KAJIAN ASOSIASI Rhizobium sp.-MIKORIZA-Rhizobacteri INDIGENOUS MERAPI TERHADAP PERTUMBUHAN DAN HASIL TIGA VARIETAS KEDELAI DI TANAH PASIR PANTAI

SKRIPSI

Disusun oleh: Linda Kusumastuti

20120210112

Program Studi Agroteknologi

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA YOGYAKARTA

i

KAJIAN ASOSIASI Rhizobium sp.-MIKORIZA-Rhizobacteri

INDIGENOUS MERAPI TERHADAP PERTUMBUHAN

DAN HASIL TIGA VARIETAS KEDELAI

DI TANAH PASIR PANTAI

SKRIPSI

Disusun oleh: Linda Kusumastuti

20120210112

Program Studi Agroteknologi

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA YOGYAKARTA

ii

KAJIAN ASOSIASI Rhizobium sp.-MIKORIZA-Rhizobacteri INDIGENOUS

MERAPI TERHADAP PERTUMBUHAN DAN HASIL TIGA VARIETAS KEDELAI DI TANAH PASIR PANTAI

SKRIPSI

Diajukan kepada Fakultas Pertanian Universitas Muhammadiyah Yogyakarta

sebagai syarat untuk memperoleh derajat Sarjana Pertanian

Oleh:

Linda Kusumastuti 20120210112

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA YOGYAKARTA

iii

Skripsi yang berjudul

KAJIAN ASOSIASI Rhizobium sp.- MIKORIZA-Rhizobacteri INDIGENOUS MERAPI TERHADAP PERTUMBUHAN DAN HASIL

TIGA VARIETAS KEDELAI DI TANAH PASIR PANTAI

yang dipersiapkan dan disusun oleh :

Linda Kusumastuti 20120210112

Telah dipertahankan di depan Dewan Penguji Pada tanggal 19 Agustus 2016

Skripsi tersebut telah diterima sebagai syarat guna memperoleh derajat Sarjana Pertanian

Pembimbing Utama

Ir. Agung Astuti, M.Si.

NIK. 19620923199303133017

Anggota Penguji

Ir. Hariyono, M.P.

NIK. 1965033019940913302 Pembimbing Pendamping

Ir. Sarjiyah, M.S.

NIP. 196109181991032001

Yogyakarta, 19 Agustus 2016 Universitas Muhammadiyah Yogyakarta

Dekan Fakultas Pertanian

Ir. Sarjiyah, M.S. NIP. 196109181991032001

iv

MOTTO

Hai orang-orang beriman, jadikanlah sabar dan sholatmu sebagai penolongmu, sesungguhnya Allah beserta orang-orang yang sabar

(Q. S. Al-Baqarah: 153)

Maka ingatlah Ku, Akupun akan ingat kepadamu. Bersyukurlah kepada-Ku dan janganlah kamu ingkar kepada-kepada-Ku

(Q. S. Al-Baqarah: 152)

Bertakwalah kepada Allah, maka Allah akan mengajarimu. Sesungguhnya Allah maha mengetahui segala sesuatu

(Q. S. Al-Baqarah 282)

Sesungguhnya, bersama kesulitan itu ada kemudahan, maka apabila kamu telah selesai (dari suatu urusan) maka bekerja keraslah (untuk urusan yang lain) dan

hanya kepada Allahlah kamu berharap (Q. S. Al-Insyirah 6-8)

Allah mengangkat derajat orang-orang yang beriman dan orang-orang yang berilmu beberapa derajat

v

HALAMAN PERSEMBAHAN

Karya ini penulis persembahkan untuk:

1. Ayah Muchamad Sucahyo dan Ibunda Pudji Astuti 2. Arif Nugroho dan Gunawan Tri Ashari, kakak dan adikku

3. Sahabatku Galuh Wahyuningtyas, Nadia Dwi Larasati dan Siti Safitri Nafi’ah 4. Sahabat, teman sekaligus kakak Siti Atikah

5. Ika Kusumawardani sahabatku 6. Dharend Lingga Wibisana

7. Teman-teman Agroteknologi UMY, Bagus A., Dena A., Shofiyah R.A., Dita J., Fauzia K., M. Badri, Fail Sajid, F. Ibnu S.S., Nur Rifatul C., Ika W., R.Ilham W., Imam S., Imanudin, Nazri F.D., Laode S., Pitoyo, Ririn E., Riska S., Septia H., Erningtyas S., Wisnu K., Fadli A., Shidik S., Rian W., Edy S., A. Ikhsanudin, Bolik H., Yakub S., Burhan A. G., Nofison K., J. Aditya, Shandy N. R., M. Toha, Febryan R., Ardiansyah, dan pihak lainnya yang tidak bisa penulis sebutkan satu per satu.

Terima kasih atas ilmu, doa, cinta, kasih sayang, semangat, pengorbanan, dorongan, rasa persahabatan, persaudaraan dan kekeluargaan, kebersamaan serta segala dukungan baik moriil maupun materiil kepada penulis hingga studi ini selesai, dan untuk masyarakat Indonesia, semoga penelitian ini bermanfaat.

vi

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan:

1. Karya tulis saya, skripsi ini, adalah asli dan belum pernah diajukan untuk mendapatkan gelar akademik, baik di Universitas Muhammadiyah Yogyakarta maupun di perguruan tinggi lainnya.

2. Karya tulis ini murni gagasan, rumusan dan penilaian saya sendiri setelah mendapatkan arahan dan saran dari Tim Pembimbing. Oleh karena itu, saya menyetujui pemanfaatan karya tulis ini dalam berbagai forum ilmiah, maupun pengembangannya dalam bentuk karya ilmiah lain oleh Tim Pembimbing. 3. Dalam karya tulis ini tidak terdapat karya atau pendapat yang telah ditulis atau

dipublikasikan orang lain, kecuali secara tertulis dengan jelas dicantumkan sebagai acuan dalam naskah dengan disebutkan nama pengarang dan dicantumkan dalam daftar pustaka.

4. Pernyataan ini saya buat sesungguhnya dan apabila dikemudian hari terdapat penyimpangan dan ketidakbenaran dalam pernyataan ini, maka saya bersedia menerima sanksi akademik berupa pencabutan gelar yang telah saya peroleh karena karya tulis ini, serta sanksi lainnya sesuai dengan norma yang berlaku di perguruan tinggi ini.

Yogyakarta, 19 Agustus 2016 Yang membuat pernyataan,

Linda Kusumastuti 20120210112

vii

KATA PENGANTAR

Assalamualaikum wr. Wb.

Alhamdulillahirobbil’alamiin penulis panjatkan kehadirat Allah SWT berkat limpahan rahmat, taufik dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan penelitian dan skripsi ini dengan lancar. Sholawat serta salam penulis haturkan kepada junjungan umat Islam, Nabi Muhammad SAW, kepada keluarga, sahabat dan pengikutnya hingga yaumul akhir.

Skripsi yang berjudul “KAJIAN ASOSIASI Rhizobium

sp.-MIKORIZA-Rhizobacteri INDIGENOUS MERAPI TERHADAP PERTUMBUHAN DAN HASIL TIGA VARIETAS KEDELAI DI TANAH PASIR PANTAI” merupakan bagian dari proses dalam mendapatkan gelar sarjana dari Program Studi Agroteknologi, Fakultas Pertanian, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta. Skripsi ini berisi tentang asosiasi Rhizobium, mikoriza dan Rhizobacteri indigenous

Merapi terhadap pertumbuhan dan hasil kedelai unggul yang dibudidayakan di tanah pasir pantai. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan varietas kedelai dan inokulum yang sesuai untuk perkembangan kedelai di lahan pasir pantai.

Selama penelitian berlangsung tidak lepas dari dukungan dari berbagai pihak, oleh karena itu penulis menyampaikan terima kasih kepada:

1. Ir. Agung Astuti, M.Si. selaku dosen pembimbing utama yang telah memberikan bimbingan, pengetahuan, masukan, semangat dan dukungan dalam persiapan, pelaksanaan dan penyusunan skripsi,

viii

2. Ir. Sarjiyah, M. S. selaku Dekan Fakultas Pertanian UMY sekaligus dosen pembimbing pendamping dan Dosen Pembimbing Akademik yang telah memberikan bimbingan, pengetahuan, masukan dan dukungan dalam persiapan, pelaksanaan dan penyusunan skripsi serta bimbingan selama masa perkuliahan,

3. Ir. Hariyono, M.P. selaku penguji skripsi yang telah memberikan pengetahuan, masukan, saran dan motivasi kepada penulis,

4. Dr. Innaka Ageng Rinneksane, S.P., M.P. selaku kaprodi Agroteknologi UMY, 5. Ibu Sumarsih, Pak Sukirno, Pak Yuliantoro, Pak Samsuri dan semua laboran Fakultas Pertanian UMY, terima kasih atas bantuannya dalam pelaksanaan penelitian ini,

6. Seluruh dosen Fakultas Pertanian UMY, yang telah mendidik selama menduduki bangku perkuliahan,

7. PT. Indofood Sukses Makmur Tbk. yang telah mengadakan program Indofood Riset Nugraha (IRN) tahun 2015-2016 dan memberikan bantuan dana penelitian kepada penulis serta panitia IRN dan reviewernya.

Semoga ilmu, segala bentuk bantuan, bimbingan dan motivasi yang diberikan kepada penulis mendapat pahala dari Allah SWT. Penulis selalu terbuka untuk menerima saran dan kritik yang membangun dan berharap skripsi ini bermanfaat bagi penulis, pembaca dan masyarakat, aamiin.

Wassalamualaikum wr. Wb.

Yogyakarta, 19 Agustus 2016 Penulis

ix

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR ... vii

DAFTAR ISI ... ix

DAFTAR TABEL ... xi

DAFTAR GAMBAR ... xii

DAFTAR LAMPIRAN ... xiii

INTISARI... xiv

ABSTRACT ... xv

I. PENDAHULUAN ... 1

A. Latar Belakang ... 1

B. Perumusan Masalah ... 3

C. Tujuan Penelitian ... 5

II. TINJAUAN PUSTAKA ... 6

A. Budidaya Kedelai ... 6

B. Tanah Pasir Pantai ... 7

C. Asosiasi Rhizobium sp. pada Tanaman ... 9

D. Asosiasi Mikoriza pada Tanaman ... 10

E. Asosiasi Rhizobacteri pada Tanaman ... 12

F. Hipotesis... 13

III. TATA CARA PENELITIAN... 14

A. Tempat dan Waktu Penelitian ... 14

B. Bahan dan Alat ... 14

C. Metode Penelitian ... 15

D. Tahapan Penelitian ... 16

E. Variabel Pengamatan ... 27

F. Analisis Data ... 35

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 36

A. Pengaruh Inokulasi Rhizobium sp. ... 36

B. Identifikasi dan Pengaruh Inokulasi Mikoriza Vesikular Arbuskular (MVA) ... 46

x

D. Pertumbuhan Perakaran Tanaman ... 56

E. Pertumbuhan Tanaman ... 67

F. Komponen Hasil Tanaman Kedelai ... 79

V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 89

A. Kesimpulan ... 89

B. Saran... 89

DAFTAR PUSTAKA ... 90

xi

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 1. Rerata jumlah nodul total per tanaman, persentase nodul efektif, bobot

nodul dan diameter nodul pada minggu ke-9 ...37

Tabel 2. Rerata persentase infeksi mikoriza pada minggu ke 9 ...48

Tabel 3. Rerata jumlah spora mikoriza (spora/ml) x104 pada minggu ke 9...50

Tabel 4. Deskripsi Rhizobacteri indigenous Merapi MB dan MD ...53

Tabel 5. Rerata skoring proliferasi akar (maksimal 4) pada minggu ke-9 ...57

Tabel 6. Rerata panjang akar minggu ke-9 (cm) ...59

Tabel 7. Rerata bobot segar akar pada minggu ke-9 (gram) ...62

Tabel 8. Rerata bobot kering akar pada minggu ke-9 (gram) ...65

Tabel 9. Rerata tinggi tanaman, jumlah daun, bobot segar tajuk, bobot kering tajuk minggu ke-9 dan umur berbunga tanaman ...67

Tabel 10. Rerata luas daun pada minggu ke-9 (cm2_{) ...72}

Tabel 11. Rerata jumlah polong per tanaman, persentase polong berisi, bobot kering polong per tanaman dan bobot 100 biji ...79

Tabel 12. Rerata bobot biji per tanaman (gram) ...84

xii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Jumlah nodul total (a) faktor inokulum (b) faktor varietas ...38

Gambar 2. Persentase nodul efektif (a) faktor inokulum (b) faktor varietas ...41

Gambar 3. Bobot nodul (a) faktor inokulum (b) faktor varietas ...44

Gambar 4. Diameter nodul (a) faktor inokulum (b) faktor varietas ...46

Gambar 5. Visualisasi mikoriza pada akar tanaman kedelai ...47

Gambar 6. Persentase infeksi mikoriza ...49

Gambar 7. Hasil surface platting isolat Rhizobacteri indigenous Merapi MB dan MD pada media LBA standar ...52

Gambar 8. Karakteristik koloni Rhizobacteri indigenous Merapi MB dan MD secara mikroskopis ...53

Gambar 9. Karakteristik sel Rhizobacteri indigenous Merapi MB dan MD secara mikroskopis ...53

Gambar 10. Dinamika populasi (a) bakteri total, (b) bakteri lain, (c) Rhizobacteri indigenous Merapi isolat MB dan (d) Rhizobacteri indigenous Merapi isolat MD ...55

Gambar 11. Proliferasi akar (a) faktor inokulum (b) faktor varietas ...58

Gambar 12. Panjang akar ...61

Gambar 13. Bobot segar akar ...63

Gambar 14. Bobot kering akar ...66

Gambar 15. Tinggi tanaman (a) faktor inokulum (b) faktor varietas ...68

Gambar 16. Jumlah daun (a) faktor inokulum (b) faktor varietas ...70

Gambar 17. Luas daun ...73

Gambar 18. Bobot segar tajuk (a) faktor inokulum (b) faktor varietas...75

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Deskripsi kedelai varietas Grobogan ...96

Lampiran 2. Deskripsi kedelai varietas Petek ...97

Lampiran 3. Deskripsi kedelai varietas Detam-1 ...98

Lampiran 4. Lay Out Penelitian ...99

Lampiran 5. Skema Perbanyakan Rhizobacteri indigenous Merapi ...100

Lampiran 6. Penghitungan kebutuhan media tanam pasir pantai dan pupuk ...101

Lampiran 7. Penghitungan kebutuhan air kapasitas lapang ...103

Lampiran 8. Penghitungan kebutuhan benih kedelai ...104

Lampiran 9. Penghitungan kebutuhan inokulum mikoriza ...105

Lampiran 10. Penghitungan kebutuhan inokulum Rhizobium sp. ...106

Lampiran 11. Karakterisasi koloni Rhizobacteri indigenous Merapi pada medium LB tanpa stres ...107

Lampiran 12. Sidik ragam paramater pertumbuhan dan hasil kedelai ...108

xiv

INTISARI

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui saling pengaruh antara macam inokulum dengan varietas kedelai, mengkaji asosiasi macam inokulum dan varietas terhadap pertumbuhan dan hasil kedelai di tanah pasir pantai serta menetapkan asosiasi inokulum dan varietas yang sesuai untuk pengembangan kedelai di tanah pasir pantai. Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Agrobioteknologi, Laboratorium Penelitian dan lahan percobaan Fakultas Pertanian, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta pada bulan September 2015 hingga Juni 2016.

Penelitian ini dilakukan dengan metode percobaan lapangan, menggunakan rancangan percobaan faktorial (4 x 3) yang disusun dalam Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan media tanam pasir pantai. Faktor pertama adalah macam inokulum yang terdiri dari 4 aras yaitu Rhizobium sp.-Mikoriza, Rhizobium

sp.-Rhizobacteri indigenous Merapi, Rhizobium sp.-Mikoriza-Rhizobacteri indigenous

Merapi dan tanpa inokulum. Faktor kedua adalah macam varietas kedelai yang terdiri dari 3 aras yaitu varietas Grobogan, varietas Detam-1 dan varietas Petek. Pengamatan dilakukan terhadap aktivitas nodulasi, pengaruh mikoriza, dinamika populasi Rhizobacteri, pertumbuhan perakaran, pertumbuhan vegetatif, dan hasil.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa inokulasi Rhizobium sp.-mikoriza dengan varietas Petek nyata meningkatkan pertumbuhan perakaran, luas daun dan hasil biji (5,97 ton/h). Sedangkan inokulasi Rhizobium sp. - mikoriza hanya berpengaruh terhadap diameter nodul dan varietas kedelai terbaik di tanah pasir pantai adalah Petek.

Kata kunci: Kedelai varietas Grobogan, Detam-1, Petek, Rhizobium sp., mikoriza,

Linda Kusumastuti, Agung_Astuti dan Sarjiyah Program Studi Agroteknologi Fakultas Pertanian UMY

ABSTRACT

The experiment purposed to examine the effect of Rhizobium sp., mycorrhizae and Rhizobacteria indigenous of Merapi inoculation on the 3 of soybean cultivars, study the inoculum association and soybean cultivars to growth and yield which was planted on coastal sandy soil and decide which one the best inoculum and cultivars for soybean development on coastal sandy soil. The research was conducted in Agro-biotechnology and Research Laboratorium, experiment area of Agriculture Faculty, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta at September 2015 until June 2016.

The research was conducted by field and 4 x 3 factorial experiment, arranged in completely randomize design and using coastal sandy soil as planting medium. The first factor is inoculation treatment which consist of 4 levels: Rhizobium sp.- mycorrhizae, Rhizobium sp.- Rhizobacteria indigenous of Merapi, Rhizobium sp.-mycorrhizae- Rhizobacteria indigenous of Merapi and without inoculation. The second factor is soybean cultivars which consist of 3 levels: Grobogan, Detam-1 and Petek. Observation was done to nodulation, mikoriza effect, Rhizobacteri population dynamics, plant growth and yield.

The result showed that Rhizobium sp.–mycorrhizae inoculated on Petek increased root growth, leaf area and yield (5,97 ton/ha). Rhizobium sp.–

mycorrhizaeinoculation only increased diameter of nodule and the best cultivar for coastal sandy soil is Petek.

Keywords: Grobogan, Detam-1, Petek soybean cultivars, Rhizobium sp., Mycorrhizae, Rhizobacteria indigenous of Merapi, coastal sandy soil

1

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Kedelai berperan penting di beberapa negara di dunia sebagai sumber protein nabati (Rahmat dan Yuyun, 1996). Menurut Badan Pusat Statistik (2015), produksi kedelai rata-rata menurun 5,38% setiap tahun dari 2009 hingga 2013. Pada tahun 2012 produksi kedelai nasional mencapai 850.000 ton, namun kebutuhan kedelai dalam negeri diperkirakan mencapai 2,4 juta ton. Menurut Adetama (2011), kebutuhan kedelai untuk tahu dan tempe mencapai 1,6 juta ton per tahun dan kebutuhan kedelai hitam untuk industri kecap sekitar 650 ribu ton. Artinya untuk memenuhi kebutuhan kedelai dalam negeri diperlukan tambahan produksi kedelai sekitar 1,55 juta ton, sehingga perlu adanya peningkatan produktivitas kedelai di Indonesia.

Peningkatan produktivitas kedelai dalam rangka pemenuhan kebutuhan kedelai dapat dilakukan dengan cara intensifikasi pertanian dan ekstensifikasi pertanian. Intensifikasi dengan menggunakan varietas unggul dan pemanfaatan mikrobia berpotensi sebagai pupuk hayati, sedangkan ekstensifikasi pertanian dengan perluasan lahan marginal (Arie, 2013). Menurut Erliana dkk. (2009), varietas kedelai kuning yang baik dari segi ukuran, kandungan protein dan berpotensi hasil tinggi adalah Grobogan. Varietas nasional tersebut lebih baik dibandingkan kedelai impor yang hanya memiliki bobot 14,8-15,8 gram/100 biji dan protein yang dikandung 35-36,80 % (Erliana dkk., 2009). Selain itu di Boyolali ditemukan kedelai lokal unggul yang tahan cekaman kekeringan, para petani menyebutnya kedelai verietas Petek (Komunikasi pribadi, Ir. Mulyono, M.P.).

Kedelai hitam nasional yang potensial dikembangkan sebagai bahan baku industri kecap adalah varietas Detam-1. Varietas ini memiliki keunggulan yakni potensi hasilnya 3,45 ton per hektar dan kandungan proteinnya yang mencapai 45,36% (Balitkabi, 2008).

Upaya pemenuhan kebutuhan pangan dapat terwujud dengan adanya dukungan ketersediaan lahan pertanian dan optimalisasi lahan marginal yang ada di Indonesia. Salah satu lahan marginal yang ada di Indonesia adalah lahan pasir pantai yang memiliki potensi luas lahan 1.060.000 ha, termasuk lahan marginal. Di Yogyakarta, terdapat lahan marginal berupa lahan pasir pantai dengan luas 3.300 h (4% luas total wilayah Yogyakarta), terbentang antara 1-3 km dari garis pantai (Nasih, 2009). Menurut Gunawan (2014), lahan pasir pantai Yogyakarta memiliki kesuburan rendah yakni memiliki porositas tinggi, kandungan Nitrogen rendah, dan efisiensi pemupukan yang rendah akibat tingkat pelindian hara yang tinggi. Upaya perbaikan lahan pasir pantai dapat dimanfaatkan beberapa jasad mikro dalam tanah yang diterapkan melalui pupuk hayati (Gunawan, 2014). Beberapa mikrobia pendukung kesuburan tanah yakni Rhizobium sp., mikoriza dan Rhizobacteri indigenous Merapi. Rhizobium sp. dapat membantu tanaman dalam penyediaan Nitrogen, mikoriza membantu penyediaan Fosfor (Gunawan, 2014), sementara

Rhizobacteri indigenous Merapi membantu tanaman tahan cekaman kekeringan (Muhamad dkk., 2014; Murdianto dkk., 2014).

Kombinasi perlakuan inokulum Rhizobium sp. dan mikoriza pada budidaya kedelai di lahan pasir pantai, dapat menambah kandungan Nitrogen dalam tanah dan untuk menjaga kelengasan dalam perakaran (Gunawan, 2014). Berdasarkan

penelitian Lilik (2005), inokulasi mikoriza secara tunggal belum mampu meningkatkan bobot kering barangkasan dan luas daun. Inokulasi ganda Rhizobium

sp.-mikoriza dan inokulasi tunggal Rhizobium sp. berpengaruh sama terhadap variabel jumlah polong per tanaman, bobot biji per tanaman dan hasil biji per satuan luas lahan. Inokulasi ganda Rhizobium sp.- mikoriza untuk tanaman kedelai di lahan pasir pantai memiliki daya hasil yang sangat rendah, yakni hanya 25% dari potensi hasilnya. Pemberian inokulasi Rhizobacteri osmotoleran dan Rhizobium sp. tidak memberikan pengaruh positif bagi pertumbuhan dan produktivitas kedelai (Ngadiman dkk., 2014). Diduga asosiasi Rhizobium sp.-mikoriza-Rhizobacteri indigenous Merapi dengan kedelai varietas Grobogan memberikan pertumbuhan dan hasil terbaik di lahan pasir pantai. Oleh karena itu perlu pengkajian kombinasi inokulum Rhizobium sp.- mikoriza -Rhizobacteri indigenous Merapi untuk meningkatkan produktivitas kedelai di lahan pasir pantai, terutama tentang kompatibilitas dengan beberapa varietas kedelai unggul dan menetapkan macam inokulum dan macam varietas yang sesuai untuk pengembangan kedelai di lahan pasir pantai.

B. Perumusan Masalah

Intensifikasi dan ekstensifikasi pertanian merupakan strategi dalam upaya peningkatan produksi tanaman pangan termasuk tanaman kedelai. Intensifikasi pertanian berupa penggunaan varietas unggul dan penggunaan mikrobia dari alam sebagai pupuk hayati, sedangkan ekstensifikasi berupa perluasan areal produksi di lahan marginal pasir pantai. Intensifikasi pertanian tersebut dilakukan untuk menunjang upaya ekstensifikasi lahan yang memiliki keterbatasan dalam hal unsur

hara dan air. Adanya keterbatasan lahan pasir pantai dalam hal ketesediaan unsur hara dan air, diperlukan inovasi pemberian pupuk hayati berupa mikrobia yang mampu membantu tananaman dalam menyerap hara dan air. Penelitian sebelumnya didapatkan bahwa inokulasi ganda Rhizobium sp.- mikoriza dan Rhizobium

sp.-Rhizobacteri osmotoleran belum mencapai potensi hasil yang maksimal. Sedangkan varietas kedelai sangat mempengaruhi kompatibilitas asosiasi antara tanaman dan inokulum. Oleh karena itu inokulasi Rhizobium sp. mikoriza

-Rhizobacteri indigenous Merapi pada tanaman kedelai varietas unggul di tanah pasir pantai diharapkan mampu mendukung pertumbuhan dan hasil kedelai sehingga dapat meningkatkan produksi kedelai nasional. Permasalahan utama yang akan dikaji dalam penelitian peningkatan produksi kedelai di tanah pasir pantai ini adalah:

1. Bagaimana asosiasi antara Rhizobium sp.- mikoriza -Rhizobacteri indigenous

Merapi terhadap pertumbuhan dan hasil tanaman kedelai?

2. Bagaimana saling pengaruh antara inokulasi Rhizobium sp.- mikoriza -Rhizobacteri indigenous Merapi dan varietas terhadap pertumbuhan dan hasil kedelai?

3. Asosiasi inokulum dan varietas manakah yang sesuai untuk pengembangan kedelai di tanah pasir pantai?

C. Tujuan Penelitian

1. Mengetahui saling pengaruh inokulasi inokulum Rhizobium sp.- mikoriza-

Rhizobacteri indigenous Merapi dan varietas terhadap pertumbuhan dan hasil tanaman kedelai.

2. Mengkaji asosiasi inokulum Rhizobium sp., mikoriza dan Rhizobacteri indigenous Merapi terhadap pertumbuhan dan hasil tanaman kedelai.

3. Mengetahui pengaruh varietas terhadap pertumbuhan dan hasil tanaman kedelai.

4. Menetapkan asosiasi inokulum dan varietas yang sesuai untuk pengembangan kedelai di tanah pasir pantai.

6

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Budidaya Kedelai

Tanaman kedelai dapat mengikat Nitrogen di atmosfer melalui aktivitas bakteri Rhizobium japonicum. Bakteri ini terbentuk di dalam akar tanaman yang diberi nama nodul atau nodul akar. Nodul akar tanaman kedelai umumnya dapat mengikat Nitrogen dari udara pada umur 10-12 hari setelah tanam, tergantung kondisi lingkungan tanah dan temperatur (Aep, 2006). Kelembaban tanah yang cukup dan temperatur sekitar 25°C sangat mendukung pertumbuhan nodul akar tersebut. Perbedaan warna hijau daun pada awal pertumbuhan (10-15 HST) merupakan indikasi efektivitas Rhizobium japonicum. Namun demikian, proses pembentukan nodul akar sebenarnya sudah terjadi mulai 4-5 HST, yaitu sejak terbentuknya akar tanaman. Pada saat itulah terjadi infeksi akar rambut yang merupakan titik awal dari proses pembentukan nodul akar (Aep, 2006). Kemampuan memfiksasi Nitrogen ini akan bertambah seiring dengan bertambahnya umur tanaman, namun maksimalnya hanya sampai akhir masa berbunga atau mulai pembentukan biji. Setelah masa pembentukan biji, kemampuan nodul akar dalam memfiksasi Nitrogen akan menurun bersamaan dengan semakin banyaknya nodul akar yang tua dan luruh (Aep, 2006). Menurut pendapat Okti dkk. (2012) bahwa varietas kedelai berpengaruh terhadap respon inokulasi Rhizobium sp. seperti peningkatan fiksasi Nitrogen dan hasil biji. Varietas

kedelai juga berpengaruh terhadap respon pemberian inokulum mikoriza (Ellia dkk., 2014).

Terdapat banyak varietas nasional yang telah dikembangkan di Indonesia. Menurut Erliana, dkk. (2009), varietas nasional yang baik untuk industri tempe dari segi ukuran dan kandungan protein, adalah varietas Grobogan (deskripsi terlampir pada lampiran 1). Varietas Grobogan juga termasuk cukup tahan kekeringan (Sri dkk, 2015a). Selain itu, terdapat varietas lokal, varietas petek yang cukup tahan cekaman kekeringan (Sri dkk, 2015a). Deskripsi varietas Petek terdapat pada lampiran 2.

Sedangkan kedelai hitam yang potensial untuk dikembangkan sebagai bahan baku industri kecap adalah varietas Detam-1. Varietas ini memiliki protein yang cukup tinggi yakni 45,36 %. Deskripsi kedelai varietas Detam-1 terlampir pada lampiran 3. Menurut Ardiansyah dkk. (2014), inokulasi mikoriza dapat meningkatkan pertumbuhan dan hasil kedelai verietas Grobogan dan varietas Detam-1 (Endang, 2013). Selain itu, inokulasi Rhizobium sp. dapat meningkatkan produksi kedelai varietas Petek (Okti dkk., 2012).

B. Tanah Pasir Pantai

Tanah pasiran merupakan tanah yang memiliki tekstur fraksi pasir lebih dari 70%, dengan porositas <40%, memiliki daya hantar air cepat sehingga kurang dapat menyimpan air. Selain itu juga kandungan bahan organiknya rendah sehingga jarang dalam ikatan partikel tanah (tidak membentuk gumpal), cenderung memiliki struktur lepas-lepas dan pada umumnya ber-pH netral (Gunawan, 2014).

Pada umumnya lahan yang terbentuk dari tanah berfraksi pasir memiliki produktivitas rendah karena memiliki kesuburan yang rendah. Kualitas kesuburan yang rendah disebabkan oleh sifat fisik dan kimia yang tidak dapat memberikan dukungan kepada pertumbuhan tanaman. Tanah pasir tidak memiliki kandungan air yang cukup untuk menopang pertumbuhan tanaman karena dominasi fraksi pasir, fraksi lempung rendah, dan tidak terbentuknya agregat tanah karena rendahnya kandungan bahan organik (Gunawan, 2014).

Lahan pasir pantai di Yogyakarta terhampar memanjang dari Pantai Parang Endok, Kabupaten Bantul hingga Pantai Glagah Kabupaten Kulon Progo. Bahan lahan pasir pantai ini didominasi fraksi pasir. Lahan pasir ini berasal dari proses deflasi abu volkanik dan materi pasir yang dibawa oleh aliran sungai yang bermuara di laut selatan. Lahan pasir pantai di Yogyakarta memiliki daya dukung lahan dan kesuburan yang rendah. Lahan tersebut tidak memiliki kemampuan menyimpan lengas karena dominasi fraksi pasir (Gunawan, 2014).

Dari faktor pembatas yang dimiliki lahan pasir Pantai Selatan DIY, masalah utama yang harus diatasi adalah ketidakmampuan tanah dalam menyimpan air. Fraksi pasir yang mendominasi menyebabkan masalah lain yaitu besarnya laju infiltrasi air yang menyebabkan rendahnya efisiensi pemupukan. Upaya perbaikan lahan pasir pantai dapat dimanfaatkan beberapa jasad mikro dalam tanah yang diterapkan melalui pupuk hayati (Gunawan, 2014). Menurut Gunawan (1997) dalan Gunawan (2009), tanah pasir pantai selatan Yogyakarta memiliki kadar lengas 0,16%, kadar pasir 99,00%, kadar debu 1,00%, kadar lempung 0,00%, berat jenis 2,37 g/m3, berat volume 1,61 g/m3, porositas total tanah 45%, pH 5,90, C/N rasio

30, C-organik 0,12%, N-total 0,004%, K-total 0,012%, Kalium tersedia 0,044 me/100g, P2O5- 12,86 ppm, Ca 0,82 me/100g, Mg 0,37 me/100 g.

C. Asosiasi Rhizobium sp. pada Tanaman

Pemanfaatan jasad mikro yang mampu memfiksasi Nitrogen dari udara bebas dalam tanah sebagai pupuk hayati adalah bakteri nodul akar atau Rhizobium

sp. yang berasosiasi dengan akar tanaman legume (Gunawan, 2014). Menurut Novriani (2011), Rhizobium sp. merupakan istilah untuk kelompok bakteri yang memiliki kemampuan untuk menyediakan unsur hara bagi tanaman. Rhizobium sp. akan bersimbiosis dengan tanaman legume dengan membentuk nodul akar dan hanya dalam bentuk nodul akar Rhizobium sp. akan memfiksasi Nitrogen.

Rhizobium sp. mampu memberikan Nitrogen dalam bentuk asam amino kepada tanaman.

Rhizobium sp. menginfeksi tanaman melalui akar tanaman. Infeksi dimulai dari rambut akar menyebabkan pertumbuhannya yang keriting akibat adanya auksin yang dihasilkan bakteri. Benang infeksi berkembang hingga korteks dan mengadakan percabangan. Percabangan ini mengakibatkan jaringan korteks membesar. Inilah yang dilihat sebagai nodul akar (Novriani, 2011).

Waktu antara infeksi hingga Rhizobium sp. mampu memfiksasi Nitrogen sekitar 3-5 minggu. Selama waktu tersebut kebutuhan karbohidrat, nutrien mineral dan asam amino disediakan oleh inang. Rhizobium sp. membentuk kompleks enzim yang dibutuhkan untuk menambat Nitrogen. Bentuk Rhizobium sp. dalam sel akar yang mengandung nodul aktif (warna nodul merah muda hingga kecoklatan) disebut bakteroid. Bakteroid ini membutuhkan oksigen untuk membentuk ATP

untuk menambat Nitrogen bebas melalui pembentukan enzim Nitrogenase (protein yang mengandung Fe dan Mo yang memerlukan Co sebagai aktivatornya). Enzim

Nitrogenase ini labil terhadap oksigen, sehingga dikontrol oleh leghemoglobin berwarna jingga. Enzim ini menambat Nitrogen di udara dan merubahnya menjadi gas Amoniak di dalam nodul bakteroid (Novriani, 2011).

Menurut Lilik (2005), interaksi yang terjadi antara sel Rhizobium sp. dengan sel jaringan akar tanaman kedelai akan membentuk nodul akar yang merupakan organ simbiosis. Organ ini mampu memfiksasi N2 dari udara sehingga tanaman

kedelai mampu memenuhi sebagian besar kebutuhan Nitrogen untuk pertumbuhannya. Hubungan yang serasi antara Rhizobium sp. dengan tanaman kedelai menghasilkan organ simbiosis pemfiksasi N2 yang sangat efektif.

Inokulasi Rhizobium sp. terbukti efektif meningkatkan jumlah nodul akar pada minggu ke-3 hingga minggu ke-9. Aktivitas pembentukan nodul akar kedelai di lahan pasir pantai lebih panjang dibandingkan kedelai yang ditanam di lahan subur. Nodul akar yang efektif ditunjukkan oleh pigmen berwarna merah dalam nodul. Efektifitas nodul akar terjadi dari minggu ketiga sampai minggu ke enam, sedangkan sesudah minggu keenam mulai mengalami pelapukan (Lilik, 2005).

D. Asosiasi Mikoriza pada Tanaman

Mikoriza yang berasosiasi dengan tanaman inang dapat meningkatkan efisiensi penyerapan Fosfat serta kesediaan Fosfat menjadi lebih terjamin karena pengaruh infeksi mikoriza ini berlangsung selama daur hidupnya. Selain itu tanaman inang menjadi lebih tahan terhadap patogen dan kekeringan (Gunawan, 2014). Mikoriza merupakan cendawan yang hidupnya berasosiasi dengan akar

tanaman melalui spora. Mikoriza bermanfaat meningkatkan serapan hara tanaman terutama unsur P, mampu meningkatkan ketahanan terhadap kondisi kekeringan, penyakit maupun kondisi kurang menguntungkan lainnya. Mikoriza ini dapat dijadikan salah satu teknologi dalam membantu proses efisiensi pemupukan hara tanaman (Muhammad dkk., 2014).

Salah satu jenis mikoriza adalah endomikoriza yang sering disebut Mikoriza Vesikular Arbuskular (MVA) yang memiliki struktur vesikel, arbuskul dan hifa eksternal pada akar. Mikoriza ini dapat meningkatkan luasan penyerapan hara oleh miselium eksternal. Mikoriza juga bisa meningkatkan lingkungan mikrorisosfer yang dapat merubah komposisi dan aktivitas mikroba tanah. Hal ini karena adanya perubahan fisiologi akar dan produksi sekresi mikroba. Selain itu mikoriza juga dapat memanfaatkan karbohidrat akar sebelum dikeluarkan sehingga patogen tidak mendapat makanan (Muhammad dkk., 2014).

Berdasarkan penelitian Muhammad dkk. (2014), pemberian perlakuan mikoriza dapat memberikan pengaruh nyata terhadap panjang akar tanaman. Infeksi mikoriza berdampak pada perluasan area penyerapan unsur hara. Penambahan mikoriza pada tanaman berperan dalam penyerapan unsur P. Fosfor merupakan unsur hara yang dibutuhkan tanaman dalam jumlah lebih sedikit dibandingkan unsur N dan K. Tanaman memanfaatkan unsur P dalam pertumbuhan akar pada awal pertumbuhan. Selain itu mikoriza juga mampu memberikan unsur yang dibutuhkan tanaman untuk proses pertumbuhannya seperti N, P dan K.

Kombinasi perlakuan inokulum Rhizobium sp. dan mikoriza pada budidaya kedelai di lahan pasir pantai, dapat menambah kandungan Nitrogen dalam tanah

dan untuk menjaga kelengasan dalam perakaran (Gunawan, 2014). Menurut Lilik (2005), inokulasi ganda Rhizobium sp. dan mikoriza dapat meningkatkan persentase nodul akar efektif secara nyata. Inokulasi ganda tesebut juga dapat meningkatkan bobot kering brangkasan dan luas daun.

E. Asosiasi Rhizobacteri pada Tanaman

Rhizobacteri adalah bakteri yang hidup di daerah perakaran (rhizosfer) dan berperan penting bagi pertumbuhan tanaman. Rhizobacteri dapat memacu pertumbuhan tanaman atau PGPR (Plant Growth-Promotting Rhizobacteria) dengan memproduksi hormon tumbuh (IAA), sehingga dapat membantu tanaman dalam pertumbuhan dan produksinya (Sri dkk., 2015b).

Rhizobacteri merupakan asosiasi bakteri yang bisa hidup pada perakaran tanah dan menghasilkan ZPT atau senyawa osmotoleran sehingga tahan terhadap cekaman kekeringan, Rhizobacteri mampu mensintesis senyawa organik dalam sitoplasma sebagai osmoregulator pada saat terjadi cekaman osmotik. Osmoprotektan berfungsi menjaga agar potensial osmotik sel selalu lebih tinggi daripada lingkungan, akibatnya akan terbentuk gradien konsentrasi antara sel dengan lingkungan sehingga air tetap mengalir dari lingkungan sel. Selain itu

Rhizobacteri berfungsi dalam menghasilkan ZPT sehingga tanaman tumbuh subur, serta dapat menghasilkan fitoaleksin sehingga tanaman tahan terhadap penyakit. Isolat Rhizobacteri osmotoleran A1-19 mampu menghasilkan IAA sehingga secara signifikan telah meningkatkan proliferasi akar, selain mampu mendukung pertumbuhan tanaman pada keadaan cekaman kekeringan (Gatot, 2002).

menghasilkan ZPT atau senyawa osmotoleran sehingga tahan terhadap cekaman kekeringan.

Tanaman kedelai yang diinokulasi Rhizobacteri menunjukkan hasil yang lebih baik dari segi pertumbuhan dan produksi daripada tanaman yang tidak diinokulasi (Sri dkk., 2015b). Pemberian Rhizobacteri tahan cekaman kekeringan dapat memberikan pengaruh nyata terhadap tinggi tanaman, jumlah daun, luas daun, bobot basah dan kering brangkasan, bobot basah dan kering akar, jumlah polong, bobot 100 biji dan bobot kering biji (Doddy, 2005).

F. Hipotesis

Rhizobium sp.-mikoriza-Rhizobacteri indigenous Merapi dengan kedelai varietas Grobogan memberikan pertumbuhan dan hasil terbaik di tanah pasir pantai.

III. TATA CARA PENELITIAN

A. Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Agrobioteknologi, Laboratorium Penelitian dan lahan percobaan Fakultas Pertanian Universitas Muhammadiyah Yogyakarta pada bulan September 2015 sampai Juni 2016.

B. Bahan dan Alat

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu : inokulum Rhizobium sp. (Legin) (lampiran 13.e), Rhizobacteri indigenous Merapi isolat MB dan MD (koleksi Ir. Agung Astuti, M.Si.) (lampiran 13.f), mikoriza dari perbanyakan rhizosfer tanaman jagung, benih jagung,benih kedelai varietas Grobogan (lampiran 13.a), varietas Petek (lampiran 13.c), varietas Detam-1 (lampiran 13.b), alkohol,

Acidfuchin, KOH 10%, HCl 1%, media platting LBA (Luria Bertani Agar), media perbanyakan isolat LBC (Luria Bertani Cair), aquades, cat gram A, cat gram B, cat gram C, cat gram D, kapur, kertas payung, kertas filter, kapas, tanah pasir pantai, pupuk kandang, pupuk Urea, SP-36, KCl dan pestisida.

Alat yang digunakan adalah tabung reaksi, tabung ukur, bekerglas, cawan petri, colonicounter, rotary shaker, haemacytometer, erlenmeyer, mikro pipet, timbangan analitik, jarum ose, driglasky, pinset, pipet ukur, blue and yellow tip, autoklaf, oven, mikroskop, Leaf Area Meter (LAM), lampu bunsen, pH stik, label, spidol, cutter, stapler, gunting, karet gelang, plastik klep, timbangan (max 10 kg), timbangan analitik, penggaris, meteran, polibag ukuran 3 kg dan 8 kg, karung

plastik, cetok, gembor plastik, nampan, ayakan pasir, sprayer pestisida, dan plastik naungan.

C. Metode Penelitian

Penelitian dilakukan dengan metode percobaan lapangan, menggunakan rancangan perlakuan faktorial (4 x 3) yang disusun dalam Rancangan Acak Lengkap (RAL).

Faktor pertama adalah macam inokulum yang terdiri dari 4 aras yaitu: A : Rhizobium sp.- mikoriza

B : Rhizobium sp.-Rhizobacteri indigenous Merapi,

C : Rhizobium sp.- mikoriza -Rhizobacteri indigenous Merapidan D : Tanpa Inokulum (kontrol).

Faktor kedua adalah varietas kedelai yang terdiri dari 3 aras yaitu: P : varietas Grobogan,

Q : varietas Detam-1, dan R : varietas Petek.

Dari kedua faktor, diperoleh 12 kombinasi perlakuan yang diujikan yaitu: AP : Rhizobium sp.- mikoriza pada kedelai varietas Grobogan,

AQ : Rhizobium sp.- mikoriza pada kedelai varietas Detam-1, AR : Rhizobium sp.- mikoriza pada kedelai varietas Petek,

BP : Rhizobium sp.-Rhizobacteri indigenous Merapi pada kedelai varietas Grobogan,

BQ : Rhizobium sp.-Rhizobacteri indigenous Merapi pada kedelai varietas Detam-1,

BR : Rhizobium sp.-Rhizobacteri indigenous Merapi pada kedelai varietas Petek, CP : Rhizobium sp.- mikoriza -Rhizobacteri indigenous Merapi pada kedelai

varietas Grobogan,

CQ : Rhizobium sp.- mikoriza -Rhizobacteri indigenous Merapi pada kedelai varietas Detam-1,

CR : Rhizobium sp.- mikoriza -Rhizobacteri indigenous Merapi pada kedelai varietas Petek,

DP : Tanpa Inokulum pada kedelai varietas Grobogan, DQ : Tanpa Inokulum pada kedelai varietas Detam-1 dan DR : Tanpa Inokulum pada kedelai varietas Petek.

Masing-masing kombinasi perlakuan diulang 3 kali, sehingga diperoleh 36 unit percobaan. Setiap unit percobaan digunakan 7 tanaman, meliputi 3 tanaman sampel, 3 tanaman korban dan 1 tanaman cadangan, dengan demikian terdapat 252 polibag. Lay out penelitian terlampir pada lampiran 4.

D. Tahapan Penelitian

Dalam penelitian ini, terdiri dari beberapa tahapan, yakni tahapan pembuatan inokulum, tahap aplikasi dan penanaman, tahap pemeliharaan tanaman dan tahap panen dan pengamatan.

1. Tahap pembuatan inokulum

Sesuai dengan perlakuan, inokulum yang diperlukan adalah inokulum mikoriza, Rhizobium sp. dan Rhizobacteri indigenous Merapi.

a. Perbanyakan inokulum mikoriza

Perbanyakan inokulum mikoriza dilakukan dengan cara kultur pot jagung dengan media tanah 3 kg (lampiran 13.g) sebanyak 6 polibag dan dipelihara selama 4 minggu. Setelah itu tanah dibongkar untuk diuji persentase infeksi mikoriza dan jumlah sporanya.

1. Pengamatan Persentase Infeksi Mikoriza

Pengamatan dilakukan dengan metode pengecatan Acid fuchsin yakni mengamati akar tersier yang dipotong 1 cm sebanyak 3 x 20 potong per tanaman, kemudian direndam dengan larutan KOH 10% selama 24 jam, setelah 24 jam akar dicuci dan direndam larutan HCl 1% selama 1 jam, dicuci dan direndam acid fuchsin selama 5 menit. Pengamatan ditujukan pada vesikula, hifa luaran, dan arbuskula dengan mikroskop perbesaran 40-400 kali (lampiran 13.i).

2. Pengamatan Jumlah Spora

Pengamatan dilakukan dengan mengambil tanah per polibag sebanyak 250 g, dilarutkan dalam 1 l aquades (1:4) (lampiran 13.h). Larutan dituang pada saringan, kemudian hasil saringan diamati dengan haemacytometer di bawah mikroskop. Berikut rumus penghitungan jumlah spora:

� = _{, × ,} × � ×

Keterangan:

S: jumlah spora (spora/ml)

a: jumlah spora yang teramati pada haemacytometer

Kemudian tanah dan akar jagung setiap polibag dikering anginkan selama 7 hari dan dapat digunakan sebagai crude inokulum mikoriza. Inokulum mikoriza dalam bentuk crude (campuran dari akar, tanah dan spora mikoriza) (lampiran 13.j) diberikan bersamaan waktu tanam sebanyak 40 gram apabila jumlah spora didapatkan 50-60 spora atau lebih/ml dan persentase infeksi lebih dari 80%. Apabila didapatkan kurang dari 50-60 spora, maka diinokulasikan 80 gram

crude/lubang tanam (Lukiwati and Simanungkalit, 2002). Hasil uji pendahuluan terhadap persentase infeksi mikoriza pada akar tanaman jagung sebesar 67% dengan jumlah spora terhitung sebesar 30,67x106 pada crude inokulum yang digunakan, sehingga digunakan crude inokulum mikoriza sebanyak 80 gram/polibag.

b. Perbanyakan isolat Rhizobacteri indigenous Merapi:

Isolat Rhizobacteri indigenous Merapi perlu dilakukan perbanyakan untuk aplikasi. Skema perbanyakan isolat terlampir pada lampiran 5. Dalam perbanyakan isolat, terdapat beberapa tahapan yakni:

i. Sterilisasi alat dan bahan (lampiran 13.k), setiap sebelum dilakukan tahapan perbanyakan Rhizobacteri, seluruh alat yang akan digunakan disterilkan dengan menggunakan autoklaf bertemperatur 121ºC tekanan 1 atm selama 30 menit. Untuk bahan yang digunakan dalam pembuatan inokulum juga perlu disterilisasi dengan autoklaf 121ºC tekanan 1 atm selama 15 menit,

ii. Pembuatan Media LBA (Luria Bertani Agar) dan LBC (Luria Bertani Cair) (lampiran 13.l), dibutuhkan bahan-bahan berupa Aquades 1000 ml

Trypton 10 g, Yeast extract 5 g, NaCl 5 g dan Agar 15 g (khusus untuk LBA) untuk media 1000 ml. Seluruh bahan dicampur dengan aquades, kemudian keasaman media dicek dengan menggunakan pH stik (pH 6,5-7,2) dan dipanaskan hingga homogen. Setelah itu, masukkan media LBA pada Erlenmeyer steril, media LBC dimasukkan ke dalam tabung reaksi steril sebanyak 10 ml kemudian sterilisasi selama 15 menit. Untuk membuat LB miring, masukkan LBA pada tabung reaksi sebanyak 10 ml setiap tabung reaksi dan diletakkan dengan kemiringan 30-45º. Untuk platting, media disimpan di Erlenmeyer dan apabila akan digunakan, media padat dipanaskan hingga cair lalu dimasukkan petridish sesuai kebutuhan.

i. Peremajaan isolat, dibutuhkan 2 stok isolat MB dan MD serta 4 LBA miring. Peremajaan isolat dilakukan dengan menginokulasi isolat stok MB dan MD Rhizobacteri indigenous Merapi pada LBA miring. Masing-masing diulang 2 kali, artinya setiap isolat diinokulasi pada dua LBA miring. Setelah inokulasi, inkubasi selama 48 jam.

ii. Screening pada media stres 2,75 M NaCl (lampiran 13.r), dilakukan setelah peremajaan. Screening ini dilakukan dengan metode streak platting. Setelah tumbuh, koloni tunggal diplatting kembali pada media standar, dan dilakukan identifikasi. Pada tahap ini didapatkan isolate MB dan MD tahan cekaman NaCl 2,75 M.

iii. Identifikasi koloni isolat Rhizobacteri indigenous Merapi, dilakukan dengan menginokulasi isolat MB dan MD hasil screening diinokulasi

pada LBA dalam petridish dengan metode permukaan (surface platting method) dan goresan (streak platting method) dari pengenceran 10-6 _serta

arbobisitas pada media LBC (lampiran 13.m). Dalam inokulasi ini dilakukan dua kali ulangan setiap isolat. Kemudian inkubasi selama 48 jam hingga didapatkan koloni tunggal. Dari koloni tunggal tersebut, diamati karakteristiknya dengan menggunakan mikroskop. Pengamatan yang dilakukan terhadap warna, diameter, bentuk koloni, bentuk tepi, elevasi, struktur dalam koloni (lampiran 13.n dan 13.o), bentuk sel dan sifat gram Rhizobacteri indigenous. Bentuk sel dan sifat gram diamati dengan pengecatan gram.

iv. Identifikasi sel isolat Rhizobacteri indigenous Merapi (pengecatan gram) dilakukan dengan mengambil dari masing-masing isolat tunggal sebanyak 1 ose dan diinokulasi pada media LBC serta diinkubasi selama 48 jam. Setelah 48 jam, ambil kultur sebanyak 1 ose dan dimasukkan ke dalam aquades steril 9 ml pada tabung reaksi dan kemudian dilakukan cat gram. Cat gram diawali dengan membuat tanda pada kaca preparat untuk isolat MB dan isolat MD serta memberi lingkaran pada belakang kaca, kemudian kaca preparat disemprot alkohol dan dikeringkan di atas Bunsen. Setelah itu, tepat di tengah lingkaran yang dibuat, teteskan aquades yang telah diberi isolat. Kemudian dikeringanginkan, diberi larutan cat gram A selama 1 menit, dicuci dan dikeringkan. Kemudian tetesi dengan larutan cat gram B selama 2 menit, dicuci dan dikeringkan. Ditetesi larutan cat gram C selama 30 detik, dicuci dan dikeringkan. Yang

terakhir ditetesi cat gram D selama 2 menit, dicuci, dikeringkan dan diamati di bawah mikroskop. DIdapatkan bahwa MB berbentuk bacil negatif (lampiran 13.p) dan MD berbentuk coccus negatif (lampiran 13.q). Hasil identifikasi terdapat pada tabel 4.

v. Pembuatan biakan murni isolat Rhizobacteri indigenous Merapi untuk kultur stok (lampiran 13.s), dilakukan dengan cara mengambil satu ose isolat hasil identifikasi. Masing-masing isolat MB dan MD diinokulasikan pada dua LBA miring kemudian diinkubasi selama 48 jam. Hasil inkubasi masing-masing isolat diplatting pada dua media LBA secara surface platting method dari pengenceran 10-6 dan diinkubasi 48 jam. Apabila sudah seragam hasilnya, maka dianggap murni. Kemudian dibuat kultur murninya pada LBA miring sebanyak 2 ulangan dari koloni tunggal. Selanjutnya inokulasikan kultur murni pada LBC (10 ml tiap tabung reaksi) dan diinkubasi selama 48 jam.

vi. Perbanyakan dan pembuatan starter campuran isolat, dilakukan dengan mengambil 10 ml biakan murni dan dimasukkan ke dalam erlenmeyer steril berukuran 250 ml yang berisi 100 ml LBC (lampiran 13.t) kemudian diinkubasi pada rotary shaker selama 48 jam untuk pengaktifan fase mid log bakteri. Selanjutnya kedua starter dicampur (lampiran 13.u) dan diperlukan uji viabilitas starter campuran. Uji viabilitas ini dilakukan dengan metode Total Plate Count (TPC) (lampiran 13.v).

vii. Uji viabilitas, dilakukan dengan mengencerkan 1 ml sampel pada botol suntik (10-2_{; 10}-4_{; 10}-6_{) dan 2 tabung reaksi (10}-7_;10-8_{), sehingga didapat}

seri pengenceran hingga 10-8. Setiap 0,1 ml pada seri 10-6;10-7;10-8 diinokulasikan dengan metode permukaan atau surface platting method

dan setiap seri pengenceran yang diujikan (10-7;10-8;10-9) dengan seri pengenceran 10-7; 10-8; 10-9 sebanyak 3 kali ulangan. Uji kemampuan hidup mikroba berdasarkan daya viabilitas dan jumlah koloni populasi bakteri. Penghitungan populasi bakteri ini dengan metode Total Plate Count (TPC). Jumlah bakteri per mL dapat ditentukan dengan menghitung koloni yang tumbuh dari masing-masing pengenceran. Penentuan jumlah bakteri per mililiter dengan menggunakan rumus : Jumlah bakteri per ml sampel (CFU/ml) = Jumlah koloni

Faktor pengenceran

Penentuan jumlah jumlah bakteri per mililiter dengan menggunakan cara TPC harus memenuhi syarat sebagai berikut:

i. Jumlah koloni tiap cawan petri antara 30 – 300 koloni

ii. Tidak ada koloni yang menutup lebih besar dari setengah luas cawan petri

(Spreader)

iii. Perbandingan jumlah koloni dari pengenceran yang berturut-turut antara pengenceran yang lebih besar dengan pengenceran sebelumnya. Jika sama atau lebih kecil dari 2 maka hasilnya dirata-rata, dan jika lebih besar dari 2 maka yang dipakai adalah jumlah koloni dari hasil pengenceran sebelumnya

iv. Jika dengan ulangan setelah memenuhi syarat hasilnya dirata-rata (Agung_Astuti dkk, 2014).

Dari hasil uji viabilitas Rhizobacteri indigenous Merapi, didapatkan populasi Rhizobacteri sebesar 8,45 x 108 CFU/ml, sehingga bisa dilanjutkan untuk aplikasi.

c. Inokulum Rhizobium sp.

Inokulum Rhizobium sp. yang digunakan adalah inokulum komersial dagang Legin. Legin merupakan pupuk bio-hayati yang bermanfaat dalam meningkatkan penyediaan Nitrogen bagi tanaman melalui pengikatan N udara oleh Rhizobium sp., memperbaiki kesuburan dan keseimbangan hara dalam tanah. Dosis pemberian Legin untuk benih kedelai adalah 3 gram/1 kg benih (Ramadhani, 2015).

2. Tahap aplikasi inokulum dan uji efektifitasnya terhadap pertumbuhan kedelai

a. Pembuatan Naungan

Pemberian naungan di lahan perlu dilakukan mengingat tanaman kedelai tidak suka terhadap banyak air sementara penelitian dilakukan ketika musim penghujan serta pemberian air harus sama. Naungan dibuat dengan bambu dan dilapisi plastik PE pada bagian atapnya.

b. Penyiapan media tanam dan pemupukan dasar

Penyiapan media tanam (lampiran 13.w dan 13.x) dilakukan 2 minggu sebelum penanaman dengan mengering anginkan tanah terlebih dahulu kemudian dibersihkan dan mengisi polibag dengan tanah pasir pantai 7,5 kg

dan pupuk kandang sebanyak 70,75 gram (perhitungan terlampir pada lampiran 6). Kemudian seluruh polibag diberi air hingga kapasitas lapang. Penghitungan kebutuhan air kapasitas lapang terlampir pada lampiran 7.

c. Uji perkecambahan

Pengujian dilakukan dengan cara mengambil 100 benih setiap varietas secara acak kemudian benih disemai pada petridish yang sudah diberikan kapas atau kertas saring yang telah dibasahi (lampiran 13.d). Pengujian dilakukan 3 kali ulangan dan diamati selama 7 hari. Rumus daya kecambah (DK):

DK=_{jumlah biji yang dikecambahkan}jumlah biji berkecambah x 100%

Dari hasil uji perkecambahan didapatkan daya berkecambah varietas Grobogan sebesar 98%, varietas Detam-1 sebesar 81,6% dan varietas Petek sebesar 93,3%.

d. Aplikasi inokulum pada berbagai varietas sesuai perlakuan

Kebutuhan benih varietas Grobogan 30,24 gram, varietas Detam-1 24,93 gram dan varietas Petek 13,94 gram (penghitungan kebutuhan benih terlampir pada lampiran 8).

i. Aplikasi Rhizobacteri indigenous Merapi (lampiran 13.y), dilakukan dengan merendam benih pada starter campuran sebelum tanam selama 10 menit, dilanjutkan dengan aplikasi inokulum Rhizobium.

ii. Aplikasi inokulum Rhizobium sp. (lampiran 13.z), dengan cara mencampur dengan Legin dengan dosis 3 gram/kg benih hingga merata setelah direndam dengan Rhizobacteri. Untuk benih varietas Grobogan

22,68 gram diberi Legin 0,07 gram, varietas Detam-1 18,69 gram diberi Legin 0,03 gram dan varietas Petek 10,44 gram diberi Legin 0,06 gram (penghitungan terlampir pada lampiran 10). Kemudian dikering anginkan, lalu benih ditanam pada lubang tanam (masing-masing 2 benih) yang sebelumnya telah diinokulasi mikoriza.

iii. Aplikasi crude inokulum mikoriza (lampiran 13.aa) dengan cara memasukkan crude mikoriza sebanyak 80 gram/polibag ke dalam lubang tanam sebelum dilakukan penanaman. Kebutuhan crude

mikoriza adalah 10.080 gram (penghitungan terlampir pada lampiran 9).

e. Penanaman

Penanaman dilakukan dengan cara tanam 2 benih dalam 1 lubang untuk mengurangi resiko jika ada tanaman yang tidak tumbuh. Cara aplikasi dan penanaman yaitu pertama inokulasi Rhizobacteri kemudian inokulum

Rhizobium sp. pada benih, kemudian inokulasi mikoriza pada lubang tanam. Penanaman dilakukan dengan cara membuat lubang tanam yang ada di polibag (lay out penanaman terlampir pada lampiran 4). Pada saat penanaman juga dilakukan pemupukan yang pertama (penghitungan terlampir pada lampiran 6).

3. Tahap pemeliharaan tanaman

Pemeliharaan tanaman yang dilakukan yakni penyiraman, penyiangan, pemupukan dan pengendalian hama dan penyakit.

a. Penyiraman

Penyiraman kapastitas lapang dilakukan setelah pemupukan dasar dengan pupuk kandang 7 hari sebelum tanam dan sehari sebelum tanam. Penghitungan kebutuhan air pada kondisi kapasitas lapang terlampir pada lampiran 7. Setelah penanaman, penyiraman dilakukan sesuai kebutuhan (kelembaban tanah rendah) dan volume penyiraman diusahakan sama.

b. Pemupukan susulan

Pemupukan (lampiran 13.ab) dilakukan 2 kali yakni pada saat penanaman (Urea 0,12 g; SP-36 0,18 g; dan KCl 0,23 g) dan 2 minggu setelah tanam yakni Urea 0,12 (penghitungan dosis pemupukan terlampir pada lampiran 6) dengan cara

ring placement.

c. Penyiangan

Penyiangan gulma dilakukan setiap ada tumbuhan yang tidak dikehendaki tumbuh. Pengendalian gulma dilakukan secara manual, yakni dengan cara mencabut langsung karena area tanam yang tidak terlalu luas.

d. Pengendalian hama dan penyakit

Pengendalian hama belalang, ulat daun dengan menggunakan pestisida sistemik dan penyakit yang disebabkan oleh cendawan, pengendalian dengan fungisida kontak dan sistemik (lampiran 13.ac).

4. Tahap kelima: panen dan pengamatan

Kedelai dipanen setelah sebagian besar daun sudah menguning, buah mulai berubah warna dari hijau menjadi kuning kecoklatan, atau polong sudah kelihatan tua, batang berwarna kuning agak coklat. Kedelai dipanen secara bertahap sesuai

dengan masak morfologis tanaman. Setelah dipanen, kemudian kedelai dikering mataharikan hingga kering.

E. Variabel Pengamatan

Dalam penelitian ini variabel pengamatan yang diamati meliputi pertumbuhan bakteri, pertumbuhan vegetatif dan generatif. Pengamatan parameter pertumbuhan dan hasil tanaman dilakukan mulai dari minggu pertama hingga minggu ke 6 setelah tanam.

1. Viabilitas total Rhizobacteri indigenous Merapi pada starter

Pengamatan dilakukan pada starter campuran isolat MB dan MD sebelum tanam dengan cara mengambil 1 ml starter campuran, kemudian dimasukkan pada botol suntik (10-2; 10-4; 10-6) dan 2 tabung reaksi (10-7;10-8), sehingga didapat seri pengenceran hingga 10-8. Setiap 0,1 ml pada seri 10-6;10-7;10-8 diinokulasikan dengan metode permukaan atau surface platting method dan setiap seri pengenceran yang diujikan (10-7;10-8;10-9) dengan seri pengenceran 10-7; 10-8; 10

-9 _{sebanyak 3 kali ulangan. Dinamika Rhizobacteri indigenous Merapi didasarkan}

pada populasi koloni bakteri dengan menggunakan metode TPC (Total Plate Count), dengan syarat:

i. Jumlah koloni tiap cawan petri antara 30 – 300 koloni

ii. Tidak ada koloni yang menutup lebih besar dari setengah luas cawan petri

(Spreader)

iii. Perbandingan jumlah koloni dari pengenceran yang berturut-turut antara pengenceran yang lebih besar dengan pengenceran sebelumnya. Jika sama

atau lebih kecil dari 2 maka hasilnya dirata-rata, dan jika lebih besar dari 2 maka yang dipakai adalah jumlah koloni dari hasil pengenceran sebelumnya iv. Jika dengan ulangan setelah memenuhi syarat hasilnya dirata-rata

(Agung_Astuti dkk., 2014).

2. Pengamatan Pertumbuhan Tanaman a. Tinggi tanaman (cm)

Tinggi tanaman sampel diukur dari permukaan tanah sampai dengan titik tumbuh tanaman. Alat yang digunakan adalah penggaris atau meteran dengan satuan cm. Pengamatan dilakukan setiap minggu hingga masa vegetatif maksimal dimulai satu minggu setelah tanam.

b. Jumlah daun

Jumlah daun dihitung untuk menentukan tingkat kemampuan tanaman untuk berfotosintesis. Pengamatan dilakukan setiap satu minggu sekali hingga masa vegetatif maksimal dimulai satu minggu setelah tanam.

3. Pengamatan tanaman korban Minggu ke-3, ke-6 dan ke-9 a. Dinamika populasi total bakteri selama masa tanam (cfu/ml)

Pengamatan dilakukan pada minggu ke-3, 6 dan 9 setelah tanam dengan cara membuat suspensi rhizosfer tanaman dengan aquades, diencerkan pada botol suntik (10-2_{; 10}-4_{; 10}-6_{) dan 2 tabung reaksi (10}-7_;10-8_{). Setiap 0,1 ml}

pada seri 10-6;10-7;10-8 diinokulasikan dengan metode permukaan atau

surface platting method dan setiap seri pengenceran yang diujikan (10-7;10

-8_;10-9_{) dengan seri pengenceran 10}-7_{; 10}-8_{; 10}-9 _{sebanyak 3 kali ulangan.}

bakteri dengan menggunakan metode TPC (Total Plate Count), dengan syarat:

i. Jumlah koloni tiap cawan petri antara 30 – 300 koloni

ii. Tidak ada koloni yang menutup lebih besar dari setengah luas cawan petri (Spreader)

iii. Perbandingan jumlah koloni dari pengenceran yang berturut-turut antara pengenceran yang lebih besar dengan pengenceran sebelumnya. Jika sama atau lebih kecil dari 2 maka hasilnya dirata-rata, dan jika lebih besar dari 2 maka yang dipakai adalah jumlah koloni dari hasil pengenceran sebelumnya

iv. Jika dengan ulangan setelah memenuhi syarat hasilnya dirata-rata (Agung_Astuti dkk., 2014).

b. Pengaruh inokulasi Rhizobium sp. 1. Jumlah nodul akar total

Jumlah nodul akar dihitung secara manual setelah tanaman dicabut, akar dibersihkan lalu dihitung jumlah nodul seluruhnya, baik efektif maupun tidak efektif.

2. Bobot nodul (g)

Setelah nodul dihitung, maka nodul ditimbang dengan timbangan analitik. Hasil timbangan dinyatakan dengan satuan gram.

3. Diameter nodul akar (mm)

Pengamatan ini dilakukan dengan cara mengukur diameter nodul akar dengan menggunakan jangka sorong dan dinyatakan dalam satuan mm. Caranya 20

nodul diambil secara acak, lalu diukur dengan menggunakan jangka sorong. Pengamatan dilakukan 3 kali ulangan.

4. Persentase keefektifan nodul (%)

Persentase nodul efektif dihitung dengan rumus J

� �ℎ � �� � ��� � �× % dan dinyatakan dalam satuan persen.

Caranya 20 nodul diambil secara acak, lalu dipotong dengan cutter, dan mengamati warna nodul. Bila berwarna merah berarti efektif, dan bila berwarna hitam tidak efektif. Pengamatan dilakukan 3 kali ulangan.

c. Pengaruh inokulasi mikoriza 1. Persentase infeksi mikoriza (%)

Pengamatan infeksi mikoriza dilakukan dengan metode pengecatan Acid fuchsin yakni:

i. Mengambil sampel akar sesuai perlakuan, kemudian dibersihkan dari kotoran kemudian akar halus dipotong 0,5-1 cm sebanyak 3 x 20 potong per tanaman ii. Akar yang telah terpotong, dimasukkan ke dalam botol kecil dan direndam

dengan KOH 10% sebanyak 2 ml selama 24 jam. Setelah itu dibilas dengan air hingga bersih

iii. Kemudian akar direndam HCl 1% sebanyak 2 ml selama 1 jam. Selanjutnya dibilas dengan air hingga bersih

iv. Selanjutnya akar direndam acid fuchsin selama 5 menit

v. Setelah itu 20 potong akar diambil dan diatur di atas gelas benda dan pengamatan ditujukan pada vesikula, hifa luaran, dan arbuskula dengan mikroskop perbesaran 40-400 kali.

vi. Penghitungan persentase infeksi dilakukan dengan rumus J

� �ℎ � �� � × % dan dinyatakan dalam satuan persen.

2. Jumlah spora (spora/ml)

Penghitungan spora dilakukan pada minggu ke 9 dengan metode penyaringan basah dan dekantasi, dengan cara:

i. Tanah per perlakuan inokulum mikoriza diambil 250 gram dan dilarutkan dalam 1 liter aquades (1:4) dan biarkan hingga partikel kasar mengendap ii. Cairan (dekantasi) dituang melalui saringan kasar 90 MM/170 mesh hingga 38

MM/400 mesh

iii. Bahan yang tertahan pada saringan dipindahkan ke dalam botol dan kemudian diteteskan cairan pada haemacytometer

iv. Mengamati jumlah spora yang ada pada kotak sampel haemacytometer di bawah mikroskop dengan perbesaran 400 kali. Berikut rumus penghitungan jumlah spora:

S = _{, mm × , mm × a × f} ml

Keterangan:

S: jumlah spora (spora/ml)

a: jumlah spora yang teramati pada haemacytometer

f: faktor pengenceran

d. Proliferasi akar

Pengamatan ini bertujuan untuk mengamati percabangan perakaran tanaman kedelai. Pengamatan dilakukan pada tanaman korban pada minggu ke-3, 6 dan 9 setelah tanam. Proliferasi akar dinyatakan secara kualitatif

dengan harkat (++++) untuk perakaran yang memiliki percabangan rumit serta banyak akar horizontal dan vertikal, (+++) untuk perakaran yang memiliki percabangan akar banyak, (++) untuk perakaran yang memiliki percabangan sedang dan (+) untuk perakaran yang memiliki percabangan akar sedikit serta (-) untuk perakaran yang tidak memiliki percabangan.

e. Panjang akar (cm)

Pengukuran panjang akar tanaman menggunakan penggaris dari pangkal batang hingga ujung akar terpanjang. Pengamatan panjang akar dilakukan pada minggu ke-3, 6 dan 9 setelah tanam pada tanaman korban dan hasilnya dinyatakan dalam satuan cm.

f. Bobot segar dan kering akar (gram)

Pengamatan bobot segar akar dilakukan dengan cara mencabut tanaman korban minggu ke-3, 6 dan 9, kemudian potong bagian pangkal batang dan menimbang bagian akar yang telah dibersihkan. Selanjutnya akar dikering anginkan selama 24 jam kemudian dioven dengan temperatur 60oC hingga bobotnya konstan. Pengamatan bobot kering akar dilakukan dengan menimbang akar yang telah kering oven dengan menggunakan timbangan analitik dan dinyatakan dalam satuan gram.

g. Bobot segar dan kering tajuk (gram)

Pengamatan bobot segar tajuk dilakukan dengan cara mencabut tanaman korban minggu ke-3, 6 dan 9, kemudian potong bagian pangkal batang dan menimbang bagian tajuk. Selanjutnya tajuk dikering anginkan selama 24 jam kemudian dibungkus dengan kertas buram untuk masing-masing

perlakuan kemudian dioven dengan temperatur 60oC hingga bobotnya konstan. Pengamatan bobot kering tajuk dilakukan dengan menimbang tajuk yang telah kering oven dengan menggunakan timbangan analitik dan dinyatakan dalam satuan gram.

h. Luas daun (cm2₎

Luas daun diukur dengan menggunakan LAM (Leaf Area Meter). Daun yang akan diukur, dipotong terlebih dahulu, lalu diukur menggunakan LAM dan dinyatakan dalam satuan cm2. Pengamatan dilakukan pada minggu ke-3, 6 dan 9 setelah tanam pada tanaman korban.

4. Pengamatan Tanaman Sampel Menjelang Panen dan Setelah Panen a. Umur berbunga (HST)

Dalam menentukan umur berbunga dilakukan saat kedelai mulai mengalami pembungaan per tanaman dan dinyatakan dalam satuan HST (hari setelah tanam).

b. Jumlah polong

Polong dihitung jumlahnya per tanaman per perlakuan. Pengamatan dilakukan setelah panen.

c. Bobot kering polong (g)

Polong dijemur hingga kadar air tertentu. Pengamatan bobot kering polong dilakukan dengan menimbang polong yang telah dijemur. Pengamatan dilakukan ketika setelah panen.

d. Bobot biji per tanaman (g)

Bobot biji diamati dengan memisahkan biji dengan polong kering terlebih dahulu, kemudian menimbang biji tanaman sampel tiap unit dan dinyatakan dalam satuan gram dan dilakukan pengukuran kadar airnya. Bobot biji dikonversi pada kadar air 10% dengan menggunakan rumus sebagai berikut: Bobot biji = −��

− %� �

Keterangan:

C : bobot biji per tanaman (g) Ka : kadar air biji terukur

e. Bobot 100 biji (gram)

Pengamatan bobot 100 biji dilakukan dengan menimbang bobot biji kedelai sebanyak 100 biji kering matahari dari setiap sampel tanaman yang telah diketahui kadar airnya. Kemudian bobot dikonversikan pada kadar air 10% dengan rumus: a = −��

− %��

Keterangan:

a : bobot 100 biiji pada kadar air 10% b : bobot 100 biji pada kadar air terukur Ka : kadar air terukur

f. Hasil (ton/h)

Pengamatan ini dilakukan dengan mengkonversikan hasil bobot biji per tanaman pada kadar air 10% pada ton/h dengan rumus :

H = � �� Keterangan:

H : hasil kedelai/ha pada kadar air 10% (ton/h) A : luas lahan dalam satuan ha (10.000 m2₎

B : jarak tanam (m2)

F. Analisis Data

Data hasil pengamatan secara periodik disajikan dalam bentuk grafik dan histogram, sedangkan hasil akhir dianalisis dengan menggunakan sidik ragam (Analisis of Variance) pada tingkat α 5%. Untuk perlakuan yang berbeda nyata

36

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

Berdasarkan hasil analisis, tiga varietas tanaman kedelai memiliki respon yang berbeda-beda atas inokulasi macam inokulum. Komponen pengamatan pengaruh inokulum terhadap pertumbuhan dan hasil tiga varietas kedelai terdiri dari pengamatan nodulasi sebagai pengaruh inokulasi Rhizobium sp., pengaruh inokulasi mikoriza, dinamika populasi Rhizobacteri indigenous Merapi, pertumbuhan perakaran kedelai, pertumbuhan tanaman kedelai dan komponen hasil.

A. Pengaruh Inokulasi Rhizobium sp.

Nitrogen termasuk unsur yang paling berperan bagi pertumbuhan tanaman, namun lahan marjinal pasir pantai memiliki ketersediaan N tergolong rendah. Inokulasi Rhizobium sp. dilakukan sebagai teknologi penambatan N secara biologis untuk memenuhi kebutuhan N tanaman kedelai. Interaksi Rhizobium sp. dengan tanaman kedelai akan membentuk organ baru yang disebut dengan nodul akar, dimana Rhizobium sp. bersatu secara intraseluler ke dalam inang dan menambat Nitrogen dari atmosfer untuk digunakan oleh tanaman inang (Armiadi, 2009).

Untuk mengetahui pengaruh inokulasi Rhizobium sp. ke tanaman, maka dapat dilihat dari aktivitas nodulasi tanaman. Aktivitas nodulasi akibat inokulasi

Rhizobium sp., dapat dilihat dari jumlah nodul total, persentase nodul efektif, bobot nodul dan diameter nodul. Rerata komponen pengamatan pengaruh

inokulasi Rhizobium sp. terhadap nodulasi kedelai pada minggu ke-9 disajikan pada tabel 1.

Tabel 1. Rerata jumlah nodul total per tanaman, persentase nodul efektif, bobot nodul dan diameter nodul pada minggu ke-9

Perlakuan

Jumlah nodul total per tanaman

(buah)* Nodul efektif (%)*** Bobot nodul (gram)* Diameter nodul (mm)* Macam inokulum:

Rhizobium sp.- mikoriza

8,76 a 65,42 a 0,38 a 3,74 a

Rhizobium

sp.-Rhizobacteri

2,78 a 37,78 a 0,05 b 1,59 a

Rhizobium sp.- mikoriza-Rhizobacteri

2,56 a 49,17 a 0,12 b 2,46 a Tanpa Inokulum

(kontrol)

1,78 a 20,83 a 0,15 b 1,22 a

Varietas:

Grobogan 6,42 p 49,17 p 0,31 p 2,86 p

Detam-1 4,08 p 31,11 p 0,14 p 1,72 p

Petek 1,33 p 49,62 p 0,08 p 2,18 p

Interaksi (-) (-) (-) (-)

Keterangan: angka yang diikuti huruf yang sama menunjukkan tidak ada beda nyata berdasarkan uji F taraf α 5% dan uji DMRT

(-) menunjukkan tidak ada interaksi antar perlakuan * data ditransformasi akar

*** data ditransformasi arc sin dan akar

1. Jumlah Nodul Total

Jumlah nodul merupakan indikator keberhasilan inokulasi inokulum

Rhizobium sp. dan digunakan untuk menilai pengaruhnya terhadap pertumbuhan dan hasil tanaman kedelai. Semakin banyak nodul yang terbentuk, semakin banyak N2 yang terfiksasi dan N yang dihasilkan, sehingga kandungan klorofil pada daun

akan meningkat dan proses fotosintesis juga meningkat. Dengan demikian asimilat yang dihasilkan lebih banyak, akibatnya pertumbuhan tanaman lebih baik (Lamina, 1989 dalam Jumari, 2006; Ramdana dan Retno, 2015).

Hasil sidik ragam jumlah nodul total menunjukkan bahwa tidak ada saling pengaruh antara macam inokulum dengan varietas kedelai. Perlakuan varietas dan

macam inokulum berpengaruh sama terhadap jumlah nodul total pada minggu ke-9 (lampiran 12.a). Terbentuknya nodul akar mengindikasikan bahwa inokulum

Rhizobium sp. yang digunakan memiliki kesesuaian strain dengan tanaman inangnya. Pada minggu ke-9, inokulasi mikoriza maupun Rhizobacteri sp. tidak mempengaruhi jumlah nodul sedangkan pada minggu ke-3 hingga ke-6 inokulasi

Rhizobium sp.-mikoriza mampu meningkatkan jumlah nodul. Berdasarkan penelitian ini, diperoleh informasi bahwa inokulasi mikoriza-Rhizobium dapat mempercepat pembentukan nodul di tanah pasir pantai. Sedangkan macam varietas tidak mempengaruhi pembentukan nodul secara signifikan karena masing-masing varietas memiliki respon yang sama terhadap inokulasi Rhizobium sp. Artinya spesies Rhizobium sp. tersebut efektif dengan tanaman kedelai secara umum (Ramdana dan Retno, 2015). Perkembangan pembentukan nodul akar selama 9 minggu ditunjukkan pada gambar 1.

(a) (b)

Gambar 1. Jumlah nodul total (a) faktor inokulum (b) faktor varietas Keterangan:

A = Rhizobium sp.- mikoriza P = varietas Grobogan B = Rhizobium sp.-Rhizobacteri Q = varietas Detam-1 C = Rhizobium sp.-mikoriza-Rhizobacteri R = varietas Petek D = Tanpa inokulum

0 2 4 6 8 10

0 3 6 9

Ju m lah n o d u l to tal (b u ah ) Minggu ke-A B C D 0 1 2 3 4 5 6 7

0 3 6 9

Ju m lah n o d u l to tal (b u ah ) Minggu ke-P Q R

8

Adanya interaksi antara Rhizobium sp.- mikoriza dengan varietas Petek yang serasi maka menyebabkan unsur hara dapat terserap dengan baik dan terakumulasinya fotosintat di dalam akar yang tinggi, sehingga menyebabkan bobot segar dan bobot kering akar meningkat. Hal ini didukung oleh jumlah daun dan luas daun yang tinggi pada varietas Petek. Faktor yang mempengaruhi laju fotosintesis adalah genetik dan serapan nutrisi pendukung dari tanah (Gardner dkk., 1991).

Pertumbuhan Tanaman

Parameter pertumbuhan tanaman dapat dilihat pada tabel 6. Hampir seluruh parameter pertumbuhan tanaman lebih dipengaruhi oleh varietas kecuali bobot segar dan bobot kering tajuk. Varietas mempengaruhi tinggi tanaman (Wayan dkk., 2011; Rosi dan Santi, 2012), jumlah daun (Wayan dkk., 2011), dan umur berbunga (Anna, 2015; Rosi dan Santi, 2012). Menurut Suhartina (2005), Varietas Detam-1 memiliki karakteristik lebih tinggi dibandingkan varietas Grobogan dan Petek. Artinya, gen setiap varietas akan memunculkan sifat atau karakteristik yang berbeda. Setiap varietas memiliki kemampuan yang berbeda dalam menyerap unsur hara, sehingga menyebabkan jumlah daun dan luas daun yang berbeda (Yutono, 1988 dalam Farida, 2004). Selain itu juga Gardner dkk. (1991) mengemukakan bahwa masing-masing varietas memiliki laju fotosintesis yang berbeda. Sedangkan umur berbunga kedelai dipengaruhi oleh genetik, panjang hari dan temperatur (Suyamto dan Musalamah, 2010).

Tabel 6. Rerata tinggi tanaman, jumlah daun, bobot segar tajuk, bobot kering tajuk minggu ke-9 dan umur berbunga tanaman

Perlakuan Tinggi

tanaman (cm)

Jumlah daun (helai)

Bobot segar tajuk (g)*

Bobot kering tajuk (g)*

Umur berbunga

(hst) Macam inokulum:

Rhizobium sp.- mikoriza 45,51 a 35,31 a 66,97 a 14,83 a 33,30 a Rhizobium sp.-Rhizobacteri 43,34 a 22,56 a 49,02 a 10,27 a 35,89 a Rhizobium sp.-mikoriza

Rhizobacteri

41,64 a 23,19 a 47,87 a 10,15 a 35,81 a Tanpa inokulum 42,31 a 31,33 a 68,23 a 15,34 a 35,11 a Varietas:

Grobogan 36,38 q 15,86 q 44,90 p 10,84 p 28,92 r

Detam-1 46,58 p 26,88 q 56,33 p 11,01 p 33,11 q

Petek 46,64 p 41,56 p 72,84 p 16,08 p 46,06 p

Interaksi (-) (-) (-) (-) (-)

Keterangan: angka yang diikuti huruf yang sama menunjukkan tidak ada beda nyata berdasarkan uji F taraf α 5% dan uji DMRT

(-) menunjukkan tidak ada interaksi antar perlakuan * data ditransformasi akar

Luas daun saling dipengaruhi oleh macam varietas dan macam inokulum. rerata luas daun minggu ke-9 disajikan pada tabel 7. Varietas Petek yang dikombinasikan dengan Rhizobium sp.- mikoriza memiliki luas daun yang nyata lebih tinggi. Setiap varietas memiliki kemampuan yang berbeda dalam menyerap unsur hara,

9

sehingga menyebabkan luas daun yang berbeda (Yutono, 1988 dalam Farida, 2004) sedangkan ketersediaan unsur hara dibantu oleh inokulum yang sesuai.

Tabel 7. Rerata luas daun pada minggu ke-9 (cm2)* Perlakuan Rhizobium

sp.- mikoriza

Rhizobium sp.-Rhizobacteri

Rhizobium sp.- mikoriza-Rhizobacteri

Tanpa inokulum

Rata-rata

Grobogan 744,00 d 699,33 d 720,33 d 465,33 d 657,25 Detam-1 837,00 cd 1347,00 bcd 854,33 cd 1938,67 abc 1244,25 Petek 2779,67 a 1066,67 cd 1190,33 cd 2383,33 ab 1855,00 Rata-rata 1453,56 1037,67 921,67 1595,78 (+) Keterangan: angka yang diikuti huruf yang sama menunjukkan tidak ada beda nyata berdasarkan uji F taraf α 5% dan uji DMRT

(+) menunjukkan ada interaksi antar perlakuan * data ditransformasi akar

Macam inokulum tidak mempengaruhi bobot segar dan kering tajuk karena terdapatnya mikoriza indigenous yang mengkolonisasi seluruh perlakuan. Mikoriza pada budidaya kedelai di lahan pasir pantai, dapat menambah kandungan Nitrogen dalam tanah dan untuk menjaga kelengasan dalam perakaran (Gunawan, 2014). Fotosintesis tidak hanya memerlukan jumlah daun yang banyak dan luas daun yang tinggi namun juga perlu asupan nutrisi atau hara dari tanah.

Komponen Hasil

Produktivitas suatu tanaman merupakan tujuan akhir dari kegiatan budidaya, termasuk budidaya tanaman kedelai. Berikut rerata komponen hasil kedelai.

Tabel 8. Rerata jumlah polong per tanaman, persentase polong berisi, bobot kering polong per tanaman dan bobot 100 biji

Perlakuan Jumlah

polong per tanaman

(buah)*

Persentase polong

berisi (%)*

Bobot kering polong per

tanaman (gram)*

Bobot 100 biji (gram) Macam inokulum:

Rhizobium sp.- mikoriza 128,83 a 24,93 a 11,64 a 4,75 a Rhizobium sp.-Rhizobacteri 142,75 a 26,97 a 12,59 a 5,19 a Rhizobium sp.-

mikoriza-Rhizobacteri

115,50 a 15,51 a 10,94 a 4,57 a Tanpa Inokulum (kontrol) 128,44 a 18,49 a 10,14 a 4,51 a Varietas:

Grobogan 45,62 r 6,72 q 7,06 r 5,51 p

Detam-1 127,40 q 19,27 pq 15,78 p 4,49 p

Petek 213,63 p 38,43 p 11,14 q 4,26 p

Interaksi (-) (-) (-) (-)

Keterangan: angka yang diikuti huruf yang sama menunjukkan tidak ada beda nyata berdasarkan uji F taraf α 5% dan uji DMRT

(-) menunjukkan tidak ada interaksi antar perlakuan * data ditransformasi akar

10

Varietas mempengaruhi jumlah polong total (Yudhy dan Inoriah, 2009), persentase polong berisi, dan bobot kering polong. Perlakuan Rhizobium sp.-Rhizobacteri cenderung memiliki hasil yang yang terbaik pada variabel jumlah polong total, bobot kering polong, bobot biji dan bobot 100 biji. Memang beberapa jenis bakteri PGPR dilaporkan dapat bekerja sama dengan baik bahkan inokulasi keduanya dapat meningkatkan nodulasi dan serapan N tanaman legum (Figueiredo et. al., 2011). Varietas Petek memiliki jumlah polong total dan persentase polong berisi tertinggi, varietas Detam-1 memiliki bobot kering polong tertinggi dan varietas Grobogan cenderung memiliki bobot 100 biji tertinggi. Varietas mempengaruhi serapan unsur hara, termasuk unsur P (Yudhy dan Inoriah, 2009) yang berperan dalam pembentukan biji (Gardner dkk., 1991). Perbedaan gen pada masing-masing varietas juga menyebabkan tingkat adaptasi yang berbeda terhadap lingkungan atau faktor eksternal (Yudhy dan Inoriah, 2009).

Tabel 9. Rerata bobot biji per tanaman dan hasil

Perlakuan Bobot biji per

tanaman (g)*

Hasil (ton/h)*

Grobogan-Rhizobium sp.- mikoriza 0,74 b 0,33 b

Grobogan- Rhizobium sp.-Rhizobacteri 2,01 b 0,89 b

Grobogan- Rhizobium sp.- mikoriza-Rhizobacteri 1,86 b 0,83 b

Grobogan-tanpa inokulum 0,44 b 0,19 b

Detam-1- Rhizobium sp,- mikoriza 1,26 b 0,56 b

Detam-1- Rhizobium sp.-Rhizobacteri 2,91 b 1,29 b

Detam-1- Rhizobium sp.- mikoriza-Rhizobacteri 1,41 b 0,63 b

Detam-1- tanpa inokulum 2,95 b 1,31 b

Petek- Rhizobium sp,- mikoriza 13,43 a 5,97 a

Petek- Rhizobium sp.-Rhizobacteri 10,47 a 4,65 a Petek- Rhizobium sp.- mikoriza-Rhizobacteri 2,91 b 1,29 b

Petek- tanpa inokulum 4,41 b 1,96 b

Interaksi (+) (+)

Keterangan: angka yang diikuti huruf yang sama menunjukkan tidak ada beda nyata berdasarkan uji F taraf α 5% dan uji DMRT

(+) menunjukkan ada interaksi antar perlakuan * data ditransformasi akar

Varietas Petek yang dikombinasikan dengan Rhizobium sp.- mikoriza dan Rhizobium sp.-Rhizobacteri memiliki bobot biji per tanaman dan hasil yang nyata lebih tinggi. Inokulasi ganda Rhizobium sp.- mikoriza atau Rhizobium sp.-Rhizobacteri lebih baik jika dibandingkan dengan inokulasi ketiganya. Bobot biji per tanaman dan hasil didukung oleh panjangnya akar, besarnya bobot segar dan bobot kering akar akibat penambahan inokulum. Dengan semakin panjang dan semakin rumitnya akar, maka luas serapan air atau unsur hara akan lebih besar (Lakitan, 2007). Dengan tersedianya nutrisi dari inokulum dan dikombinasikan dengan jumlah daun daun luas daun yang berbeda pada masing-masing varietas untuk berfotosintesis, sehingga keduanya mempengaruhi pengisian biji yang menyebabkan bobot biji dan hasil meningkat. Selain itu setiap varietas memiliki adaptasi yang berbeda terhadap lingkungan (Yudhy dan Inoriah, 2009), artinya varietas Petek lebih adaptif terhadap media tanam pasir pantai. Varietas Petek termasuk varietas yang cukup tahan cekaman kekeringan (Sri. dkk., 2015).

11

Varietas yang adaptif dan dikombinasikan dengan perakaran yang baik sehingga keduanya dapat mempengaruhi bobot biji per tanaman dan hasil.

KESIMPULAN

Rhizobium sp.- mikoriza nyata meningkatkan pertumbuhan akar, luas daun, bobot biji per tanaman dan hasil kedelai varietas Petek. Asosiasi inokulum Rhizobium sp.,-mikoriza nyata meningkatkan bobot nodul sedangkan macam varietas berpengaruh nyata terhadap tinggi tanaman, jumlah daun, umur berbunga, jumlah polong per tanaman, persentase polong berisi, dan bobot kering polong per tanaman. Rhizobium sp.-mikoriza dan Rhizobium sp-Rhizobacteri indigenous Merapi pada varietas Petek merupakan asosiasi yang sesuai untuk pengembangan kedelai di tanah pasir pantai. SARAN

Untuk petani lahan pasir pantai, lebih baik menanam kedelai varietas Petek yang diinokulasi dengan Rhizobium sp.-mikoriza dengan pemupukan P susulan. Penanaman kedelai di lahan pasir pantai secara tumpang sari atau tumpang gilir dengan tanaman jagung. Penelitian aplikasi inokulum pada varietas Petek di lahan pasir pantai secara langsung dengan penambahan tanah liat serta imbangan pupuk P dan pupuk kandang. DAFTAR PUSTAKA

Adetama, D. S. 2011. Analisis Permintaan Kedelai. Fakultas Ekonomi Universitas Indonesia. Jakarta. 14 hal.

Agung _Astuti. 2012. Isolasi Rhizobacteri indigenous Lahan Pasir Vulkanik Merapi Yang Tahan Terhadap Cekaman Kekeringan. Laporan Penelitian. Tidak dipublikasikan.

Anna E., Diana S. H. dan Isman N. 2015. Respon Morfologis dan Fisiologis Beberapa Varietas Kedelai (Glycine max (L.) Merril) di Tanah Masam. Jurnal Online Agroekoteknologi. 3 (II): 507-514.

Arie. 2013. Angan Swasembada Pangan.

http://www.kompasiana.com/ariefebstyo/angan-swasembada-pangan_552995c8f17e614a0ad623a8. Diakses 10 Juli 2015.

Ayu M., Rosmayanti dan Luthfi A. M. 2013. Pertumbuhan dan Produksi Beberapa Varietas Kedelai terhadap Inokulasi Bradyrhizobium. Jurnal Online Agroteknologi. 1(2):15-23.

Balitkabi. 2008. Deskripsi Varietas Unggul Kacang-kacangan dan Umbi-umbian. Balai Penelitian Tanaman Kacang-kacangan dan Umbi-umbian, Malang.171 hal. BPS. 2015. Produksi Kedelai. http://BPS.go.id. Diakses 2 Juni 2015.

Erliana G, Sri S. A. dan Sri W. 2009. Varietas Unggul Kedelai Untuk Bahan Baku Industri Pangan. Jurnal Litbang Pertanian. 28 (3):79-87.

Farida K. 2004. Pengaruh Inokulasi Rhizobium – CMA terhadap Pertumbuhan dan Hasil Dua Varietas Kedelai pada Tanah Entisol. Skripsi Fakultas Pertanian UMY. Yogyakarta.

Figueiredo, M., Ademir S., Helio A. and Mario de A. 2011. Biodiversity and The Potential of PGPR: Plant-Microorganism Interactions in Microbial Ecology of Tropical Soils. Nova Science Publisher. Inc. New York. p.332.

12

Gardner, F. P., R. Brent P. dan Roger L. M. 1991. Fisiologi Tanaman Budidaya. UI Press. Jakarta. 428 hal.

Gunawan B. 2014. Manajemen Sumberdaya Lahan. Lembaga Penelitian, Publikasi dan Pengabdian Masyarakat Universitas Muhammadiyah Yogyakarta. Yogyakarta. Hal. 147-160.

Lakitan, B. 2007. Dasar – Dasar Fisiologi Tumbuhan. PT. Raja Grafindo Persada. Jakarta

Lilik U. 2005. Pengaruh Inokulasi Rhizobium-VAM dan Bahan Organik Terhadap Pertumbuhan dan Hasil Tanaman Kedelai di Lahan Pasir Pantai. Jurnal Agr-UMY. XIII (1): 20-31.

Marcia F., Ademir S., Helio A and Mario A. 2011. Biodiversity and The Potential of PGPR: Plant-microorganism Interactions. Nova Scince Publisher, Inc. New York. p.332.

Muhamad H. R., Agung_Astuti dan Haryono. 2014. Pengujian Toleransi Terhadap Cekaman Kekeringan pada Berbagai Varietas Padi yang Diinokulasi Rhizobacteri indigenous Merapi. http://thesis.umy.ac.id/datapublik/t34775.pdf. Diakses 10 Juli 2015. Hal. 4-10.

Nasih W. Y. 2009. Membangun Kesuburan Tanah di Lahan Marginal. Jurnal Ilmu Tanah dan Lingkungan. IX (2):137-141.

Nike-Triwahyuningsih, Agung_Astuti, Lilik U., Bambang H. I., Budiyono dan F. Khusna. 2004. Aktivitas Nodulasi pada Kedelai Edamame dan Wilis pada Perlakuan Inokulasi Ganda Rhizobium-Cendawan Mikoriza Arbuskula di Tanah Entisol Berkapur. Jurnal AgrUMY XII (2):65-78.

Ngadiman, Sri W., Triwibowo Y. dan Marta R. T. 2014. Peranan Inokulasi Ganda Rhizobia Pemnodul Akar dan Rhizobacteri Osmotoleran terhadap Pertumbuhan Tanaman Kedelai dalam Kondisi Cekaman Kekeringan.

http://opac.lib.ugm.ac.id/index.php?mod=penelitian_detail&sub=PenelitianDetai l&act=view&typ=html&buku_id=428551&obyek_id=4. Diakses 11 Juli 2015. Rahmat R. dan Yuyun Y. 1996. Kedelai, Budidaya dan Pasca Panen. Kanisius.

Yogyakarta. Hal. 12.

Ramdana S. dan Retno P. 2015. Rhizobium: Pemanfaatannya sebagai Bakteri Penambat Nitrogen. Info Teknis EBONI 12 (1):51-64.

Rosi W. dan Santi D. A. 2012. Tanggap Beberapa Varietas Kedelai terhadap Pemberian Pupuk Organik Cair Bio P 2000Z. Prosiding Seminar Nasional. Purwokerto. Sri S., Didik I., Putu S. dan Jaka W. 2015. Kebutuhan Air, Efisiensi Penggunaan Air

dan Ketahanan Kekeringan Kultivar Kedelai. Agritech 35 (1):114-120.

Suhartina. 2005. Deskripsi Varietas Unggul Kacang-kacangan dan Umbi-umbian. Balai Penelitian Tanaman Kacang-kacangan dan Umbi-umbian. Malang. 154 hal. Suyamto dan Musalamah. 2010. Kemampuan Berbunga, Tingkat Keguguran Bunga dan

13

Sylvia, David M., Jeffry J. M., Peter G. H. and David A. Z. 2005. Principles and Applictions of Soil Microbiology. Pearson Education Inc., Upper Saddle River. New Jersey. 640 p.

Tutik N., Kristanti I. P. dan Dini E. 2016. Isolasi Mikoriza Vesikular Arbuskular pada Lahan Kering di Jawa Timur. http://personal.its.ac.id/files/pub/5146-tutiknurhidayatissi-EDITING%20KE%202%20ISOLASI.doc. Diakses 18 Mei 2016.

Wayan W., Ari A. dan Nihla F. 2011. Respon Berbagai Varietas Kedelai (Glycine max (L.) Merril) terhadap Sterilisasi Tanah dan Inokulasi dengan Mikoriza Arbuskular. Agroteksos. 21 (I): 19-28.

Xie, Zhi-Ping, Christian S., Horst V., Andreas W., Said J., William J. B., Regina V. and Thomas B. 1995. Rhizobial Nodulation Factors Stimulate Mycorrhizal Colonization of Nodulating and Nonnodulating Soybeans. Plant Physiol. 108:1519-1525.

Yudhy H. B. dan E. Inoriah. 2009. Dampak Inokulasi Ganda Cendawan Mikoriza Arbuskula dan Rhizobium Indigenous pada Tiga Genotipe Kedelai di Tanah Ultisol. Akta Agrosia. 12(2):155-166.