KAJIAN ASOSIASI Rhizobium sp, Rhizobakteri Osmotoleran DAN MIKORIZA PADA KEDELAI LOKAL TAHAN CEKAMAN KEKERINGAN DI TANAH MEDITERAN, SIMO, BOYOLALI

KAJIAN ASOSIASI

Rhizobium

sp,

Rhizobakteri

Osmotoleran

DAN MIKORIZA PADA KEDELAI LOKAL TAHAN

CEKAMAN KEKERINGAN DI TANAH MEDITERAN, SIMO,

BOYOLALI

SKRIPSI

Oleh : Jumiati 20110210043

Program Studi Agroteknologi

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA YOGYAKARTA

ii

KAJIAN ASOSIASI

Rhizobium

sp,

Rhizobakteri

Osmotoleran

DAN MIKORIZA PADA KEDELAI LOKAL TAHAN

CEKAMAN KEKERINGAN DI TANAH MEDITERAN, SIMO,

BOYOLALI

SKRIPSI

Diajukan kepada Fakultas Pertanian

Universitas Muhammadiyah Yogyakarta untuk memenuhi salah satu persyaratan

guna memperoleh Derajat Sarjana Pertanian Oleh:

Jumiati 20110210043

Program Studi Agroteknologi

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA YOGYAKARTA

3

Skripsi yang berjudul

KAJIAN ASOSIASI Rhizobium sp, Rhizobakteri Osmotoleran DAN MIKORIZA PADA KEDELAI LOKAL TAHAN CEKAMAN KEKERINGAN DI TANAH MEDITERAN, SIMO, BOYOLALI

Yang dipersiapkan dan disusun oleh : Jumiati

20110210043

Telah dipertahankan di depan penguji Pada tanggal,...

Skripsi tersebut telah diterima sebagai sebagian persyaratan yang diperlukan guna memperoleh drajat Sarjana Pertanian

Pembimbing/ Penguji Utama : Anggota Penguji

Ir. Agung Astuti, M.Si Ir. Sarjiyah, MS NIK. 19620923199303133017 NIP. 196109081991032001 Pembimbing/ Penguji Pendamping:

Ir. Mulyono, MP

NIP. 19600806198903002

Yogyakarta, Juni 2016 Dekan

Fakultas Pertanian

Universitas Muhammadiyah Togyakarta

Ir. Sarjiyah, MS NIP.196109081991032001

4

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 merupakan bagian dari proyek penelitian hibah tim Ir. Agung Astuti, M.Si.

3. Karya tulis ini merupakan gagasan, rumusan masalah dan penilaian saya setelah mendapatkan arahan dan saran dari dosen pembimbing. Oleh karena itu, saya menyetujui pemanfaatan karya tulis ini dalam berbagai forum ilmiah, maupun pengembangannya dalam bentuk karya ilmiah lain oleh Tim Pembimbing.

4. Dalam karya tulis ini tidak terdapat karya atau pendapat yang telah ditulis atau dipublikasikan oleh orang lain, kecuali secara tertulis dengan jelas dicantumkan sebagai acuan dalam naskah dengan disebutkan nama pengarang dan dicantumkan dalam daftar pustaka.

5. 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.

Yoyakarta, 7 Juni 2016 Yang membuat pernyataan Materai

Jumiati 20110210043

ABSTRACT

The purpose of this research for isolation and characterize and to learn the association of Rhizobium sp, Rhizobakteri and Mycorrhizae with local varieties soybean in soil drought resistant Mediterranean, Simo, Boyolali.

The research was conducted degan two methods: obsevation methods and experimental exploration methods. Observasion carried out in the land of the Mediterranean, the village of Simo, District Simo, Boyolali and exploratory research experiment conducted in the Laboratory Agrobioteknology and Soil Laboratory, Faculty of Agriculture, University of Muhammadiyah Yogyakarta. The research was conducted in September-December 2015. The survey method is performed on drought resistant soybean cultivation in the Mediterranean lands, Simo, Boyolali and exploration of experimental methods to study the characteristics of the soil and the association Rhizobium sp, Rhizobakteri and Mycorrhizae with soybean plants dryland

From the results of isolation found eight isolates of Rhizobium sp, that R5, R6, R7, R8, R9, R10, R13, R15 with cell shape and are gram-negative bacilli and eight isolates of Rhizobakteri that Rb1, RB3, RB4, RB5, RB6, RB8, Rb9, Rb10, Rb11 with cell shape and negative cocci, as well as Mycorrhizae’s spores and as much 20,46x106 spores/ml. This indicates between association Rhizobium sp, Rhizobakteri and Mycorrhiza to soy Petek who live in the land of the Mediterranean in Simo, Boyolali with pH 7,6, KL-Kl 18,92%, and water condition in area is 1,97% from 17,92% and Soybean yield is 0,60 t/ha..

Keywords: Association, Rhizobium sp, Rhizobakteri, Mycorrhizae, Mediterranean’s soil, Petek’s Soybean.

varietas lokal yang tahan kering di tanah Mediteran, Simo, Boyolali.

Penelitian dilakukan dengan 2 metode yaitu metode observasi dan metode eksplorasi eksperimen. Observasi dilaksanakan di tanah Mediteran, Desa Simo, Kecamatan Simo, Kabupaten Boyolali dan penelitian eksplorasi eksperimen dilaksanakan di Laboratorium Agrobioteknologi dan Laboratorium Tanah Fakultas Pertanian Universitas Muhammadiyah Yogyakarta. Penelitian dilaksanakan pada bulan September – Desember 2015. Metode survei dilakukan pada budidaya kedelai tahan kering di tanah Mediteran, daerah Simo, Boyolali dan metode eksplorasi eksperimental untuk mengkaji karakteristik tanah dan asosiasi Rhizobium sp, Rhizobakteri dan Mikoriza dengan tanaman kedelai lahan kering

Dari hasil isolasi ditemukan 8 isolat Rhizobium sp, yaitu R5, R6, R7, R8, R9, R10, R13, R15 dengan bentuk sel basil dan bersifat gram negatif, dan 8 isolat Rhizobakteri yaitu, Rb1, Rb3, Rb4, Rb5, Rb6, Rb8, Rb9, Rb10, Rb11 dengan bentuk sel kokus dan bersifat negatif, dan infeksi Mikoriza dengan spora Mikoriza sebanyak 20,46x106 spora/ml. Hal ini menunjukkan adanya asosiasi antara Rhizobium sp, Rhizobakteri dan Mikoriza terhadap kedelai Petek yang hidup di tanah Mediteran di Simo, Boyolali dengan pH 7,6, kadar lengas lapangan 18,92%, dengan kondisi air tersedia lapangan 1,97% dari 17,92% dan hasil kedelai 0,60 t/ha.

Kata Kunci: Asosiasi, Rhizobium sp, Rhizobakteri, Mikoriza, Tanah Mediteran, Kedelai Petek.

1

I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang

Tingkat kebutuhan konsumsi kedelai yang mencapai lebih dari 2,24 juta ton setiap tahunnya. Padahal pada kenyataannya produktifitas hasil kedelai di tingkat petani baru mencapai 1,0 – 1,5 ton/ha. Hasil ini masih tergolong rendah karena potensi biologis dapat mencapai 3,3 ton/ha dan hasil penelitian rata-rata telah mencapai 2,5 ton/ha atau 75% dari potensi biologisnya (Sudantha, 1997). Di Indonesia kedelai merupakan komoditas pangan yang strategis sehingga upaya swasembada tidak hanya untuk memenuhi kebutuhan tapi juga untuk mendukung agroindustri. Menurut Purwanto dan Agustono (2010) dalam Surtianingsih dkk (2009), produksi kedelai Indonesia saat ini masih dalam tingkat yang belum dapat mengimbangi laju peningkatan kebutuhan kedelai sehingga Indonesia termasuk pengimpor kedelai yang cukup banyak. Rendahnya produktivitas di Indonesia antara lain disebabkan oleh faktor alam, biotik, teknik budidaya serta fisiologi tanaman kedelai. Menteri Pertanian (Mentan) Suswono mengakui kebutuhan kedelai di Indonesia masih mengandalkan dari impor sebesar 60%. Pasalnya produksi dalam negeri yang hanya memasok 800.000 ton dari kebutuhan hingga 3 juta ton per tahun (Marsela, 2012).

Kekeringan merupakan faktor pembatas yang menyebabkan penurunan produktivitas dan kualitas bahan pangan termasuk kedelai di banyak negara. Bahkan sejalan dengan peningkatan populasi manusia dan perubahan iklim global, pengaruh kekeringan terhadap pangan dunia semakin serius. Saat ini gagal panen terjadi diberbagai tempat seperti salah satunya daerah Banjar, sekitar 50 hektar

lahan mengalami kekeringan. Kondisi lahan yang kritis dengan tanah yang mengering dan retak-retak, tanaman kedelai yang sudah berumur dua bulan mengalami pertumbuhan yang tidak maksimal, begitu juga untuk tanaman yang sudah berbuah, kondisi buah tidak layak jual karena kondisi kulit yang mengering dan menghitam. Pertumbuhan tanaman kedelai yang ditanam di sela-sela bekas rumpun tanaman padi tampak kerdil, meskipun sudah berumur dua bulan, bekas rumpun tanaman padi yang sudah memutih tampak lebih dominan dibandingkan dengan tanaman kedelai. Terdapat 300 ha tanaman kedelai mati dengan kondisi daun menguning (Metrotvnews, 2014).

Pada Agustus 2015 ditemukan ada varietas lokal yang tahan kemarau panjang di tanah Mediteran daerah Simo Boyolali penanaman dengan cara tanpa adanya pengolahan (no tilage) dan selama 8 minggu tanpa ada pengairan. Kondisi tanah sangat kering, sampai terlihat retakan-retakan tanah, namun kedelai tetap hidup dan berbuah dengan baik (Komunikasi pribadi, Ir. Mulyono MP).

B. Permasalahan

1. Mengapa kedelai varietas lokal di tanah Mediteran daerah Simo Boyolali, dapat tumbuh tahan kering, tanpa pengairan selama 8 minggu?

2. Apakah ada asosiasi tanaman kedelai dengan Rhizobium sp, Rhizobakteri dan Mikoriza, sehingga menjadikan tahan kering dan tetap berbuah dengan baik?

3

C. Tujuan

1. Isolasi dan karakterisasi Rhizobium sp, dengan kedelai varietas lokal yang tahan kering di tanah Mediteran.

2. Isolasi dan karakterisasi Rhizobakteri dengan kedelai varietas lokal yang tahan kering di tanah Mediteran.

3. Isolasi dan karakterisasi Mikoriza dengan kedelai varietas lokal yang tahan kering di tanah Mediteran.

4. Mempelajari asosiasi Rhizobium sp, Rhizobakteri dan Mikoriza dengan tanaman kedelai varietas lokal yang tahan kering di tanah Mediteran, Simo, Boyolali.

D. Manfaat Penelitian

1. Penelitian ini diharapkan memberikan informasi tentang budidaya kedelai di tanah Mediteran, yang tahan kondisi cekaman kekeringan selama kemarau panjang di daerah Simo, Boyolali.

2. Diharapkan dengan terungkapnya asosiasi Rhizobium sp, Rhizobakteri dan Mikoriza pada tanaman kedelai varietas lokal yang tahan cekaman kekeringan maka selanjutnya inokulum dapat dikembangkan menjadi pupuk hayati yang spesifik untuk tanaman kedelai yang tahan terhadap cekaman kekeringan.

E. Batasan Studi

Penelitian ini dilakukan di Kec. Simo, Boyolali, Jawa Tengah pada lahan seluas 8000 m2 dengan jenis tanah Mediteran. Batas utara lahan merupakan pemukiman penduduk yang dibatasi jalan raya dan pohon Kapas serta pohon Jati.

Batasan Selatan merupakan tanaman Tebu. Batasan Timur adalah tanaman Padi. Batasan Barat adalah pohon Sengon.

Populasi dalam penelitian ini adalah tanaman kedelai varietas lokal yang tahan terhadap cekaman kekeringan pada musim kering di bulan Juni-Oktober. Lahan pengamatan tanaman sampel kedelai terdiri dari 3 blok, yaitu blok A yang seluas 2,95 x 4,70 m2, terdapat 309 tanaman kedelai. Blok B luasan 3,85 x 2,45 m2 terdapat 313 tanamam dan blok C terdapat 350 dengan luasan 4,30 x 2,45 m2( Lay Out lampiran 1.)

F. Kerangka Pikir

Tanaman kedelai dapat tahan terhadap cekaman kering karena adanya asosiasi dengan beberapa mikroba, yaitu: Rhizobium sp, Rhizobakteri dan Mikoriza (Artha 1993; I nyoman Adijaya, dkk., 2004; Yuwono et. al., 1999; Setiadi, 2003).

Di daerah Simo, Boyolali ditemukan tanaman Kedelai yang tahan terhadap cekaman kekeringan, selama 8 minggu tanpa adanya penyiraman dan dapat hidup serta berbuah dengan baik di tanah Mediteran. Untuk itu perlu dikaji dan dipelajari tentang asosiasi antara tanaman kedelai dengan Rhizobium sp, Rhizobakteri dan Mikoriza.

Pengamatan di lapangan dilengkapi dengan analisis tanaman sampel, dilakukan di laboratorium untuk memperoleh data tentang adanya asosiasi antara tanaman padi dengan Rhizobium sp, Rhizobakteri dan Mikoriza.

5

Jika data menunjukan keberadaan asosiasi tersebut maka isolat mikroba akan dikembangkan menjadi pupuk hayati yang spesifik untuk tanaman kedelai yang tahan terhadap cekaman kekeringan.

Gambar 1. Kerangka Pikir Penelitian Lahan Tanah Mediteran, seluas 500 m2, di Kec. Simo,

Kab. Boyolali ditanami Kedelai varietas lokal

Sampel Tanah Sampel tanaman

Kedelai

Penyajian Hasil, Informasi tentang kondisi tanah dan tanamn kedelai yang tahan cekaman kekeringan serta Asosiasi tanaman kedelai dengan

Rhizobium sp, Rhizobakteri, dan Mikoriza Tanah (Kadar

lengas, pH, Bo, N, dan C/N

Tanah )

Asosisasi tanaman kedelai dengan

Rhizobium sp, Rhizobakteri, dan

Mikoriza Pertumbuhan dan

6

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Budidaya Kedelai Tahan Kering Tanpa Olah Tanah (no tillage) Kedelai adalah salah satu komoditas pangan utama setelah padi dan jagung. Kedelai merupakan bahan pangan sumber protein nabati utama bagi masyarakat. Pada awalnya tanaman kedelai merupakan tanaman sub tropika hari pendek, namun setelah didomestikan dapat menghasilkan banyak kultivar lokal. Para pemulia tanamanpun telah mengintroduksi kultivar yang dapat beradaptasi pada kondisi yang berbeda, karena kemampuan tanaman dimana saja (Rubatzky dan Yamaguchi, 1998).

Menurut Novita (2011) pemuliaan kedelai telah dimulai sejak lama, dan varietas kedelai pertama yang dilepas adalah pada tahun 1918. Hingga akhir Pebruari 2008 di Indonesia telah dilepas sebanyak 70 varietas tanaman kedelai. Varietas yang ada di Indonesia diperoleh dari persilangan, yaitu 35 varietas berasal dari Indonesia, 18 varietas berasal dari manca Negara, 11 varietas lokal dan 6 berasal dari varietas radiasi. Vaietas yang dilepas 8 tahun terakhir memiliki sifat yang mendekati dengan keinginan pengguna, seperti: umur genjah, biji besar, toleran lama, adaptif terhadap lahan kering dan masam serta adaptif terhadap lahan pasang surut. Sasaran pembentukan varietas saat ini, selain utuk hasil tinggi, juga diarahkan pada toleran hama polong, toleran penaungan, toleran kekeringan, kedelai hitam, umur genjah, adaptif lahan masam, berbiji bear, adaptif lahan pasang, toleran virus SSV dan da CMV dan varietas berkandung nutrisi tinggi. Budidaya kedelai di Indonesia sangat beragam, karena faktor musim tanam, jenis tanah, pola tanam, elevasi dan sebagainya. Pada lahan sawah umumnya kedelai

7

dibudidayakan pada MKI (Pebruari-Mei) dan MK2 (Juli-Oktober). Di lahan kering, kedelai dibudidayakan pada MHI (Desember-Maret) dan MH2 (April-juli).

Varietas kedelai tahan kering yang di lepas pada tahun 2001 yaitu Tanggamus yang berumur panen 88 hari, berukuran sedang sekitas 11,0 g/100 biji. Selain itu varietas Sibayak juga merupakan varietas yang dilepas pada tahun 2001 berumur panen 89 ukuran biji 12,5 g/100 biji, varietas lain yang dilepas pada tahun 2001 yaitu varietas Nanti berumur panen 92 hari, ukuran sedang yaitu 11,5g/100 biji. Pada tahun 2014 Indonesia melepaskan 2 varietas lagi yang tahan kering yaitu Seulawah dan Rantai usia panen 93 dan 90 hari, ukuran biji kecil yaitu 9,5 g/100 biji dan 10,5g/100 biji (Novita, 2011). Selain itu, salah satu varietas yang banyak tumbuh di daerah Jawa Tengah adalah kedelai varietas Petek. Kedelai ini hasil pemutihan varietas lokal Kab. Kudus, Jawa Tengah. Hasil rata-rata kedelai ini adalah 1,2 t/ha, dan bobot 100 biji 100 8,3 g. Ciri-ciri dari varietas Petek adalah: warna batang hijau, warna bunga ungu, warna kulit biji kuning bersih, warna polong tua coklat muda, umur matang 75 hari, tinggi tanaman 40 cm. Varietas Petek ini diusulkan dan dilepas oleh Dinas Pertanian Propinsi Jawa Tengah (Suhartina, 2005).

Budidaya Kedelai tanpa olah sawah sangat sesuai dikembangkan sebagai antisipasi terbatasnya tenaga kerja dan sekaligus memanfaatkan sisa ketersediaan air tanah pada saat panen padi. Pada lahan sawah di bawah lapisan olah terdapat lapisan berkadar besi dan mangan yang tinggi sehingga persediaan air tanah terbatas pada lapisan atas saja. Bila penanaman kedelai sesudah padi dilakukan

pengolahan tanah menyebabkan air tanah akan menguap sehingga tanah cepat menjadi kering dan kedelai yang ditanam akan terhalang pertumbuhannya serta juga akan menyebabkan tertundanya waktu tanam. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kedelai yang ditanam sesudah padi sawah dengan cara TOT lebih baik dibanding dengan cara pengolahan tanah karena pada pengolahan tanah air menguap lebih cepat sehingga persediaan air tanah tidak mencukupi untuk pertumbuhan tanaman. Selain itu, pengolahan tanah menyebabkan tertundanya waktu tanam sehingga tanaman akan mengalami kekeringan pada stadia perkembangan dan pengisian biji, khususnya dimusim kemarau. Penanaman kedelai di lahan sawah sesudah panen padi juga dapat meningkatkan efisiensi pemanfaatan lahan sawah tadah hujan atau yang beririgasi sederhana dan irigasi desa sehingga dapat meningkatkan Indeks Pertanaman (IP). Keuntungan lain yang didapat adalah putusnya siklus hidup hama dan penyakit padi serta dapat melaksanakan usaha optimasi pola tanam di lahan sawah namun pada hasil jumlah biji dan berat polong lebih banyak dan lebih besar apabila tanah diolah 1 dan 2 minggu sebelum tanam kedelai (Jeane, 2010).

Budidaya kedelai di tanah Mediteran, daerah Simo, Boyolali juga menerapkan metode tanpa olah tanah sebelum penanaman kedelai. Pada mulanya merupakan lahan yang ditanami tanaman padi. Setelah pemanenan padi lahan tersebut langsung disebar benih kedelai tanpa adanya olah lahan terlebih dahulu, verietas benih yang digunakan varietas lokal. Tanaman tumbuh dan berbuah dengan baik meski selama 8 minggu tanpa adanya pengairan (Komunikasi pribadi, Ir. Mulyono MP).

9

Meski toleran terhadap kering pada prinsipnya semua jenis tanaman memerlukan air untuk kelangsungan hidupnya, mulai dari berkecambah sampai panen. Air di dalam jaringan tanaman selain berfungsi sebagai penyusun utama jaringan yang aktif mengadakan kegiatan fisiologis, juga berperan penting dalam memelihara turgiditas yang diperlukan untuk perbesaran dan pertumbuhan sel. Peranan yang penting ini menimbulkan konsekuensi bahwa secara langsung atau tidak langsung, defisit air tanaman air akan mempengaruhi semua proses metabolisme dalam tanaman yang mengakibatkan terganggunya proses pertumbuhan (Gardner et al., 1991).

Menurut Borges (2003), pada stadia vegetatif tanaman kedelai yang mengalami cekaman kekeringan menunjukkan pertumbuhan lambat dan daun sempit serta buku batang yang pendek sehingga penampilan tanaman akan kerdil dengan daun kecil, cepat berbunga, defisiensi unsur hara baik mikro maupun makro dan potensi hasilya yang rendah. Cekaman kekeringan pada waktu pembungaan menyebabkan kerontokan bunga. Cekaman kekeringan pada stadia pembentukan polong akan menyebabkan jumlah polong yang terbentuk turun jumlahnya dan terjadi kerontokan. Cekaman kekeringan pada pada stadia pengisian polong menyebabkan menurunnya jumlah polong isi dan ukuran biji.

Menurut Endang (2006) mekanisme toleransi pada tanaman sebagai respon adanya cekaman kekeringan meliputi: 1) kemampuan tanama tetap tumbuh pada kondisi kekurangan air yaitu dengan menurunkan luas daun dan memperpendek siklus tumbuh, 2) kemampuan akar untuk menyerap air pada lapisan tanah paling dalam, 3) kemampuan untuk melindungi meristem akar dari

kekeringan dengan meningkatkan akumulai senyawa tertentu seperti glisin, betanin, gula, alkohol atau prolin untuk osmotic adjusmen, 4) mengoptimalkan peranan stomata untuk mencegah hilangnya air melalui daun, dengan adanya osmotic adjusment tersebut memungkinkan pertumbuhan tetap berlangsung dan stomata tetap membuka.

B. Asosiasi Rhizobium sp dengan Tanaman Kedelai

Tanaman kedelai dapat tumbuh tanah yang kandungan Nitrogennya rendah. Hal ini dikarenakan jenis kacang-kacangan bersimbiosis dengan bakteri pengikat Nitrogen dari genus Rhizobium sp. yang berfungsi membentuk nodul akar (Rao, 1994). Menurut Asti (2014), kemampuan penambatan Nitrogen pada simbiosis Rhizobium sp. dapat mencapai 80 kg/ha/thn atau lebih. Hal ini selaras dengan pemikiran Winarso (2005), bahwa pemanfaatan mikroorganisme penambat N2 akan mengurangi biaya produksi. Penambatan N2 di atmosfer oleh mikroorganisme dapat membantu ketersediaan unsur N2, sehingga dapat mengurangi penggunaan pupuk N. Pengaplikasian Rhizobium sp. mampu mencukupi 75 % kebutuhan N pada tanaman.

Menurut Jutono (1985), Rhizobium sp. dapat mengfiksasi Nitrogen karena gen nif yang mampu memproduksi enzim nitrogenase yang terdapat dalam Leghamoglobin sehingga nodul yang efektif berwarna merah. Bakteri ini bersimbiosis dengan cara menginfeksi pada akar kedelai, selanjutnya membentuk koloni pada akar, sehingga terbentuk bulu akar yang berbelok atau bercabang dilanjutkan dengan pembentukan benang infeksi yang berfungsi untuk mentransfer sel-sel bakteri ke dalam korteks akar. Selanjutnya pembentukan

11

meristem nodul dan perlukaan nodul dengan pembelahan sel-sel korteks, dan penggandaan sel tidak terkendali sehingga lama-kelamaan akan membuat akar menggelembung. Bakteri akan berubah menjadi bakterioid dan Leghaemoglobin yang berbentuk seperti balon untuk menggambil O2, untuk keperluan sintesis protein dengan bantuan nitrogenase, untuk mereduksi N2 menjadi NH4+ (Asam Amino) (Pelczar dan Chan, 1988).

Secara umum sel-sel bakteri Rhizobium sp. berbentuk batang, aerobik, berukuran 0,5x1,2-3,0 mikro meter. Pada umumnya bersifat pleomorfik yaitu mempunyai bentuk yang bermacam-macam dalam keadaan pertumbuhan yang kurang menguntungkan. Rhizobium sp. tidak mempunyai spora, bersifat gram negatif, kemoorganotrof yaitu sumber energinya berasal dari oksidasi senyawa-senyawa organik (Pelczar dan Chan, 1988). Tipe pertumbuhannya cenderung lebih lambat dari pada bakteri lain yaitu membutuhkan waktu lebih dari 4 jam untuk pertumbuhan sedangkan bakteri lain hanya membutuhkan 2-4 jam untuk perkembang biakannya (Elkan, 1987).

Rhizobium sp. mempunyai karakteristik yang spesifik pada media Yeast Mannitol Agar (YMA) seperti: bentuk, warna dan tekstur dari koloni dalam pertumbuhannya. Bentuk koloni umumnya datar, bulat dan cembung dalam petridis. Warna koloni bisa putih, warna susu atau tranlucen (putih agak keruh). Sedangkan tekstur koloni biasanya lengket ( Herridge dan Roghly, 1975).

Dari sifat pertumbuhannya Rhizobium sp. dibagi dalam 2 kelompok yaitu pertumbuhan cepat yang memerlukan waktu 3-5 hari setelah inkubasi, contohnya: pada tanaman Leucaena, Psoralea dan Sesbania. Kelompok pertumbuhan lambat

(5-7 hari) contohnya berasal dari tanaman Macroptilium, Desmodium dan Galictia sedangkan untuk Stylosanthes dan Lupinus memerlukan waktu inkubasi 7-12 hari. Identifikasi Rhizobium sp. dapat dilakukan dengan beberapa cara bisa menggunakan media YMA + Congo Red, Rhizobium sp. tidak dapat mengabsorbsi Congo Red selama masa inkubasi tanpa cahaya sehingga koloni yang terbentuk akan berwarna putih. Selain itu dapat juga menggunakan YMA + Bromothymol Blue yang berwarna hijau pada pH 6,8. Rhizobium sp. yang termasuk kelompok pertumbuhan lambat bereaksi basa pada media dan merubah warna media jadi biru. Untuk Rhizobium sp. pertumbuhan cepat bereaksi asam dan merubah media menjadi kuning (Hahn, 1966).

Hasil penelitian Artha (1993) menunjukkan bahwa, inokulasi Rhizobium sp. pada lahan kering dapat meningkatkan bintil akar dan hasil biji kedelai. Sedangkan hasil penelitian Rahayu (2004) menunjukkan bahwa pemberian Rhizoplus pada tanaman kedelai varietas Willis dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman seperti jumlah cabang per tanaman, jumlah polong isi per tanaman dan hasil per ha. Hal ini juga dibuktikan pada hasil penelitian I nyoman Adijaya, dkk (2004) bahwa, dengan pemberian legin di lahan kering berpengaruh terhadap peningkatan variabel pertumbuhan, komponen hasil dan produksi tanaman. Peningkatan jumlah bintil akar tanaman kedelai akibat pemberian legin memberikan peningkatan pertumbuhan dan produksi tanaman akibat meningkatnya fiksasi N dari udara oleh bakteri Rhizobium sp. Produksi kedelai meningkat dari 1,07 ton/ha menjadi 1,67 ton/ha dengan pemberian legin atau meningkat 56,07%.

13

C. Asosiasi Rhizobakteri dengan Tanaman Kedelai

Rhizobakteri merupakan salah satu bakteri yang hidup di daerah perakaran mempunyai kemampuan mensintesis senyawa osmotoleran glisin betanin (Le Redulier et al., 1984; Bosford dan Lewis, 1989). Khusus pada kemampuan melarutkan Phospat, Rhizobakteri seperti Pseudomonas sp. dan Bacillus sp. dapat mengeluarkan asam- asam organik, seperti: asam formiat, asetat, dan laktat yang bersifat dapat melarutkan bentuk-bentuk fosfat yang sukar larut tersebut sehingga menjadi bentuk yang tersedia bagi tanaman (Rao, 2007).

Bakteri yang termasuk dalam Rhizobakteri, sebagian besar berasal dari kelompok Gram negatif dari genus Pseudomonas dan beberapa dari genus Serratia (Kloepper 1993). Selain kedua genus tersebut, genus dari Azotobacter, Azospirillum, Acetobacter, Burkholderia, dan Bacillus juga termasuk dalam Rhizobakteri (Glick 1995).

erdasar an er ey’s Manual of Detem nat ve acter olo y ole J on, G. Holt et. al.(1994) Rhizobakteri bersifat gram negatif dan mempunyai bentuk batang. Genus yag termasuk dalam Rhizobakteri memiliki bentuk dan sifat gram yang bermacam-macam diantaranya genus yang memiliki gram negatif yaitu Pseudomonas memiliki bentuk sel lurus atau batang sedikit bengkok, Serratia yang mana memiliki sel berbentuk batang lurus, Azotobacter dan Acetobacter memiliki bentuk sel batang atau kokus, sedangkan Azospirillum memiliki bentuk batang atau pulmp vibrioid.

Isolasi Rhizobakteri dilakukan dengan memasukkan 1 gram sampel tanah ke dalam tabung Erlenmeyer yang berisi 50 ml media Nutrient Broth (NB) dan 50

ml media Jensen cair. Setelah dibiarkan tumbuh selama inkubasi, dilakukan penggoresan secara kuadran ke media agar-agar nutrien (NA) dan media agar-agar Jensen (JA) masing-masing sebanyak dua kali ulangan untuk setiap satu sampel tanah. Kemudian, dilakukan pengenceran serial (Hadioetomo 1993), seri pengenceran 10-3 dan 10-4 digunakan untuk disebar ke media NA dan media JA. Setelah 24 jam bakteri yang tumbuh di media NA dimurnikan pada media NA, kemudian diinkubasi lagi selama 24 jam. Koloni tunggal yang tumbuh pada media NA dipindahkan ke media agar-agar miring NA. Koloni tunggal yang tumbuh pada media JA setelah diinkubasi selama 5 hari dipindahkan ke media JA. Setelah 48 jam, koloni tunggal dimurnikan ke dalam media agar miring JA.

Mekanisme asosiasi antara Rhizobakteri dan tanaman berlangsung di sekitar akar tanaman, yaitu sejumlah eksudat akar dalam berbagai bentuk senyawa karbon organik, akan berfungsi sebagai substrat penyokong pertumbuhan dan aktivitas hidup Rhizobakteri. Sedangkan Rhizobakteri memiliki kemampuan menghasilkan fitohormon tertentu, seperti IAA, GAA dan kemampuan memfiksasi N serta menghasilkan senyawa osmoprotektan, sehingga bakteri tersebut berperan sebagai pupuk hayati bagi tanaman dan ketahanan terhadap cekaman kekeringan. Hal ini didukung kajian fisiologis menunjukkan bahwa isolat-isolat Rhizobakteri mampu menghasilkan glisin betanin dan tumbuh baik pada kondisi cekaman osmotik 1.0 M NaCl (Yuwono et. al, 1999). Sedangkan hasil penelitian Agung Astuti dkk., (2013) menyatakan bahwa Rhizobakteri isolat Merapi bersifat osmotoleran (NaCl >2,75 M), melarutkan Phosphat, Nitrifikasi

15

dan Amonifikasi, sehingga tanaman padi IR64 yang berasosiasi tahan terhadap cekaman kekeringan (KL 40%) dengan interval penyiraman 6 hari sekali.

Berdasarkan penelitian Ikhwan dan Muhidin (2000) telah dikaji isolat Rhizobakteri yang berpotensi sebagai pupuk hayati pada tanaman kedelai. Ini dilihat dari kemampuannya yang dapat menghasilkan hormon pertumbuhan dan osmoprotektan yang dapat meningkatkan ketahanan tanaman dari cekaman kekeringan dan mampu memfiksasi N dari udara. Penelitian tersebut telah menguji isolat Rhizobakteri campuran memberikan hasil yang lebih baik. Selain itu, Rhizobakteri mampu menghasilkan hormon pertumbuhan berupa IAA dan Giberellin yang dapat memacu pertumbuhan rambut akar, percabangan akar yang memperluas jangkauan akar, sehingga tanaman berpeluang besar untuk menyerap hara lebih banyak. Disamping itu juga mempunyai kemampuan fiksasi N yang dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman sehingga hasil tanaman meningkat 20,67% (Yusmira dkk, 2013).

D. Asosiasi Mikoriza dengan Tanaman Kedelai

MVA dimasukan kedalam keluarga Edogoneceae, Ordo Edogonales, kelas Phycomycetes. Tipenya dibedakan berdasarkan tipe spora. Jamur ini hanya dapat tumbuh dan berkembang jika berasosiasi dengan tanaman inang. Infeksi oleh MVA ditandai dengan terbentuknya truktur vesikel, arbuskul, dan hifa luaran (Eksternal). Arbuskul yang merupakan hifa bercabang halus yang terdapat didalam sel kortek dapat meningkatkan 2-3 luas permukaan plasmolema akar, yang merupakan perantara perpindahan hara bagi tanaman dan jamur. Hifa luaran

berfungsi untuk menyerap hara dari sekeliling tanaman yang terinfeksi MVA, yang selajutnya melalui arbuskul diberikan ketanaman inang (Suhardi, 1990).

Berdasarkan struktur tubuh dan cara infeksi terhadap tanaman inang, mikoriza dapat digolongkan menjadi 2 kelompok besar (tipe) yaitu Ektomikoriza dan Endomikoriza (Rao, 1994). Namun ada juga yang membedakan menjadi 3 kelompok dengan menambah jenis ketiga yaitu peralihan dari 2 bentuk tersebut yang disebut Ektendomikoriza. Pola asosiasi antara cendawan dengan akar tanaman inang menyebabkan terjadinya perbedaan morfologi akar antara ektomikoriza dengan Endomikoriza. Pada Ektomikoriza, jaringan hifa cendawan tidak sampai masuk ke dalam sel, tapi berkembang diantara sel kortek dan akar membentuk hartig net dan mantel dipermukaan akar. Sedangkan Endomikoriza, jaringan hifa cendawan masuk kedalam sel kortek akar dan membentuk struktur yang khas berbentuk oval yang disebut vesicle dan sistem percabangan hifa yang disebut arbuscule, sehingga Endomikoriza disebut juga Vesicular-Arbuscular Micorrhizae (VAM).

MVA berkembang biak menggunakan spora yang terbentuk pada ujung hifa luaran. Spora MVA terdapat di dalam tanah dan bercampur dengan bahan organik tanah. Menurut Kabirun (1990), MVA mempunyai peran yang sangat penting dalam peningkatan produktifitas tanaman, yaitu: meningkatkan penyerapan air dan beberapa hara tanaman seperti Cu dan Zn, terutama Phosphat karena mengandung Fosfatase, menghasilkan hormon pemacu pertumbuhan tanaman, bertidak sebagai pengendali hayati patogen tanaman terbawa tanah, dapat mengurangi cekaman tanaman oleh air, kemasaman, salinitas, suhu, dan

17

logam berat dalam tanah, dapat memperbaiki struktur tanah, meningkatkan nodulasi serta penyematan Nitrogen oleh Rhizobium sp. pada kedelai.

Hasil penelitian dari Husnul Jannah (2011) menyatakan bahwa, tanaman kedelai pada lahan kering yang diinokulasi mikoriza memberikan respon yang menguntungkan baik pada fase vegetatif maupun pada fase generatif. Respon yang utama dengan inokulasi mikoriza adalah pada akar tanaman kedelai, yaitu terbentuknya hifa mikoriza sehingga dapat memperluas bidang serapan air dan menyerap unsur-unsur hara makro maupun mikro lainnya di dalam tanah dengan baik. Menurut Prihastuti (2007) mengungkapkan bahwa, infeksi mikoriza pada sistem perakaran tanaman dapat meningkatkan serapan Phospat pada tanah-tanah yang kahat unsur hara. Lebih lanjut Setiadi (2003) menegaskan bahwa, dengan meningkatnya unsur hara Phospat di dalam tanah, diharapkan keragaan tanaman menjadi lebih baik, tanaman menjadi lebih tahan terhadap serangan pathogen. Akar mikoriza juga mampu meningkatkan penyerapan unsur hara lainnya seperti Ca, Mg, K, Zn, dan Cu, meningkatkan ketahanan terhadap kekeringan dan melindungi tanaman dari keracunan logam-logam berat, sehingga tanaman mampu hidup pada kondisi yang tidak menguntungkan.

E. Tanah Mediteran

Menurut Soepraptohardjo and Driessen (1976) tanah Mediteran merupakan hasil pelapukan dari batuan kapur yang mempunyai nilai pH yang lebih tinggi dibanding dari yang berbahan induk batu pasir. pH tanah dapat dipengaruhi beberapa faktor yaitu bahan induk tanah, pengendapan, vegetasi alami, pertumbuhan alami, pertumbuhan tanaman, kedalaman tanah dan pupuk

Nitrogen. Permasalahan utama dari jenis tanah Menditera adalah ketersediaan air dan tingginya pH tanah yang sering kali diatas 7. Tanah yang bersifat alkalis mengikat pospat sehingga akan menjadi kendala bagi tanaman untuk tumbuh. Oleh karena itu jenis tanah ini tidak cocok untuk dijadikan lahan pertanian. Untuk mengembangkan komoditi pertanian, perlu dilihat dari jenis tanah sebelum menanam. Disamping itu, zat hara yang terkandung pada jenis tanah Mediteran hampir tidak ada. Bagi Indonesia yang cukup banyak mengandalkan produk pertanian sebagai penunjang kehidupan sehari-hari, keberadaan jenis tanah ini tidak banyak untungnya, sehingga banyak terjadi alih fungsi lahan ke non pertania. Meski jenis tanah di daerah Simo Boyolali merupakan jenis tanah Mediteran, namun tidak semuanya adalah jenis tanah Mediteran, karena pada beberapa lokasi merupakan asosiasi antara tanah Grumosol dan tanah Mediteran. Kondisi tanah di lahan tersebut kering dan mengalami retakan. Lahan di daerah itu di kelilingi tanah Mediteran, namun setelah jarak 200 meter terdapat tanah Grumosol yang disambung kembali dengan tanah Mediteran. Lahan di daerah tersebut selama ini selalu ditanami padi setiap musimnya, hingga pada akhirnya di musim kemarau panjang ini ditanami kedelai (Komunikasi Pribadi Ir. Mulyono, MP).

19

III. METODELOGI PENELITIAN A. Tempat dan Waktu Penelitian.

Penelitian Observasi dilaksanakan di tanah Mediteran, Desa Simo, Kecamatan Simo, Kabupaten Boyolali dan penelitian eksplorasi eksperimen dilaksanakan di Laboratorium Agrobioteknologi dan Laboratorium Tanah Fakultas Pertanian Universitas Muhammadiyah Yogyakarta. Penelitian dilaksanakan pada bulan September – Desember 2015.

B. Bahan dan Alat.

Bahan yang digunakan berupa tanah dan tanaman kedelai yang dipanen dari lahan Mediteran, Simo, Boyolali dengan kondisi cekaman kekeringan, medium YMA, medium LB+NaCl. Sublimat, alkohol, cat Eritrosin, cat alkohol asam, NaOH, HCl, cat acid Fuhsin, air steril.

Alat yang digunakan adalah timbangan, meteran, tabung reaksi, petridis, erlenmeyer, auotoklaf, pisau tajam, pipet steril, mikroskop, haemacytometer, saringan spora mikoriza, cat gam, oven, otoklaf, lampu busen, shaker, penggaris, dan jarum ose.

C. Metode Penelitian. 1. Jenis Penelitian

Penelitian dilakukan menggunakan Metode Observasi dan Eksplorasi Eksperimen. Metode Observasi dilakukan pada budidaya kedelai tahan kering di tanah Mediteran, daerah Simo, Boyolali dan metode eksplorasi eksperimental untuk mengkaji karakteristik tanah dan asosiasi Rhizobium sp, Rhizobakteri dan

Mikoriza dengan tanaman kedelai lahan kering. Observasi dilakukan untuk mendapatkan informasi tentang kondisi eksisting wilayah yang menggambarkan keadaan awal kawasan tersebut. Pemilihan lokasi observasi dengan cara purposive yaitu pengambilan sampel yang secara sengaja dipilih berdasarkan tujuan penelitian (Masri Singarimbun, 1989 dalam Rosdiana R. 2015).

a. Diobservasi kondisi lahan, meliputi: batas lahan, vegetasi sekeliling, irigasi, kondisi tanah dan tanaman.

b. Penentuan Tanaman Korban

Sampel tanaman diambil dari beberapa titik di lokasi pengambilan sampel. Hal ini agar sampel mewakili tanaman yang akan diamati. Kemudian akan diidentifikasi dari pertumbuhan dan hasil tanaman setiap tanaman kedelai.

2. Metode Penetapan Lokasi

Penelitian dilakukan di lahan Mediteran daerah Simo, Boyolali yang terdapat tanaman kedelai tahan terhadap cekaman kekeringan selama 8 minggu tanpa adanya penyiraman ataupun pengairan (berdasarkan informasi dari Ir. Mulyono MP.)

3. Metode Penetapan Sampel

Dalam 1 petak lahan ditentukan 3 blok, dengan luasan 20 x 25 meter. Pada setiap bloknya diambil 10 tanaman sampel dengan metode undian. Setiap tanaman sampel diamati pertumbuhan dan hasilnya serta dilakukan: a) Isolasi Rhizobakteri yang tahan cekaman kekeringan, b) Karakteristik nodulasi dan efektivitas Rhizobium sp. c) Karakteristik Mikoriza dan efektivitasnya.

21

D. Cara Penelitian. 1. Penelitian obsrvasi

Teknis Penelitian dilakukan dengan mengobservasi kondisi tanah dan kondisi tanaman pada lahan Mediteran, di Simo, Boyolali. Serta menggunakan data-data yang diperlukan. Data dalam penelitian ini berupa data primer dan data sekunder, yang mana data primer merupakan data yang diperoleh dari hasil observasi secara langsung dan hasil wawancara langsung di lapangan. Data sekunder merupakan data yang diperoleh dari hasil studi pustaka dan penelusuran ke berbagai insansi terkait dengan penelitian (Adhi Sudibyo, 2011). Nurliasari (2006) menyatakan data-data yang mendukung dalam penelitian ini meliputi:

a. Data Primer

Data primer adalah data yang diperoleh secara langsung baik melalui penyelidikan di lapangan maupun di laboratorium.

b. Data Sekunder

Data sekunder adalah data yang diperoleh melalui studi literatur sebagai pendukung dan pelengkap dari data-data primer. Berupa kondisi lapangan saat pengambilan sampel, ketentuan-ketentuan dari standard pengukuran, hasil percobaan-percobaan sebelumnya dan buku-buku literatur lainnya. a. Lokasi Pengamatan

i. Menentukan lahan batasan, ukuran lahan, serta letak lahan yaitu dengan cara mengukur, mendeskripsikan dan menggambarkan kondisi lahan. ii. Menentukan vegetasi yang terdapat di sekeliling lahan tersebut

iii. Mengetahui kondisi lahan untuk mendapatkan pengairan baik berupa irigasi dan sebagainya dengan wawancara dengan petani setempat

2. Penelitian Eksperimen

a. Penentuan dan Pengamatan Tanah

Pada setiap blok diambil dari 3 dengan 3 lapisan yaitu lapisan dengan kedalaman 0-10 cm2, 10-20 cm2, dan 10-30 cm2, sehingga total tanah 27 sampel tanah. Masing-masing sampel akan diamati dari Kadar Lengas, kandungan Bahan Organik, pH, N, dan N/C rasio.

b. Penentuan blok tanaman Sampel

i. Lahan sudah berbentuk bloking, yaitu terdapat 3 blok yang mana 2 terletak di tepi dan 1 terletak di tengah.

ii. Penentuan persentase luasan blok yang diteliti yaitu dengan mengukur luasannya total keseluruhan luasan blok dikompersikan dan dipresentasekan dari total keseluruhan luasan lahan. ( Lampiran I)

c. Penentuan tanaman sampel

i. Menghitung keseluruhan populasi pada setiap blok.

ii. Sampel menggunakan 30 tanaman, diambil dari kedelai yang hidup ditanah Mediteran. 30 sampel terdiri dari 10 tanaman pada blok A, 10 tanaman pada blok B, dan dan 10 tanamn pada blok C. Penentuan lokasi 1-10 tanaman sampel ditentukan dengan metode undian (Lampiran II).

23

d. Pengamatan Tanaman sampel

Untuk mengetahui bagaimana pertumbuhan kedelai dan hasil dari tanaman tersebut. Pengamatan meliputi: Tinggi tanaman (cm), Berat segar tanaman (g), Berat kering tanaman (g), Panjang akar (cm), Berat segar akar (g), Berat kering akar (g), Proliferasi akar,Jumlah polong, Berat polong (g), dan Hasil kedelai (g/tanaman), Jumlah biji, Berat Biji (g), dan Berat Biji 100 (g).

e. Sterilisasi Alat

Sterilisasi alat bertujuan untuk membunuh mikroba yang tidak diinginkan pada alat sehingga terjaga dari kontaminasi pada saat proses. Tahap pertama yaitu merebus semua alat yang akan digunakan sampai mendidih, lalu ditiriskan, setelah penerisan alat di cuci lalu ditiriskn dan kemudian penyeterilan dengan menggunakan autoclaf dengan suhu 1210 C, dan dengan tekanan 1 atm selama 20 menit.

f. Pembuatan Medium

Medium adalah bahan yang terdiri dari zat makanan yang digunakan untuk menumbuhkan mikrobia. Media digunakan untuk isolasi, perbanyakan sel, dan pengujian sifat fisiologi. Untuk pembuatan media LBA dan YMA langkah yang dilakukan sama hanya bahan yang berbeda. Langkah pertama siapkan bahan, timbang, panaskan dalam pemanas air, tambahkan agar larutan dijadikan 100 ml, atur pH 6,5-6.8, masukan dalam tabung reaksi atu erlemeyer, sterilkan dengan autoklaf dengan suhu 1210 C dengan tekanan 1 atm selama 15 menit.

g. Isolasi Rhizobakteri

Akar tanaman kedelai disemprot-semprot dengan perlahan dengan aquades yang airnya ditampug di petridis 1 ml yang akan diisolasi dimedia LBA pada uji pendahuluan dengan cekaman NaCl dengan konsentrasi 0,17 N, 1 N, 1,5 N, 2 N kemudian diterapkan pada sampel dengan kondisi kemampuan pada cekaman tertinggi.

Untuk mengisolasi Rhizobakteri yaitu dengan cara mencairankan medium LBA (Luria Bertani Agar) dan dimasukkan ke dalam petridis dan didiamkan sampai padat, lalu membuat suspensi bakteri dan ambil dari air semprotan perakaran yang diambil 1 ml dengan pengenceran 102, 104, dan 106 dan kemudian diambil 0,1 ml lalu diinokulasikan kepermukaan media padat cawan petri dengan metode surface dan streak, selanjutnya diinkubasikan secara terbalik pada suhu kamar, setelah tumbuh koloni yang terpisah dengan zona jernih di sekitarnya menunjukan bakteri dapat diisolasi. Isolasi dapat dilakukan dengan mengambilnya dengan cara aseptik dengan ose satu koloni yang dikehendaki dan suspensi dalam air steril. Memeriksa morfologi sel dengan mikroskop, dilanjutkan dengan pengecatan gram dan menggambar.

h. Isolasi dan karakterisasi Rhizobium sp.

Karakteristik nodulasi diamati baik dari sebaran nodulasi, jumlah, berat, dan diameter nodul. Dalam efektivitas sebaran nodulasi dilakukan dengan mengamati letak dan sebaran nodul pada akar tanaman. Jumlah nodul didapatkan dari menghitung jumlah nodul pada setiap tanaman, lalu menimbangnya. Untuk

25

diameter nodul diukur dengan menggunakan jangka sorong, 20 nodul setiap tanaman, kemudian nodul dibelah untuk uji efektivitas noduldilanjutkan dengan menumbuk nodul setiap tanaman. Nodul yang digunakan merupakan nodul masih segar dibersihkan dengan sublimat atau alkohol 70% dalam cawan selama 2-6 menit, lalu dicuci 3-5 kali dan ditumbuk hingga keluar cairan berwarna merah, kemudian diambil 1 ose nodul akar dan dibuat goresan pada media YMA di petridish. Pada bekas goresan akan tertinggal sedikit suspensi Rhizobium sp. lalu digoreskan lagi ke medium dengan ose yang telah dibakar. Kemudian cawan petri yang telah diberi Eriket di letakan dalam posisi terbalik, diinkubasikan pada suhu temperatur kamar. Koloni yang terpisah dan berwarna merah jambu dan kemudian diidentifikasi dari bentuk koloni, struktur dalam, betuk tepi dan elevasi kemudian ambil dengan ose 1 koloni dan suspensikan dengan air steril kemudian untuk diperiksa morfologinya di bawah mikroskop dengan pengecatan gram. Kemudian digambar bentuk selnya.

i. Karakteristik Mikoriza i. Pengamatan

Mengamati jumlah arbuskul, vesikel, hifa dan efektivitasnya serta jumlah sporanya. Karakterisasi Mikoriza diambil dari akar tanaman sebanyak 20 buah minimalnya 10 buah, selanjutnya dimasukkan ke dalam patridis yang diisi dengan air aquades. Selanjutnya akar diambil lalu dimasukkan ke dalam tabung dan direndam dengan KOH 10 % selama 24 jam, setelah itu cairan KOH dibuang dan akar dibilas dengan aquades sebanyak 3 kali, lalu akar diredam

dengan HCl 1 % selama 1 jam yang dilanjutkan dengan pemberian cat Acid Fuhsin. Lalu diamati jumlah vesikel, arbuskul, presentase infeksi MVA.

ii. jumlah spora dan karakterisasi spora

Cara mengamati jumlah spora yaitu tanah dari tanaman diambil sebanyak 250 gram, kemudian direndam dengan air 1 L, lalu saring dengan penyaring Mikoriza. Pengambilan koloid pada cairan menggunakan 0,1 ml diletakan diatas preparat kemudian diamati di bawah mikroskop jumlah dan karakteristik spora Mikoriza.

E. Parameter Yang Diamati. 1. Penelitian Survei :

a. Lokasi Penelitian Survei lokasi meliputi :

i. letak lahan batas lahan dan ukuran luasannya

ii. vegetasi apa saja yang berada di lokasi dan sekelilingnya

iii. Bagaimana lahan mendapatkan air salah satunya mungkin bagaimana dengan pengirannya seperti irigasi dll.

iv. kondisi tanah dan tanaman pada lahan Mediteran tersebut b. Tanah Mediteran Simo, Boyolali

i. Kadar Lengas, dengan rumus: K=

Keterangan:

K: Kadar Lengas Tanah A: Bobot Wadah/Cawan B: Bobot Tanah Awal

C: Bobot Akhir Tanah (hasil ovenan 24 jam, dengan suhu 1050C)

27

ii. pH Tanah

Pengukuran pH tanah merupakan pengukuran sifat keasaman dan kebasaan tanah atau aktivitas konsentrasi ion hidrogen (H+) diukur dengan menggunakan kertas ukur.

iii. Kadar Bahan Organik

Kadar bahan organic ditentukan menggunakan metode Walkley dan Black yaitu dengan rumus

adar a an Or an O adar C Keterangan:

A = Banyaknya FeSO4 yang digunakan dalam titrasi baku B = Banyaknya FeSO4 yang digunakan dalam titrasi blangko iv. Kandungan N dalam tanah

Kandungan N total tanah diukur melalui tahapan Destruksi, Destilasi, dan Titrasi, untuk perhitungna menggunakan rumus sebagai berikut

Keterangan:

A = Banyaknya NaOH 0,1 N yang digunakan dalam titrasi baku B = Banyaknya NaOH 0,1 N yang digunakan dalam titrasi blangko KL = Kadar lengas sampel tanah

v. Kandungan C/N Rasio

Kandungan C/N rasio dihitung dengan hasil perhitungan C dibagi dengan hasil hitung N tanah pada setiap sampel tanah.

c. Tanaman korban

i. Tinggi tanaman (cm)

Tinggi tanaman diukur dari pangkal tanaman yaitu batas akar sampai dengan ujung titik tumbuh, dinyatakan dalam satuan cm.

ii. Berat segar tanaman (g)

Dengan cara ditimbang menggunakan timbangan elektrik, dinyatakan dalam gram. Bagian yang ditimbang adalah kesulurahan tanaman, dari akar dan keseluruhan tanaman kecuali hasil dari tanaman kedelai.

iii. Berat kering tanaman (g)

Dengan mengeringkan keseluruhan bagian tanaman yang telah ditimbang berat segarnya dibawah sinar matahari selama 24 jam, lalu dioven dengan suhu 600C. Penimbangan dilakukan berulang-ulang sehingga diperoleh berat kering tanaman secara konstan, dinyatakan dalam gram.

iv. Panjang akar (cm)

Dengan mengukur akar setiap tanaman kedelai dengan menggunakan penggaris dari pangkal tanaman hingga akar terpanjang pada pengamatan tanaman sampel.

v. Berat segar akar (g)

Dengan cara mencabut tanaman, memotong akarnya kemudian ditimbang menggunakan timbangan elektrik, dinyatakan dalam gram

vi. Berat kering akar (g)

Dengan mengeringkan akar yang telah ditimbang berat segarnya di bawah sinar matahari selama 24 jam, lalu dioven 600C. Penimbangan dilakukan

29

berulang-ulang sehingga diperoleh berat kering akar secara konstan, dinyatakan dalam gram.

vii.Proliferasi akar dan ketebalan akar

Pengamatan dilakukan dengan melihat penyebaran perakaran tanaman pada saat pemanenan kedelai dengan cara mengambil gambar akar dan pengamatan ada tidaknya penebalan lapisan kulit akar dengan melihat irisan akar.

viii. Jumlah Polong

Menghitung jumlah polong dalam setiap tanamannya ix. Berat polong (g)

Jumlah polong setiap tanamannya ditimbang dan dibagi keseluruhan sehingga diperoleh rata-rata berat polong pertanaman.

x. Jumlah Biji

Perhitungan biji dengan cara menghitung semua biji pada setiap tanamannya, biji sudah dipisahkan dengan polongnya.

xi. Berat Biji (g)

Keseluruhan biji pada setiap tanaman sampel ditimbang, Berat biji ditimbang dengan menggunakan timbangan elektrik, dinyatakan dalam gram.

xii.Berat biji 100

Pengamatan berat 100 biji dilakukan dengan cara menimbang berat kedelai 100 biji dari masing-masing blok yang telah dikeringkan, kemudian mengukur kadar airnya dengan dikonversikan pada kadar air 11% dengan rumus :

gram =

a = berat 100 biji pada kadar air 11 % b = berat 100 biji pada kadar air terukur

xiii. Hasil kedelai ( ton/ha)

Hasil tanaman kedelai dinyatakan dalam gram.Pengamatan dilakukan pada saat panen dari tiap unit hasil perlakuan yaitu dengan mengeringkan biji kemudian ditimbang diukur kadar airnya kemudian dikonversikan dalam ton/ha pada kadar air 11% dengan rumus :

A a C Keterangan:

H = hasil panen/ha pada kadar air 11% A = luas lahan dalam satuan ha (10.000 m2) B = Luas Petak hasil (m2)

C = Berat biji per blok hasil (Kg/m2) Ka= kadar air biji terukur.

31

2. Penelitian Eksperimen a. Rhizobium sp

i. Diameter nodul

Diameter diukur dengan jangka sorong, nilai dari keseluruhan nodul pada setiap tanaman dipersentasekan sehingga menghasilkan nilai rata-rata dari ukuran diameter nodul. Satuan dalam pengukuran diameter adalah cm. ii. Sebaran nodul

Sebaran nodul diamati bagaimana sebarannya, dan diambil gambar, untuk mengetahui seberapa luasan sebarannya

iii. Jumlah nodul

Jumlah nodul ditentukan dengan cara menghitung semua nodul yang terdapat pada akar pada setiap tanaman sampel

iv. Berat nodul (gram)

Berat nodul diketahui dari menimbang keseluruhan nodul yang ada pada setiap tanaman sampel.

v. Nodul efektif (%)

Nodul efektif ditentukan dengan mengukur kefektifitasannya dalam persen, dari 20 nodul pada setiap tanaman dihitung berapa nodul yang efektif dengan kriteria berwarna merah atau coklat pada belahan nodul.

Isolasi dan karakterisasi Rhizobium sp: hasil isolasi akan mengidentifikasi Rhizobium sp., baik dari bentuk koloni, struktur dalam, betuk tepi, elevasi serta morfologi selnya.

a. Rhizobakteri

i. Isolasi Rhizobakteri dan screening osmotoleran NaCl

ii. Karakterisasi Rhizobakteri: Isolat yang paling tahan cekaman NaCl dengan tingkatan Molaritas yang berbeda dikarakterisasi koloni, sifat gram, bentuk sel, sifat fisiologi.

b. Mikoriza

i. Persentase infeksi MVA diukur dengan (%)

Keterangan :

A= Jumlah akat yang trifeksi B=jumlah total akar yang diamati.

ii. Jumlah vesikel, arbuskul

Jumlah vesikel dan arbuskul dengan menghitung berapa jumlah akar yg terinveksi vesikel atau arbuskul, diamati dengan mikroskop.

iii. Jumlah spora dan karakterisasi spora

Jumlah spora hasilkan dari menghitung jumlah keseluruhan spora yang terlihat pada mikroskop

33

F. Analisis Data

Analisis data pada penelitian ini dengan menggunakan eksploratif, yaitu mencocokkan serta mengevaluasi data karakteristik tanah, Rhizobium sp Rhizobakteri, dan Mikoriza. Analisis dilakukan di laboratorium dengan kriteria kesesuaian secara deskriptif. Analisis deskriptif digunakan untuk memberikan gambaran, penjelasan, dan uraian hubungan antara tanah, tanaman kedelai meliputi pertumbuhan dan hasil, dengan asosiasi Rhizobium sp, Rhizobakteri, dan Mikoriza berdasarkan data dan informasi kemudian dibuat dalam bentuk tabel atau foto.

34

Dari hasil observasi pada tanggal 2 September 2015, dapat dinyatakan lokasi penelitian, pada lahan kedelai yang tahan kering di daerah Simo Boyolali, dengan jenis tanah Mediteran, yang merupakan milik petani setempat. Letak lahan tersebut tidak jauh dari perumahan penduduk, batasan lahannya dari batas sebelah utara lahan berbatasan dengan pemukiman penduduk yang dibatasi oleh jalan raya dan pohon Kapas serta pohon Jati, batasan Selatan merupakan tanaman Tebu, batasan Timur merupakan tanaman Padi, dan batasan Barat adalah pohon Sengon. Kondisi Tanah di lahan Meditera tersebut, sangat kering bahkan sampai terlihat retakan tanah.

Gambar 1. Retakan tanah 6-10 cm

Pada lahan tersebut tidak ada aliran irigasi, petani setempat juga tidak melakukan penyiraman karena pengairan pada lahan tersebut menggunakan air hujan yang turun saja yaitu merupakan lahan dengan sistem tadah hujan, tidak ada

35

pengairan tambahan selain itu. Tanaman kedelai hanya terkena hujan pada awal tanam sampai 2 MST saja, setelah itu tidak memperoleh air sama sekali baik dari irigasi ataupun hujan karena kemarau panjang.

Lahan tersebut berukuran 500 m2 dengan bagian penelitian yang terdiri dari 3 blok penelitian yaitu blok A, Blok B dan blok C. luasan setiap bloknya yaitu: Blok A dengan luasan 2,95x470 m2, blok B dengan luasan 3,85 x 2,45 m2, blok C dengan luasan 4,30 x 2,45 m2, skema lahan terlampir pada Lampiran 1.

Pola tanam yang dilakukan petani dari musim sebelumnya yaitu padi-padi-kedelai. Varietas kedelai yang ditanam yaitu varietas Petek. Jumlah populasi setiap bloknya yaitu, pada blok A berjumlah 309 tanaman kedelai, blok B berjumlah 313 tanaman, dan pada blok C 350 tanaman.

2. Sifat Tanah Mediteran Simo, Boyolali

Pertumbuhan tanaman dipengaruhi oleh macam-macam faktor diantaranya ialah: Suhu, udara, matahari, air dan unsur-unsur hara tanah. Unsur komponen tanah yang diamati yaitu sifat biologi dan kimia. Komponen biologi merupakan komponen mikroorganisme komplek yang berada di tanah sedangkan komponen kimia merupakan komponen unsur-unsur yang terkandung dalam tanah. Komponen kimia berperan penting dalam menentukan sifat dan ciri tanah. Beberapa sifat kimia tanah berupa drajat keasaman (pH), C organik, N-Total, dan C/N ratio. Dari sampel tanah Mediteran Simo, Boyolali sehingga diperoleh data yang tersaji pada tabel 1.

Tabel 1. Hasil pengamatan laboratorium Kl-kl, Bo, N, C/N, dan pH di Tanah Mediteran Simo, Boyolali

Blok BO N C/N pH

A 0,80 % 0,33 % 1,36 % 7,6 B 1,51 % 0,79 % 1,11 % 7,7 C 1,96 % 2,78 % 0,40 % 7,6 Rerata 1,42 % 1,30 % 0,96 % 7,6 b. Kandungan bahan organik tanah

Bahan organik tanah adalah bagian dari tanah yang merupakan suatu kompleks yang dinamis, yang bersumber dari sisa tanaman atau binatang yang terdapat dalam tanah yang terus menerus mengalami perubahan bentuk, karena dipengaruhi oleh faktor biologi, fisika dan kimia (Kononova, 1961). Bahan organik mencakup semua bahan yang berasal dari jaringan tanaman dan hewan, baik yang hidup maupun yang sudah mati pada bagian tahapan dekomposisi.

Bahan organik lebih mengacu pada bahan sisa (tanaman dan tumbuhan) yang mengalami perombakan atau dekomposisi baik sebagian maupun keseluruhan. Pengukuran kandungan bahan organik dengan metode walkey and black yaitu dengan ditentukannya berdasarkan kandungan C. Hasil perhitungan kandungan bahan organik pada tanah Mediteran di Simo, Boyolali dapat di lihat pada tabel 1 yaitu, tanah Mediteran di Simo Boyolali memiliki kandungan bahan organik dengan rerata 1,42 %, jika jika dilihat pada pendapat Bohn et al (1979) yakni kandungan bahan organik tanah sangat beragam, berkisaran antara 0,5%-5% pada tanah-tanah mineral, kandungan bahan organik dikelompokkan berdasarkan kandungannya, sangat rendah apabila berkisaran antara < 1,72%, rendah 2,1%, sedang 3,4%-5,1%, tinggi 6,0%, dan sangat tinggi > 8,6%. Bahan organik berperan sebagai granulator yaitu memperbaiki struktur tanah. Menurut

37

Arsyad (1989) peranan bahan organik dalam pembentukan agregat yang stabil terjadi karena tanah mudah untuk membentuk komplek dengan bahan organik, selain itu Bahan organik juga dapat meningkatkan populasi mikroorganisme tanah diantaranya jamur dan cendawan, bahan organik digunakan sebagai penyusun tubuh dan sumber energi. Miselia atau hifa cendawan tersebut mampu menyatukan butir tanah menjadi agregat sedangkan bakteri berfungsi sebagai penyatu agregat. Kondisi kandungan bahan organik yang rendah dapat dipengaruhi dari berbagai faktor, diduga salah satu faktor yang mempengaruhi adalah sejarah tanah, tanah Mediteran di daerah Simo, Boyolali selalu ditanami padi dengan menggunakan pupuk kimia.

a. Kandungan Nitrogen (N)

Nitrogen memberikan pengaruh besar terhadap perkembangan pertmbuhan. Fungsi N adalah memperbaiki pertumbuhan vegetatif tanaman dan pembentukan protein. Gejala-gejala kebanyakan unsur N adalah memperlambat kematangan tanaman, batang lemah dan mudah roboh, dan mengurangi daya tahan terhadap penyakit (Hardjowigeno, 2003).

Nitrogen tanah berasal dari bahan organik tanah, pengikatan N di udara oleh Rhizobium sp yang bersimbiosis dengan tanaman, Azotobacter, atau penambahan pupuk N. Apabila kandungan N yang terkandung dalam tanah berbentuk NO3, maka akan mudah tercuci oleh air hujan, sehingga apabila terlalu banyak hujan maka N akan yang terkandung dalam tanah akan rendah (Hardjowigeno, 2003). Kriteria N dalam tanah berdasarkan standar Internasional yaitu <0,1 termasuk kriteria sangat rendah, 0,1-0,21 berkriteria rendah, 0,22-0,51

berkriteria sedang, 0,52-0,75 berkriteria tinggi sedangkan >0,75 termasuk kedalam kriteria sangat tinggi (Hardjowigeno, 2003). Pada hasil analisis tanah Mediteran di Simo, Boyolali memiliki kandungan Nitrogen dengan rerata 1,3 % ( tabel 1). Jika dibandingkan pada kriteria kandungan N Standar Internasional maka tanah tersebut termasuk kedalam kriteria tanah yang memiliki kandungan N sangat tinggi. Faktor yang dapat mempengaruhi nilai N yaitu bahan organik, menurut Kemas (2005) jika bahan organik tinggi maka kandungan N akan tinggi, begitu pula sebaliknya. Namun hal ini tidak sesuai dengan kondisi pada tanah Mediteran Simo, Boyolali karena pada kandungan bahan organik sedang, sedangkan kandungan N tinggi ( tabel 1). kandungan N yang tinggi dapat dipengaruhi oleh kondisi tanah tersebut. Tanah Mediteran Simo, Boyolali memiliki tekstur yang sedikit liat sehingga unsur yang berada ditanah tidak mudah terlindi dan tertahan di tanah, selain itu juga dilihat dari sejarah pratanam yang selama ini selalu ditanami padi dan kondisi tanah selalu di memberikan penambahan unsur N pada pemupukan, sehingga N dalam tanah menumpuk. Hal ini juga yang dapat memengaruhi tanah sehingga tanah menjadi bongkahan yang keras.

b. Kandungan C/N Ratio

Kandungan C/N Ratio adalah salah satu parameter yang digunakan untuk mengukur kualitas bahan organik. Bahan organik yang masih mentah maka ditunjukkan dengan nisbah N/C tinggi. C/N digunakan untuk penanda kemudahan perombakan bahan organik dan kegiatan jasad renik. Jika kadar C/N tinggi berarti ketersediaan C sebagai sumber energi berlebihan menurut bandingan dengan

39

ketersediaan N. Apabila ketersediaan karbon terbatas (kadar C/N terlalu rendah) maka akan kekurangan senyawa sebagai sumber energi yang dapat dimanfaatkan mikroorganisme untk mengikat Nitrogen bebas. Pada tabel 1 dapat dilihat kadar C/N pada tanah Mediteran di Simo, Boyolali yaitu dengan rerata 0,96 %. Menurut Hardjowigeno (2003) kondisi C/N dengan kadar kecil dari 5 maka masuk kepada kriteria sangat rendah. Jika dibandingkan hasil analisis Hardjowigeno (2003), dengan hasil analisis tanah Mediteran di Simo, Boyolali maka tanah tersebut masuk pada kriteria N/C rendah. Hal ini selaras karena kandungan N total yang sangat tinggi yaitu 1,3 %

c. pH Tanah

pH tanah sangat berpengaruh dalam pertumbuhan tanaman, seperti ketersediaan unsur hara. Reaksi tanah menunjukan derajat keasaman dan kealkalisan tanah dinyatakan dalam pH. pH menunjukan banyaknya konsentrasi H di dalam tanah. Jika kadar ion H+ maka akan semakin asam tanah tersebut, sedangkan jika OH- ketika kandungan H+ tinggi maka tanah tersebut mempunyai tingkat keasaman yang tinggi, selain H+ juga terdapat OH- di tanah yang jumlahnya berbanding terbalik dengan H+. Pada tanah masam jumlah ion H+ lebih tinggi dari pada OH-, sedangkan pada tanah alkalis jumlah ion OH- yang lebih tinggi dari pada H+, dan pada kondisi netral kedua ion tersebut mempunyai komposisi jumlah yang sama. Rerata pH pada tanah Mediteran di Simo, Boyolali 7,6 dikategorikan agak basa. Kondisi tanah yang agak basa ini akan berpengaruh pada daya serap tanaman sehingga tanaman sulit untuk menyerap unsur hara. Menurut Suharno (2014) budidaya Kedelai dilakukan pada kondisi tanah dengan

pH netral 5,5-6,5, selain dari kondisi tanaman hal ini juga berkaitan dengan kondisi tanamn yang bersimbiosis dengan bakteri Rhizobium sp. Menurut Danu dan Hanafiah (2015) Rhizobium sp tidak dapat hidup pada pH lebih kecil dari 4,3 karena bakteri ini peka terhadap keasaman. Menurut Danu dkk (2015) tanaman kedelai sebaiknya dibudidayakan pada pH <5,0 agar mendapatkan hasil yang maksimal dalam pertumbuhan dan produksi tanaman pada setiap jenis varietas kedelai. Jika dibadingkan dari referensi tanah Mediteran memiliki pH yang cukup tinggi dibandingkan dengan kondisi pH standar untuk hidup tanaman kedelai sehingga dapat tumbuh dan berproduksi dengan baik.

a. Hasil Kadar lengas tanah

Lengas tanah merupakan fase cair pada tanah. Tanah memiliki kemampuan menyerap dan menahan air, keberadaan lengas tanah dipengaruhi oleh pengikat spesifik yang berhubungan dengan tekanan air. Pemenuhan air bagi tanaman tergantung pada ketersediaan air di wilayah sekitar perakaran. Kadar lengas tanah pada kondisi dilapangan dapat dilihat pada tabel 2.

Tabel 2. Kadar Lengas Tanah Mediteran Simo, Boyolali Blok Lapisan 1

( 0-10 cm)

Lapisan 2 (10-20 cm)

Lapisan 3

(20-30 cm) Rearata

A 15,01 % 18,39 % 26,93 % 20,11 %

B 7,12 % 14, 61 % 25,39 % _{16,25 %}

C 8,94 % 19,97 % 29,33 % _{19,41 %}

Rerata 10,35 % 19,18 % 27,21 % _{18,92 %}

Pengukuran kadar lengas tanah Mediteran di Simo, Boyolali dilakukan dengan pengambilan sampel pada setiap Bloknya per 3 lapisan (Lampiran VII).

41

Pengukuran Kadar lengas kapasitas lapang guna untuk mengetahui ketersediaan air pada tanah, yang untuk mengetahui keadaan air normal. Kondisi normal pada tanah yaitu kondisi unsur makro terisi air dan mikro terisi udara.

Kondisi kadar lengas berpengaruh pada kondisi perakaran memberikan efek pada kesuburan tanaman, karena kadar lengas merupakan kemampuan tanah mengikat partikel air dalam tanah. Dari tabel 2 dapat dilihat rerata kadar lengas pada setiap blok per lapisannya, kondisi kadar lengas pada lapisan 0-10 cm memiliki kadar lengas 10,35% , lapisan 10-20 cm yaitu 17,65 %, dan 20-30 cm yaitu 27,21 %. Kadar lengas terbesar dimiliki oleh lapisan 20-30 cm. Hal ini kemungkinan dipengaruhi dari kondisi tanah yang kering dan kemarau sehingga pada lapisan atas terjadi penguapan yang besar sehingga pada lapisan atas kadar lengas yang dimiliki kecil yaitu 10,35%.

Untuk mengetahui seberapa air yang harus tersedia di tanah dan kondisi air yang tersedia di lapangan maka perlu mengetahui kadar lengas kapasitas lapang, kadar lengas kondisi lapangan, dan kadar lengas kering angin, data dapat dilihat pada tabel 3.

Tabel 3. Kandungan Kadar Lengas Tanah Mediteran

Blok Kl-KL KL

dilapangan Kl-Ka

Air tersedia( teori) Kl-kl – Kl-ka

Air tersedia (kondisi lapangan) KL lapangan – K-Ka

A 34,48% 20,11% 20,05% 14,43% 0,06%

B 38,80% 16,26% 13,80% 25,00% 2,46%

C 31,33% 19,41% 17,00% 14,33% 2,41%

Jika dilihat pada tabel 3 kondisi kadar lengas kondisi di lapangan 18,92% dan pada ketersediaan airnya yaitu 1,97% pada tanah Mediteran Simo, Boyolali ini memiliki kondisi ketersedian air yang sangat kecil karena dari kemampuan mengikat air dan kondisi air pada kapasitas lapang yaitu memiliki kemampuan tersedia yaitu 17,92%. Perbandingan pada kondisi air tersedia dengan kondisi air di lapangan sangat tinggi, maka dapat disimpulkan kondisi tanah mengalami cekaman yang tinggi karena hanya mampu memenuhi kurang dari satu persennya saja. Jika dihubungkan dengan tanaman kondisi tanaman berada pada kondisi kritis karena rerata panjang perakaran hanya mampu mencapai 0-11 cm sedangkan kondisi kadar lengas terbesar pada kedalaman 20-30 cm. Hal ini memberikan efek pada kondisi pertumbuhan dan hasil tanaman kedelai tersebut kurang optimal karena penyerapan hara tergantung pada kondisi perkaran. Namun kedelai tetap masih bertahan hidup dan berbuah dan baik, hal ini diduga adanya peranan dari rhizobakteri dan mikoriza sehingga tanaman kedelai dapat bertahan hidup.

B. Karakterisasi Rhizobium sp, Rhizobakteri dan Mikoriza 1. Rhizobium sp.

Rhizobium sp. berasal dari dua kata yaitu Rhizo yang artinya akar dan bios yang berarti hidup. Rhizobium sp. adalah bakteri yang bersifat aerob, bentuk batang, koloninya berwarna putih berbentuk sirkulasi, merupakan penghambat nitrogen yang hidup di dalam tanah dan berasosiasi simbiotik dengan sel akar legume, bersifat host spesifik satu spesies Rhizobium sp. cenderung membentuk

43

nodul akar pada satu spesies tanaman legume saja. Bakteri Rhizobium sp. adalah organotrof, aerob, tidak berspora, pleomorf, gram negatif dan berbentuk batang.

a. Karakterisasi Nodul akar kedelai Petek Simo, Boyolali

Nodul akar merupakan organ simbiosis yang mampu melakukan fiksasi N2 dari udara, sehingga nitrogen yang dihasilkan dapat dimanfaatkan oleh tanaman leguminosa. Sumber nodul akar diperoleh dari akar kedelai Petek yang tumbuh di daerah Simo, Boyolali. Aktivitas Nodulasi dapat diamati berdasarkan: Sebaran nodul, jumlah Nodul, diameter nodul, berat nodul, dan nodul. Berikut sebaran nodul jumlah nodul, diameter nodul, berat nodul dan bentuk nodul tersaji pada tabel 4.

Tabel 4. Nodul Akar Tanaman Kedelai Petek di Simo, Boyolali pada tanah Mediteran

Blok Sebaran Jumlah Nodul

Diameter nodul (cm)

Berat Nodul (gram)

Bentuk Nodul Nodul

Blok A Akar pokok 4, 7 0,06-0,15 0,07 Irregular Nodul

Blok B Akar pokok 3,8 0,03–0,36 0,28 Irregular Nodul

Blok C Akar pokok 6,67 0,09–0,44 0,08 Irregular Rerata Akar pokok 5,06 0,09-0,15 0,14 Irregular

1. Sebaran Nodul

Dari tabel 4, dapat dilihat sebaran nodul akar kedelai varietas Petek di tanah Mediteran Simo, Boyolali, terdapat di akar pokok. Sebaran nodul akar menunjukkan letak terbentuknya nodul akar yang ada dalam sistem perakaran kedelai. Sebaran nodul akar menunjukkan letak terbentuknya nodul akar yang ada

dalam sistem perakaran kedelai, pengamatan sebaran nodul dilakukan dengan mengambil gambar akar yang terdapat di akar perimer maupun di akar sekunder. Gambar sebaran nodul akar kedelai dapat dilihat pada gambar 2 yang menunjukkan nodul akar terdapat di akar primer dan sekunder, nodul akar terlihat paling banyak berada pada akar primer yaitu pada pangkal akar.

Gambar 2. Sebaran Nodul Akar kedelai Petek Simo, Boyolali

2. Jumlah Nodul

Pada tabel 4 Jumlah nodul Rhizobium sp di tanah Mediteran Simo Boyolali memiliki jumlah nodul dengan rata-rata pada setiap tanamannya sebanyak 5,6 buah. Nodul pada penelitian Noveta (2007), kedelai memiliki jumlah nodul 16,89 buah sedangkan pada penelitian Solihin (2006) dalam Noveta (2007), menunjukkan bahwa jumlah nodul dengan inokulasi sebesar 40-60 buah nodul. Jumlah nodul pada akar kedelai Petek di Simo, Boyolali memiliki perbandingan yang lebih sedikit dari pada penelitian Noveta (2007) dan Solihin (2006) dalam Noveta (2007) yaitu, 5,6 buah nodul. Hal ini diduga dipengaruhi dari kondisi lingkungan yang kurang mendukung yaitu kondisi kedelai yang tercekam kekeringan dan kondisi tanah mediteran yang keras dengan konsentrasi pH yang tinggi yaitu 7,6 sehingga pada perkembangan dan pembentukan nodul rendah. Perkembangan nodul akan baik jika dalam kondisi air yang cukup, menurut Danu dkk. (2015) peningkatan pH akan meningkatan jumlah pembintilan

Gambar 2. Delapan isolat Rhizobakteri tanah Mediteran di Simo, Boyolali

Tabel 9. Deskripsi 8 isolat Rhizobakteri secara morfologis Mikroskopis

Nama Bakteri

Elevansi Bentuk Tepi

Struktur dalam Rb1 Effuse Entire Opaque

Rb3 Effuse Entire Opaque

Rb4 Raised with Concave Bevelfed edge

Csiliate Wavy enteriaced

Rb6 Effuse Entire Trnslucent

Rb8 Umbonate Undulate Opaque

Rb9 Effuse Entire Coaarsely granular

Rb10 Effuse Entire Translucent

Rb11 Effuse Entire Opaque

Selanjutnya adalah pengamatan berdasarkan bentuk dan sifat gram sel. Karakterisasi sel dilakukan dengan cara pengecatan garm, yang mana organisme yang dapat menahan kompleks pewarna primer ungu kristal iodium sampai pada akhir prosedur (sel-sel tampak biru gelap atau ungu) di sebut gram positif sedangkan organisme yang kehilangan kompleks warna ungu kristal pada pembilasan, dan terwarnai dengan safranin sehingga sel nampak merah disebut gram negatif (Hadioetomo dan Ratnasari, 1985). Dari delapan isolat hasil pengamatan dilakukan karakterisasi sel meliputi bentuk sel dan sifat sel, yang tersaji dalam tabel 10.

Tabel 10. Deskripsi Karakterisasi Sel Isolat

Rhizobakteri pada Kedelai Petek di Tanah Mediteran Simo Boyolali

Nama Sampel Sifat gram Bentuk

RB.1 Negatif Kokus

RB.3 Negatif Kokus

RB.4 Negatif Kokus

RB.6 Negatif Kokus

RB.8 Negatif Kokus

RB.9 Negatif Kokus

RB.10 Negatif Kokus

RB.11 Negatif Kokus

Tabel 10, menunjukkan bahwa kedelapan isolate memiliki bentuk sel kokus dan bersifat gram negatif dengan ditunjukan warna merah. Menurut Jhon G. Holt et. al.(1994) beberapa genus dari Rhizobakteri

memiliki bentuk batang atau basil, lurus, batang sedikit bengkok, kokus, dan pulmp Vibrioid. Genus

Rhizobakteri yang memiliki sifat gram negatif dan berbentuk kokus yaitu, dari genus Azotobacter dan

Acetobakter. Dari kedua genus tersebut yang dapat bertahan dengan pH yang tinggi yaitu dari genus

Azotobacter dapat tumbuh dengan pH antara 4,8-8,5 sedangkan Acetobakter pH optimumnya yaitu antara 5,4-6,3. Jika dibandingkan antara hasil pengamatan isolatdi tanah Meditera Simo, Boyolali dan pendapat Jhon, G. Holt et. al. merupakan ciri-ciri dari Rhizobakteri dengan genus Azotobacter

karena memiliki kesamaan gram dan bentuk sel dan tumbuh dengan pH optimum yaitu antara 4,8-8,5 yang mana kondisi tanah Mediteran di Simo, Boyolali memiliki pH 7,6. Dari hasil pengamatan delapan isolat Rhizobakteri memiliki sel yang berbentuk kokus dan memiliki sifat gram negatif namun memiliki diameter, warna, struktur dalam, bentuk tepi dan elevasi yang berbeda-beda.

Hasil Penelitian Agung-Astuti (2012) yaitu isolat Rhizobacteri indigenous lahan pasir vulkanik Merapi memiliki sifat gram negatif, dengan bentuk

Baccil dan Coccus, selain itu juga pada hasil penelitian Erma (2013) sifat gram Rhizobateri

bersifat negatif dan memiliki bentuk yang kokus dan basil. Hal ini sesuai dengan pengamatan pada

Rhizobakteri yang bersumber dari tanah Mediteran Simo, Boyolali memiliki betuk sel kokus dan bersifat negatif.

Terdapat kemiripan antara hasil penelitian

Rhizobacteri indigenous lahan pasir vulkanik Merapi yang tahan terhadap cekaman hingga < 2,25 M bersifat osmotoleran dengan tanaman kedelai di tanah Mediteran Simo, Boyolali dengan cekaman 2 M Kondisi tanah mediteran Simo, Boyolali selain berada pada cekaman kekeringan, pH dengan konsentrasi agak basa yaitu 7,6, serta kondisi ketersediaan air rendah yaitu 1,97 dari 17,92%, kedelai tetap tumbuh baik, ini di duga karena adanya peranan Rhizobakteri hal ini dibuktikan dengan ditemukannya 8 isolat Rhizobakteri yang tahan pada cekaman 2 M.

Mikoriza: Untuk membuktikan asosiasi mikoriza pada akar tanaman maka dilakukan pengamatan persentase infeksi mikoriza pada akar dan menghitung jumlah spora yang terdapat di sekitar perkaran tanama. Pengambilan sampel akar untuk mengamati infeksi mikoriza akar yang digunakan akar sekunder.

Tabel 11. Rerata Infeksi dan Jumlah Spora Mikoriza

Blok Rata-rata Infeksi Rata-rata Spora Mikoriza x106

A 21,0 % 20,23 Spora/ml

B 15,0 % 22,26 Spora/ml

C 10,0 % 18,90 Spora/ml

Rerata 15,3 % 20,46 Spora/ml

Infeksi Mikoriza: Kedelai Petek di Simo Boyolali, menurut tabel 10 ternyata memiliki interakaksi dengan mikoriza yang di tandai dengan adanya spora yang terdapat pada tanah yang memiliki rata-rata 15,3 %. Hal tersebut diduga berasal dari tanaman yang inang yang terinfeksi. Menurut Kabirun (1990), Mikoriza mempunyai peran yang sangat penting dalam peningkatan produktifitas tanaman, yaitu meningkatkan penyerapan air dan beberapa hara tanaman, menghasilakn hormon pemacu pertumbuhan tanaman, dapat mengurangi cekaman tanaman oleh air, dan dapat memperbaiki struktur tanah, meningkatkan nodulasai serta penyematan Nitrogen oleh Rhizobium sp pada kedelai.

Jumlah Spora Mikoriza: Selain dari persentase infeksi Mikoriza jumlah spora sangat efektif digunakan untuk mengetahui perkecambahan spora yang telah dihasilkan oleh cendawan mikoriza arbuskula. Produksi spora akan meningkat jika metabolisme tanaman cukup baik. Di tanah Mediteran di Simo Boyolali, memiliki asosiasi dengan Mikoriza hal ini dibuktikan dengan adanya spora Mikoriza dengan rerata Jumlah Spora Mikoriza dapat dilihat pada tabel 10 yaitu 20,46 Spora/ml.

Pertumbuhan dan Hasil Tanaman Kedelai: Pertumbuhan tanaman tanaman yang dianalisi terdiri dari 10 sampel tanaman untuk setiap bloknya, yang terdiri A, B C sehinga jumlah tanaman 30 sampel tanaman. Pertumbuhan yang diamati yaitu tinggi tanaman, berat segar tanaman, berat kering tanaman, panjang akar, berat segar akar, dan berat kering akar.

Tabel 12. Pertumbuhan Tanaman Kedelai Petek, Simo, Boyolali

B l o k

Tinggi Tanam an (cm)

Berat Segar Tanama

n (g)

Berat Kering Tanama n (g)

Panja ng Akar (cm)

Berat Segar Akar

(g)

Berat Kering

Akar (g) A 73,75 7,92 6,32 13,66 0,39 0,29 B 71,50 6,26 4,80 12,00 0,41 0,27 C 73,18 5,06 3,87 10,00 0,53 0,34

R er at a

72,81 6,41 5,00 11,89 0,44 0,30

Pada akar pada kedelai petek yang tumbuh di tanah Mditeran tersebut. Pola percabangan pada kedelai Petek Simo, Boyolali ini dapat dikategorikan kurang baik karena dalam skors tidak mencapai 2+ sedangkan hasil terbaik adalah 5+, dengan kondisi pengembangan akar yang kurang baik namun tanaman dapat tumbuh dengan baik. Hal ini di sebabkan kondisi tanah yang sangat keras dan minimnya ketersediaan air, menurut Hasanah dkk (2008) pada saat kondisi kering akar tanaman akan mempertahankan hidup dengan cara memperkuat akar yang ada dari pada pembentukan akar baru, sehingga ploriferasinya tidak terlalu luas.

Gambar 3. Ploriferasi Akar

Dari Gambar 7 dapat diliat pengembangan akar tidak terlalu baik bahkan pada gambar ke A dan C terlihat adanya pembekakan di bagian pertengahan akar, penebalan tersebut jika diiris melintang dan diamati dibawah mikroskop maka aka muncul kenampakan seperti berikut

Gambar 4. Irisan melintang penebalan Akar Diduga dengan kondisi tanah mediteran di Simo, Boyolali yang kering dan tidak ada pengairan selama kemarau panjang membuat kondisi akar untuk mempertahankan hidupnya dengan cara mempertebal jaringan epidermis sehingga nampak pada Gambar 8 teradapat penebalan di bagian pigir akar. Fungsi jaringan epdermis atau jaringan pelindung berfungsi membatasi penguapan, dan sebagai daran penyimpanan dan penyerapan.

Selain itu menurut Fatmah ( 2003) Akar yang terinfeksi juga dapat meningkatkan serapan unsur hara dan mengurangi cekaman pada kadar lengas tertentu, akar kedelai petek Simo Boyolali terbukti terinfeksi dapat dilihat pada gambar 5 dan tabel 10 sehingga diduga kondisi tanaman kedelai petek di tanah Mediteran Simo Boyolali karena adanya asosiasi antara Rhizobakteri dan Mikoriza. Hasil Kedelai: Pengamatan Hasil, dilakukan pada saat pemanenan, Hasil kedelai Petek yang hidup di daerah Simo, Boyolali yang diambil dari 3 blok yang hasil masih-masing blok dikeringkan dengan menggunakan sinar Matahari, lalu di timbang dan

dihitung menggunakan perbandingkan hasil pada kadar air 11%. Hasil tanaman secara keseluruhan tersaji pada tabel 15.

Tabel 13. Rerata Jumlah Polong, berat polong, jumlah biji, dan berat biji Tanaman Kedelai

Blo k

Jumlah Polong /tanaman

(buah)

Berat Polong /tanama

n (gram)

Jumla h Biji /tanam an (biji)

Berat Biji /tana man (gram

)

Berat 100 Biji

Hasil t/ha

A 47,00 12,22 86,10 6,15 7,81 0,34 B 46,00 11, 62 101,20 6,63 6,58 0,73 C 38,40 9,85 71,40 5,90 6,75 0,73 Rer

ata 43,80 11,23 86,23 6,03 6,83 0.6

Dari tabel 15 dapat dilihat rerata jumlah polong adalah 43,80 polong, dengan rerata berat 6,03 gram, sedangkan rerata jumlah biji 83,23 biji pertanamannya, dengan rerata berat biji 7,80 gram. Berat 100 bijinya yaitu 6,83 dan dengan hasil 0,60 t/ha. Menurut Suyatmo dan Musalamah (2010) Jumlah polong kedelai Petek setip tanamannya yaitu 25 polong, dengan berat biji pertanamnnya 9,60 gram. Jika dilihat dari hasil pengamatan pemanenan kedelai Petek didaerah Simo Boyolali dan Hasil Penelitian Suyatmo dan Mursalamah dari jumlah polong terlihat lebih banyak pada kedelai Petek di Simo Boyolali yaitu selisih 23.80 Polong/tanaman namun dari berat biji lebih rendah. Untuk berat 100 biji kedelai Petek di Simo lebih kecil yaitu 7,04 gram dan Petek pada kondisi normal mempunyai berat 100 biji 8,7 meskipun selisinya tidak besar namun berat kedelai petek di Simo lebih rendah. Sedangkan untuk hasil dari kedelai Petek di Simo dapat dilihat di tabel 15 hasil biji pada kadar air 11% yaitu 0,60 t/ha.

Hasil tanaman kedelai Petek di Simo kurang optimal diduga merupakan pengaruh dari kondisi tanaman selama pertumbuhannya. Menurut Sri Suryanti dkk (2015) kondisi kedelai yang berada dalam cekaman kekeringan pada setiap fase pertumbuhan berpengaruh terhadap penurunan hasil dan berpengaruh besar pada periode kritis tanaman. Namun demikian kondisi kedelai di Simo dapat bertahan hidup dengan baik ini diduga adanya Asosiasi Rhizobium, Rhizobakteri dan Mikoriza melihat dari kondisi kedelai yang tidak ada pengairan sejak berusia 2 minggu setelah tanam sampai pemanenan namun kedelai masih dapat bertahan hidup ditanah Mediteran dengan cekaman kekerigan tidak ada pemupukan dan penyiangan dapat tumbuh dan berbuah dengan baik meskipun tidak seoptimal hasil kedelai Petek pada umumnya. Hal ini dibuktikan dengan ditemukannya infeksi Mikoriza pada akar kedelai serta terdapat 8 isolat

Rhizobakteri yang dapat bertahan pada cekaman 2 M.

SIMPULAN

Kesimpulan: (1) Hasil isolasi dan karakterisasi Rhizobium sp pada nodul akar kedelai Petek di Simo, Boyolali, ditemukan 8 jenis isolat yaitu R5, R6, R7, R8, R9, R10, R13, R15 dengan dengan sifat gram negatif dan berbentuk basil. (2) Hasil isolasi dan karakterisai Rhizobakteri ditemukan 8 isolat yaitu Rb1, Rb3, Rb4, Rb6, Rb8, Rb9, dan Rb11 dapat tumbuh pada cekaman NaCl 2 M memunyi sifat gram negatif dan berbentuk kokus. (3) Akar kedelai Petek, di tanah Mediteran Simo, Boyolali

terinfesi Mikoriza sebesar 13,5 % berupa hifa eksternal, Hifa internal, vesicel, dan arbuskul, dengan spora 20,46 x 106 Spora/ml. (4) Terdapat Asosiasi antara 8 isolat Rhizobium sp dengan tanaman kedelai Petek di tanah Mediteran Simo, Boyolali denga 8 isolat Rhizobakteri osmotoleran dan spora Mikoriza sehingga kedelai Petek dapat tumbuh dan produktifitas 0,60 t/ha meski dalam kondisi tercekam dengan pH 7,6.

DAFTAR PUSTAKA

Agung-Astuti. 2012. Isolasi Rhizobacteri indigenous Lahan Pasir Vulkanik Merapi yang Tahan Terhadap Cekaman Kekeringan. Disampaikan pada seminar ilmiah di Fakultas Pertanian UMY, 24 Nopember 2012.

Artha,N.1993. Respon Tanaman Kedelai terhadap Inokulasi Rhizobium sp japonicum dan Pupuk Anorganik di Lahan Kering pada Musim Hujan. Prosiding Lokakarya Palawija. Bogor. 4:329-339.

Danu S. L, A S. Hanafiah, Mariani S. 2015. Pengaruh pH terhadap Pemebntukan Bintil Akar, Serapan N, P, dan Produksi Tanaman pada Beberapa Varietas Kedelai pada tanah Inseptisol di Rumah Kasa. Fakultass Pertanuan Usu. Medan. 3(3): 1111 1115.

Dwi Yuni Astuti. 2005. Isolasi Pemurnian dan Inokulasi Isolat Rhizobium spsp. Dari Nodul Akar Kedelai Varietas Edamame. Fakultas Pertaian. UMY. Yogyakarta.

Bohn. H.L.. B. L. Mc. Neal. and G.A O’Connor. 1979. Soil Chemistry. John Willey & Sons. New York.

Elkan, G.H. 1987. Symbiotic nitrogen fixattion tecnology. Marcel Dekker, INC. New York dan Basel. 1-27 p.

Fatmah. 2003.Peranan Mikoriza Vesikular Arbuskular Terhadap Pertumbuhan dan Hasil Jagung Hibrida di Tanah Pasir Pantai pada berbagai Volume Air Siram.

Fakultas Pertanian UMY. Yogyakarta. Hadioetomo, R. S. 1993. Mikrobiologi Dasar dalam

Praktek : Teknik dan Prosedur Dasar Laboratorium. PT Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.

Hardjowigeno, S. 2003. Ilmu Tanah. Akademi Persindo. Jakarta.

Hasanah,N.A.U, Agung-Astuti, dan A.A. Syarifudin. 2008. KajianRhizobakteri Fiksasi N Tahan cekaman kekeringan dengan berbagai kondisi air dan macam

iokulum pada padi merah putih. Fakultas Pertanian UMY. Yogyakarta.

I Nyoman Adijaya, Putu Suratmini dan Ketut Mahaputra. 2014. Aplikasi Pemberian Legin (Rhizobium sp) Pada Uji Beberapa Varietas Kedelai Di Lahan Kering. Balai Pengkajian Teknologi Pertanian Bali. Bali. Jhon G. Holt, Noel R. K., Petter H. A. S., James

S.T., S. T. Williams. 1994. Bergey’s

ninth edition. Williams & Wilkins. USA. 787 p.

Kabirun. 1990 Dalam Tim Agroteknologi. 2012. Panduan Praktikum Teknik isolasi dan Perbanyakan Agensia Hayati. UMY. Yogyakarta.

Kemas, Ali Hanafiah. 2005. Dasar – dasar Ilmu Tanah. PT. Raja Grafindo Persada. Jakarta.

Marsela A., 2012. Kedelai, Potret Ketakberdayaan Negara Senin, 30 Juli 2012 |13:17.

www.suarapembaruan.com. Diakses 2

Agustus 2015.

Metrotvnews. 2014. 50 hektar kedelai gagal panen.http://news.metrotvnews.

com/read/2014/10/17/306282/50- hektarelahan-kedelai-gagal-panen-akibat-kekeringan. Akses 30 Agustus 2015.

Noveta C. I P. 2007. Pengaruh Jenis Media Pembawa dan Pengemas terhadap Efektivitas Inokulum R. Japonicum Indigenous Etisol Vulkanik pada kedelai Edamame. UMY. Yogyakarta.

Novita N. 2011. Varietas dan Teknologi Produksi Kedelai.Balai Penelitian Tanaman Kacang-kacangan dan Umbi-umbian (BALITKABI). Malang.

Pelczar, M.J. dan E. C. S. Chan. 1988. Dasar-dasar Mikrobiologi. Universitas Indonesia. Jakarta. Hal 953-981.

Setiadi, Y., 2003. Arbuscular mycorrhizal inokulum production. Program dan

abstrak Seminar dan Pameran:Teknologi Produksi dan Pemanfaatan Inokulan Endo-Ektomikoriza untuk Pertanian, Perkebunan, dan Kehutanan. 16 September 2003. Bandung. pp 10.

Sri Suryanti, Didik I., Putu S., Jaka W. 2015. Kebutuhan Air, Efisiensi Penggunaan Air Dan Ketahanan Kekeringan Kultivar Kedelai. Agritech.Yogyakarta. 35(1). Suharno. 2014. Peranan Rhizobium Japonicum pada

Produktivitas Kedelai. STTP Yogyakarta. Yogyakarta.

Suyatmo dan Musalamah. 2010. Kemampuan Berbunga, Tingkat Keguguran Bunga, dan Potensi Hasil Beberapa Varietas Kedelai. Balai Penelitian Tanaman Kacang-kacangan dan Umbi-umbian. Malang.

Yuwono, T., Desi Handayani, and Joedoro Soedarsono (1999) Dalam Tim Agroteknologi. Panduan Praktikum Teknik isolasi dan Perbanyakan Agensia Hayati. UMY.Yogyakarta.