Respon pertumbuhan beberapa aksesi jarak pagar yang berpotensi sebagai batang bawah terhadap pupuk hayati pada media tailing tambang emas

RESPON PERTUMBUHAN BEBERAPA AKSESI JARAK

PAGAR YANG BERPOTENSI SEBAGAI BATANG BAWAH

TERHADAP PUPUK HAYATI PADA MEDIA

TAILING TAMBANG EMAS

AHMAD BASHRI

SEKOLAH PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2011

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN

SUMBER INFORMASI

Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis yang berjudul Respon Pertumbuhan Beberapa Aksesi Jarak Pagar yang Berpotensi sebagai Batang Bawah terhadap Pupuk Hayati pada Media Tailing Tambang Emas adalah benar hasil karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun 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.

Bogor, Agustus 2011

Ahmad Bashri NRP G353090341

ABSTRACT

AHMAD BASHRI. Growth Response of Some Jatropha curcas L. Accessions that Potential as a Rootstock on Biofertilizer in Gold Mine Tailing Media. Supervised by HAMIM and NAMPIAH SUKARNO

Physic nut (Jatropha curcas L.) is a potential plant for biofuels production. The objectives of this study were to analyze the germination of four physic nut accessions, seedling growth response to application of biofertilizer during seedling establishment, and plant growth response to application of biofertilizer in gold mine tailing media. Four consecutive experiments were carried out in green house and field laboratory used Block Randomized Design. The first experiment used three factors and three replications. The first factor was seed accessions of S1, J2, JB, and B3; second factor was pre-soaked in cow dung slurry and water; and third factor was germinated media on wet towel, compost, and soil. The second experiment used two factors and seventeen replications, and carried out in 900 g media per pot. The first factor was fertilizer treatment i.e with and without NPK, arbuscular mycorrhizal fungi (AMF), plant growth promoting rhizobacteria (PGPR), and combination of AMF and PGPR. The second factor of the second experiment was four plant accessions. The third experiment used two factors and three replications and carried out in 900 g media per pot. The first factor was fertilizer treatment i.e with and without NPK at recommended rate, 36 g of AMF, 10, 30, and 50 g of PGPR, and combination of 36 g AMF with each PGPR concentration. The second factor was four plant accessions. In the fourth experiment, all plant seedlings from second experiment were transfered to 15 kg of gold mine tailing and andosol soils. The results of first experiment showed that the pre-soaked seed with water and germinated in wet towel produced a higher germination rates than other treatments. The second experiment indicated that the AMF and combination of AMF with PGPR application increased vegetative growth and nutrient uptake of physic nut seedling. The third experiment showed that 30 g PGPR per pot produced best response of physic nut seedling growth. In the fourth experiment revealed that the AMF and combination of AMF with PGPR increased vegetative growth and nutrient uptake of plants. Accession of B3 had the best growth in both media tested, while JB grew better in andosol media. Gold mine tailing media reduced the growth response of physic nut up to 13.0% reduction.

RINGKASAN

AHMAD BASHRI. Respon Pertumbuhan Beberapa Aksesi Jarak Pagar yang Berpotensi sebagai Batang Bawah terhadap Pupuk Hayati pada Media Tailing Tambang Emas. Dibimbing oleh HAMIM dan NAMPIAH SUKARNO.

Tanaman jarak pagar (Jatropha curcas L.) merupakan tanaman penghasil biji yang potensial sebagai bahan bakar alternatif, biodiesel. Namun pemanfaatan tanaman tersebut secara komersial masih menjadi tantangan karena produktivitasnya masih rendah. Perbanyakan tanaman jarak pagar melalui biji seringkali menghadapi kendala yang salah satunya ialah persentase perkecambahan benih yang rendah. Oleh karenanya perlakuan untuk menjaga tingginya persentase perkecambahan menjadi sangat penting. Rendahnya persentase perkecambahan ini diduga karena adanya sifat dormansi benih khususnya setelah disimpan pada kadar air yang rendah.

Pemanfaatan tanaman jarak pagar pada lahan marginal, khususnya lahan bekas tambang emas, menjadi pilihan karena tanaman jarak pagar merupakan tanaman non pangan. Beberapa percobaan mengindikasikan bahwa pemanfaatan tanaman khusus batang bawah (rootstock) yang memiliki ketahanan menjadi suatu alternatif bagi penanaman jarak pagar pada lahan marginal. Pemanfaatan rootstock untuk penyambungan (grafting) pada tanaman jarak pagar diharapkan mampu meningkatkan produksi tanaman ini pada lahan-lahan marginal. Penggunaan pupuk hayati (biofertilizer) pada tanaman jarak pagar juga sangat prospektif sehingga dapat mengurangi ketergantungan sektor perkebunan terhadap pupuk anorganik dengan tetap mempertahankan produktivitas yang tinggi. Cendawan mikoriza arbuskula (CMA) adalah pupuk hayati yang potensial karena mampu menyediakan hara bagi inang khususnya fosfor, penyediaan air bagi akar, stabilisasi lahan, dan meningkatkan toleransi tanaman. Sedangkan plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) merupakan bakteri-bakteri yang mampu menjadi promotor pertumbuhan tanaman akibat aktivitas penyediaan hara dan zat pengatur tumbuh bagi tanaman.

Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan teknik perkecambahan yang tepat pada benih beberapa aksesi tanaman jarak pagar, mempelajari respon pertumbuhan beberapa aksesi tanaman jarak pagar terhadap pupuk hayati selama pembibitan, dan mempelajari respon pertumbuhan beberapa aksesi tanaman jarak pagar terhadap pupuk hayati pada media tailing tambang emas dan tanah andosol.

Penelitian ini dilaksanakan mulai bulan Juni 2010 hingga bulan Mei 2011 di rumah kaca Departemen Biologi FMIPA IPB, Kebun Percobaan Cikabayan University Farm IPB, dan Laboratorium Bagian Mikologi Departemen Biologi FMIPA IPB. Penelitian ini terdiri dari 3 percobaan yaitu percobaan teknik perkecambahan, percobaan respon aksesi tanaman jarak pagar terhadap pupuk hayati selama pembibitan, dan percobaan respon aksesi tanaman jarak pagar terhadap pupuk hayati pada media tailing tambang emas. Rancangan percobaan yang digunakan adalah rancangan acak kelompok. Percobaan teknik perkecambahan digunakan 3 faktor dengan 3 ulangan. Faktor pertama adalah aksesi benih tanaman jarak pagar, yaitu S1, J2, JB, dan B3. Faktor kedua adalah media perendaman dengan 2 taraf, yaitu lumpur kotoran sapi dan air keran (tap water). Faktor ketiga adalah media perkecambahan berupa kain handuk, kompos,

dan tanah. Pengamatan dilakukan terhadap kecepatan tumbuh benih per etmal selama 12 hari.

Percobaan respon beberapa aksesi tanaman jarak pagar terhadap pupuk hayati selama pembibitan dilakukan 2 tahap. Tahap pembibitan I digunakan 2 faktor dengan 17 ulangan. Faktor pertama adalah aksesi tanaman jarak pagar dengan 4 taraf: S1, J2, JB, dan B3. Faktor kedua adalah pupuk dengan 5 taraf: tanpa pupuk, CMA, PGPR, kombinasi CMA dengan PGPR, dan pupuk NPK. 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. Tahap pembibitan II digunakan 2 faktor dengan 3 ulangan. Faktor pertama adalah aksesi tanaman jarak pagar dengan 4 taraf: S1, J2, JB, dan B3. Faktor kedua adalah pupuk dengan 9 taraf: tanpa pupuk, pupuk NPK, CMA 36 g, PGPR 10 g, PGPR 30 g, PGPR 50 g, kombinasi CMA 36 g dengan PGPR 10 g, kombinasi CMA 36 g dengan PGPR 30 g, dan kombinasi CMA 36 g dengan PGPR 50 g. Media yang digunakan adalah tanah:kompos (2:1). Percobaan respon beberapa aksesi tanaman jarak pagar terhadap pupuk hayati pada media tailing merupakan kelanjutan dari pembibitan I. Percobaan ini digunakan 3 faktor dengan 5 ulangan. Faktor pertama adalah aksesi tanaman jarak pagar yaitu: S1, J2, JB, dan B3. Faktor kedua adalah pupuk yaitu: tanpa pupuk, CMA, PGPR, kombinasi CMA dengan PGPR, dan pupuk NPK. Faktor ketiga adalah media tumbuh yaitu tanah andosol (M0) dan tailing (M1). Pengamatan pertumbuhan selama pembibitan dan perlakuan media tumbuh tailing terdiri dari komponen tinggi tajuk, diameter batang, jumlah daun, panjang dan diameter akar primer, jumlah akar sekunder, bobot kering akar dan tajuk, kolonisasi CMA, serta serapan hara N, P, dan K. Data hasil pengamatan dianalisis dengan sidik ragam pada α 0.05 dan dilakukan uji lanjut dengan uji Duncan Multiple Range Test.

Hasil analisis ragam menunjukkan bahwa teknik perkecambahan benih tanaman jarak pagar menggunakan air keran dan media perkecambahan kain handuk mampu meningkatkan kecepatan tumbuh benih tanaman jarak pagar dengan nilai perkecambahan terbaik. Hal ini karena perkecambahan tanaman jarak pagar memerlukan perlakuan awal perendaman yang cukup dan kondisi suhu yang optimum. Pada tahap pembibitan, pupuk hayati CMA dan kombinasi CMA dengan PGPR mampu meningkatkan respon pertumbuhan tajuk dan serapan hara tanaman jarak pagar. CMA masih efektif dalam meningkatkan pertumbuhan tanaman sampai konsentrasi 36 g sedangkan konsentrasi PGPR yang optimum adalah 30 g per tanaman. Hingga fase pembibitan, pupuk hayati CMA dan kombinasinya dengan PGPR masih efektif meningkatkan pertumbuhan dan serapan hara tanaman jarak pagar. Media tumbuh tailing tambang emas menyebabkan penurunan pertumbuhan tajuk dan perakaran hingga 13.9%. Kolonisasi CMA mengalami peningkatan yang nyata pada media tailing. Perlakuan CMA dan kombinasinya dengan PGPR pada media tailing meningkatkan serapan hara P dan K. Dari keempat aksesi yang digunakan, aksesi B3 berpotensi menjadi kandidat rootstock mengingat pertumbuhan akarnya yang cukup baik, baik pada media tailing maupun non tailing, sedangkan aksesi JB juga berpotensi sebagai rootstock khususnya pada media non tailing.

Kata kunci: Jatropha curcas L., batang bawah, pupuk hayati, tailing tambang emas

© Hak Cipta Milik IPB, tahun 2011 Hak Cipta dilindungi Undang-Undang

1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumber.

a. Pengutipan untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah. b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB.

2. Dilarang mengumumkan atau memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis dalam bentuk apapun tanpa ijin IPB.

RESPON PERTUMBUHAN BEBERAPA AKSESI JARAK

PAGAR YANG BERPOTENSI SEBAGAI BATANG BAWAH

TERHADAP PUPUK HAYATI PADA MEDIA TAILING

TAMBANG EMAS

AHMAD BASHRI

Tesis

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada

Mayor Biologi Tumbuhan

SEKOLAH PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2011

Judul Tesis : Respon Pertumbuhan Beberapa Aksesi Jarak Pagar yang Berpotensi sebagai Batang Bawah terhadap Pupuk Hayati pada Media Tailing Tambang Emas

Nama : Ahmad Bashri

NIM : G353090341

Disetujui Komisi Pembimbing

Dr. Ir. Hamim, M.Si Dr. Ir. Nampiah Sukarno

Ketua Anggota

Diketahui,

Koordinator Mayor Biologi Tumbuhan Dekan Sekolah Pascasarjana

Dr. Ir. Miftahudin, M.Si Dr. Ir. Dahrul Syah, M.Sc, Agr

PRAKATA

Puji syukur kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayahNya yang telah dilimpahkan kepada penulis sehingga Tesis yang berjudul “Respon Pertumbuhan Beberapa Aksesi Jarak Pagar yang Berpotensi sebagai Batang Bawah terhadap Pupuk Hayati pada Media Tailing Tambang Emas” telah dapat diselesaikan dengan baik dan tepat waktu. Tesis ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Mayor Biologi Tumbuhan, Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor.

Keberhasilan penulisan tesis ini tidak lepas dari masukan dan arahan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis ucapkan terima kasih kepada Dr. Ir. Hamim, M.Si dan Dr. Ir. Nampiah Sukarno selaku komisi pembimbing atas segala bentuk arahan, bimbingan dan dorongan semangat selama proses awal hingga terselesaikannya tesis; Dr. Ir. Memen Surahman, M.Sc, Agr selaku penguji, serta seluruh staf dosen Mayor Biologi Tumbuhan, yang telah memberikan bekal ilmu sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis dengan baik.

Penulis juga mengucapkan terimakasih dan penghargaan kepada Departemen Agama RI yang telah memberikan beasiswa bagi penulis untuk menyelesaikan studi dan penelitian Program Magister Sains. Ungkapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada bapak, ibu, istri tercinta, serta seluruh keluarga, atas segala doa dan kasih sayangnya.

Sebagian dari karya ilmiah ini telah disajikan pada Seminar Nasional Sains III pada 13 November 2010 di Bogor dan Seminar dan Exhibition Indo-Bioenergy 2011 pada 23-24 Mei 2011 di Jakarta.

Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, Agustus 2011

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Gresik pada tanggal 7 Desember 1982 dari Bapak Mohammad Musa dan Ibu Saudah Nur Hasanah. Penulis merupakan anak pertama dari empat bersaudara. Penulis telah menikah dengan Adiyah Mursyidah, ST.

Tahun 2002 penulis lulus dari SMA Assa’adah Bungah Gresik. Tahun 2007, penulis menyelesaikan studi Program Sarjana di Universitas Negeri Malang Jurusan Biologi, program studi Pendidikan Biologi. Tahun 2009, penulis berkesempatan melanjutkan studi pascasarjana di Institut Pertanian Bogor, Mayor Biologi Tumbuhan dengan beasiswa dari Departeman Agama Republik Indonesia. Selama kuliah penulis pernah menjadi asisten mata kuliah Interaksi Mikrob-Inang dan mata kuliah Bioteknologi Cendawan Mahasiswa S2 Mikrobiologi tahun ajaran 2010-2011.

Penulis merupakan salah satu staf pengajar mata pelajaran biologi di SMP Laboratorium Universitas Negeri Malang dan Madrasah Aliyah Bahrul Ulum Malang.

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR TABEL ... xiii

DAFTAR GAMBAR ... xiv

DAFTAR LAMPIRAN ... xvi

PENDAHULUAN ... 1

Latar Belakang ... 1

Tujuan Penelitian ... 2

Manfaat Penelitian ... 3

Bagan Alur Penelitian ... 4

TINJAUAN PUSTAKA ... 5

Botani dan Manfaat Tanaman Jarak Pagar (Jatropha curcas L.) ... 5

Dormansi dan Perkecambahan ... 6

Batang Bawah (Rootstock) dan Manfaatnya ... 8

Karakteristik Tailing Tambang Emas ... 9

Pupuk Hayati ... 11

Cendawan Mikoriza Arbuskula (CMA) ... 11

Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR) ... . 13

METODE PENELITIAN ... 16

Waktu dan Tempat Penelitian ... 16

Bahan Penelitian ... 16

Rancangan Penelitian... 16

Prosedur Penelitian ... 18

Pengamatan ... . 20

Analisis Data ... 21

HASIL DAN PEMBAHASAN ... 22

Hasil Percobaan ... 22

Karakteristik Media Tumbuh ... 22

Respon Perkecambahan Benih Tanaman Jarak Pagar ... 23

Respon Pertumbuhan, Kolonisasi, dan Serapan Hara Tanaman Jarak Pagar pada Tahap Pembibitan ... 25

Respon Pertumbuhan, Kolonisasi, dan Serapan Hara Tanaman Jarak Pagar pada Tahap Perlakuan Media Tumbuh Tanah Andosol dan Tailing ... 36

Pembahasan ... 47

Respon Perkecambahan Benih Tanaman Jarak Pagar ... 47

Pengaruh Pupuk Hayati terhadap Pertumbuhan Tanaman Jarak Pagar selama Pembibitan ... 48

Pengaruh Media Tumbuh Tailing terhadap Pertumbuhan Tanaman Jarak Pagar Berbasis Pupuk Hayati ... 52

SIMPULAN DAN SARAN ... 57

Simpulan ... 57

Saran ... 57

DAFTAR PUSTAKA ... 58

DAFTAR TABEL

Halaman 1. Tanaman jarak pagar (batang bawah) berdasarkan kode dan asal aksesi ... 16 2. Sifat fisik dan kimia media tumbuh tanah andosol dan tailing ... 22 3. Pengaruh kombinasi aksesi dengan media perendaman, aksesi dengan

media perkecambahan, serta faktor tunggal aksesi, media perendaman, dan media perkecambahan terhadap kecepatan tumbuh benih tanaman jarak pagar ... 23 4. Kisaran suhu media perkecambahan ... 25 5. Pengaruh pupuk terhadap komponen pertumbuhan empat aksesi

tanaman jarak pagar umur 1.5 bulan pada tahap pembibitan I ... 25 6. Respon pertumbuhan empat aksesi tanaman jarak pagar pada semua

perlakuan pupuk pada tahap pembibitan I ... . 26 7. Kolonisasi CMA dan serapan hara N, P, dan K tanaman jarak pagar

pada tahap pembibitan I ... ... 28 8. Pengaruh pupuk terhadap respon pertumbuhan tanaman jarak pagar

pada tahap pembibitan II ... ... 31 9. Respon pertumbuhan empat aksesi tanaman jarak pagar pada semua

perlakuan pupuk pada tahap pembibitan II ... . 32 10. Kolonisasi CMA tanaman jarak pagar pada tahap pembibitan II ... ... 33 11. Serapan hara N, P, dan K tanaman jarak pagar pada tahap pembibitan II

... 34 12. Pengaruh pupuk terhadap komponen pertumbuhan jarak pagar selama

perlakuan media tumbuh di lapangan ... ... 36 13. Respon pertumbuhan empat aksesi jarak pagar terhadap perlakuan

pupuk dan media tumbuh selama di lapangan ... ... 37 14. Respon pertumbuhan jarak pagar terhadap perlakuan media tumbuh

tanah andosol dan tailing selama 3 bulan di lapangan ... ... 38 15. Respon serapan hara N, P, dan K tanaman jarak pagar selama 3 bulan di

DAFTAR GAMBAR

Halaman 1. Bagan alur penelitian ... 4 2. Pengaruh kombinasi media perendaman dengan media perkecambahan

terhadap kecepatan tumbuh benih tanaman jarak pagar ... . 24 3. Morfologi beberapa aksesi jarak pagar terhadap perlakuan pupuk CMA,

PGPR, kombinasi CMA-PGPR, dan NPK pada tahap pembibitan I ... 26 4. Pengaruh kombinasi pupuk dengan aksesi terhadap tinggi tanaman,

diameter batang, dan jumlah daun tanaman jarak pagar ... 27 5. Serapan hara N, hara P, dan hara K tanaman jarak pagar pada tahap

pembibitan I ... 29 6. Pengaruh kombinasi pupuk dengan aksesi terhadap luas daun dan

panjang akar sekunder tanaman jarak pagar pada tahap pembibitan II ... ... 30 7. Morfologi beberapa aksesi tanaman jarak pagar terhadap perlakuan

pupuk dan pengaruh masing-masing pupuk terhadap tanaman jarak pagar pada tahap pembibitan II ... 32 8. Persentase kolonisasi CMA keempat aksesi tanaman jarak pagar

perlakuan CMA pada pembibitan II ... 33 9. Serapan hara N, hara P, dan hara K tanaman jarak pagar pada tahap

pembibitan II ... 35 10. Morfologi tanaman jarak pagar perlakuan pupuk dan antar aksesi

setelah perlakuan media tumbuh ... 37 11. Morfologi tanaman jarak pagar perlakuan media tumbuh tanah andosol

dan tailing ... 38 12. Pengaruh kombinasi pupuk, aksesi, dan media tumbuh terhadap luas

daun, panjang akar primer, dan diameter akar primer pada tanaman jarak pagar ... 39 13. Pengaruh kombinasi pupuk dan aksesi terhadap diameter batang,

jumlah daun, bobot kering tajuk, diameter akar primer, dan bobot kering akar pada tanaman jarak pagar ... 40

14. Pengaruh kombinasi pupuk dan media tumbuh terhadap tinggi tanaman, luas daun, bobot kering tajuk, dan bobot kering akar, pada tanaman jarak pagar ... 41 15. Pengaruh kombinasi aksesi dan media tumbuh terhadap jumlah akar

sekunder pada tanaman jarak pagar ... 42 16. Pengaruh pupuk dengan media tumbuh dan aksesi dengan media

tumbuh terhadap kolonisasi CMA (%) selama 3 bulan di lapangan ... 43 17. Struktur kolonisasi CMA di dalam jaringan kortek akar tanaman jarak

pagar selama 3 bulan di lapangan ... 43 18. Serapan hara N, hara P, dan hara K pada perlakuan pupuk-media

tumbuh selama 3 bulan di lapangan ... 45 19. Serapan hara N, hara P, dan hara K pada perlakuan pupuk, aksesi, dan

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman 1. Kriteria sifat kimia tanah ... 66 2. Desain percobaan rancangan acak kelompok tahap pembibitan I ... 67 3. Desain percobaan rancangan acak kelompok tahap pembibitan II ... 68 4. Desain percobaan rancangan acak kelompok tahap perlakuan media

tumbuh ... 69 5. Analisis sidik ragam pengaruh aksesi, media perendaman, dan media

perkecambahan terhadap kecepatan tumbuh benih tanaman jarak pagar.. 70 6. Analisis sidik ragam pengaruh pupuk dan aksesi terhadap komponen

pertumbuhan tanaman jarak pagar selama pembibitan I ... 71 7. Analisis sidik ragam pengaruh pupuk dan aksesi terhadap kolonisasi

CMA dan serapan hara tanaman jarak pagar selama pembibitan I ... 74 8. Analisis sidik ragam pengaruh pupuk dan aksesi terhadap komponen

pertumbuhan tanaman jarak pagar selama pembibitan II ... 76 9. Analisis sidik ragam pengaruh pupuk dan aksesi terhadap kolonisasi

CMA dan serapan hara tanaman jarak pagar selama pembibitan II ... 79 10. Analisis sidik ragam pengaruh pupuk dan aksesi terhadap komponen

pertumbuhan tanaman jarak pagar selama perlakuan media tumbuh tanah andosol dan tailing ... 81 11. Analisis sidik ragam pengaruh pupuk dan aksesi terhadap kolonisasi

CMA dan serapan hara tanaman jarak pagar selama perlakuan media tumbuh tanah andosol dan tailing ... 85

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Tanaman jarak pagar (Jatropha curcas L.) merupakan tanaman penghasil biji yang potensial sebagai bahan bakar alternatif, biodiesel (Openshaw 2000; Augustus et al. 2002). Namun pemanfaatan tanaman tersebut secara komersial masih menjadi tantangan (Sujatha et al. 2008) karena produktivitasnya masih rendah. Tahap persiapan perkecambahan dan pemantapan bibit tanaman jarak pagar sangat menentukan keberhasilan pertumbuhannya di lapangan. Perbanyakan tanaman jarak pagar melalui biji seringkali menghadapi kendala yang salah satunya ialah persentase perkecambahan benih yang rendah. Oleh karenanya perlakuan untuk menjaga tingginya persentase perkecambahan menjadi sangat penting. Rendahnya persentase perkecambahan ini diduga karena adanya sifat dormansi benih khususnya setelah disimpan pada kadar air yang rendah.

Tanaman jarak pagar bersifat kosmopolit (Henning 2009) sehingga tanaman ini sesuai untuk dikembangkan pada lahan marginal, yang di antaranya ialah lahan bekas tambang emas. Pemanfaatan jarak pagar pada lahan ini menjadi pilihan karena tanaman jarak pagar merupakan tanaman non pangan. Beberapa percobaan mengindikasikan bahwa pemanfaatan tanaman khusus batang bawah (rootstock) yang memiliki ketahanan menjadi suatu alternatif bagi penanaman jarak pagar pada lahan marginal (Sutrisna 2010). Rootstock berperan penting dalam mendukung produksi tanaman karena relatif sederhana dalam penyediaan bibit. Pemanfaatan rootstock untuk penyambungan (grafting) pada tanaman lain telah dilaporkan mempunyai kelebihan meningkatkan produktivitas tanaman, toleransi terhadap pH tinggi (Colla et al. 2010) dan kadar garam tinggi (Huang et al. 2010), serta ketahanan terhadap penyakit (Shokrollah et al. 2011). Seleksi terhadap aksesi jarak pagar untuk rootstock juga telah dilakukan dan menghasilkan beberapa aksesi yang potensial untuk tanah entisol dan grumusol, diantaranya adalah aksesi S1, S2, J2, J3, B3, dan JB (Sutrisna 2010).

Penggunaan pupuk organik dan pupuk hayati (biofertilizer) pada tanaman jarak pagar juga sangat prospektif sehingga dapat mengurangi ketergantungan sektor perkebunan terhadap pupuk anorganik dengan tetap mempertahankan

produktivitas yang tinggi. Bahkan pupuk hayati direkomendasikan sebagai pupuk yang aman untuk lingkungan dan sesuai untuk aktivitas budidaya tanaman yang berkelanjutan. Cendawan mikoriza arbuskula (CMA) adalah pupuk hayati yang potensial karena mampu menyediakan hara bagi inang khususnya fosfor, penyediaan air bagi akar, stabilisasi lahan, dan meningkatkan toleransi tanaman (Smith & Read 1997). Pemanfaatan CMA pada jarak pagar mampu meningkatkan pertumbuhan tanaman jarak pagar (Zulfitri et al. 2007; Behera et al. 2010).

Plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) merupakan bakteri-bakteri yang mampu menjadi promotor pertumbuhan tanaman akibat aktivitas penyediaan hara. Penggunaan pupuk hayati PGPR yang mengandung campuran isolat bakteri Azospirillum, Azotobacter, Pseudomonas, dan Bacillus dapat memacu pertumbuhan vegetatif dan reproduktif tanaman khususnya pada beberapa tanaman pertanian. Pupuk hayati PGPR dapat meningkatkan ukuran tongkol dan bobot biji jagung dan jumlah serta bobot buah tomat. Pada tanaman kentang, penambahan pupuk hayati selain meningkatkan produksi umbi, juga dapat meningkatkan jumlah umbi berukuran besar (Hamim et al. 2007). Pupuk PGPR dapat berperan sebagai pemacu pertumbuhan tanaman karena pupuk ini mengandung bakteri penambat N dan pelarut P dan K. Namun penggunaan pupuk hayati berbasis PGPR tersebut belum dilakukan pada tanaman keras seperti tanaman jarak pagar.

Sampai saat ini, data respon pertumbuhan tanaman jarak pagar, khususnya tanaman calon batang bawah, terhadap pupuk hayati belum banyak dilaporkan. Data pengaruh media tailing tambang emas terhadap pertumbuhan tanaman jarak pagar juga belum pernah dilaporkan sehingga perlu dilakukan analisa respon pertumbuhan beberapa aksesi tanaman jarak pagar yang berpotensi sebagai batang bawah terhadap pupuk hayati pada media tailing tambang emas. Tanah non tailing yaitu tanah andosol digunakan sebagai media tumbuh pembanding.

Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah:

1. Mendapatkan teknik perkecambahan yang tepat pada benih beberapa aksesi tanaman jarak pagar.

2. Mempelajari respon pertumbuhan beberapa aksesi tanaman jarak pagar terhadap pupuk hayati selama pembibitan.

3. Mempelajari respon pertumbuhan beberapa aksesi tanaman jarak pagar terhadap pupuk hayati pada media tailing tambang emas dan tanah andosol.

Manfaat Penelitian

Manfaat penelitian ini adalah:

1. Memberikan data teknik perkecambahan tanaman jarak pagar yang tepat. 2. Hasil perlakuan pupuk hayati yang terbaik dapat digunakan dasar dalam

menentukan pemilihan pupuk hayati untuk tanaman jarak pagar.

3. Hasil respon aksesi yang terbaik terhadap pupuk hayati dan media tailing tambang emas yang dibandingkan terhadap media tanah andosol dapat digunakan untuk menentukan aksesi batang bawah yang tepat untuk penyambungan (grafting) tanaman jarak pagar pada lahan bekas tambang emas.

Bagan Alur Penelitian

Bagan alur penelitian dapat dilihat pada Gambar 1.

Gambar 1. Bagan Alur Penelitian

Perkecambahan benih tinggi Masalah dormansi

fisiologi benih

Keragaman Jarak Pagar Potensial untuk Rootstock

Uji teknik perkecambahan

Uji pupuk hayati CMA dan PGPR

pada tahap pembibitan

Serapan unsur hara

Bibit rootstock berbasis pupuk hayati CMA dan PGPR Pertumbuhan

perakaran:  Jumlah  Panjang  Diameter  Bobot kering  Pertumbuhan CMA

Pertumbuhan tajuk:  Tinggi

 Diameter  Jumlah daun  Luas daun  Jumlah cabang  Bobot kering

Rootstock untuk teknik penyambungan (grafting) pada lahan bekas tambang emas

Serapan unsur hara

Rekomendasi Uji media tumbuh

tailing dan tanah andosol pada tahap penanaman di lapang

Pertumbuhan perakaran:  Jumlah  Panjang  Diameter  Bobot kering  Pertumbuhan CMA

Pertumbuhan tajuk:  Tinggi

 Diameter  Jumlah daun  Luas daun  Jumlah cabang  Bobot kering

TINJAUAN PUSTAKA

Botani dan Manfaat Tanaman Jarak Pagar (Jatropha curcas L.)

Tanaman Jarak pagar (Jatropha curcas L.) merupakan salah satu spesies dari genus Jatropha, famili Euphorbiaceae, ordo Malpighiales, kelas Magnoliopsida, dan divisi Magnoliophyta (Henning 2009). Jarak pagar berasal dari Meksiko, merupakan tanaman perenial yang secara normal bersifat monoecious uniseksual (bunga jantan dan betina berada dalam satu malai). Rasio bunga jantan dan betina sekitar 13:1 sampai 29:1 dan semakin menurun ketika tanaman semakin tua (Achten et al. 2008). Perbanyakan tanaman bisa secara generatif melalui biji, vegetatif melalui stek (Achten et al. 2008) dan kultur jaringan (Mazumdar et al. 2010). Tanaman jarak pagar adalah semak atau pohon yang resisten terhadap kekeringan, tersebar luas pada tanah tidak terolah atau tanah semi-olahan di Amerika, Afrika, India dan Asia Tenggara. Pertumbuhan tanaman jarak pagar bersifat kosmopolitan sehingga dapat tumbuh dalam berbagai ekosistem, seperti tanah yang terdegradasi, tanah bekas pertambangan, dan savana. Tanaman jarak pagar dapat bertahan di daerah yang sangat kering dengan curah hujan berkisar antara 300-600 mm/tahun hingga daerah yang sangat basah dengan curah hujan antara 4.000-6.000 mm/tahun. Tanaman ini juga dapat tumbuh di dataran rendah, bahkan di pinggir pantai, sampai ketinggian 1.000 m dpl (Henning 2009).

Tanaman ini mempunyai berbagai manfaat antara lain di bidang bioenergi, fitofarmaka, dan ekologi. Pada bidang bioenergi, biji mengandung minyak yang dapat digunakan sebagai biofuel melalui penyulingan dengan proses esterifikasi dengan metanol atau etanol. Biofuel ini bermanfaat untuk bahan bakar skala rumah tangga misalnya lampu dan memasak serta menggerakkan mesin-mesin sederhana sampai mesin-mesin yang lebih besar misalnya penggiling padi, pompa air, serta mesin kendaraan dan industri (Henning 2009). Secara umum minyak biji tidak dapat dimakan karena mengandung senyawa beracun, meskipun telah ditemukan aksesi yang tidak beracun, sehingga minyak dari biji jarak pagar tidak bersaing dengan minyak dari tanaman pangan. Bagian tanaman

yang lain seperti batang dan daun dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi biomassa, biogas, dan bioetanol (Manurung et al. 2009).

Pemanfaatan tanaman jarak pagar dalam bidang fitofarmaka yaitu berupa produk oleokimia sebagai bahan dasar obat-obatan. Bunga tanaman ini banyak disukai lebah madu, sebagai hewan penghasil madu yang berkhasiat obat. Selain sebagai bahan obat-obatan, produk diversifikasi oleokimia digunakan secara luas untuk keperluan industri kimia, kosmetik, suku cadang otomotif, pelumas, PVC, kulit, dan karet sintesis (Achten et al. 2008; Kumar & Sharma 2008). Adapun manfaat dalam bidang ekologi yaitu sebagai kontrol erosi dan tekanan angin, konservasi air dan kesuburan tanah, mengurangi emisi CO2, bioinsektisida, serta sebagai tanaman fitoremidiasi pada lahan-lahan bekas tambang (Kumar & Sharma 2008; Manurung et al. 2009; Achten et al. 2010). Kontaminasi logam berat pada tanah dapat dipulihkan dengan tanaman jarak pagar yang dikombinasikan dengan pupuk hayati (Azotobacter chroococcum) serta limbah biologi dari industri (Kumar & Sharma 2008; Kumar et al. 2008; Yadav et al. 2009).

Dormansi dan Perkecambahan

Pertumbuhan dan perkembangan tanaman berbiji berawal sejak perkecambahan. Tinggi-rendahnya perkecambahan menentukan tahap pertumbuhan selanjutnya. Permasalahan yang sering muncul dalam perkecambahan adalah faktor dormansi benih. Dormansi merupakan keadaan pertumbuhan tidak terjadi walaupun kondisi lingkungan mendukung untuk terjadinya perkecambahan. Savage dan Metzger (2006) mendefinisikan bahwa dormansi benih merupakan penghambatan terhadap perkecambahan ketika benih umumnya dalam kondisi mampu berkecambah (viable) dan lingkungan mendukung. Penghambatan perkecambahan ini berbeda-beda pada masing-masing spesies tanaman berdasarkan daya adaptasi terhadap lingkungannya, sehingga perkecambahan terjadi ketika kondisi lingkungan bagi generasi tanaman yang baru telah mendukung.

Sifat dormansi benih menyebabkan beberapa benih tanaman sulit untuk dikecambahkan. Faktor ini mempengaruhi rendahnya penyebaran beberapa

spesies tanaman yang mempunyai struktur fisik dan kandungan zat kimia tertentu penghambat terjadinya perkecambahan. Benih tanaman liar atau tanaman hutan umumnya mempunyai daya dormansi yang tinggi dibandingkan dengan tanaman budidaya. Benih tanaman budidaya mudah berkecambah ketika mengalami imbibisi oleh air. Gen-gen yang berperan sebagai pengendali dalam perkembangan embrio dan dormansi benih yaitu ABA-insensitive 3 (ABI3), fusca 3 (FUS3), dan leafy cotyledon (LEC1 dan LEC2). Faktor dormansi yang dikendalikan oleh gen-gen tersebut akan dihambat oleh giberelin, sehingga perkecambahan terjadi (Bentsink & Koornneef 2008).

Benih tanaman akan tumbuh menjadi tanaman normal ketika kondisi lingkungannya optimum. Kemampuan benih untuk tumbuh pada kondisi ini diistilahkan dengan daya hidup potensial atau viabilitas potensial. Adapun benih yang masih mampu menumbuhkan tanaman normal meskipun kondisi alam tidak optimum atau sub optimum diistilahkan dengan benih memiliki vigor. Benih yang vigor merupakan benih ideal karena akan menghasilkan produk di atas normal jika ditumbuhkan pada kondisi optimum (Sadjad et al. 1999). Semakin lama masa penyimpanan akan menurunkan vigor benih. Hanya dari benih yang memiliki kekuatan tumbuh yang tinggi dapat menghasilkan tanaman yang tegar di lapang meskipun kondisi lingkungan tumbuh tidak optimum. Parameter kekuatan tumbuh benih di lapang disebut vigor kekuatan tumbuh (VKT) dan dapat diamati berdasarkan tolak ukur antara lain yaitu kecepatan tumbuh (KCT), keserempakan tumbuh (KST), dan vigor spesifik (V ) (Sadjad et al. 1999).

Permasalahan awal dalam pembibitan tanaman jarak pagar salah satunya ialah rendahnya perkecambahan benih yang diduga karena kandungan air benih yang masih tinggi pasca pemanenan atau terlalu rendah akibat penyimpanan yang lama, serta adanya faktor penghambat misalnya senyawa ABA. Santoso dan Purwoko (2008b) melaporkan bahwa kandungan air benih sebesar 9.8% menghasilkan perkecambahan lebih tinggi. Semakin lama penyimpanan akan menurunkan kadar air dan kemampuan berkecambah benih. Pada benih yang telah dikeringkan sampai kandungan airnya sekitar 9%, perkecambahan benih bergantung pada imbibisi, yaitu penyerapan air akibat potensial air yang rendah pada benih yang kering. Air yang berimbibisi menyebabkan benih mengembang

Spesifik KT

dan memecahkan kulit pembungkusnya dan juga memicu perubahan metabolik pada embrio yang menyebabkan benih tersebut melanjutkan pertumbuhan. Enzim-enzim akan menghidrolisis bahan-bahan yang disimpan pada endosperma, dan nutrien-nutriennya dipindahkan ke bagian embrio yang sedang tumbuh. Pemecahan dormansi pada benih tanaman jarak pagar dan tanaman lain telah dilakukan menggunakan metode sederhana antara lain dengan perendaman pada lumpur kotoran sapi (Achten et al. 2008), lumpur tanah (Sujarwati & Santosa 2004), air hangat, filtrat A. niger (Apriwi et al. 2007), berbagai posisi biji dan kedalaman tanam (Santoso & Purwoko 2008a).

Batang Bawah (Rootstock) dan Manfaatnya

Salah satu keberhasilan produksi tanaman budidaya ditentukan oleh tersedianya bibit yang unggul. Teknik penyambungan banyak digunakan untuk memperoleh tanaman dengan perakaran yang kuat, dalam, toleran terhadap hama dan penyakit, serta produksi yang tinggi. Penyambungan merupakan penggabungan dua bagian tanaman yang berbeda menjadi satu tanaman yang terus tumbuh dan berkembang dengan baik (Hartmann et al. 1997). Untuk memperoleh keberhasilan penyambungan diperlukan batang bawah (rootstock) dan batang atas (scion) yang kompatibel. Batang bawah mempunyai perakaran kuat dan dalam sedangkan batang atas mempunyai produksi tinggi.

Proses pertautan sambungan antara batang bawah dengan batang atas diawali terbentuknya lapisan nekrotik pada permukaan sambungan yang membantu menyatukan jaringan sambungan, terutama di dekat berkas vaskular. Pemulihan luka dilakukan oleh sel-sel meristematik yang terbentuk antara jaringan yang tidak terluka dengan lapisan nekrotik. Lapisan nekrotik ini kemudian menghilang dan digantikan oleh kalus yang dihasilkan oleh sel-sel parenkim (Hartmann et al. 1997). Kegagalan proses penyambungan terlihat berdasarkan tidak terbentuknya kalus di antara kedua permukaan sambungan yang menyebabkan matinya tanaman (Pina & Errea 2005). Kegagalan tersebut disebabkan karena pertautan jaringan vaskuler antara batang bawah dan batang atas tidak tepat sehingga menurunkan aliran air, konduktansi stomata, dan akhirnya menurunkan pertumbuhan tanaman (Martinez-Ballesta et al. 2010).

Pada penyambungan yang berhasil, peran rootstock adalah menentukan bagaimana dan dimana tanaman budidaya dapat tumbuh dengan baik serta berpengaruh signifikan terhadap hasil dan kualitas produksi tanaman (Al-Jaleel et al. 2005), memperbaiki toleransi tanaman terhadap cekaman lingkungan dan mengontrol ukuran tanaman (Tworkoski & Miller 2007), menentukan penyerapan unsur hara dan air (Fassio et al. 2009; Martinez-Ballesta et al. 2010), menghasilkan zat pengatur tumbuh yang diproduksi di akar seperti sitokinin (Reddy et al. 2003), adaptasi tanaman terhadap kekeringan (Wei et al. 2007; Rodríguez-Gamir et al. 2010), adaptasi stres garam (Saleh et al. 2008; Huang et al. 2009), akumulasi karbohidrat pada buah (Olmstead et al. 2010), serta kualitas dan ukuran buah (Remorini et al. 2008; Cantin et al. 2010). Kesalahan dalam menentukan rootstock pada tanaman berpotensi menurunkan hasil panen tanaman. Pemanfaatan rootstock untuk penyambungan pada tanaman jarak pagar telah dilakukan dengan tingkat keberhasilan sampai 89.6% (Dhillon et al. 2011). Teknik penyambungan pada tanaman jarak pagar aksesi Meksiko dilaporkan mampu meningkatkan produksi biji mencapai 148.2 g dibandingkan kontrol tanpa penyambungan sebesar 116.7 g (Adinurani et al. 2011).

Karakteristik Tailing Tambang Emas

Kegiatan pertambangan emas umumnya meninggalkan dua macam limbah, yaitu tanah bekas pengolahan (tailing) dan tanah bekas penambangan (rock dump). Proses penambangan emas umumnya membutuhkan bantuan alat-alat berat untuk membuka lapisan tanah bagian atas sehingga menyebabkan areal bekas tambang menjadi kehilangan top soil, padat, dan kompak. Selain itu, pemisahan emas dari batuan tambang umumnya menggunakan merkuri atau Pb yang menyebabkan tanaman menjadi keracunan. Kondisi keterbatasan nutrisi dan struktur tanah yang kehilangan top soil, padat, kompak dan kandungan logam-logam berat menyebabkan tanaman sulit untuk tumbuh dan berkembang secara normal.

Pertambangan emas secara umum memberikan dampak kerusakan fisik dan kimia tanah serta gangguan terhadap ekosistem. Secara fisik, tekstur tanah menjadi padat, miskin bahan organik, kemampuan menyimpan air rendah, dan

konduktivitas listrik tinggi (Conesa et al. 2007). Secara kimia menyebabkan derajat keasaman, kebasaan, salinitas, dan konsentrasi logam-logam berat yang tinggi merupakan masalah-masalah yang umum dijumpai pada kegiatan pertambangan emas. Tailing tambang emas umumnya tersusun dari pasir (48.5%), lumpur (47.2%), dan tanah liat/lempung (4.3%). Selain itu mempunyai kandungan logam yang tinggi, yaitu tembaga (834-10500 mg kg-1), seng (82-211 mg kg-1), timah (16-88 mg kg-1), dan besi (2.5-5.5 mg kg-1). pH tailing emas bervariasi mulai dari pH asam (pH 4) sampai pH netral/alkali (pH 7-8) tergantung dari tingkat keberadaan sulfida dan calsit pada tailing (Green & Renault 2008).

Ekosistem mengalami kerusakan akibat penggundulan tanaman pada areal penambangan yang selanjutnya memicu terjadinya erosi, hilangnya aktivitas mikroba akibat gangguan fisik pembukaan lapisan atas tanah, keracunan pada tanaman dan kontaminasi terhadap rantai makanan (Conesa et al. 2007; Green & Renault 2008).

Hasil analisis sifat fisik-kimia tailing tambang emas Pongkor Nanggung Bogor menunjukkan bahwa sruktur didominasi pasir, KTK rendah, C organik rendah, N total rendah, kandungan Ca tinggi, dan logam berat Pb terlarut dan total cenderung tinggi (Setyaningsih 2007). Berdasarkan data tersebut, pemanfaatan tailing tambang emas Pongkor sebagai media tumbuh tanaman membutuhkan perbaikan sifat fisik dan kimia tanah yang dapat dilakukan oleh mikroba pemacu pertumbuhan dan penyedia hara bagi tanaman, misalnya mikoriza dan PGPR. Mikroba-mikroba tersebut berperan dalam menyediakan hara yang dibutuhkan oleh tanaman ketika status hara dalam tanah rendah atau tidak tersedia.

Sampai saat ini telah dilaporkan bahwa aplikasi CMA (mycofer), rhizobium, ektomikoriza, phosphate soluble bacteria serta kombinasinya dengan pupuk kandang, kompos, dan arang aktif pada tailing tambang emas Pongkor mampu memperbaiki pertumbuhan dan serapan hara tanaman Leguminosa untuk pakan ternak, Gmelina arborea Linn., Eucalyptus pellita, Shorea selanica, dan Melia azedarach Linn. (Dharmawan 2003; Irawan 2005; Setyaningsih 2007; Martaguri 2009). Namun aplikasi CMA dan mikroba pemacu pertumbuhan untuk tanaman

penghasil biodiesel seperti tanaman jarak pagar belum dilakukan sehingga perlu dilakukan untuk melihat respon pertumbuhannya pada tanaman jarak pagar.

Pupuk Hayati

1. Cendawan Mikoriza Arbuskula (CMA)

Mikoriza adalah simbiosis mutualisme yang terjadi antara cendawan dengan akar tanaman. Tanaman memperoleh keuntungan dari simbiosis ini berupa unsur hara dan air dari dalam tanah melalui hifa cendawan sedangkan cendawan memperoleh karbohidrat dari tanaman sebagai hasil fotosintesis. Penyebaran mikoriza sangat luas pada berbagai tipe iklim, mulai daerah tropis sampai daerah gurun pasir. Berdasarkan struktur tubuh dan cara infeksi terhadap tanaman inang, mikoriza dapat digolongkan menjadi dua kelompok besar yaitu ektomikoriza dan endomikoriza. Ciri umum ektomikoriza yaitu jaringan hifanya tidak sampai masuk ke dalam sel inang namun berkembang di antara sel kortek membentuk hartig net dan mantel di permukaan sehingga morfologi akar tanaman terlihat membesar. Sedangkan ciri umum dari endomikoriza yaitu jaringan hifanya masuk secara interselular dan intraselular.

Cendawan ektomikoriza terdiri atas basidiomiset, askomiset, dan Endogone (anggota zigomiset) (Brundrett et al. 1996). Kelompok endomikoriza terdiri atas mikoriza arbuskula (MA), ektendomikoriza, mikoriza arbutoid, mikoriza monotropoid, mikoriza orchid (anggrek), dan mikoriza ericoid (Smith & Read 1997). Sembilan puluh lima persen tanaman bersimbiosis dengan mikoriza dan jenis mikoriza arbuskula merupakan mikoriza yang paling banyak ditemukan bersimbiosis dengan tanaman. Kolonisasi akar oleh cendawan mikoriza arbuskula (CMA) dapat terjadi melalui tiga sumber inokulum, yaitu spora, infeksi fragmen akar, dan hifa. Penyebaran spora dan fragmen akar dapat melalui bantuan aktivitas hewan. Kolonisasi dari miselium dilakukan dengan diikuti pemeliharaan pada pot sampai jaringan hifa terbentuk.

Struktur kolonisasi CMA terdiri dari hifa interselular dan intraselular yang tidak bersekat (aseptat), arbuskula, vesikula, dan spora. Arbuskula merupakan percabangan dikotom dari hifa intraselular dan berperan dalam transfer nutrisi antara cendawan dengan tanaman inang. Vesikula berbentuk oval dan berfungsi

sebagai penyimpan cadangan makanan. Spora merupakan bentuk reproduksi aseksual cendawan ketika kondisi lingkungan tidak menguntungkan, misalnya kekeringan. Proses kolonisasi terjadi melalui kontak hifa dengan akar, setelah 2-3 hari akan terbentuk apresorium yang menggembung. Perubahan morfogenetik ini pada akar menandakan bahwa cendawan mengenali keberadaan tanaman inang yang potensial untuk simbiosis (Smith & Read 1997).

CMA tergolong ke dalam filum Glomeromycota, kelas Glomeromycetes, terdiri dari empat ordo yaitu Glomerales, Paraglomales, Archaeosporales, dan Diversisporales (Schüβler et al. 2001). Genus dari filum Glomeromycota antara lain Glomus, Gigaspora, Scutellospora, Acaulospora, Entrophospora, Pacispora, Diversispora, Archaeospora, dan Paraglomus (Redecker & Raab 2006).

Manfaat CMA bagi tanaman antara lain perbaikan penyerapan hara dan air bagi tanaman, pelindung hayati, perbaikan siklus biogeokimia, perbaikan agregat tanah, sinergis dengan mikroorganisme lain, dan mempertahankan keanekaragaman tanaman melalui peran-peran CMA yang lain (Smith & Read 1997; Calvet et al. 2004; Wu & Xia 2006; Bedini et al. 2009; Lioussanne et al. 2010). Perbaikan penyerapan hara bagi tanaman adalah peningkatan penyerapan P, Zn, K, Fe, Cu, Ni serta berhubungan dengan peningkatan pertumbuhan tanaman ketika hara tanah terbatas (Smith & Read 1997; Yano & Takaki 2005). Keberadaan P menjadi penting untuk menentukan peran cendawan mikoriza terhadap penyerapan hara oleh tanaman karena P merupakan hara makro dari tanah yang dibutuhkan tanaman, meskipun jumlahnya lebih sedikit dibandingkan N, yaitu sekitar 0.2% dari total bobot kering tanaman (Raven et al. 2005). Unsur P diserap oleh tanaman dalam bentuk ion P anorganik (H2PO4-) dari tanah (Smith & Read 1997).

CMA juga berperan sebagai bioremediator pada areal bekas pertambangan. Keracunan logam berat pada tanaman akibat penyerapan terlalu banyak Cu, Zn, Fe, CO, Pb, Cd, Ni, Ti, dan Ba. Beberapa elemen esensial dibutuhkan oleh tanaman dalam jumlah sedikit, ketika terakumulasi dalam konsentrasi yang tinggi pada tanaman akan bersifat racun. Simbiosis akar tanaman dengan cendawan mikoriza dapat meningkatkan toleransi tanaman terhadap logam berat. Mekanisme toleransi kemungkinan disebabkan akumulasi logam berat oleh

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.

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

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

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

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.

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 108 sel/ml), 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

Benih tanaman jarak pagar sejumlah 288 yang baru dipanen dan dikeringkan, terdiri dari aksesi S1, J2, JB, dan B3 direndam dalam air keran (tap water) dan lumpur kotoran sapi masing-masing 144 biji selama 24 jam. Masing-masing hasil perendaman dikecambahkan pada 3 jenis media yaitu kain handuk, kompos, dan tanah pada kondisi basah kapasitas lapang. Kain handuk yang

digunakan berukuran 25x60 cm, ketebalan 3 mm, dan jumlah bulu kain sebanyak 42 cm-2. Biji diletakkan ditengah kain sesuai dengan masing-masing perlakuan kemudian kain dilipat untuk menutup bagian atas benih, sehingga menjadi berukuran 25x30 cm.

3. Persiapan Pembibitan

Bahan tanaman untuk pembibitan berasal dari benih yang telah berkecambah dan dalam kondisi seragam. Media tumbuh berupa tanah-kompos (2:1) dimasukkan pada polibag (1 kg) sebanyak 900 g tanpa sterilisasi karena untuk aplikasi lapangan. Masing-masing polibag ditanami satu kecambah tanaman jarak pagar keempat aksesi.

4. Pemupukan CMA, PGPR, dan NPK

Pemupukan CMA dan PGPR dilakukan pada saat penanaman kecambah jarak pagar. Sebanyak 70 g inokulan CMA dalam media zeolit dan PGPR dalam media gambut (7 g pada pembibitan I serta 10, 30, dan 50 g pada pembibitan II) serta kombinasinya dengan cara dicampurkan di sekitar perakaran kecambah jarak pagar. Sedangkan pemupukan NPK 0.4 g dilakukan 1 minggu setelah tanam. Konsentrasi inokulan CMA sebanyak 70 g (7.8% dari media tumbuh) setara dengan sekitar 48 spora mycofer dan 36 g CMA (4% dari media tumbuh) setara dengan sekitar 24 spora, sedangkan 7 g PGPR (0.78% dari media tumbuh) setara dengan sekitar 1.4 x 109 sel bakteri (campuran 4 isolat bakteri), 10 g PGPR (1.11% dari media tumbuh) setara dengan sekitar 2 x 109 sel bakteri, 30 g PGPR (3.33% dari media tumbuh) setara dengan sekitar 6 x 109 sel bakteri, dan 50 g PGPR (5.56% dari media tumbuh) setara dengan sekitar 1010 sel bakteri.

5. Persiapan Perlakuan Media Tumbuh

Semua bahan tanaman berasal dari percobaan pembibitan I yang sudah mendapatkan perlakuan pemupukan dan berumur 1.5 bulan. Masing-masing aksesi tanaman jarak pagar yang mendapatkan 5 macam perlakuan pemupukan dipindahkan pada media tumbuh tanah andosol dan tailing tambang emas pada polibag 15 kg kemudian ditambahkan kotoran sapi yang telah mengalami pengomposan dengan perbandingan media tumbuh:kompos kotoran sapi sebesar 13:2 (w/w). Kedua media tumbuh ini dalam kondisi tanpa sterilisasi.

6. Pewarnaan Akar

Prosedur pewarnaan akar menggunakan metode yang dikembangkan oleh Brundret et al. (1996). Secara garis besar metode ini sebagai berikut: akar dipotong-potong sekitar 1 cm dan dibersihkan dari kotoran, direndam di dalam KOH 10% selama 15 menit lalu dibilas dengan air steril sebanyak 3 kali. Selanjutnya akar direndam dalam HCl 1 N selama semalam dan diwarnai dengan biru trypan. Akar kemudian disimpan dalam larutan gliserol 50%. Potongan akar siap untuk diamati persentase kolonisasinya menggunakan mikroskop dissekting.

Pengamatan

1. Kecepatan Tumbuh (KCT) Benih Jarak Pagar

Total perkecambahan benih jarak pagar mulai hari ke-1 sampai hari ke-12 setelah dikecambahkan dihitung untuk digunakan dalam menentukan kecepatan tumbuhnya. Kecepatan tumbuh benih merupakan jumlah benih vigor yang diperhitungkan sebagai akumulasi kecepatan benih berkecambah setiap hari dalam unit tolak ukur persentase per hari (per etmal). Kecepatan tumbuh dihitung menurut Sadjad et al. (1999) dengan rumus:

KCT =



n t

t N

0

dimana; KCT = kecepatan tumbuh (% per hari atau % per etmal) t = waktu pengamatan

N = persentase kecambah normal setiap waktu pengamatan tn = waktu akhir pengamatan

2. Pertumbuhan Tanaman Jarak Pagar

Pengamatan pertumbuhan tanaman dilakukan setiap minggu sekali selama pembibitan dan perlakuan media tumbuh di lapang. Aspek pertumbuhan yang diamati adalah tinggi tajuk, diameter batang, jumlah daun, panjang dan diameter akar primer, jumlah akar sekunder, serta bobot kering akar dan tajuk. Pengamatan perakaran dan bobot kering tajuk dan akar diamati pada akhir percobaan. Pengukuran tinggi tanaman dilakukan dengan mengukur mulai pangkal batang pada media tumbuh sampai pucuk tanaman. Diameter batang diukur pada jarak 2 cm di atas permukaan media tumbuh. Perhitungan jumlah daun dilakukan dengan cara menghitung seluruh daun di setiap batang dan percabangan. Jumlah akar

dihitung berdasarkan kedudukan akar pada sistem perakaran. Diameter akar primer merupakan rata-rata dari seluruh diameter akar primer yang diukur dari pangkal akar. Berat basah tajuk dan akar diukur pada saat tajuk dan akar masih segar. Sedangkan penentuan berat kering, tajuk dan akar dikeringkan terlebih dahulu menggunakan oven pada suhu 800C selama 72 jam.

3. Kolonisasi CMA

Pengamatan terhadap pertumbuhan cendawan dan persentase kolonisasi di dalam akar dilakukan dengan menggunakan metode Giovanetti & Mosse (1980). Secara garis besar metode ini sebagai berikut: akar yang sudah diwarnai dengan biru trypan kemudian disimpan dalam larutan gliserol 50% siap untuk diamati kolonisasinya. Penghitungan persentase kolonisasi dengan meletakkan potongan-potongan akar tersebut pada cawan gride line, kemudian bagian akar yang mengenai garis diamati keberadaan struktur CMA (hifa, vesikula, arbuskula, dan spora) menggunakan mikroskop disekting dan dihitung persentase kolonisasinya dengan rumus:

K = x100%

N v h 

dimana; K = kolonisasi CMA (% akar terkolonisasi)

Σ h+v = jumlah akar terkolonisasi pada garis horisontal dan vertikal N = total akar yang menyinggung garis horisontal dan vertikal

4. Serapan Hara Tanaman Jarak Pagar

Analisis serapan hara dilakukan oleh Laboratorium Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan IPB. Analisis serapan hara tanaman jarak pagar meliputi hara N, P, dan K.

Analisis Data

Data perkecambahan benih, respon pertumbuhan, kolonisasi CMA, dan

serapan hara dianalisis dengan analisis ragam pada α 0.05 menggunakan SPSS 16.

Pembandingan nilai tengah antar perlakuan diuji menggunakan Duncan Multiple Range Test.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil Percobaan

1. Karakteristik Media Tumbuh

Hasil analisis terhadap karakteristik media tumbuh yang berupa sifat-sifat fisik dan kimia tanah dapat dipergunakan sebagai indikator kesuburan media serta dasar dalam pemupukan. Sifat-sifat fisik dan kimia tanah andosol asal Sawah Baru Babakan Dramaga Bogor dan tailing tambang emas Pongkor Bogor disajikan pada Tabel 2. Kriteria terhadap sifat fisik dan kimia tanah hasil analisis didasarkan pada Hardjowigeno dan Widiatmaka (2007) (Lampiran 1).

Tabel 2. Sifat fisik dan kimia media tumbuh tanah andosol dan tailing Sifat fisik dan kimia Tanah andosol Tailing

Pasir (%) 17.21 57.66

Debu (%) 21.88 22.61

Liat (%) 60.91 19.73

pH 1:1 (H2O) 5.30 (m) 5.70 (am)

KTK (me/100g) 14.10 (r) 6.04 (r)

C-org (%) 1.51 (r) 0.64 (sr)

N-total (%) 0.16 (r) 0.05 (sr)

P-total (ppm) 44.80 (t) 31.50 (s)

P-tersedia (ppm) 5.20 (sr) 3.30 (sr)

Ca (me/100g) 3.14 (r) 3.42 (r)

Mg (me/100g) 1.92 (s) 0.32 (sr)

K (me/100g) 0.53 (s) 0.22 (r)

Al ((me/100g) 0.46 (sr) tr

Fe (ppm) 52.38 tr

Cu (ppm) 3.70 0.24

Zn (ppm) 17.50 0.12

Mn (ppm) 29.46 39.60

Keterangan: m: masam, am: agak masam, t: tinggi, s: sedang, r: rendah, sr: sangat rendah, tr: terlalu rendah

Tanah andosol menunjukkan sifat fisik yang didominasi oleh tekstur liat (60.91%), reaksi masam dengan nilai pH 5.30, KTK rendah (14.10), kandungan C-organik rendah, N-total rendah (0.16%), kandungan P total tinggi, P tersedia sangat rendah (5.20 ppm), nilai Mg dan K sedang (1.92 dan 0.53 me/100g). Sedangkan pada tailing didominasi oleh tekstur pasir (57.66%), reaksi agak masam dengan pH 5.70, KTK rendah, P total sedang, P tersedia sangat rendah

(3.30 ppm) namun lebih rendah dari tanah andosol, kandungan C-organik, N-total, dan Mg sangat rendah (0.64%, 0.05%, 0.32 me/100g), serta kandungan Ca dan K sedang (3.42 dan 0.22 me/100g). Kedua jenis tanah, baik andosol maupun tailing, termasuk kurang subur. Namun tailing menunjukkan kesuburan yang lebih rendah dari andosol (Tabel 2).

2. Respon Perkecambahan Benih Tanaman Jarak Pagar

Hasil analisa sidik ragam menunjukkan bahwa faktor tunggal perendaman, faktor tunggal media perkecambahan, interaksi antara aksesi dengan perendaman, aksesi dengan media perkecambahan, serta perendaman dengan media perkecambahan berpengaruh secara nyata terhadap kecepatan tumbuh benih tanaman jarak pagar. Interaksi lengkap antara faktor aksesi, perendaman, dan media perkecambahan tidak berpengaruh nyata (p  0.05) terhadap kecepatan tumbuh benih empat aksesi tanaman jarak pagar (S1, J2, JB, dan B3) yang diamati selama 12 hari (Lampiran 5).

Tabel 3. Pengaruh Kombinasi Aksesi dengan Media Perendaman, Aksesi dengan Media Perkecambahan, serta Faktor Tunggal Aksesi, Perlakuan Perendaman, dan Media Perkecambahan terhadap Kecepatan Tumbuh Benih Tanaman Jarak Pagar

Aksesi/Kecepatan tumbuh (% per etmal)

S1 J2 JB B3 Rerata

Perlakuan perendaman

R1 22.813.1 ab 15.67.9 a 17.714.8 a 21.815.0 ab 19.512.8 a R2 25.212.9 ab 24.013.2 ab 34.319.5 b 26.221.2 ab 27.416.9 b Media perkecambahan

MP1 38.05.8 ef _28.27.7 de _44.415.7 f _46.110.0 f _39.212.1 c MP2 22.47.2 cd _22.211.5 cd _23.714.1 d _19.24.8 bcd _21.99.5 b MP3 11.76.3 abc _8.84.0 ab _9.85.6 ab _6.72.1 a _9.34.8 a Rerata 24.012.6 19.811.4 26.018.8 24.018.0

Keterangan: Angka yang diikuti oleh huruf yang sama pada baris yang sama tidak berbeda nyata pada taraf kesalahan 5% menurut uji DMRT.

S1: Sumbar 1, J2: Jateng 2, JB: Jabar, B3: Banten 3; R1: Lumpur kotoran sapi, R2: Air; MP1: Kain handuk, MP2: Kompos, MP3: Tanah

Kecepatan tumbuh menggambarkan kemampuan benih berkecambah dalam waktu yang relatif singkat. Hubungan antara persentase perkecambahan per hari dengan kecepatan tumbuh yang tinggi dapat menjelaskan kemampuan benih yang baik dalam memecahkan faktor dormansi benih atau ketika kondisi lingkungan

34,0

15,8

8,6 44,3

28,0

9,9

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

MP1 MP2 MP3

K

ec

ep

ata

n

tu

m

bu

h

(%

pe

r

etm

al

)

Perlakuan media perendaman-media perkecambahan

R1 R2

sub optimum. Faktor tunggal media perkecambahan MP1 berbeda sangat nyata (p < 0.01) menghasilkan kecepatan tumbuh lebih cepat dibandingkan MP2 dan MP3 dengan nilai masing-masing 39.2, 21.9, dan 9.3% per etmal (Tabel 3).

Interaksi antara aksesi dengan perlakuan perendaman menunjukkan hasil kecepatan tumbuh tercepat pada kombinasi antara JBR2 sebesar 34.3% per etmal (Tabel 3). Selama pengamatan menunjukkan bahwa pola kecepatan tumbuh pada JBR2 ini berbanding lurus dengan total perkecambahan benihnya. Interaksi antara aksesi dengan media perkecambahan berpengaruh sangat nyata (p < 0.01). Hasil tertinggi terjadi pada kombinasi B3MP1 dan JBMP1 dibandingkan dengan kombinasi lainnya dengan kecepatan tumbuh masing-masing sebesar 46.1 dan 44.4% per etmal. Sedangkan kecepatan tumbuh terendah pada kombinasi B3MP3, J2MP3, dan JBMP3 (6.7, 8.8, dan 9.8% per etmal).

Gambar 2. Pengaruh Kombinasi Perlakuan Perendaman dengan Media Perkecambahan terhadap Kecepatan Tumbuh Benih Tanaman Jarak Pagar. R1: Lumpur Kotoran Sapi, R2: Air, MP1: Kain Handuk, MP2: Kompos, MP3: Tanah

Interaksi antara perendaman dengan media perkecambahan berpengaruh nyata (p < 0.05). Kecepatan tumbuh tertinggi terjadi pada kombinasi R2MP1 sebesar 44.3% per etmal dibandingkan dengan kombinasi lainnya (Gambar 2). Pengaruh media kain handuk terhadap kecepatan tumbuh benih berhubungan juga dengan faktor suhu media selama perkecambahan. Hasil pengamatan terhadap suhu ketiga media menunjukkan bahwa suhu pada media kain handuk terlihat lebih stabil (Tabel 4).

Tabel 4. Kisaran suhu media perkecambahan Media

perkecambahan

Suhu (0C)*

Siang Malam

MP1 32.93.9 25.20.4

MP2 34.03.0 26.70.2

MP3 34.83.3 26.40.1

Keterangan: * Data merupakan rata-rata dari 3 ulangan. Kisaran suhu ruang adalah 30.7/25.2 0C

3. Respon Pertumbuhan, Kolonisasi, dan Serapan Hara Tanaman Jarak Pagar pada Tahap Pembibitan

Pembibitan I

Faktor tunggal pupuk memberikan pengaruh yang berbeda nyata pada komponen pertumbuhan tanaman jarak pagar selama pembibitan berupa tinggi tanaman, diameter batang, jumlah daun, luas daun, dan bobot kering tajuk (Lampiran 6). Pengaruh pupuk terhadap semua komponen perakaran jarak pagar selama pembibitan tidak berbeda nyata (Tabel 5).

Tabel 5. Pengaruh Pupuk terhadap Pertumbuhan Empat Aksesi Tanaman Jarak Pagar Umur 1.5 Bulan pada Tahap Pembibitan I

Komponen Pertumbuhan Pupuk

P0 P1 P2 P3 P4

Tinggi tanaman (cm) 19.15.3a 27.12.2c 20.06.2ab 27.74.5c 21.16.6b Diameter batang (mm) 8.11.1a 9.01.8c 8.40.8ab 8.81.1bc 8.11.0a Jumlah daun (helai) 5.02.0a 7.81.1c 5.32.1a 7.51.4c 5.81.8b Luas daun (cm2) 69.414.6a 83.49.0b 73.816.8a 83.56.4 b 73.213.5a

Bobot kering tajuk (g) 4.12.7abc _6.02.9c _3.61.9a _5.82.3bc _4.01.8ab Panjang akar primer (cm) 12.03.1 12.32.0 11.42.5 11.71.3 11.32.1 Jumlah akar sekunder

(helai) 7.43.2 7.31.0 8.42.4 6.61.5 7.21.2 Bobot kering akar (g) 0.3 0.1 0.20.1 0.20.1 0.20.0 0.20.1

Keterangan : Angka yang diikuti oleh huruf yang sama pada baris yang sama tidak berbeda nyata pada taraf kesalahan 5% menurut uji DMRT

P0: tanpa pupuk, P1: CMA, P2: PGPR, P3: CMA-PGPR, P4: NPK

Pupuk CMA (P1) dan kombinasi CMA dengan PGPR (P3) meningkatkan semua komponen pertumbuhan tajuk rata-rata sebesar 30% dan 36% terhadap P0 (kontrol negatif), 40% dan 37% terhadap P2, serta 31% dan 28% terhadap P4 (kontrol positif/NPK). Jika dibandingkan antara kombinasi CMA-PGPR (P3) dengan PGPR (P2) secara tunggal maka terlihat pengaruh CMA lebih dominan dibandingkan PGPR pada kombinasi tersebut. Perlakuan PGPR saja kurang

terlihat pengaruhnya jika dilihat berdasarkan komponen bobot kering tajuk (Tabel 5). Secara morfologi juga menunjukkan perbedaan antar perlakuan pupuk yang lebih menonjol pada perlakuan CMA (Gambar 3). Respon keempat aksesi jarak pagar terhadap perlakuan pupuk menunjukkan bahwa aksesi B3 mempunyai respon terbaik pada tinggi tanaman (25.3 cm), jumlah daun (7.1 helai), dan luas daun (82.9 cm2) sedangkan aksesi JB pada diameter batang (9.0 mm) dan bobot kering tajuk (5.9 g) (Tabel 6).

Gambar 3. Morfologi beberapa aksesi jarak pagar terhadap perlakuan pupuk CMA (A), PGPR (B), Kombinasi CMA-PGPR (C), dan NPK (D) pada Tahap Pembibitan I.

Tabel 6. Respon pertumbuhan Empat Aksesi Tanaman Jarak Pagar pada Semua Perlakuan Pupuk pada Tahap Pembibitan I

Komponen Pertumbuhan Aksesi Jarak Pagar

S1 J2 JB B3

Tinggi tanaman (cm) 21.96.4a 23.77.3a 21.25.9a 25.33.5b Diameter batang (mm) 8.41.0a 8.31.0a 9.01.0b 8.21.1a Jumlah daun (helai) 5.92.0b 6.72.1b 5.52.1a 7.11.3c Luas daun (cm2) 67.013.4 a 76.914.9b 80.011.2b 82.99.6b Bobot kering tajuk (g) 3.92.3a 4.82.1ab 5.93.0b 4.22.3ab Panjang akar primer (cm) 11.21.9 11.32.7 12.72.3 11.71.8 Jumlah akar sekunder (helai) 6.91.8 7.61.5 7.41.7 7.62.9 Bobot kering akar (g) 0.20.1 0.20.1 0.30.1 0.20.1

Keterangan : Angka yang diikuti oleh huruf yang sama pada baris yang sama tidak berbeda nyata pada taraf kesalahan 5% menurut uji DMRT

S1: Sumbar 1, J2: Jateng 2, JB: Jabar, B3: Banten 3

A

C

B

Lampiran 10: Analisis Sidik Ragam Pengaruh Pupuk dan Aksesi terhadap

Komponen Pertumbuhan Tanaman Jarak Pagar selama Perlakuan

Media Tumbuh Tanah Andosol dan Tailing

Tinggi tanaman

Sumber keragaman Jumlah

kuadrat

Derajat bebas

Kuadrat

tengah F hitung P value

Pupuk 24.154 4 6.038 .394 .812

Aksesi 678.890 3 226.297 14.772 .000**

Media 434.341 1 434.341 28.352 .000**

Pupuk * Aksesi 317.964 12 26.497 1.730 .076

Pupuk * Media 161.720 4 40.430 2.639 .040*

Aksesi * Media 103.984 3 34.661 2.263 .088

Pupuk * Aksesi * Media 184.903 12 15.409 1.006 .452

Kelompok 16.523 2 8.261 .539 .585

Galat (Error) 1194.917 78 15.319

Total 47097.290 120

Total terkoreksi 3117.396 119

Keterangan: **) perlakuan berpengaruh nyata pada uji F 1% *) perlakuan berpengaruh nyata pada uji F 5%

Diameter batang

Sumber keragaman Jumlah

kuadrat

Derajat bebas

Kuadrat

tengah F hitung P value

Pupuk 172.442 4 43.110 7.172 .000**

Aksesi 239.807 3 79.936 13.298 .000**

Media 10.443 1 10.443 1.737 .191

Pupuk * Aksesi 166.946 12 13.912 2.314 .014*

Pupuk * Media 44.445 4 11.111 1.848 .128

Aksesi * Media 23.274 3 7.758 1.291 .284

Pupuk * Aksesi * Media 62.535 12 5.211 .867 .583

Kelompok 74.594 2 37.297 6.205 .003**

Galat (Error) 468.879 78 6.011

Total 30186.440 120

Total terkoreksi 1263.365 119

Keterangan: **) perlakuan berpengaruh nyata pada uji F 1% *) perlakuan berpengaruh nyata pada uji F 5%

Jumlah daun

Sumber keragaman Jumlah

kuadrat

Derajat bebas

Kuadrat

tengah F hitung P value

Pupuk 650.617 4 162.654 2.277 .068

Aksesi 1114.067 3 371.356 5.199 .003**

Media 313.633 1 313.633 4.391 .039*

Pupuk * Aksesi 1769.183 12 147.432 2.064 .029*

Pupuk * Media 355.450 4 88.863 1.244 .299

Aksesi * Media 265.633 3 88.544 1.240 .301

Pupuk * Aksesi * Media 840.617 12 70.051 .981 .475

Kelompok 62.550 2 31.275 .438 .647

Galat (Error) 5571.450 78 71.429

Total 51130.000 120

Total terkoreksi 10943.200 119

Keterangan: **) perlakuan berpengaruh nyata pada uji F 1% *) perlakuan berpengaruh nyata pada uji F 5%

Luas daun

Sumber keragaman Jumlah

kuadrat

Derajat bebas

Kuadrat

tengah F hitung P value

Pupuk 1742.263 4 435.566 1.621 .177

Aksesi 963.378 3 321.126 1.195 .317

Media 1870.878 1 1870.878 6.964 .010**

Pupuk * Aksesi 3477.152 12 289.763 1.079 .390

Pupuk * Media 5366.606 4 1341.651 4.994 .001**

Aksesi * Media 809.034 3 269.678 1.004 .396

Pupuk * Aksesi * Media 7181.227 12 598.436 2.228 .018*

Kelompok 1055.025 2 527.513 1.964 .147

Galat (Error) 20955.095 78 268.655

Total 1451073.741 120

Total terkoreksi 43420.659 119

Keterangan: **) perlakuan berpengaruh nyata pada uji F 1% *) perlakuan berpengaruh nyata pada uji F 5%

Bobot kering tajuk

Sumber keragaman Jumlah

kuadrat

Derajat bebas

Kuadrat

tengah F hitung P value

Pupuk 2404.858 4 601.214 10.529 .000**

Aksesi 2367.585 3 789.195 13.821 .000**

Media 669.769 1 669.769 11.730 .001**

Pupuk * Aksesi 2381.459 12 198.455 3.476 .000**

Pupuk * Media 550.391 4 137.598 2.410 .056

Aksesi * Media 328.925 3 109.642 1.920 .133

Pupuk * Aksesi * Media 486.341 12 40.528 .710 .737

Kelompok 14.101 2 7.051 .123 .884

Galat (Error) 4453.752 78 57.099

Total

Total terkoreksi

155529.690 13657.180

120 119 Keterangan: **) perlakuan berpengaruh nyata pada uji F 1%

Panjang akar primer

Sumber keragaman Jumlah

kuadrat

Derajat bebas

Kuadrat

tengah F hitung P value

Pupuk 202.978 4 50.744 2.734 .035*

Aksesi 28.066 3 9.355 .504 .681

Media 482.203 1 482.203 25.982 .000**

Pupuk * Aksesi 248.154 12 20.679 1.114 .361

Pupuk * Media 28.851 4 7.213 .389 .816

Aksesi * Media 67.479 3 22.493 1.212 .311

Pupuk * Aksesi * Media 421.345 12 35.112 1.892 .048*

Kelompok 19.501 2 9.751 .525 .593

Galat (Error) 1447.637 78 18.559

Total 109115.043 120

Total terkoreksi 2946.214 119

Keterangan: **) perlakuan berpengaruh nyata pada uji F 1%

*) perlakuan berpengaruh nyata pada uji F 5%

Diameter akar primer

Sumber keragaman Jumlah

kuadrat

Derajat bebas

Kuadrat

tengah F hitung P value

Pupuk 101.049 4 25.262 7.361 .000**

Aksesi 60.877 3 20.292 5.913 .001**

Media 27.123 1 27.123 7.903 .006**

Pupuk * Aksesi 102.375 12 8.531 2.486 .008**

Pupuk * Media 32.846 4 8.212 2.393 .058

Aksesi * Media 22.051 3 7.350 2.142 .102

Pupuk * Aksesi * Media 80.065 12 6.672 1.944 .041*

Kelompok 27.838 2 13.919 4.056 .021

Galat (Error) 267.697 78 3.432

Total 21052.653 120

Total terkoreksi 721.921 119

Keterangan: **) perlakuan berpengaruh nyata pada uji F 1%

Jumlah akar sekunder

Sumber keragaman Jumlah

kuadrat

Derajat bebas

Kuadrat

tengah F hitung P value

Pupuk 235.492 4 58.873 3.626 .009**

Aksesi 227.100 3 75.700 4.663 .005**

Media 21.675 1 21.675 1.335 .251

Pupuk * Aksesi 351.858 12 29.322 1.806 .061

Pupuk * Media 107.117 4 26.779 1.650 .170

Aksesi * Media 187.958 3 62.653 3.859 .012*

Pupuk * Aksesi * Media 151.000 12 12.583 .775 .674

Kelompok 32.212 2 16.106 .992 .375

Galat (Error) 1266.287 78 16.234

Total 41677.000 120

Total terkoreksi 2580.700 119

Keterangan: **) perlakuan berpengaruh nyata pada uji F 1%

*) perlakuan berpengaruh nyata pada uji F 5%

Panjang akar sekunder

Sumber keragaman Jumlah

kuadrat

Derajat bebas

Kuadrat

tengah F hitung P value

Pupuk 111.572 4 27.893 1.964 .108

Aksesi 198.669 3 66.223 4.663 .005**

Media 357.420 1 357.420 25.170 .000**

Pupuk * Aksesi 348.367 12 29.031 2.044 .031*

Pupuk * Media 13.517 4 3.379 .238 .916

Aksesi * Media 47.335 3 15.778 1.111 .350

Pupuk * Aksesi * Media 305.391 12 25.449 1.792 .064

Kelompok 44.729 2 22.365 1.575 .214

Galat (Error) 1107.628 78 14.200

Total 69535.130 120

Total terkoreksi 2534.628 119

Keterangan: **) perlakuan berpengaruh nyata pada uji F 1% *) perlakuan berpengaruh nyata pada uji F 5%

Bobot kering akar

Sumber keragaman Jumlah

kuadrat

Derajat bebas

Kuadrat

tengah F hitung P value

Pupuk 83.784 4 20.946 3.545 .010**

Aksesi 330.505 3 110.168 18.644 .000**

Media 70.994 1 70.994 12.015 .001**

Pupuk * Aksesi 378.229 12 31.519 5.334 .000**

Pupuk * Media 86.859 4 21.715 3.675 .009**

Aksesi * Media 22.310 3 7.437 1.259 .294

Pupuk * Aksesi * Media 72.835 12 6.070 1.027 .433

Kelompok 10.254 2 5.127 .868 .424

Galat (Error) 460.899 78 5.909

Total 10604.690 120

Total terkoreksi 1516.669 119

Lampiran 11: Analisis Sidik Ragam Pengaruh Pupuk dan Aksesi terhadap

Kolonisasi CMA dan Serapan Hara Tanaman Jarak Pagar selama

Perlakuan Media Tumbuh Tanah Andosol dan Tailing

Kolonisasi CMA

Keterangan: **) perlakuan berpengaruh nyata pada uji F 1%

Kolonisasi CMA (pada P1 dan P3)

Keterangan: **) perlakuan berpengaruh nyata pada uji F 1%

Sumber keragaman Jumlah

kuadrat

Derajat bebas

Kuadrat

tengah F hitung P value

Pupuk 10678.626 4 2669.657 40.333 .000**

Aksesi 929.529 3 309.843 4.681 .005**

Media 2257.322 1 2257.322 34.103 .000**

Pupuk * Aksesi 4229.702 12 352.475 5.325 .000**

Pupuk * Media 1507.827 4 376.957 5.695 .000**

Aksesi * Media 884.921 3 294.974 4.456 .006**

Pupuk * Aksesi * Media 2417.284 12 201.440 3.043 .001**

Kelompok 12.704 2 6.352 .096 .909

Galat (Error) 5162.896 78 66.191

Total 94376.194 120

Total terkoreksi 28080.811 119

Sumber keragaman Jumlah

kuadrat

Derajat bebas

Kuadrat

tengah F hitung P value

Pupuk 10678.626 4 2669.657 40.333 .000**

Aksesi 929.529 3 309.843 4.681 .005**

Media 2257.322 1 2257.322 34.103 .000**

Pupuk * Aksesi 4229.702 12 352.475 5.325 .000**

Pupuk * Media 1507.827 4 376.957 5.695 .000**

Aksesi * Media 884.921 3 294.974 4.456 .006**

Pupuk * Aksesi * Media 2417.284 12 201.440 3.043 .001**

Kelompok 12.704 2 6.352 .096 .909

Galat (Error) 5162.896 78 66.191

Total 94376.194 120

Total terkoreksi 28080.811 119

Sumber keragaman Jumlah

kuadrat

Derajat bebas

Kuadrat

tengah F hitung P value

Pupuk 10678.626 4 2669.657 40.333 .000**

Aksesi 929.529 3 309.843 4.681 .005**

Media 2257.322 1 2257.322 34.103 .000**

Pupuk * Aksesi 4229.702 12 352.475 5.325 .000**

Pupuk * Media 1507.827 4 376.957 5.695 .000**

Aksesi * Media 884.921 3 294.974 4.456 .006**

Serapan Hara N

Sumber keragaman Jumlah

kuadrat

Derajat bebas

Kuadrat

tengah F hitung P value

Pupuk 2.174 4 .544 19.151 .000**

Aksesi 1.275 3 .425 14.973 .000**

Media .063 1 .063 2.206 .141

Pupuk * Aksesi 1.359 12 .113 3.989 .000**

Pupuk * Media 2.075 4 .519 18.279 .000**

Aksesi * Media .323 3 .108 3.791 .014*

Pupuk * Aksesi * Media 7.532 39 .193 6.804 .000**

Kelompok .012 2 .006 .213 .809

Galat (Error) 2.214 78 .028

Total 78.600 120

Total terkoreksi 9.758 119

Keterangan: **) perlakuan berpengaruh nyata pada uji F 1% *) perlakuan berpengaruh nyata pada uji F 5%

Serapan Hara P

Sumber keragaman Jumlah

kuadrat

Derajat bebas

Kuadrat

tengah F hitung P value

Pupuk .431 4 .108 25.005 .000**

Aksesi .196 3 .065 15.133 .000**

Media .247 1 .247 57.357 .000**

Pupuk * Aksesi .232 12 .019 4.481 .000**

Pupuk * Media .135 4 .034 7.820 .000**

Aksesi * Media .023 3 .008 1.767 .160

Pupuk * Aksesi * Media 1.311 39 .034 7.796 .000**

Kelompok .003 2 .001 .318 .728

Galat (Error) .336 78 .004

Total 12.436 120

Total terkoreksi 1.650 119

Keterangan: **) perlakuan berpengaruh nyata pada uji F 1%

Serapan Hara K

Sumber keragaman Jumlah

kuadrat

Derajat bebas

Kuadrat

tengah F hitung P value

Pupuk 17.947 4 4.487 16.248 .000**

Aksesi 13.156 3 4.385 15.880 .000**

Media 14.064 1 14.064 50.928 .000**

Pupuk * Aksesi 14.765 12 1.230 4.456 .000**

Pupuk * Media 5.587 4 1.397 5.058 .001**

Aksesi * Media 1.468 3 .489 1.772 .159

Pupuk * Aksesi * Media 69.768 39 1.789 6.478 .000**

Kelompok .210 2 .105 .381 .685

Galat (Error) 21.540 78 .276

Total 802.784 120

Total terkoreksi 91.517 119