari Bangka
Belitung dengan ukuran 18-32 mesh, bibit kelapa sawit berbagai umur (Lampiran
1), larutan Hoagland, fumigan berbahan aktif dazomet 98%, media Nutrient Agar,
Nitrogen Free Manitol dan Pikovskaya, larutan fisiologis 0.85 %, alkohol 70%,
akuades, urea, buffer pH 10, KCl, NaCl, substrat p-nitropenilfosfat, p-nitrofenol,
NaOH, natrium bikarbonat, amonium heptamolibdat, asam askorbat, kalium fosfat,
glukosa, KOH, HCl, tris(hidrosimetil) aminometan, asam maleat, asam sitrat,
asam borat, air destilasi, indikator PP, indikator metil jingga, CaCl2, asam
dinitrosalisilat, fenol, natrium sulfit, CaCl, dan pereaksi Nessler.
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari tiga kelompok
yaitu alat-alat lapangan, alat-alat laboratorium dan alat-alat penunjang. Alat
lapangan terdiri dari polybag, plastik, ayakan tanah, ember cangkul, sekop,
meteran dan termometer ruangan. Alat laboratorium terdiri dari, cawan petri, labu
takar, erlenmeyer, batang pengaduk, pipet, botol kaca, botol film, botol timbang,
corong kaca, sendok plastik, glass piala, kuvet, plastik, kaca arloji, tabung reaksi
dan rak tabung reaksi, kertas saring, magnetic stirrer, autoklaf, bunsen, penangas
air, spektrofotometer, shaker, timbangan analitik, vortex, laminar air flow,
sentifuse dan tabung sentrifuse, pH meter, inkubator dan unit HPLC. Alat
penunjang lain berupa alat tulis dan kamera.
Metode Penelitian
Peralatan khusus Penelitian ini terdiri atas lima bagian, yaitu (i) persiapan
media tanam berupa pasir kuarsa steril, (ii) penanaman dan pemeliharaan bibit
kelapa sawit dengan umur yang bervariasi pada media tanam pasir kuarsa steril,
(iii) pengukuran asam organik eksudat akar dari rizosfer bibit kelapa sawit, (iv)
isolasi dan enumerasi mikrob dari rizosfer bibit kelapa sawit yang meliputi: total
populasi mikrob, keragaman mikrob fungsional (mikrob pelarut fosfat dan bakteri
penambat nitrogen), dan (v) pengukuran aktivitas enzim urease dan fosfatase dari
rizosfer bibit kelapa sawit
Persiapan Media Tanam
Persiapan media tanam dilakukan dengan menghilangkan bahan organik
dan sterilisasi. Pasir kuarsa dicuci dengan air sebanyak tiga kali untuk
menghilangkan bahan organik kasar. Selanjutnya untuk menghilangkan bahan

10
organik halus dilakukan pembakaran atau penyanggraian (dalam beberapa
prosedur standar untuk menghilangkan bahan organik dioksidasi dengan H2O2
30% (Sequi & Aringhieri 1977), namun dikarenakan jumlah pasir kuarsa yang
dibutuhkan cukup banyak, penyangraian memungkinkan untuk dilakukan).
Penyangraian dilakukan selama kurang lebih 30 menit dimaksudkan agar bahan
organik halus menjadi abu. Pasir kuarsa yang telah disangrai dicuci kembali
dengan air hujan hingga air pencucian jernih. Pasir kuarsa kemudian dikering
udarakan dan disterilisasi dengan metode fumigasi.
Fumigasi dilakukan dengan menggunakan fumigan dengan bahan aktif
dazomet 98%. Pasir kuarsa dengan volume 0.2 m3 (0.2 m x 1 m x 1 m) dibasahi
dengan air hingga lembab lalu ditambahkan fumigant sebanyak 50 g, diaduk
hingga tercampur rata kemudian ditutup rapat dengan plastik berwarna gelap.
Inkubasi dilakukan selama 7 hari dan setelah itu plastik penutup dibiarkan terbuka
selama 5 hari agar gas dari proses fumigasi tersebut keluar dari pasir kuarsa.
Penanaman dan Pemeliharaan Bibit Kelapa Sawit
Penanaman bibit kelapa sawit dilakukan di Rumah Kaca Kebun Percobaan
Cikabayan Fakultas Pertanian IPB dengan menggunakan Rancangan Acak
Lengkap (RAL) dalam susunan faktorial, diulang 3 kali (tiga ulangan). Faktor 1
umur bibit kelapa sawit, yaitu : (1) kontrol (tanpa bibit kelapa sawit ), (2) umur 1
bulan, (3) umur 3 bulan, (4) umur 6 bulan, (5) umur 9 bulan, dan (7) umur 12
bulan. Faktor 2 lamanya masa tanam (sampai akar bibit kelapa sawit dibongkar)
yaitu : (1) 45 hari (2) 90 hari (3) 135 hari dan (4) 180 hari.
Bibit kelapa sawit yang digunakan adalah bibit kelapa sawit dengan berbagai
variasi umur, yaitu : 1, 3, 6, 9 dan 12 bulan. Bibit kelapa sawit dipindah-tanamkan
ke dalam polybag yang berisi media pasir sebanyak 32 kg perpolybag. Sebelum
dipindah-tanamkan akar bibit kelapa sawit dibersihkan terlebih dahulu dari media
tanam yang sebelumnya secara hati-hati agar akar tidak putus dan kemudian akar
disterilisasi dengan chlorox 10%.
Penyiraman dilakukan setiap hari secara teratur dengan kebutuhan air
penyiraman untuk prenursery sebanyak 0.25 – 0.5 liter air/bibit/hari sedangkan
untuk main nursery sebanyak 2 liter air/bibit/hari (Sunarko 2009). Penyiraman
tanaman dengan air destilata dilakukan setiap hari dan jumlah air yang
ditambahkan sesuai dengan jumlah air yang direkomendasikan.
Pemupukan dilakukan dengan menggunakan larutan Hoagland dan
diberikan dengan penyemprotan melalui daun secara hati-hati agar tidak
mencemari media tanam. Pemberian pupuk dilakukan dua kali setiap minggunya.
Pengambilan Sampel Media Tanam
Pengambilan contoh tanaman dan media tanam dari rizosfer bibit kelapa
sawit sawit dilakukan setiap 45 hari selama enam bulan untuk setiap variasi umur
bibit kelapa sawit. Bibit kelapa sawit yang telah terpisah dari media tanam dicuci
bersih bersih dan dipisahkan antara bagian atas tanaman atau brangkasan tanaman
(shoot) dengan bagian bawah tanaman (root), lalu ditimbang. Contoh brangkasan
tanaman dan akar dikeringkan menggunakan oven dengan suhu 70o C dan
dibiarkan hingga bobotnya menjadi konstan (sekitar 48 jam), lalu ditimbang
kembali. Pengambilan sampel media tanam dari rizosfer bibit kelapa sawit

11
dilakukan secara hati-hati dengan membuang bagian media tanam yang berada di
luar akar dan mengambil media tanam yang berada di volume akar.
Pengukuran Asam Organik Eksudat Akar
Pengukuran asam organik eksudat akar dilakukan dengan metode
sentrifugasi (Angeles et al. 2006). Sampel media tanam dimasukkan ke dalam
botol kocok 500 ml sebanyak 100 g ditambahkan dengan aquades steril dengan
rasio 1 : 1. Selanjutnya dikocok selama 30 menit dengan kecepatan 1000 rpm, lalu
disentrifus selama 40 menit dengan kecepatan 2500 rpm. Supernatan kemudian
disaring dengan kertas saring 0,2 um. Pengukuran asam organik dilakukan kurang
dari 24 jam setelah pengambilan sampel media tanam dengan menggunakan
HPLC (High Performance Liquid Chromatography).
Konsentrasi asam organik dalam larutan dari ekstrak media tanam diukur
dengan menggunakan HPLC (Waters Associates Model 440) pada fase gerak 0.05
N H2SO4 dengan kecepatan aliran (flow rate) 1ml/menit, tekanan 60 psi dan
absorban pada panjang gelombang 254 nm. Larutan standar yang digunakan
adalah asam oksalat, sitrat, malat dan asetat. Jumlah eksudat asam organik tiap
satuan bobot akar dihitung setelah dikoreksi dengan jumlah medium pasir yang
digunakan dan kadar air dalam akar.
Isolasi dan Enumerasi Mikrob Fungsional Tanah
Tahap ketiga adalah isolasi dan enumerasi mikrob dari rizosfer bibit kelapa
sawit. Sampel media tanam yang digunakan adalah sampel yang sama dengan
yang digunakan untuk pengukuran asam-asam organik eksudat akar.
Tabel 1 Parameter penelitian, metode dan media yang digunakan untuk analisis
total populasi mikrob
Parameter
Total Mikrob
Cendawan

Metode
Media
Cawan Hitung Nutrient agar (Hastuti & Ginting 2007)
Cawan Hitung Rose bengal-alt extract agar (Hastuti &
Ginting 2007)
Azotobacter
Cawan Hitung Nitrogen Free Manitol (Hastuti 2007)
Mikrob Pelarut Cawan Hitung Pikovskaya (Santosa 2007)
.

Pada penelitian ini penghitungan jumlah populasi mikrob dilakukan dengan
metode tuang (pour plate count). Penghitungan ini diawali dengan isolasi mikrob
menggunakan metode seri pengenceran (dilution method) sampai tingkat tertentu.
Pengenceran dilakukan secara bertingkat dengan cara : sebanyak 10 g contoh
tanah disuspensika