13
hifa cendawan mikoriza dan tidak ditransfer ke sel akar tanaman sehingga aman bagi tanaman Smith Read 1997.
Pemanfaatan CMA untuk tanaman pada lahan marginal sudah dilakukan antara lain pada tailing tembaga Chen et al. 2007 dan tailing emas Setyaningsih
2007; Martaguri 2009. Sedangkan pemanfaatan untuk tanaman penghasil biodiesel seperti jarak pagar telah berhasil meningkatkan pertumbuhannya
dibandingkan kontrol tanpa CMA Behera et al. 2010, membantu penyerapan fosfor dan hara mikro serta meningkatkan biomassa dan produksi biji Achten et
al. 2008.
2. Plant Growth Promoting Rhizobacteria PGPR
Salah satu komponen ekosistem tanah adalah mikroba, yang berperan penting dalam membantu pertumbuhan tanaman. Berbagai mikroba hidup
bersimbiosis dengan tanaman membentuk bintil akar Rhizobium, mengkoloni akar rhizobakteri, atau hidup di dalam jaringan tanaman diazotrof endofitik dan
di dalam tanah. Mikroba yang hidup di daerah rhizosfer tanaman dikelompokkan menjadi tiga, yaitu mikroba pengurai bahan-bahan organik, plant growth
promoting rhizobacteria PGPR, serta cendawan dan bakteri patogen akar Barea et al. 2005. Bakteri-bakteri yang mampu menjadi promotor pertumbuhan
tanaman akibat aktivitas penyediaan hara lebih dikenal dengan plant growth promoting rhizobacteria.
Peran PGPR hampir sama dengan CMA yaitu memacu pertumbuhan tanaman melalui penyediaan hara dan zat pengatur tumbuh. PGPR berbeda
dengan CMA karena bersifat non simbiosis di akar, yaitu hidup bebas di sekitar akar tanaman namun mampu menyediakan beberapa hara yang dibutuhkan oleh
tanaman. PGPR dapat berperan secara langsung dengan cara meningkatkan penyediaan hara serta menghasilkan hormon pertumbuhan. Sedangkan
peranannya yang secara tidak langsung dengan cara memproduksi senyawa- senyawa metabolit seperti antibiotik serta menekan pertumbuhan fitopatogen dan
serangan mikroorganisme lain Zang et al. 1997; Weller et al. 2002. Pada penelitian ini hanya digunakan empat jenis PGPR yaitu Azotobacter sp.,
Azospirillum sp., Bacillus sp., dan Pseudomonas sp.
14
Azotobacter adalah rhizobakteria yang berperan dalam fiksasi nitrogen biologis menjadi ammonium yang tersedia untuk tanaman serta produksi
fitohormon seperti auksin, sitokinin, dan giberelin Hindersah Simarmata 2004. Azospirillum merupakan mikroba pemfiksasi nitrogen dari udara, mampu
menghasilkan hormon auksin dan giberelin. Aplikasi Azotobacter dan Azospirillum dikombinasikan dengan CMA bersifat sinergis dan mampu
meningkatkan parameter pertumbuhan tanaman, serapan P, N, Zn dalam jaringan tanaman Bashan Holguin 1997; Hasanudin 2003. PGPR menyediakan P di
rizosfer selanjutnya CMA berperan menyerap P tersedia ketika terjadi keterbatasan penyerapan oleh permukaan akar tanaman Barea et al. 2005.
Bacillus merupakan bakteri pelarut P dan pemobilisasi K serta mampu menghasilkan zat pengatur tumbuh berupa IAA Gray Smith 2005;
Ashrafuzzaman et al. 2009. Aplikasi Bacillus megaterium dan Bacillus mucilaginosus meningkatkan ketersediaan P dan K dalam tanah, serapan hara N,
P, dan K dalam jaringan tanaman, serta memacu pertumbuhan tanaman Han Lee 2005. Pseudomonas merupakan bakteri pelarut P dan K. Pseudomonas
berperan sebagai kontrol biologi terhadap cendawan fusarium dan pythium Hernandez-
Rodrıguez et al. 2008; Barea et al. 2005 akibat produksi siderofor yang berkompetisi dengan fusarium dalam mengkelat Fe dalam tanah Barea et al.
2005. Aplikasi Pseudomonas mampu meningkatkan tinggi tajuk, jumlah daun, dan berat kering akar dan tajuk pada tanaman Origanum majorana L. Banchio et
al. 2008. Bakteri PGPR memiliki kemampuan sebagai penyedia hara disebabkan oleh
kemampuannya dalam melarutkan mineral-mineral dalam bentuk senyawa kompleks menjadi bentuk ion sehingga dapat diserap oleh akar tanaman Vessey
2003. Pemanfaatan PGPR untuk tanaman pangan telah dilakukan mampu meningkatkan kesuburan tanah dan pertumbuhan serta produksi tanaman jagung
Wu et al. 2005; Wibowo 2007, padi gogo Mezuan et al. 2002, kacang tanah Wibowo 2007, dan kentang Hamim et al. 2007. Hal ini kemungkinan berkaitan
dengan kemampuan mikroba dalam membantu menyediakan unsur hara terutama N, P dan K bagi tanaman. Selain itu perombakan bahan organik akan
menghasilkan asam-asam organik seperti asam humat dan asam fulvat yang
15
berperan dalam mengkelat Fe dan Al tanah, sehingga ketersediaan P akan meningkat Rao 1995.
PGPR juga berpeluang sebagai bioremediasi pada lahan-lahan bekas tambang atau lahan-lahan tercemar Barea et al. 2005. Berdasarkan ketahanannya
terhadap berbagai logam berat, Bacillus spp. toleran terhadap semua jenis logam berat 400 μg ml
-1
. Sedangkan Pseudomonas spp. toleran terhadap Hg 100 μg
ml
-1
, Co 100 μg ml
-1
, Cd 200 μg ml
-1
, Cr 100 μg ml
-1
, Cu 200 μg ml
-1
, Pb 400 μg ml
-1
, dan Zn 200 μg ml
-1
Joseph et al. 2007.
16
METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan mulai Juni 2010 sampai Mei 2011, bertempat di rumah kaca Departemen Biologi FMIPA IPB, Kebun Percobaan Cikabayan
University Farm IPB, dan Laboratorium Bagian Mikologi Departemen Biologi FMIPA IPB.
Bahan Penelitian
Tanaman jarak pagar yang digunakan adalah 4 aksesi batang bawah jarak pagar terpilih hasil penelitian Sutrisna 2010 yang diperoleh dari Kebun Induk
Jarak Pagar Pakuwon Sukabumi, yaitu Sumatera Barat 1 S1, Jawa Tengah 2 J2, Jawa Barat JB, dan Banten 3 B3 Tabel 1. Pupuk hayati yang digunakan
adalah cendawan mikoriza arbuskula CMA koleksi PPSHB IPB inokulum mycofer terdiri dari Glomus manihotis, G. etunicatum, Gigaspora margarita,
Acaulospora tuberculata dan PGPR campuran isolat bakteri Azotobacter sp. strain HY1141, Azospirillum sp. strain NS01, Bacillus subtilis strain HU48,
dan Pseudomonas beteli strain ATCC1986IT koleksi IPBCC Biologi FMIPA IPB. Media tumbuh berupa tanah andosol dan tailing tambang emas Pongkor.
Bahan pewarnaan akar berupa KOH 10, HCl 1N, trypan blue, dan gliserol 50. Tabel 1. Tanaman jarak pagar batang bawah berdasarkan kode dan asal aksesi
Kode Asal Aksesi
Provinsi S1
J2 JB
B3 Surantih, X Koto Tarusan, Pesisir Selatan
Sidourip, Binangun, Cilacap Ciwareng, Babakan Cikao, Purwakarta
Cikeruh Wetan, Cikeusik, Pandeglang Sumatera Barat
Jawa Tengah Jawa Barat
Banten
Rancangan Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan menggunakan Rancangan Acak Kelompok Lampiran 2-4. Penelitian ini meliputi 3 bagian yaitu percobaan teknik
perkecambahan, percobaan respon aksesi tanaman jarak pagar terhadap pupuk hayati selama pembibitan, dan percobaan respon aksesi tanaman jarak pagar
17
terhadap pupuk hayati pada media tailing tambang emas. Percobaan teknik perkecambahan digunakan 3 faktor. Faktor pertama adalah benih empat aksesi
tanaman jarak pagar, yaitu S1, J2, JB, dan B3. Faktor kedua adalah perendaman dengan 2 taraf, yaitu lumpur kotoran sapi dan air suhu kamar. Faktor ketiga adalah
media perkecambahan berupa kain handuk, kompos, dan tanah. Semua taraf dikombinasikan secara lengkap dan diperoleh 16 kombinasi perlakuan yang
diulang sebanyak 3 kali sehingga terdapat 48 satuan percobaan. Percobaan respon beberapa aksesi tanaman jarak pagar terhadap pupuk
hayati selama pembibitan dilakukan 2 tahap. Tahap pembibitan II dilakukan untuk mengamati konsentrasi pupuk PGPR yang sesuai untuk bibit tanaman jarak pagar.
Tahap pembibitan I digunakan 2 faktor. Faktor pertama adalah aksesi tanaman jarak pagar dengan 4 taraf: S1, J2, JB, dan B3. Faktor kedua adalah pupuk dengan
5 taraf: tanpa pupuk P0, CMA P1, PGPR P2, kombinasi CMA dengan PGPR P3, dan pupuk NPK P4. Media yang digunakan adalah tanah:kompos 2:1.
Konsentrasi CMA sebanyak 70 g per 900 g media 7.8 dalam zeolit atau sekitar 48 spora, PGPR sebanyak 7 g per 900 g media 0.78 dalam gambut, dan NPK
0.4 g per 900 g media. Semua taraf dikombinasikan secara lengkap dan diperoleh 20 kombinasi perlakuan yang diulang sebanyak 17 kali sehingga terdapat 340
satuan percobaan. Konsentrasi PGPR 7 g diperoleh berdasarkan konversi dari hasil penelitian sebelumnya oleh Hamim et al. 2007.
Tahap pembibitan II dilakukan untuk mempelajari konsentrasi PGPR yang optimum dalam meningkatkan pertumbuhan bibit tanaman jarak pagar. Hal ini
dilakukan karena pada pembibitan I menunjukkan hasil yang belum optimum. Tahap ini digunakan 2 faktor. Faktor pertama adalah aksesi tanaman jarak pagar
dengan 4 taraf: S1, J2, JB, dan B3. Faktor kedua adalah pupuk dengan 9 taraf: tanpa pupuk P0, pupuk NPK P1, CMA 36 g P2, PGPR 10 g P3, PGPR 30 g
P4, PGPR 50 g P5, kombinasi CMA 36 g dengan PGPR 10 g P6, kombinasi CMA 36 g dengan PGPR 30 g P7, dan kombinasi CMA 36 g dengan PGPR 50 g
P8. Media yang digunakan adalah tanah:kompos 2:1. Semua taraf dikombinasikan secara lengkap dan diperoleh 36 kombinasi perlakuan yang
diulang sebanyak 3 kali sehingga terdapat 108 satuan percobaan.
18
Percobaan respon beberapa aksesi tanaman jarak pagar terhadap pupuk hayati pada media tailing tambang emas merupakan kelanjutan dari pembibitan
tahap I. Percobaan ini menggunakan 3 faktor. Faktor pertama adalah aksesi tanaman jarak pagar yaitu: S1, J2, JB, dan B3. Faktor kedua adalah pupuk yaitu:
tanpa pupuk P0, CMA P1, PGPR P2, kombinasi CMA dengan PGPR P3, dan pupuk NPK P4. Faktor ketiga adalah media tumbuh yaitu tanah andosol
M0 dan tailing tambang emas Pongkor M1. Semua taraf dikombinasikan secara lengkap dan diperoleh 40 kombinasi perlakuan yang diulang sebanyak 3
kali sehingga terdapat 120 satuan percobaan Lampiran 4. Analisis media tumbuh tanah andosol dan tailing meliputi sifat fisik dan kimia tanah dilakukan di
Laboratorium Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan IPB.
Prosedur Penelitian 1. Produksi PGPR
Masing-masing isolat bakteri Azotobacter sp., Azospirillum sp., Bacillus subtilis, dan Pseudomonas beteli yang telah diremajakan selanjutnya ditumbuhkan
pada masing-masing media tumbuh, yaitu Lacto Glucose Infusion cair Azotobacter sp., Nitrogen Fixing Bacteria cair Azospirillum sp., Nutrient Broth
Bacillus subtilis, dan Trypticase Soy Broth Pseudomonas beteli. Media yang telah diinokulasi masing-masing bakteri diinkubasi pada mesin penggoyang
selama 24 jam kecuali isolat Azotobacter sp. selama 48 jam sampai jumlah sel masing-masing isolat mencapai 10
8
selml, kemudian disentrifuse pada kecepatan 5000 rpm selama 15 menit. Pelet hasil sentrifuse dicampurkan ke dalam gambut
steril dengan perbandingan 2:1 2 L medium bakteri dengan 1 kg gambut kemudian hasilnya dimasukkan ke dalam botol steril dan disimpan pada suhu
kamar.
2. Persiapan Perkecambahan
