37 Tabel 4 Pengaruh berbagai perlakuan P terhadap serapan hara tanaman uji
Tanaman Perlakuan
mg P
2
O
5
Rataan BK
tanaman P
Jar Serapan P
mgtan N
Jar Serapan N
mgtan K
Jar Serapan K
mgtan Z. mays
60 - Penicillium sp. 0.85
0.32
ab
2.71 1.73
b
14.63 3.92
b
33.14
ab
0 + Penicillium sp. 0.66
0.07
a
0.46 1.26
a
8.33 3.69
a
24.39 30 + Penicillium sp.
a
1.07 0.20
b
2.15 1.58
b
16.95 3.48
b
37.34 60 + Penicillium sp.
b
1.55 0.24
c
3.72 1.72
c
26.64 3.71
c
57.47
S. selanica
c
60 - Penicillium sp. 0.53
0.11
a
0.59 1.01
ab
5.38 0.78
ab
4.16
a
0 + Penicillium sp. 0.47
0.08
a
0.38 0.84
a
3.96 0.96
a
4.53 30 + Penicillium sp.
a
0.57 0.11
a
0.63 1.15
b
6.60 0.73
bc
4.19 60 + Penicillium sp.
a
0.82 0.15
b
1.23 1.02
c
8.34 1.19
c
9.73
b
Ket: Angka dalam kolom yang sama pada masing-masing kelompok dan diikuti huruf yang sama tidak berbeda nyata berdasarkan uji jarak berganda
Duncan, P0.05. BK= bobot kering; Jar = jaringan; tan = tanaman.
4.1.7 Viabilitas Endosimbion
Delapan minggu setelah inokulasi Penicillium sp., endosimbion berhasil diisolasi kembali dari akar tanaman Z. mays dan S. selanica dan dapat tumbuh
dengan baik pada media PDA. Penicillium sp. hasil reisolasi dari akar S. selanica bercampur dengan DSE dan sulit untuk dipisahkan. Pemisahan koloni dilakukan
dengan cara pengenceran bertingkat. Hasil reisolasi dapat dilihat pada Gambar 16. Gambar 16 Reisolasi Penicillium sp. dari akar tanaman uji 8 minggu setelah
inokulasi, a dari akar Z. mays dan b S. selanica. a
a Penicillium sp.
DSE Penicillium sp.
38
4.2 Pembahasan
Aspergillus dan Penicillium koleksi IPBCC yang berasal dari serasah hutan dipterocarp dapat membentuk zona bening di sekitar koloni pada media agar
Pikovskaya. Hal ini mengindikasikan bahwa isolat-isolat tersebut memiliki kemampuan untuk melarutkan TCP secara in vitro. Aspergillus sp. IPBCC.09.619
dan Penicillium sp. IPBCC.09.620 merupakan dua isolat yang memiliki indeks kelarutan fosfat tertinggi, yaitu berturut-turut sebesar 0.35 1 hsi dan 0.69 4 hsi
sehingga berpotensi untuk digunakan sebagai cendawan pelarut fosfat. Kedua isolat ini diinokulasikan pada akar kecambah Z. mays dan S. selanica untuk
dianalisis kemampuan pembentukan endosimbionnya. Aspergillus dan Penicillium telah dilaporkan mampu melarutkan fosfat dan berpengaruh terhadap
pertumbuhan tanaman Pradan Sukla 2005; Richa et al. 2007; Yadaf et al. 2011, namun kemampuan simbiosisnya belum pernah dilaporkan.
Dark Septate Endophyte ditemukan pada sebagian besar kecambah S. selanica yang digunakan sebagai tanaman uji 85 dari total kecambah membawa
DSE, namun hanya sedikit sel akar yang terkolonisasi DSE pada setiap potongan akar yang diamati. Keberadaan DSE tersebut diasumsikan tidak akan mengganggu
kolonisasi cendawan pelarut fosfat dan pertumbuhan tanaman uji. Selain itu, adanya DSE dalam akar tanaman tidak menyebabkan gejala sakit pada tanaman
uji. Jumpponen et al. 1998 menyatakan bahwa DSE diduga berfungsi sebagai cendawan mutualistik yang berperan dalam pengambilan nutrisi dan air terutama
dalam kondisi lingkungan tidak menguntungkan. Kolonisasi DSE bersamaan dengan cendawan mikoriza pada suatu tanaman inang diduga membuat DSE
bertindak sebagai suatu sistem back up pada saat pertumbuhan cendawan mikoriza terhambat oleh kondisi lingkungan yang tidak menguntungkan.
Kemungkinan besar DSE yang ditemukan berasal dari cendawan tular benih seed borne fungi atau cendawan kontaminan yang masuk ke dalam biji pada saat biji
jatuh ke tanah. Pengaruh DSE terhadap inokulasi Penicillium sp. dan tanaman uji belum
diketahui dengan pasti, namun kemungkinan besar DSE bekerja secara sinergis dengan Penicillium sp. dalam meningkatkan pertumbuhan tanaman. Scervino et
al. 2009 menyatakan bahwa eksudat DSE Dreschlera sp. dapat meningkatkan
39 percabangan dan panjang hifa cendawan mikoriza Gigaspora rosea. Jumpponen
et al. 1998 menumbuhkan benih Pinus contorta di tanah glasier dengan kondisi kandungan nitrogen N rendah. Mereka menyatakan bahwa inokulasi DSE
Phialocephala fortinii dapat meningkatkan konsentrasi P pada daun dan apabila inokulasi DSE dikombinasikan dengan penambahan N, maka biomassa P.
contorta meningkat sebesar 50. Haselwandter Read 1982 juga menyatakan bahwa inokulasi dua jenis DSE dapat meningkatkan kandungan P pada daun
benih Carex firma dan C. sempervirens. Inokulasi kedua jenis DSE tersebut hanya dapat merangsang pertumbuhan C. firma. Usuki Narisawa 2007 menyatakan
bahwa DSE dapat bertindak sebagai cendawan mikoriza melalui transfer nutrisi dua arah secara in vitro.
Akar tanaman merupakan salah satu habitat alami berbagai mikroorganisme termasuk cendawan. Hubungan yang terbentuk antara tanaman dan cendawan
dapat berupa interaksi positif, negatif atau netral Atlas Barta 1998. Bentuk interaksi cendawan dengan tanaman inang dapat diketahui melalui pengamatan
respon tanaman uji terhadap inokulasi cendawan. Inokulasi Aspergillus sp. pada akar kedua tanaman uji menyebabkan kerusakan akar dan daun tanaman. Gejala
yang terlihat akibat inokulasi Aspergillus sp. pada Z. mays adalah layu daun dan busuk akar sedangkan daun S. selanica bebercak kuning dan agak keriput, akar
menjadi hitam dan mati. Adanya kerusakan jaringan tanaman inang yang disebabkan oleh inokulasi
Aspergillus sp. mengindikasikan bahwa cendawan ini bukan endosimbion akar kedua tanaman uji sehingga dapat dikatakan bahwa Aspergillus sp. adalah
cendawan patogen Z. mays dan S. selanica. Hal ini sesuai dengan definisi patogen yang dinyatakan oleh Cassadeval Pirofski 2000. Menurut definisi tersebut,
patogen adalah mikroba yang mampu menyebabkan kerusakan tubuh inang. Penicillium sp. dapat mengkolonisasi epidermis dan korteks akar Z. mays
dan S. selanica tanpa menyebabkan gejala sakit pada tanaman. Kolonisasi pada bagian empulur tidak ditemukan sampai akhir pengamatan, sehingga dapat
disimpulkan bahwa Penicillium sp. merupakan cendawan endosimbion kedua tanaman uji Saikkonen et al. 1998. Kontak awal Penicillium sp. dengan akar
kedua tanaman terjadi pada daerah akar rambut dan permukaan akar. Hal ini
40 sesuai dengan pendapat Lagopodi et al. 2002; Olivain Alabouvette 1999
bahwa Fusarium oxysporum pertama kontak dengan akar tomat juga pada bagian akar rambut.
Kolonisasi Penicillium sp. pada akar Z. mays dimulai dengan masuknya hifa ke dalam akar melalui rongga intersel epidermis. Struktur khusus penetrasi tidak
terlihat melalui teknik pewarnaan biru tripan. Namun melalui pengamatan SEM terlihat bahwa hifa menembus epidermis akar melalui struktur mirip apresorium
yang menyebabkan sel akar berlubang sehingga hifa dapat melakukan penetrasi. Kolonisasi pada akar S. selanica dimulai dengan terbentuknya tonjolan hifa pada
permukaan akar dan kemudian berkembang menjadi struktur seperti apresorium. Massa miselium yang menempel pada permukaan akar juga dapat mempenetrasi
dinding sel. Cara penetrasi Penicillium sp. pada akar Z. mays dan S. selanica berbeda, namun dapat dikategorikan ke dalam mekanisme penetrasi secara aktif,
artinya cendawan dapat secara langsung menembus sel akar tanpa pelukaan terlebih dahulu Lagopodi et al. 2002.
Setelah berada di dalam akar, hifa Penicillium sp. tumbuh secara interseluler dan mengalami kompartementasi. Hifa menonjol dan diikuti dengan terbentuknya
struktur berbentuk bulat yang semakin lama semakin membesar dan bertambah banyak. Proses ini mirip dengan kolonisasi cendawan endofit Heteroconium
chaetospira pada akar tanaman kubis Cina. Tiga minggu setelah inokulasi, hifa H. chaetospira membentuk cuping bulat tidak teratur di dalam sel epidermis tanaman
sehat dan selanjutnya terbentuk mikrosklerosia Ohki et al. 2002. Struktur bulat seperti noktah pada akar Z. mays selanjutnya membentuk
jalinan hifa renik yang memenuhi sel akar sehingga sel terlihat berwarna biru gelap setelah diwarnai dengan biru tripan. Hifa-hifa renik yang ada di dalam sel
akar akan tumbuh kembali ke arah luar membentuk struktur khas Penicillium. Struktur seperti noktah pada akar S. selanica tidak mengalami perkembangan
lebih lanjut. Struktur ini hanya terlihat bertambah panjang atau berkecambah membentuk beberapa hifa renik. Perkembangan hifa di dalam sel tanaman inang
tidak meluas menutupi seluruh sel seperti halnya pada akar Z. mays. Sampai saat ini belum ada laporan secara rinci tentang proses kolonisasi cendawan pada akar
tanaman, mulai dari kontak awal, penetrasi, perkembangan cendawan di dalam sel
41 akar, sampai hifa eksternal keluar kembali dari sel yang terkolonisasi. Oleh sebab
itu, hasil penelitian ini merupakan laporan pertama tentang proses kolonisasi cendawan endosimbiotik akar pelarut fosfat secara lengkap.
Inokulasi Penicillium sp. pada akar Z. mays menyebabkan terjadinya perubahan morfologi beberapa bagian ujung akar. Ujung akar membesar dan
bercabang dua atau tiga dan selanjutnya tidak bertambah panjang lagi. Hasil pengamatan mikroskopis menunjukkan bahwa setiap sel-sel ujung akar berisi
gulungan hifa. Perubahan morfologi akar Z. mays tersebut tidak sama dengan perubahan morfologi akar yang dikolonisasi oleh cendawan ektomikoriza yang
membentuk percabangan dikotomus Smith Read 1997. Sementara itu, inokulasi Penicillium sp. pada akar S. selanica tidak menyebabkan terjadinya
perubahan morfologi akar. Penicillium sp. tidak membentuk vesikula dan arbuskula di dalam sel akar tanaman uji sehingga tidak dapat digolongkan ke
dalam cendawan mikoriza Brundrett 2004. Inokulasi Penicillium sp. terhadap akar tanaman uji dapat meningkatkan
pertumbuhan kedua tanaman uji secara signifikan dengan pemberian 60 mg P
2
O
5
Inokulasi Penicillium sp. terhadap akar Z. mays dengan pemberian 30 mg P
tanaman kecuali untuk pertambahan tinggi tajuk S. selanica bila dibandingkan dengan tanaman kontrol tanpa inokulasi cendawan. Bobot kering
tanaman merupakan parameter tumbuh yang mengalami peningkatan paling besar pada kedua jenis tanaman uji 82 untuk Z. mays dan 54.7 untuk S. selanica.
Peningkatan respon tanaman uji yang diinokulasi Penicilium sp. pelarut fosfat ini tergolong tinggi bila dibandingkan dengan hasil penelitian lain. Reyes et al.
2002 menyatakan bahwa P. rugulosum hanya dapat meningkatkan bobot kering tanaman Z. mays sebesar 3.6-28.6. Peningkatan bobot kering tajuk tanaman
buncis yang diinokulasi P. citrinum hanya sebesar 10.7 dan bila inokulasi P. citrinum digabung dengan Aspergillus niger, bobot kering tanaman meningkat
lebih tinggi sebesar 56.8 Yadav et al. 2011. Kucey 1987 juga menyatakan bahwa P. bilaji dapat meningkatkan bobot kering gandum dan penyerapan P.
2
O
5
tanaman dapat meningkatkan tiga parameter respon tumbuh secara
signifikan bobot basah tanaman 43.3, bobot kering tanaman sebesar 26 serta panjang akar sebesar 58. Hal ini mengindikasikan bahwa inokulasi Penicillium
42 sp. terhadap tanaman Z. mays dengan pemberian P setengah dari dosis sudah
dapat memicu peningkatan pertumbuhan tanaman dan penggunaan P dapat dihemat sebesar 50. Musfal 2010 menyatakan cendawan mikoriza arbuskula
CMA juga dapat meningkatkan efisiensi pemakaian pupuk NPK sampai 50 pada tanaman jagung. Selain dapat melarutkan fosfat, cendawan juga membantu
menjangkau nutrisi yang jauh dari akar. Hifa cendawan yang berukuran jauh lebih kecil 110 dibandingkan dengan akar tanaman memberi kemudahan bagi hifa
masuk jauh sampai ke pori-pori tanah untuk menjangkau P dan air Smith et al. 2003.
Sementara itu, kolonisasi Penicillium sp. tidak memberikan pengaruh yang nyata terhadap pertumbuhan S. selanica yang diberi 30 mg P
2
O
5
Aplikasi berbagai dosis TCP terhadap tanaman uji yang diinokulasi Penicillium sp. memberi respon tumbuh berupa kurva linear. Hal ini berarti bahwa
dosis TCP yang diberikan sampai 60 mg P tanaman. Hal ini
diduga terjadi karena S. selanica merupakan tanaman tahunan yang perkembangannya lebih lambat dibandingkan dengan tanaman setahun dan karena
adanya perbedaan morfologi akar. Hal ini sesuai dengan pernyataan Marschner 1995 bahwa parameter penting yang menentukan efisiensi pengambilan P
berhubungan dengan morfologi, sifat biokimiawi dan fisiologis akar. Selain itu persentase kolonisasi Penicillium sp. pada akar S. selanica juga lebih kecil bila
dibandingkan dengan persentase kolonisasi Penicillium sp. pada akar Z. mays. Chuang et al. 2006 juga menyatakan bahwa respon tumbuh tanaman Brassica
berkorelasi positif dengan persentase kolonisasi A. niger.
2
O
5
tanaman belum mencapai titik maksimum, terutama terhadap S. selanica. Parameter bobot basah tanaman Z.
mays membentuk kurva kuadratik. Kurva pertumbuhan kuadratik ini dapat digunakan untuk memperkirakan dosis pupuk yang optimum berdasarkan
persamaan garis regresi yang diplot dengan model kuadratik. Rekomendasi pupuk dalam bentuk dosis optimum TCP mg P
2
O
5
tanaman ditentukan melalui perhitungan hasil pada saat mencapai 90 dari hasil maksimum Amisnaipa et al.
2009; Siswanto et al. 2004. Hasil analisis menunjukkan bahwa dosis maksimum untuk memperoleh bobot basah tanaman Z. mays sebesar 10.42 g adalah 56 mg
P
2
O
5
tanaman. Artinya, peningkatan kandungan P media hingga 56 mg
43 P
2
O
5
tanaman akan meningkatkan bobot basah tanaman Z. mays, namun bila melebihi dosis tersebut tidak akan terjadi peningkatan bobot basah tanaman
bahkan terjadi penurunan. Dosis optimum TCP untuk memberikan hasil bobot basah tanaman yang menguntungkan secara ekonomis adalah 22.25 mg
P
2
O
5
Selain dapat meningkatkan pertumbuhan kedua tanaman uji, inokulasi Penicillium sp. juga dapat meningkatkan vigor tanaman. Daun Z. mays dan S.
selanica berwarna lebih hijau bila dibandingkan dengan tanaman yang tidak diinokulasi. Wu et al. 2011 juga menyatakan kandungan klorofil maksimum
tanaman Bermudagrass yang dikolonisasi oleh cendawan mikoriza arbuskula relatif lebih tinggi dibandingkan tanaman non-mikoriza. Daun S. selanica
berukuran lebih besar dan jumlahnya lebih banyak. Batang S. selanica juga lebih besar dan kokoh daripada tanaman kontrol.
tanaman. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa inokulasi Penicillium sp. dapat menghemat pemakaian TCP lebih dari 50.
Kolonisasi Penicillium sp. mempengaruhi serapan hara kedua tanaman uji secara nyata dengan pemberian 60 mg P
2
O
5
tanaman. Inokulasi Penicillium sp. pada tanaman Z. mays dan S. selanica secara berturut-turut mampu menyerap P
sebesar 3.7 mg dan 1.2 mg P
2
O
5
tanaman. Serapan P ini lebih tinggi 37 dan 103 bila dibandingkan dengan serapan P tanaman kontrol. Pradhan Sukla
2005; Kucey 1987; Reyes et al. 2002 juga menyatakan bahwa inokulasi cendawan pelarut fosfat dapat meningkatkan serapan P tanaman. Seiring dengan
meningkatnya serapan P, serapan N dan K kedua tanaman juga meningkat pada pemberian 60 mg P
2
O
5
tanaman. Peningkatan serapan N dan K tanaman Z. mays berturut-turut sebesar 82.2 dan 67.7 sedangkan serapan N dan K tanaman S.
selanica berturut-turut meningkat sebesar 53.7 dan 130. Hasil analisis korelasi menunjukkan bahwa serapan P berkorelasi positif dengan serapan N dan K
dengan koefisien korelasi berturut-turut 0.92 dan 0.88. Peningkatan serapan N dan K diduga berhubungan dengan peningkatan ketersediaan P oleh Penicillium sp
melalui aktivitas pelarutan fosfat. Asumsi ini sesuai dengan pendapat Shehu et al. 2010 dan Rao et al. 1982 yang menyatakan bahwa suplai unsur P yang
memadai bagi tanaman biasanya berasosiasi dengan peningkatan densitas dan proliferasi akar sehingga membantu eksplorasi air dan nutrisi lain. Serapan P pada
44 pemberian 30 mg P
2
O
5
tanaman tidak berbeda nyata dengan tanaman kontrol, sehingga inokulasi Penicillium sp. dapat meningkatkan efisiensi serapan P sebesar
50.
45
5 SIMPULAN DAN SARAN
5.1 Simpulan
