Produksi Inokulum Cendawan Mikoriza Arbuskula (CMA) melalui Kultur Aeroponik dan Media Padat
PRODUKSI INOKULUM CENDAWAN MIKORIZA
ARBUSKULA (CMA) MELALUI KULTUR AEROPONIK DAN
MEDIA PADAT
EVI LESTARI
DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2011
ABSTRAK
EVI LESTARI. Produksi Inokulum Cendawan Mikoriza Arbuskula (CMA) melalui Kultur
Aeroponik dan Media Padat. Dibimbing oleh HAMIM dan NAMPIAH SUKARNO.
Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari teknik produksi CMA dengan menggunakan media
alternatif kultur aeroponik dan media padat. Penelitian dilakukan di rumah kaca dan laboratorium.
Penelitian ini menggunakan dua macam rancangan percobaan yaitu RAL untuk percobaan I dan
RAK Split Blok untuk percobaan II dengan 5 ulangan untuk setiap perlakuan. Tanaman inang
yang digunakan ialah Ipomoea reptana, Centrosema pubescens, dan Allium cepa. Percobaan I
terdiri dari 2 perlakuan yaitu inokulasi dan tanpa inokulasi CMA. Fase inokulasi dilakukan
dengan metode kultur pot menggunakan media zeolit steril sebanyak 200 gram dengan
pertumbuhan tanaman selama 12 minggu. Percobaan II atau fase produksi dilakukan dengan cara
memindahkan tanaman inang yang telah terkolonisasi CMA pada fase inokulasi ke dalam tiga
media tumbuh yaitu kultur aeroponik, media kompos dan zeolit. Pemanenan dilakukan pada
minggu ke 12 dan 18 setelah tanam. Percobaan I menunjukkan persentase kolonisasi pada setiap
tanaman inang lebih dari 70%. Tanaman inang C. pubescens tumbuh baik pada perlakuan CMA
dibandingkan dengan perlakuan tanpa inokulasi. Percobaan II menunjukkan pertumbuhan terbaik
I. reptana dan C. pubescens yang bersimbiosis dengan CMA ialah kultur aeroponik, sedangkan A.
cepa ialah media zeolit. Kultur aeroponik secara nyata dapat meningkatkan total panjang akar per
pot tanaman I. reptana sebesar 19,13 m. Persen kolonisasi CMA terbaik diperoleh pada tanaman
C. pubescens dengan media kultur aeroponik yaitu 90,8%. Uji lanjut inokulum CMA
menghasilkan persentase kolonisasi sebesar 25-53%. Kultur aeroponik menghasilkan kualitas
inokulum CMA terbaik diikuti oleh media zeolit dan kompos.
Kata kunci : cendawan mikoriza arbuskula, aeroponik, kompos, zeolit
ABSTRACT
EVI LESTARI. Inoculum Production of Arbuscular Mycorrhizal Fungi (AMF) using Aeroponics
Culture and Solid State Media. Supervised by HAMIM and NAMPIAH SUKARNO.
The aim of this research was to study the technique of AMF inoculum production using
aeroponics and solid state media. The experiments were carried out in the green house and
laboratory. The experiments were conducted in two kinds of experimental design, namely
Completely Randomized Design for experiment I and Split-blok Randomized Design for
experiment II with five replications for each treatment. Host plants used were Ipomoea reptana,
Centrosema pubescens, and Allium cepa. The first experiment was called inoculation phase. This
experiment had two kinds of treatment, with and without AMF inoculation. Inoculation phase was
grown in 200 grams of sterilize zeolite. The plants were grown until 12 weeks. The second
experiment was called inoculum production. This experiment used three kinds of growing
medium, they were aeroponics culture, compost and zeolite media. The plants were harvested at 12
and 18 weeks after planting. The AMF growth in inoculations phase experiment produced
colonization percentage more than 70%. C. pubescens grew better in the AMF treatment.
Experiment II showed that the best growths of I. reptana and C. pubescens associated with AMF
were in aeroponics culture, while A. cepa was in zeolite media. Aeroponics culture significantly
increased the total root length per pot of I. reptana. The length was 19,13 m. The best percentage
colonization was observed at C. pubescens in aeroponics culture. The percentage colonization was
90,8%. The quality test of resulting AMF inoculum conducted that the inoculum could
colonization the root to about 25-53%. The aeroponic culture produced the best quality of AMF
inoculum followed by zeolite and compos media.
Keywords: arbuscular mycorrhizal fungi, aeroponics, compost, zeolite
PRODUKSI INOKULUM CENDAWAN MIKORIZA
ARBUSKULA (CMA) MELALUI KULTUR AEROPONIK DAN
MEDIA PADAT
EVI LESTARI
Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains
pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor
DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2011
Judul
Nama
NRP
: Produksi Inokulum Cendawan Mikoriza Arbuskula (CMA) melalui
Kultur Aeroponik dan Media Padat
: Evi Lestari
: G34062052
Disetujui :
Pembimbing I,
Pembimbing II,
Dr. Ir. Hamim, M.Si
NIP: 19650322 199002 1 001
Dr. Ir. Nampiah Sukarno
NIP: 19590504 198703 2 001
Diketahui :
Ketua Departemen Biologi
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor
Dr. Ir. Ence Darmo Jaya Supena, M.Sc
NIP: 19641002 198903 1 002
Tanggal Lulus :
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan karunia-Nya
sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini. Penelitian ini berjudul Produksi Inokulum
Cendawan Mikoriza Arbuskula (CMA) melalui Kultur Aeroponik dan Media Padat yang
dilaksanakan pada bulan Februari 2010 sampai Juni 2011 bertempat di Laboratorium Bagian
Fisiologi Tumbuhan, Laboratorium Bagian Mikologi, Rumah Kaca Departemen Biologi Fakultas
Matematika dan Pengetahuan Alam, IPB.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Dr. Ir. Hamim, M.Si dan Dr. Ir. Nampiah Sukarno selaku
pembimbing yang telah memberikan saran dan bimbingannya selama melaksanakan penelitian
serta kepada Dr. Triadiati, M.Si selaku penguji atas saran yang telah diberikan. Terima kasih
penulis ucapkan juga kepada kepala Laboratorium Bagian Mikologi Departemen Biologi IPB
beserta para staf (Pak Kus, Bu Emi, Kak Lia, dan Kak Riana) dan kepala Laboratorium Bagian
Fisiologi Tumbuhan Departemen Biologi IPB beserta staf (Pak Nunu, Pak Trisna, Pak Kus dan
Mbak Febi) yang telah memberikan fasilitas selama melaksanakan penelitian.
Ucapan terima kasih penulis sampaikan setinggi-tingginya kepada keluarga tercinta Bapak,
Emak, Te Titis, Te Eva, Fajar, malaikat kecil Adira dan Avira serta Keluarga Besar atas doa,
dukungan dan kasih sayang yang diberikan. Penulis juga mengucapkan terimakasi kepada bapak
guru Ahmad Bashri untuk kebaikannya, kepada teman seperjuangan Rina, Ruri, Lu’lu, Niken,
Bunda Dezi, Mbak Ade, Mbak Dita, Kak Jaka, Bu Yuyun, Bu Dini, Bu Evri, Pak Erwin, Pak Yosi,
Keluarga Besar Parung Farm khususnya Pak Sudibyo dan Pak Joko Waluyo, Keluarga Besar
Pascasarjana BOT angkatan 2009, Keluarga Besar KEMSI 43, teman-teman KerZjakru atas
dukungan nya, Ponah’ers tercinta, Kost Mahadewi dan teman-teman Biologi angkatan 41, 42 dan
43 atas semua kebersamaan dan motivasi yang telah diberikan.
Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat.
Bogor, Agustus 2011
Evi Lestari
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bekasi tanggal 14 April 1988 dari bapak Maman Rustaman dan ibu
Sa’ani. Penulis merupakan putri ketiga dari empat bersaudara. Tahun 2006 penulis lulus dari
SMAN 1 Bekasi dan lolos seleksi masuk IPB melalui jalur Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru
(SPMB). Pada tahun 2007 penulis diterima sebagai mahasiswa Mayor di Departemen Biologi
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam dengan Minor Ekonomi Pertanian Fakultas
Ekonomi Managemen, IPB.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif sebagai ketua BIOWORLD Himpunan Mahasiswa
Biologi (HIMABIO) IPB pada tahun 2008-2009, Seketaris 1 OMDA Keluarga Mahasiswa Bekasi
IPB pada tahun 2006-2007, Anggota Korps Alumni PMR SMAN 1 Bekasi pada tahun 2006sekarang, dan berbagai kegiatan kepanitian lainnya. Penulis juga aktif sebagai asisten praktikum
mata kuliah Pertumbuhan dan Perkembangan Tanaman pada tahun ajaran 2010/2011, mata kuliah
Fisiologi Tumbuhan pada tahun ajaran 2009/2010, mata kuliah Sistematika Tumbuhan
Berpembuluh pada tahun ajaran 2008/2009, dan mata kuliah Biologi Dasar Tingkat Persiapan
Bersama IPB pada tahun ajaran 2007/2008, 2008/2009 dan 2010/2011.
Pada tahun 2008, penulis melakukan Studi Lapang di Taman Wisata Alam Situ Gunung
Sukabumi, Jawa Barat dengan judul laporan “Keanekaragaman Lumut Sejati Di Taman Wisata
Alam Situ Gunung, Jawa Barat”. Pada tahun 2009, penulis melakukan Praktik Kerja Lapang Di
Serikat Petani Indonesia dari bulan Agustus sampai bulan September dengan judul laporan “Uji
Benih di Bank Benih Serikat Petani Indonesia (SPI)”.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL .................................................................................................. vii
DAFTAR GAMBAR .............................................................................................. vii
DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................... vii
PENDAHULUAN
Latar Belakang ................................................................................................................. 1
Tujuan .............................................................................................................................. 2
BAHAN DAN METODE
Waktu dan Tempat ........................................................................................................... 2
Bahan dan Alat ................................................................................................................. 2
Metode Penelitian. ........................................................................................................... 2
Rancangan Percobaan ........................................................................................... 3
Persiapan Tanaman Inang ..................................................................................... 3
Fase Inokulasi CMA ............................................................................................. 3
Persiapan Sistem Media Tanam ............................................................................ 3
Fase Produksi Inokulum ....................................................................................... 3
Analisis Pertumbuhan Tanaman ........................................................................... 4
Analisis Pertumbuhan CMA ................................................................................. 4
Uji Lanjut Inokulum yang Dihasilkan .................................................................. 4
HASIL
Percobaan I Fase Inokulasi CMA .................................................................................... 4
Pertumbuhan CMA ............................................................................................... 4
Pertumbuhan Tanaman Inang ............................................................................... 4
Percobaan II Fase Produksi Inokulum ............................................................................. 7
Pertumbuhan CMA. .............................................................................................. 7
Pertumbuhan Tanaman Inang ............................................................................... 7
Panjang Akar dan Panjang Akar Terkolonisasi CMA.................................................... 11
Uji Lanjut Inokulum Akar CMA yang Dihasilkan ......................................................... 11
PEMBAHASAN .................................................................................................... 11
SIMPULAN .......................................................................................................... 13
SARAN ............................................................................................................... 13
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................. 13
LAMPIRAN ......................................................................................................... 15
DAFTAR TABEL
Halaman
1 Pengaruh inokulasi CMA terhadap pengamatan tinggi tajuk, jumlah daun, bobot basah tajuk,
bobot kering tajuk, bobot basah akar dan bobot kering akar pada fase inokulasi umur 12
MST ....................................................................................................................................... 6
2 Pengaruh media tumbuh terhadap tanaman inang yang telah diinokulasi CMA pada
parameter pengamatan tinggi tajuk, jumlah daun, total panjang akar, bobot basah tajuk,
bobot kering tajuk, bobot basah akar dan bobot kering akar pada fase produksi inokulum
umur 18 MST ...................................................................................................................... 10
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1 Diagram alir metode penelitian .............................................................................................. 2
2 (A) persen kolonisasi CMA, (B) jumlah spora per cm akar, (C) jumlah spora per panjang
akar pada tanaman inang yang telah diinokulasikan CMA umur 12 MST. Data
menunjukkan nilai rataan dari lima kali ulangan ± Standar Deviasi (SD). ............................ 5
3 Hasil pewarnaan akar dengan biru tripan pada tanaman inang (A) I. reptana, (B) C.
pubescens, dan (C) A. cepa. Struktur CMA yang teramati (1) miselia eksternal, (2)
arbuskula, (3) vesikula, dan (4) spora umur 18 MST. ........................................................... 8
4 (A) persen kolonisasi CMA, (B) jumlah spora per cm akar, (C) jumlah spora per media, (D)
jumlah spora per panjang akar, (E) jumlah spora per pot tanaman pada tanaman inang yang
telah diinokulasikan CMA di media padat zeolit ( ), kultur aeroponik ( ), dan media padat
kompos ( ) umur 18 MST. Data menunjukkan nilai rataan dari lima kali ulangan ± Standar
Deviasi (SD)............................................................................................................................9
5 Uji lanjut inokulum yang dihasilkan media padat zeolit ( ), kultur aeroponik ( ), dan media
padat kompos ( ). Data menunjukkan nilai rataan dari lima kali ulangan ± Standar Deviasi
(SD). .................................................................................................................................... 11
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Komposisi larutan hara Johnson ........................................................................................... 16
2 CMA yang digunakan sebagai inokulum ............................................................................. 17
3
Spora CMA tanaman inang I. reptana, C. pubescens, dan A. cepa di media padat pada fase
produksi inokulum umur 18 MST ....................................................................................... 18
4 Panjang akar tanaman inang pada fase produksi inokulum umur 18 MST .......................... 19
5 Tanaman inang C. pubescens, I. reptana dan A. cepa pada fase inokulasi CMA umur 12
MST.......................................................................................................................................20
6 Tanaman inang I. reptana, C. pubescens dan A. cepa pada kultur aeroponik dan media padat
fase produksi CMA umur 18 MST ...................................................................................... 21
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Cendawan mikoriza arbuskula (CMA)
ialah cendawan tanah yang bersimbiosis
mutualisme dengan akar tumbuhan dan
membentuk struktur khusus berupa arbuskula
(Smith & Read 1997). Dalam simbiosisnya,
CMA menerima karbohidrat dari tumbuhan
sedangkan tumbuhan mendapatkan nutrisi dari
cendawan sehingga dapat meningkatkan
pertumbuhan
tanaman
inang
tersebut
(Brundrett et al. 1994). Dalam hidupnya,
CMA sangat membutuhkan tanaman inang
sebagai tempat hidupnya. Tanaman yang
dapat dijadikan sebagai inang CMA antara
lain (1) tanaman inang tidak memiliki patogen
yang umum menyerang tanaman, (2) potensial
untuk percepatan dan pemanjangan akar yang
terkolonisasi, (3) dapat tumbuh dengan baik,
dan (4) tahan terhadap kekurangan hara P
(Sylvia & Jarsfer 1994).
Tumbuhan bermikoriza dapat dibagi ke
dalam
2
kelompok
berdasarkan
ketergantungan
tumbuhan
terhadap
simbiosisnya. Kelompok tersebut yaitu
tumbuhan yang memiliki ketergantungan
tinggi bahkan bersifat obligat dan tumbuhan
yang memiliki ketergantungan rendah.
Centrosema pubescens dan Allium sp. adalah
tumbuhan yang termasuk ke dalam kelompok
dengan ketergantungan terhadap CMA tinggi
(Smith
&
Gianinazzi-Pearson
1988;
Sieverding 1991). Ipomoea reptana termasuk
kedalam subkelas Rosidae yang dapat
bersimbiosis dengan CMA (Smith & Read
1997).
Produksi inokulum CMA selama ini
dilakukan dengan kultur pot menggunakan
media padat seperti tanah, pasir, gambut atau
zeolit. Produksi inokulum CMA dalam jumlah
besar sebagai pupuk hayati dengan
menggunakan teknik di atas masih mengalami
hambatan. Hal ini dikarenakan CMA
merupakan
simbion
obligat
yang
perbanyakannya bergantung pada tanaman
inang. Metode tersebut kurang efisien karena
memerlukan ruang pertumbuhan yang luas
dan volume media yang besar sehingga
menghambat produksi dari distribusi pupuk
hayati tersebut. Oleh karena itu, diperlukan
penelitian mengenai metode alternatif
perbanyakan inokulum yang lebih efisien.
Salah satu perbanyakan CMA ialah dengan
menggunakan kultur aeroponik dan kultur pot
dengan media tumbuh kompos.
Sistem aeroponik merupakan salah satu
modifikasi metode hidroponik (Weathers &
Zobel 1992) yang menggunakan air dan unsur
hara dalam bentuk disemprotkan secara
berkala ke sistem perakaran tumbuhan yang
mengantung (Jones 2004). Produksi inokulum
CMA dengan menggunakan kultur aeroponik
pertama kali dilakukan oleh Sylvia dan
Hubbel (1986). Kultur aeroponik merupakan
bioteknologi
yang
potensial
dalam
menghasilkan
sistem
perakaran
yang
berasosiasi dengan CMA karena dapat
menghasilkan propagul yang tinggi sehingga
dapat digunakan sebagai teknologi efektif
dalam
memproduksi
inokulum
tanpa
menggunakan media tanah (Hung & Sylvia
1988; Sylvia & Jarsfer 1992; Sylvia & Jarsfer
1994). Martin-Laurent (1999) melaporkan
bahwa pertumbuhan CMA Glomus sp. pada
tanaman Acacia mangium dalam sistem kultur
aeroponik mengalami peningkatan sebanyak
dua kali lebih tinggi dibandingkan dengan
yang ditumbuhkan pada media tanah. Kualitas
CMA yang diproduksi dengan kultur
aeroponik juga lebih baik karena lebih murni
akibat peluang terkontaminasi baik oleh
cendawan mikoriza maupun non-mikoriza
rendah. Selain itu, tanaman yang ditumbuhkan
pada kultur aeroponik lebih efisien dalam
memanfaatkan unsur hara dan dapat
menghasilkan lingkungan aerasi yang tinggi
(Weathers & Zobel 1992).
Alternatif media tanam lain ialah media
padat kompos. Kompos merupakan bahan
organik tanah yang berperan penting dalam
meningkatkan kesuburan tanah. Hasil
penelitian yang dilakukan Celik et al. (2004)
menunjukkan bahwa bahan organik campuran
media kompos dan inokulum CMA secara
nyata dapat meningkatkan sifat fisik dan
struktur tanah. Mikoriza telah diketahui dapat
meningkatkan kestabilan agregat tanah. Douds
et al. (2006) melakukan penelitian produksi
inokulum CMA skala lapang dengan
menggunakan
campuran
kompos
dan
vermikulit
menggunakan
CMA
G.
claroideum, G. etunicatum, G. geosporum, G.
intraradices, G. mosseae, dan Gigaspora
gigantea. Pertumbuhan propagul inokulum
CMA terbaik diperoleh pada media dengan
perbandingan kompos dan vermikulit 1:4.
Unsur hara P tersedia tanah yang
dihasilkan oleh kompos terlalu tinggi dapat
menghambat pertumbuhan CMA. Campuran
vermikulit ke dalam media kompos dapat
mengurangi unsur hara P yang terlalu tinggi.
Kandungan unsur hara P pada media tanaman
yang tinggi dapat menurunkan kolonisasi
CMA pada akar tanaman (Smith & Read
1997). Secara ekonomis produksi CMA
2
menggunakan media campuran kompos lebih
murah karena kompos tersedia dalam jumlah
banyak di hampir seluruh wilayah Indonesia,
dan praktis untuk produksi inokulum dalam
skala besar.
Kultur aeroponik dan media kompos telah
dijadikan sebagai media alternatif dalam
produksi inokulum CMA, namun kedua
sistem ini belum banyak diteliti di Indonesia.
Oleh karena itu dalam penelitian ini dilakukan
pengujian terhadap metode produksi inokulum
dengan kedua sistem tersebut.
Tujuan
Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari
teknik produksi inokulum CMA dengan
menggunakan media kultur aeroponik dan
kultur media padat kompos.
BAHAN DAN METODE
Waktu dan Tempat
Penelitian dilaksanakan pada bulan
Februari 2010 sampai dengan bulan Juni 2011
bertempat di Bagian Mikologi, Bagian
Fisiologi Tumbuhan, dan Rumah Kaca
Departemen Biologi FMIPA IPB, Bogor.
Bahan dan Alat
Tanaman inang yang digunakan dalam
penelitian ini ialah Centrosema pubescens,
Ipomoea reptana, dan Allium cepa. Bahan
yang digunakan ialah unsur hara Johnson,
aquades, air steril, inokulum CMA komersial
mycofer yang terdiri dari CMA Glomus sp.,
Acaulospora sp., dan Gigaspora sp.
(Lampiran 2), tanah dan jerami yang berasal
dari Kebun Percobaan Cikabayan, NaOCl 1%,
KOH 10%, HCl 1%, larutan pewarna biru
tripan, gliserol 50%, alkohol 70%, dan asam
laktat. Alat yang digunakan ialah sistem
aeroponik berbentuk kubus dengan ukuran
sebesar 100x100x60 cm2 yang dilengkapi
dengan 9 buah nozzle pada setiap sisi pipa,
mesin pompa air, alat penentu waktu, pot
berukuran 10x8 cm2, polybag berukuran
25x15 cm2, plastik tahan panas, mikroskop,
neraca dan autoklaf.
Metode Penelitian
Diagram alir metode penelitian dapat
dilihat pada Gambar 1.
Persiapan
Tanaman Inang
Persiapan
Media Tanam
Percobaan I
Fase Inokulasi
Tanpa Inokulasi CMA
Inokulasi CMA
Percobaan II
Fase Produksi
Analisis Pertumbuhan
Tanaman
Analisis Pertumbuhan
Tanaman dan CMA
Analisis Pertumbuhan
Tanaman dan CMA
Uji Lanjut Inokulum
Inokulum CMA
Gambar 1 Diagram alir metode penelitian
3
Rancangan Percobaan
Ada 2 macam rancangan percobaan yang
digunakan pada penelitian ini yaitu
Rancangan Acak Lengkap untuk percobaan I
dan Rancangan Acak Kelompok Split Blok
untuk percobaan II dengan masing-masing 5
ulangan. Data dianalisis statistik dengan
perangkat lunak SPSS (Statistical Package
For Social Science) 16.0 dan diuji lanjut
menggunakan Duncan’s Multiple Range Test
(DMRT).
Persiapan Tanaman Inang
Benih yang digunakan sebagai tanaman
inang ialah C. pubescens, I. reptana, dan umbi
A. cepa. Sebelum disemai, C. pubescens dan I.
reptana disterilisasi permukaan. Benih
direndam dalam alkohol 70% selama 1 menit,
lalu dibilas air steril sebanyak tiga kali.
Selanjutnya benih direndam larutan NaOCl
1% selama 5 menit dan dibilas dengan air
steril sebanyak tiga kali. Umbi A. cepa
berumur 4-5 bulan dan berukuran ±25 gram
dikupas kulit terluarnya sebanyak 2 lapis dan
bagian pangkal akar dipangkas kemudian
umbi disterilisasi permukaan. Umbi A. cepa
ditanam pada media akuades steril hingga
tumbuh akar selama 5 hari. Benih siap
ditanam pada media zeolit steril hingga umur
2 minggu.
Fase Inokulasi CMA
Percobaan I yaitu fase inokulasi
mengunakan pot berukuran 10x8 cm2. Ada 2
perlakuan yaitu inokulasi CMA dan tanpa
inokulasi CMA. Perlakuan inokulasi CMA
yaitu tanaman inang umur 2 MST
diinokulasikan dengan 20 gram CMA pada
media zeolit steril. Inokulasi dengan cara
meletakkan campuran 20 gram inokulum
CMA dan 140 gram zeolit steril di kesekitar
sistem perakaran tanaman inang. Bagian atas
pot ditambahkan zeolit steril sebanyak 40
gram sampai batas pangkal batang, sehingga
total media zeolit yang digunakan adalah 200
gram. Perlakuan tanpa inokulasi CMA yaitu
tanaman inang ditumbuhkan dengan media
zeolit sebanyak 200 gram. Pemeliharaan
tanaman dilakukan selama 12 minggu.
Parameter pengamatan pada perlakuan tanpa
inokulasi ialah respon pertumbuhan tanaman.
Parameter pengamatan pada perlakuan
inokulasi CMA ialah respon pertumbuhan
tanaman dan pertumbuhan CMA. Tanaman
inang dengan inokulasi CMA dapat digunakan
untuk percobaan II yaitu fase produksi
inokulum CMA.
Persiapan Sistem Media Tanam
Kultur
Aeroponik.
Alat
aeroponik
dinyalakan selama 12 jam pada siang hari dan
dimatikan pada malam hari serta dilengkapi
oleh alat penentu waktu dengan ketentuan 30
detik menyala dan 60 detik mati secara
berkala. Media air berisi nutrisi disemprotkan
menggunakan mesin pompa dan nozzel ke
arah perakaran tanaman. Nutrisi yang
digunakan ialah larutan pupuk Johnson
dengan kandungan P 50% dari konsentrasi
normal.
Kultur Media Padat. Media padat yang
digunakan ialah media kompos dan media
zeolit. Cara pembuatan media padat kompos
ialah jerami padi dicacah lalu dicampurkan
dengan kotoran sapi dengan perbandingan 2:1
(b/b) dan diinkubasi selama 45 hari. Kompos
jerami dicampurkan dengan tanah pada
perbandingan 2:1 (b/b). Sebanyak 1 kg
campuran media kompos disterilisasi autoklaf
pada suhu 121ºC selama 30 menit. Sterilisasi
dilakukan dua kali dengan selang waktu satu
hari. Pada media padat zeolit menggunakan
dua macam pot dengan berat zeolit yaitu 180
gram untuk fase inokulasi CMA dan 1 kg
untuk fase produksi. Sebelum digunakan,
zeolit dibersihkan dengan air. Kemudian
zeolit disterilisasi dengan autoklaf pada suhu
121ºC selama 30 menit.
Fase Produksi Inokulum
Kultur Aeroponik. Tanaman inang yang
telah diinokulasikan CMA selanjutnya
dipindahkan ke kultur aeroponik. Akar
dibersihkan kemudian ditumbuhkan ke dalam
kultur aeroponik. Larutan pupuk Johnson
ditambahkan pada media air setiap seminggu
sekali sebanyak 20 liter. Pada minggu pertama
setelah dipidahkan ke media tumbuh, khusus
tanaman I. reptana dilakukan pemangkasan
tajuk. Pemeliharaan tanaman di media tumbuh
dilakukan selama 18 MST. Komposisi larutan
baku hara Johnson dapat dilihat pada
Lampiran 1.
Media Padat. Tanaman inang yang telah
diinokulasikan CMA dipindahkan ke media
padat yaitu kompos dan zeolit. Media padat
sebanyak 1 kg dimasukkan ke dalam polybag
berukuran 25x15 cm2. Tanaman inang
dibersihkan dari media zeolit lalu dipindahkan
ke media padat. Pemeliharan tanaman
dilakukan dengan cara dibersihkan dari gulma
dan disiram setiap hari dengan menggunakan
akuades. Pemupukan dilakukan seminggu
sekali menggunakan larutan pupuk Johnson
sebanyak 100 ml. Pada minggu pertama
setelah dipidahkan ke media tumbuh, khusus
4
tanaman I. reptana dilakukan pemangkasan
tajuk. Pemeliharaan dilakukan selama 18
MST.
Analisis Pertumbuhan Tanaman
Parameter tinggi tajuk dan jumlah daun
diukur setiap minggu. Pada saat panen,
tanaman inang dibersihkan dari media kultur
dengan menggunakan air. Tajuk dipisahkan
dari akar tanaman inang. Tajuk dan akar
ditimbang bobot basah, kemudian dikeringkan
di dalam oven bersuhu 70ºC selama 3 hari.
Bagian akar dibersihkan dan ditimbang bobot
basahnya. Sebagian akar dikeringkan dalam
oven bersuhu 70ºC selama 3 hari untuk
mendapatkan bobot keringnya dan sebagian
lagi digunakan untuk pengamatan kolonisasi
akar, penghitungan jumlah spora CMA, dan
uji lanjut inokulum yang dihasilkan.
Analisis Pertumbuhan CMA
Sebagian akar yang telah dipanen
digunakan
untuk
analisis
kolonisasi
menggunakan metode pewarnaan akar
(Brundrett et al. 1994) dan penghitungan
jumlah spora. Pemilihan akar dengan cara
pengambilan akar dari berbagai sisi akar
secara acak sebanyak 30 potongan akar
dengan ukuran 1 cm. Pewarnaan akar dengan
cara akar tanaman dibersihkan dengan air
mengalir, kemudian dipanaskan dalam KOH
10% (w/v) selama 15 menit dengan 90oC, lalu
dibilas dengan air sebanyak tiga kali. Akar
direndam HCl 1% (w/v) selama 12 jam. Lalu
HCl dibuang dan diganti dengan larutan
pewarna biru tripan 0,05% (w/v). Selanjutnya
direndam gliserol 50% (w/v) dan diamati
struktur kolonisasi CMA. Penghitungan
persen kolonisasi CMA menggunakan metode
gridline intersection (Giovannetti & Mosse
1980). Penghitungan spora pada kultur
aeroponik dengan cara menghitung jumlah
spora CMA yang terdapat pada potongan akar
saat analisis kolonisasi CMA sedangkan pada
media kompos dan zeolit dilakukan dengan
cara menghitung jumlah spora pada media
tumbuh dan akar. Pengamatan spora pada
media air kultur aeroponik tidak dilakukan
karena kondisi media air yang cepat
mengering. Bobot media yang digunakan
dalam penghitungan spora di media padat
ialah 50 g.
Uji Lanjut Inokulum yang Dihasilkan
Inokulum akar yang sudah dikeringkan
diuji lebih lanjut untuk menentukan viabilitas
inokulum akar yang dihasilkan. Uji lanjut
menggunakan tanaman inang I. reptana.
Inokulum akar sebanyak 0,2 gram dipotongpotong. Kemudian dicampurkan ke dalam
media zeolit steril sebanyak 200 gram zeolit.
Lalu tanaman inang I. reptana ditumbuhkan
ke dalam campuran media dan inokulum akar.
Pemeliharaan selama 6 minggu dan parameter
yang diamati ialah persentase kolonisasi
CMA.
HASIL
Percobaan I Fase Inokulasi CMA
Pertumbuhan CMA
Hasil penghitungan persen kolonisasi dan
total spora per panjang akar menunjukkan
bahwa
ketiga
tanaman
inang
yang
diinokulasikan CMA memiliki nilai yang
tidak berbeda nyata (p
ARBUSKULA (CMA) MELALUI KULTUR AEROPONIK DAN
MEDIA PADAT
EVI LESTARI
DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2011
ABSTRAK
EVI LESTARI. Produksi Inokulum Cendawan Mikoriza Arbuskula (CMA) melalui Kultur
Aeroponik dan Media Padat. Dibimbing oleh HAMIM dan NAMPIAH SUKARNO.
Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari teknik produksi CMA dengan menggunakan media
alternatif kultur aeroponik dan media padat. Penelitian dilakukan di rumah kaca dan laboratorium.
Penelitian ini menggunakan dua macam rancangan percobaan yaitu RAL untuk percobaan I dan
RAK Split Blok untuk percobaan II dengan 5 ulangan untuk setiap perlakuan. Tanaman inang
yang digunakan ialah Ipomoea reptana, Centrosema pubescens, dan Allium cepa. Percobaan I
terdiri dari 2 perlakuan yaitu inokulasi dan tanpa inokulasi CMA. Fase inokulasi dilakukan
dengan metode kultur pot menggunakan media zeolit steril sebanyak 200 gram dengan
pertumbuhan tanaman selama 12 minggu. Percobaan II atau fase produksi dilakukan dengan cara
memindahkan tanaman inang yang telah terkolonisasi CMA pada fase inokulasi ke dalam tiga
media tumbuh yaitu kultur aeroponik, media kompos dan zeolit. Pemanenan dilakukan pada
minggu ke 12 dan 18 setelah tanam. Percobaan I menunjukkan persentase kolonisasi pada setiap
tanaman inang lebih dari 70%. Tanaman inang C. pubescens tumbuh baik pada perlakuan CMA
dibandingkan dengan perlakuan tanpa inokulasi. Percobaan II menunjukkan pertumbuhan terbaik
I. reptana dan C. pubescens yang bersimbiosis dengan CMA ialah kultur aeroponik, sedangkan A.
cepa ialah media zeolit. Kultur aeroponik secara nyata dapat meningkatkan total panjang akar per
pot tanaman I. reptana sebesar 19,13 m. Persen kolonisasi CMA terbaik diperoleh pada tanaman
C. pubescens dengan media kultur aeroponik yaitu 90,8%. Uji lanjut inokulum CMA
menghasilkan persentase kolonisasi sebesar 25-53%. Kultur aeroponik menghasilkan kualitas
inokulum CMA terbaik diikuti oleh media zeolit dan kompos.
Kata kunci : cendawan mikoriza arbuskula, aeroponik, kompos, zeolit
ABSTRACT
EVI LESTARI. Inoculum Production of Arbuscular Mycorrhizal Fungi (AMF) using Aeroponics
Culture and Solid State Media. Supervised by HAMIM and NAMPIAH SUKARNO.
The aim of this research was to study the technique of AMF inoculum production using
aeroponics and solid state media. The experiments were carried out in the green house and
laboratory. The experiments were conducted in two kinds of experimental design, namely
Completely Randomized Design for experiment I and Split-blok Randomized Design for
experiment II with five replications for each treatment. Host plants used were Ipomoea reptana,
Centrosema pubescens, and Allium cepa. The first experiment was called inoculation phase. This
experiment had two kinds of treatment, with and without AMF inoculation. Inoculation phase was
grown in 200 grams of sterilize zeolite. The plants were grown until 12 weeks. The second
experiment was called inoculum production. This experiment used three kinds of growing
medium, they were aeroponics culture, compost and zeolite media. The plants were harvested at 12
and 18 weeks after planting. The AMF growth in inoculations phase experiment produced
colonization percentage more than 70%. C. pubescens grew better in the AMF treatment.
Experiment II showed that the best growths of I. reptana and C. pubescens associated with AMF
were in aeroponics culture, while A. cepa was in zeolite media. Aeroponics culture significantly
increased the total root length per pot of I. reptana. The length was 19,13 m. The best percentage
colonization was observed at C. pubescens in aeroponics culture. The percentage colonization was
90,8%. The quality test of resulting AMF inoculum conducted that the inoculum could
colonization the root to about 25-53%. The aeroponic culture produced the best quality of AMF
inoculum followed by zeolite and compos media.
Keywords: arbuscular mycorrhizal fungi, aeroponics, compost, zeolite
PRODUKSI INOKULUM CENDAWAN MIKORIZA
ARBUSKULA (CMA) MELALUI KULTUR AEROPONIK DAN
MEDIA PADAT
EVI LESTARI
Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains
pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor
DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2011
Judul
Nama
NRP
: Produksi Inokulum Cendawan Mikoriza Arbuskula (CMA) melalui
Kultur Aeroponik dan Media Padat
: Evi Lestari
: G34062052
Disetujui :
Pembimbing I,
Pembimbing II,
Dr. Ir. Hamim, M.Si
NIP: 19650322 199002 1 001
Dr. Ir. Nampiah Sukarno
NIP: 19590504 198703 2 001
Diketahui :
Ketua Departemen Biologi
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor
Dr. Ir. Ence Darmo Jaya Supena, M.Sc
NIP: 19641002 198903 1 002
Tanggal Lulus :
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan karunia-Nya
sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini. Penelitian ini berjudul Produksi Inokulum
Cendawan Mikoriza Arbuskula (CMA) melalui Kultur Aeroponik dan Media Padat yang
dilaksanakan pada bulan Februari 2010 sampai Juni 2011 bertempat di Laboratorium Bagian
Fisiologi Tumbuhan, Laboratorium Bagian Mikologi, Rumah Kaca Departemen Biologi Fakultas
Matematika dan Pengetahuan Alam, IPB.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Dr. Ir. Hamim, M.Si dan Dr. Ir. Nampiah Sukarno selaku
pembimbing yang telah memberikan saran dan bimbingannya selama melaksanakan penelitian
serta kepada Dr. Triadiati, M.Si selaku penguji atas saran yang telah diberikan. Terima kasih
penulis ucapkan juga kepada kepala Laboratorium Bagian Mikologi Departemen Biologi IPB
beserta para staf (Pak Kus, Bu Emi, Kak Lia, dan Kak Riana) dan kepala Laboratorium Bagian
Fisiologi Tumbuhan Departemen Biologi IPB beserta staf (Pak Nunu, Pak Trisna, Pak Kus dan
Mbak Febi) yang telah memberikan fasilitas selama melaksanakan penelitian.
Ucapan terima kasih penulis sampaikan setinggi-tingginya kepada keluarga tercinta Bapak,
Emak, Te Titis, Te Eva, Fajar, malaikat kecil Adira dan Avira serta Keluarga Besar atas doa,
dukungan dan kasih sayang yang diberikan. Penulis juga mengucapkan terimakasi kepada bapak
guru Ahmad Bashri untuk kebaikannya, kepada teman seperjuangan Rina, Ruri, Lu’lu, Niken,
Bunda Dezi, Mbak Ade, Mbak Dita, Kak Jaka, Bu Yuyun, Bu Dini, Bu Evri, Pak Erwin, Pak Yosi,
Keluarga Besar Parung Farm khususnya Pak Sudibyo dan Pak Joko Waluyo, Keluarga Besar
Pascasarjana BOT angkatan 2009, Keluarga Besar KEMSI 43, teman-teman KerZjakru atas
dukungan nya, Ponah’ers tercinta, Kost Mahadewi dan teman-teman Biologi angkatan 41, 42 dan
43 atas semua kebersamaan dan motivasi yang telah diberikan.
Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat.
Bogor, Agustus 2011
Evi Lestari
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bekasi tanggal 14 April 1988 dari bapak Maman Rustaman dan ibu
Sa’ani. Penulis merupakan putri ketiga dari empat bersaudara. Tahun 2006 penulis lulus dari
SMAN 1 Bekasi dan lolos seleksi masuk IPB melalui jalur Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru
(SPMB). Pada tahun 2007 penulis diterima sebagai mahasiswa Mayor di Departemen Biologi
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam dengan Minor Ekonomi Pertanian Fakultas
Ekonomi Managemen, IPB.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif sebagai ketua BIOWORLD Himpunan Mahasiswa
Biologi (HIMABIO) IPB pada tahun 2008-2009, Seketaris 1 OMDA Keluarga Mahasiswa Bekasi
IPB pada tahun 2006-2007, Anggota Korps Alumni PMR SMAN 1 Bekasi pada tahun 2006sekarang, dan berbagai kegiatan kepanitian lainnya. Penulis juga aktif sebagai asisten praktikum
mata kuliah Pertumbuhan dan Perkembangan Tanaman pada tahun ajaran 2010/2011, mata kuliah
Fisiologi Tumbuhan pada tahun ajaran 2009/2010, mata kuliah Sistematika Tumbuhan
Berpembuluh pada tahun ajaran 2008/2009, dan mata kuliah Biologi Dasar Tingkat Persiapan
Bersama IPB pada tahun ajaran 2007/2008, 2008/2009 dan 2010/2011.
Pada tahun 2008, penulis melakukan Studi Lapang di Taman Wisata Alam Situ Gunung
Sukabumi, Jawa Barat dengan judul laporan “Keanekaragaman Lumut Sejati Di Taman Wisata
Alam Situ Gunung, Jawa Barat”. Pada tahun 2009, penulis melakukan Praktik Kerja Lapang Di
Serikat Petani Indonesia dari bulan Agustus sampai bulan September dengan judul laporan “Uji
Benih di Bank Benih Serikat Petani Indonesia (SPI)”.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL .................................................................................................. vii
DAFTAR GAMBAR .............................................................................................. vii
DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................... vii
PENDAHULUAN
Latar Belakang ................................................................................................................. 1
Tujuan .............................................................................................................................. 2
BAHAN DAN METODE
Waktu dan Tempat ........................................................................................................... 2
Bahan dan Alat ................................................................................................................. 2
Metode Penelitian. ........................................................................................................... 2
Rancangan Percobaan ........................................................................................... 3
Persiapan Tanaman Inang ..................................................................................... 3
Fase Inokulasi CMA ............................................................................................. 3
Persiapan Sistem Media Tanam ............................................................................ 3
Fase Produksi Inokulum ....................................................................................... 3
Analisis Pertumbuhan Tanaman ........................................................................... 4
Analisis Pertumbuhan CMA ................................................................................. 4
Uji Lanjut Inokulum yang Dihasilkan .................................................................. 4
HASIL
Percobaan I Fase Inokulasi CMA .................................................................................... 4
Pertumbuhan CMA ............................................................................................... 4
Pertumbuhan Tanaman Inang ............................................................................... 4
Percobaan II Fase Produksi Inokulum ............................................................................. 7
Pertumbuhan CMA. .............................................................................................. 7
Pertumbuhan Tanaman Inang ............................................................................... 7
Panjang Akar dan Panjang Akar Terkolonisasi CMA.................................................... 11
Uji Lanjut Inokulum Akar CMA yang Dihasilkan ......................................................... 11
PEMBAHASAN .................................................................................................... 11
SIMPULAN .......................................................................................................... 13
SARAN ............................................................................................................... 13
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................. 13
LAMPIRAN ......................................................................................................... 15
DAFTAR TABEL
Halaman
1 Pengaruh inokulasi CMA terhadap pengamatan tinggi tajuk, jumlah daun, bobot basah tajuk,
bobot kering tajuk, bobot basah akar dan bobot kering akar pada fase inokulasi umur 12
MST ....................................................................................................................................... 6
2 Pengaruh media tumbuh terhadap tanaman inang yang telah diinokulasi CMA pada
parameter pengamatan tinggi tajuk, jumlah daun, total panjang akar, bobot basah tajuk,
bobot kering tajuk, bobot basah akar dan bobot kering akar pada fase produksi inokulum
umur 18 MST ...................................................................................................................... 10
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1 Diagram alir metode penelitian .............................................................................................. 2
2 (A) persen kolonisasi CMA, (B) jumlah spora per cm akar, (C) jumlah spora per panjang
akar pada tanaman inang yang telah diinokulasikan CMA umur 12 MST. Data
menunjukkan nilai rataan dari lima kali ulangan ± Standar Deviasi (SD). ............................ 5
3 Hasil pewarnaan akar dengan biru tripan pada tanaman inang (A) I. reptana, (B) C.
pubescens, dan (C) A. cepa. Struktur CMA yang teramati (1) miselia eksternal, (2)
arbuskula, (3) vesikula, dan (4) spora umur 18 MST. ........................................................... 8
4 (A) persen kolonisasi CMA, (B) jumlah spora per cm akar, (C) jumlah spora per media, (D)
jumlah spora per panjang akar, (E) jumlah spora per pot tanaman pada tanaman inang yang
telah diinokulasikan CMA di media padat zeolit ( ), kultur aeroponik ( ), dan media padat
kompos ( ) umur 18 MST. Data menunjukkan nilai rataan dari lima kali ulangan ± Standar
Deviasi (SD)............................................................................................................................9
5 Uji lanjut inokulum yang dihasilkan media padat zeolit ( ), kultur aeroponik ( ), dan media
padat kompos ( ). Data menunjukkan nilai rataan dari lima kali ulangan ± Standar Deviasi
(SD). .................................................................................................................................... 11
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Komposisi larutan hara Johnson ........................................................................................... 16
2 CMA yang digunakan sebagai inokulum ............................................................................. 17
3
Spora CMA tanaman inang I. reptana, C. pubescens, dan A. cepa di media padat pada fase
produksi inokulum umur 18 MST ....................................................................................... 18
4 Panjang akar tanaman inang pada fase produksi inokulum umur 18 MST .......................... 19
5 Tanaman inang C. pubescens, I. reptana dan A. cepa pada fase inokulasi CMA umur 12
MST.......................................................................................................................................20
6 Tanaman inang I. reptana, C. pubescens dan A. cepa pada kultur aeroponik dan media padat
fase produksi CMA umur 18 MST ...................................................................................... 21
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Cendawan mikoriza arbuskula (CMA)
ialah cendawan tanah yang bersimbiosis
mutualisme dengan akar tumbuhan dan
membentuk struktur khusus berupa arbuskula
(Smith & Read 1997). Dalam simbiosisnya,
CMA menerima karbohidrat dari tumbuhan
sedangkan tumbuhan mendapatkan nutrisi dari
cendawan sehingga dapat meningkatkan
pertumbuhan
tanaman
inang
tersebut
(Brundrett et al. 1994). Dalam hidupnya,
CMA sangat membutuhkan tanaman inang
sebagai tempat hidupnya. Tanaman yang
dapat dijadikan sebagai inang CMA antara
lain (1) tanaman inang tidak memiliki patogen
yang umum menyerang tanaman, (2) potensial
untuk percepatan dan pemanjangan akar yang
terkolonisasi, (3) dapat tumbuh dengan baik,
dan (4) tahan terhadap kekurangan hara P
(Sylvia & Jarsfer 1994).
Tumbuhan bermikoriza dapat dibagi ke
dalam
2
kelompok
berdasarkan
ketergantungan
tumbuhan
terhadap
simbiosisnya. Kelompok tersebut yaitu
tumbuhan yang memiliki ketergantungan
tinggi bahkan bersifat obligat dan tumbuhan
yang memiliki ketergantungan rendah.
Centrosema pubescens dan Allium sp. adalah
tumbuhan yang termasuk ke dalam kelompok
dengan ketergantungan terhadap CMA tinggi
(Smith
&
Gianinazzi-Pearson
1988;
Sieverding 1991). Ipomoea reptana termasuk
kedalam subkelas Rosidae yang dapat
bersimbiosis dengan CMA (Smith & Read
1997).
Produksi inokulum CMA selama ini
dilakukan dengan kultur pot menggunakan
media padat seperti tanah, pasir, gambut atau
zeolit. Produksi inokulum CMA dalam jumlah
besar sebagai pupuk hayati dengan
menggunakan teknik di atas masih mengalami
hambatan. Hal ini dikarenakan CMA
merupakan
simbion
obligat
yang
perbanyakannya bergantung pada tanaman
inang. Metode tersebut kurang efisien karena
memerlukan ruang pertumbuhan yang luas
dan volume media yang besar sehingga
menghambat produksi dari distribusi pupuk
hayati tersebut. Oleh karena itu, diperlukan
penelitian mengenai metode alternatif
perbanyakan inokulum yang lebih efisien.
Salah satu perbanyakan CMA ialah dengan
menggunakan kultur aeroponik dan kultur pot
dengan media tumbuh kompos.
Sistem aeroponik merupakan salah satu
modifikasi metode hidroponik (Weathers &
Zobel 1992) yang menggunakan air dan unsur
hara dalam bentuk disemprotkan secara
berkala ke sistem perakaran tumbuhan yang
mengantung (Jones 2004). Produksi inokulum
CMA dengan menggunakan kultur aeroponik
pertama kali dilakukan oleh Sylvia dan
Hubbel (1986). Kultur aeroponik merupakan
bioteknologi
yang
potensial
dalam
menghasilkan
sistem
perakaran
yang
berasosiasi dengan CMA karena dapat
menghasilkan propagul yang tinggi sehingga
dapat digunakan sebagai teknologi efektif
dalam
memproduksi
inokulum
tanpa
menggunakan media tanah (Hung & Sylvia
1988; Sylvia & Jarsfer 1992; Sylvia & Jarsfer
1994). Martin-Laurent (1999) melaporkan
bahwa pertumbuhan CMA Glomus sp. pada
tanaman Acacia mangium dalam sistem kultur
aeroponik mengalami peningkatan sebanyak
dua kali lebih tinggi dibandingkan dengan
yang ditumbuhkan pada media tanah. Kualitas
CMA yang diproduksi dengan kultur
aeroponik juga lebih baik karena lebih murni
akibat peluang terkontaminasi baik oleh
cendawan mikoriza maupun non-mikoriza
rendah. Selain itu, tanaman yang ditumbuhkan
pada kultur aeroponik lebih efisien dalam
memanfaatkan unsur hara dan dapat
menghasilkan lingkungan aerasi yang tinggi
(Weathers & Zobel 1992).
Alternatif media tanam lain ialah media
padat kompos. Kompos merupakan bahan
organik tanah yang berperan penting dalam
meningkatkan kesuburan tanah. Hasil
penelitian yang dilakukan Celik et al. (2004)
menunjukkan bahwa bahan organik campuran
media kompos dan inokulum CMA secara
nyata dapat meningkatkan sifat fisik dan
struktur tanah. Mikoriza telah diketahui dapat
meningkatkan kestabilan agregat tanah. Douds
et al. (2006) melakukan penelitian produksi
inokulum CMA skala lapang dengan
menggunakan
campuran
kompos
dan
vermikulit
menggunakan
CMA
G.
claroideum, G. etunicatum, G. geosporum, G.
intraradices, G. mosseae, dan Gigaspora
gigantea. Pertumbuhan propagul inokulum
CMA terbaik diperoleh pada media dengan
perbandingan kompos dan vermikulit 1:4.
Unsur hara P tersedia tanah yang
dihasilkan oleh kompos terlalu tinggi dapat
menghambat pertumbuhan CMA. Campuran
vermikulit ke dalam media kompos dapat
mengurangi unsur hara P yang terlalu tinggi.
Kandungan unsur hara P pada media tanaman
yang tinggi dapat menurunkan kolonisasi
CMA pada akar tanaman (Smith & Read
1997). Secara ekonomis produksi CMA
2
menggunakan media campuran kompos lebih
murah karena kompos tersedia dalam jumlah
banyak di hampir seluruh wilayah Indonesia,
dan praktis untuk produksi inokulum dalam
skala besar.
Kultur aeroponik dan media kompos telah
dijadikan sebagai media alternatif dalam
produksi inokulum CMA, namun kedua
sistem ini belum banyak diteliti di Indonesia.
Oleh karena itu dalam penelitian ini dilakukan
pengujian terhadap metode produksi inokulum
dengan kedua sistem tersebut.
Tujuan
Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari
teknik produksi inokulum CMA dengan
menggunakan media kultur aeroponik dan
kultur media padat kompos.
BAHAN DAN METODE
Waktu dan Tempat
Penelitian dilaksanakan pada bulan
Februari 2010 sampai dengan bulan Juni 2011
bertempat di Bagian Mikologi, Bagian
Fisiologi Tumbuhan, dan Rumah Kaca
Departemen Biologi FMIPA IPB, Bogor.
Bahan dan Alat
Tanaman inang yang digunakan dalam
penelitian ini ialah Centrosema pubescens,
Ipomoea reptana, dan Allium cepa. Bahan
yang digunakan ialah unsur hara Johnson,
aquades, air steril, inokulum CMA komersial
mycofer yang terdiri dari CMA Glomus sp.,
Acaulospora sp., dan Gigaspora sp.
(Lampiran 2), tanah dan jerami yang berasal
dari Kebun Percobaan Cikabayan, NaOCl 1%,
KOH 10%, HCl 1%, larutan pewarna biru
tripan, gliserol 50%, alkohol 70%, dan asam
laktat. Alat yang digunakan ialah sistem
aeroponik berbentuk kubus dengan ukuran
sebesar 100x100x60 cm2 yang dilengkapi
dengan 9 buah nozzle pada setiap sisi pipa,
mesin pompa air, alat penentu waktu, pot
berukuran 10x8 cm2, polybag berukuran
25x15 cm2, plastik tahan panas, mikroskop,
neraca dan autoklaf.
Metode Penelitian
Diagram alir metode penelitian dapat
dilihat pada Gambar 1.
Persiapan
Tanaman Inang
Persiapan
Media Tanam
Percobaan I
Fase Inokulasi
Tanpa Inokulasi CMA
Inokulasi CMA
Percobaan II
Fase Produksi
Analisis Pertumbuhan
Tanaman
Analisis Pertumbuhan
Tanaman dan CMA
Analisis Pertumbuhan
Tanaman dan CMA
Uji Lanjut Inokulum
Inokulum CMA
Gambar 1 Diagram alir metode penelitian
3
Rancangan Percobaan
Ada 2 macam rancangan percobaan yang
digunakan pada penelitian ini yaitu
Rancangan Acak Lengkap untuk percobaan I
dan Rancangan Acak Kelompok Split Blok
untuk percobaan II dengan masing-masing 5
ulangan. Data dianalisis statistik dengan
perangkat lunak SPSS (Statistical Package
For Social Science) 16.0 dan diuji lanjut
menggunakan Duncan’s Multiple Range Test
(DMRT).
Persiapan Tanaman Inang
Benih yang digunakan sebagai tanaman
inang ialah C. pubescens, I. reptana, dan umbi
A. cepa. Sebelum disemai, C. pubescens dan I.
reptana disterilisasi permukaan. Benih
direndam dalam alkohol 70% selama 1 menit,
lalu dibilas air steril sebanyak tiga kali.
Selanjutnya benih direndam larutan NaOCl
1% selama 5 menit dan dibilas dengan air
steril sebanyak tiga kali. Umbi A. cepa
berumur 4-5 bulan dan berukuran ±25 gram
dikupas kulit terluarnya sebanyak 2 lapis dan
bagian pangkal akar dipangkas kemudian
umbi disterilisasi permukaan. Umbi A. cepa
ditanam pada media akuades steril hingga
tumbuh akar selama 5 hari. Benih siap
ditanam pada media zeolit steril hingga umur
2 minggu.
Fase Inokulasi CMA
Percobaan I yaitu fase inokulasi
mengunakan pot berukuran 10x8 cm2. Ada 2
perlakuan yaitu inokulasi CMA dan tanpa
inokulasi CMA. Perlakuan inokulasi CMA
yaitu tanaman inang umur 2 MST
diinokulasikan dengan 20 gram CMA pada
media zeolit steril. Inokulasi dengan cara
meletakkan campuran 20 gram inokulum
CMA dan 140 gram zeolit steril di kesekitar
sistem perakaran tanaman inang. Bagian atas
pot ditambahkan zeolit steril sebanyak 40
gram sampai batas pangkal batang, sehingga
total media zeolit yang digunakan adalah 200
gram. Perlakuan tanpa inokulasi CMA yaitu
tanaman inang ditumbuhkan dengan media
zeolit sebanyak 200 gram. Pemeliharaan
tanaman dilakukan selama 12 minggu.
Parameter pengamatan pada perlakuan tanpa
inokulasi ialah respon pertumbuhan tanaman.
Parameter pengamatan pada perlakuan
inokulasi CMA ialah respon pertumbuhan
tanaman dan pertumbuhan CMA. Tanaman
inang dengan inokulasi CMA dapat digunakan
untuk percobaan II yaitu fase produksi
inokulum CMA.
Persiapan Sistem Media Tanam
Kultur
Aeroponik.
Alat
aeroponik
dinyalakan selama 12 jam pada siang hari dan
dimatikan pada malam hari serta dilengkapi
oleh alat penentu waktu dengan ketentuan 30
detik menyala dan 60 detik mati secara
berkala. Media air berisi nutrisi disemprotkan
menggunakan mesin pompa dan nozzel ke
arah perakaran tanaman. Nutrisi yang
digunakan ialah larutan pupuk Johnson
dengan kandungan P 50% dari konsentrasi
normal.
Kultur Media Padat. Media padat yang
digunakan ialah media kompos dan media
zeolit. Cara pembuatan media padat kompos
ialah jerami padi dicacah lalu dicampurkan
dengan kotoran sapi dengan perbandingan 2:1
(b/b) dan diinkubasi selama 45 hari. Kompos
jerami dicampurkan dengan tanah pada
perbandingan 2:1 (b/b). Sebanyak 1 kg
campuran media kompos disterilisasi autoklaf
pada suhu 121ºC selama 30 menit. Sterilisasi
dilakukan dua kali dengan selang waktu satu
hari. Pada media padat zeolit menggunakan
dua macam pot dengan berat zeolit yaitu 180
gram untuk fase inokulasi CMA dan 1 kg
untuk fase produksi. Sebelum digunakan,
zeolit dibersihkan dengan air. Kemudian
zeolit disterilisasi dengan autoklaf pada suhu
121ºC selama 30 menit.
Fase Produksi Inokulum
Kultur Aeroponik. Tanaman inang yang
telah diinokulasikan CMA selanjutnya
dipindahkan ke kultur aeroponik. Akar
dibersihkan kemudian ditumbuhkan ke dalam
kultur aeroponik. Larutan pupuk Johnson
ditambahkan pada media air setiap seminggu
sekali sebanyak 20 liter. Pada minggu pertama
setelah dipidahkan ke media tumbuh, khusus
tanaman I. reptana dilakukan pemangkasan
tajuk. Pemeliharaan tanaman di media tumbuh
dilakukan selama 18 MST. Komposisi larutan
baku hara Johnson dapat dilihat pada
Lampiran 1.
Media Padat. Tanaman inang yang telah
diinokulasikan CMA dipindahkan ke media
padat yaitu kompos dan zeolit. Media padat
sebanyak 1 kg dimasukkan ke dalam polybag
berukuran 25x15 cm2. Tanaman inang
dibersihkan dari media zeolit lalu dipindahkan
ke media padat. Pemeliharan tanaman
dilakukan dengan cara dibersihkan dari gulma
dan disiram setiap hari dengan menggunakan
akuades. Pemupukan dilakukan seminggu
sekali menggunakan larutan pupuk Johnson
sebanyak 100 ml. Pada minggu pertama
setelah dipidahkan ke media tumbuh, khusus
4
tanaman I. reptana dilakukan pemangkasan
tajuk. Pemeliharaan dilakukan selama 18
MST.
Analisis Pertumbuhan Tanaman
Parameter tinggi tajuk dan jumlah daun
diukur setiap minggu. Pada saat panen,
tanaman inang dibersihkan dari media kultur
dengan menggunakan air. Tajuk dipisahkan
dari akar tanaman inang. Tajuk dan akar
ditimbang bobot basah, kemudian dikeringkan
di dalam oven bersuhu 70ºC selama 3 hari.
Bagian akar dibersihkan dan ditimbang bobot
basahnya. Sebagian akar dikeringkan dalam
oven bersuhu 70ºC selama 3 hari untuk
mendapatkan bobot keringnya dan sebagian
lagi digunakan untuk pengamatan kolonisasi
akar, penghitungan jumlah spora CMA, dan
uji lanjut inokulum yang dihasilkan.
Analisis Pertumbuhan CMA
Sebagian akar yang telah dipanen
digunakan
untuk
analisis
kolonisasi
menggunakan metode pewarnaan akar
(Brundrett et al. 1994) dan penghitungan
jumlah spora. Pemilihan akar dengan cara
pengambilan akar dari berbagai sisi akar
secara acak sebanyak 30 potongan akar
dengan ukuran 1 cm. Pewarnaan akar dengan
cara akar tanaman dibersihkan dengan air
mengalir, kemudian dipanaskan dalam KOH
10% (w/v) selama 15 menit dengan 90oC, lalu
dibilas dengan air sebanyak tiga kali. Akar
direndam HCl 1% (w/v) selama 12 jam. Lalu
HCl dibuang dan diganti dengan larutan
pewarna biru tripan 0,05% (w/v). Selanjutnya
direndam gliserol 50% (w/v) dan diamati
struktur kolonisasi CMA. Penghitungan
persen kolonisasi CMA menggunakan metode
gridline intersection (Giovannetti & Mosse
1980). Penghitungan spora pada kultur
aeroponik dengan cara menghitung jumlah
spora CMA yang terdapat pada potongan akar
saat analisis kolonisasi CMA sedangkan pada
media kompos dan zeolit dilakukan dengan
cara menghitung jumlah spora pada media
tumbuh dan akar. Pengamatan spora pada
media air kultur aeroponik tidak dilakukan
karena kondisi media air yang cepat
mengering. Bobot media yang digunakan
dalam penghitungan spora di media padat
ialah 50 g.
Uji Lanjut Inokulum yang Dihasilkan
Inokulum akar yang sudah dikeringkan
diuji lebih lanjut untuk menentukan viabilitas
inokulum akar yang dihasilkan. Uji lanjut
menggunakan tanaman inang I. reptana.
Inokulum akar sebanyak 0,2 gram dipotongpotong. Kemudian dicampurkan ke dalam
media zeolit steril sebanyak 200 gram zeolit.
Lalu tanaman inang I. reptana ditumbuhkan
ke dalam campuran media dan inokulum akar.
Pemeliharaan selama 6 minggu dan parameter
yang diamati ialah persentase kolonisasi
CMA.
HASIL
Percobaan I Fase Inokulasi CMA
Pertumbuhan CMA
Hasil penghitungan persen kolonisasi dan
total spora per panjang akar menunjukkan
bahwa
ketiga
tanaman
inang
yang
diinokulasikan CMA memiliki nilai yang
tidak berbeda nyata (p