Bimafika, 2015, 6, 748-753
PEMBERIAN PUPUK KOMPOS YANG DIPERKAYA BIOFERTILIZER DAN PUPUK NITROGEN ANORGANIK TERHADAP RESPON MORFOLOGI PERAKARAN PADA TANAMAN Setiyowati
1
1
Fakultas keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Darussalam Ambon Diterima 02-03-2015 ; diterbitkan 30-05-2015
ABSTRACT Compost is one of the alternative fertilizers that can increase plant growth and production. Biofertilizer is substans has live microrganism that can enriched compost to increase compost quality. The purpose of this research was to evaluate the of organic fertilizer (compost) enriched with bofertilizer and N anorganic its effect on growth and yield of soy. The soy galur 44 with collected by PPSHB IPB are crossing between Nokonsawon and Slamet variety. This experiment was conducted using a Randomized Block Design with two factors of treatment. The first factor was organic fertilizer that consist of 3 levels: 1). B0 = 0 ton/ha; 2). B1 = 5 ton/ha; 3). B2 = 10 ton/ha. The second factor N anorganik consisting 3 levels: 1). N 0 = N 0% dose; 2). N1 = N 50% dose; 3). N2 = N 100% dose. The compost enriched with biofertilizer and N anorganic had the saved N anorganic to 50% and The best effect treatment on most variables observed including elongation of root, number of nodul, biomass dry of root is B2N1, but this increase was not significant. Kata Kunci: soy, compost enriched with biofertilezer, rooting morphology respon
PENDAHULUAN Kedelai merupakan komoditas penting dan strategis setelah padi dan jagung. Penetapan kedelai sebagai komoditas prioritas oleh Puslitbang tanaman pangan sejak tahun 2005 didasari oleh permintaan atau konsumsi kedelai yang terus meningkat. Namun demikian, kapasitas produksi kedelai dalam negeri masih belum memadai. Produksi kedelai tahun 2009 hanya mencapai 972.945 ton, sedangkan kebutuhan kedelai nasional mencapai 2,2 juta ton (BPS 2009) sehingga sampai saat ini Indonesia masih melakukan impor kedelai. Dalam rangka menjalankan sistem pertanian yang berkelanjutan untuk mencapai target produksi yang tinggi dengan tetap memelihara kesuburan tanah, ramah lingkungan serta dapat memelihara keseimbangan ekosistem di sekitarnya, maka diperlukan usaha dan strategi yang tepat, salah satu diantaranya dengan penggunaan pupuk organik dan pupuk hayati yang sesuai dengan program Go Organik yang dicanangkan pemerintah pada tahun 2010. Pengembangan dan pemanfaatan pupuk organik dan pupuk hayati diharapkan dapat
mengurangi ketergantungan terhadap penggunaan pupuk anorganik. Di samping penggunaan pupuk organik, pupuk hayati juga merupakan alternatif yang sangat baik. Pupuk hayati merupakan substansi yang mengandung mikroorganisme hidup, bila diaplikasikan pada benih, permukaan tanaman, atau tanah maka dapat memacu pertumbuhan tanaman dengan memudahkan penyediaan hara, dekomposisi bahan organik, dan menyediakan lingkungan rhizosfer yang lebih baik sehingga pada akhirnya dapat mendukung pertumbuhan dan meningkatkan produksi tanaman (Vessey 2003). Wu et al. (2005) melaporkan bahwa penggunaan biofertilizer yang mengandung mikoriza dan bakteri pengikat N (Azotobacter chroococum), bakteri pelarut P (Bacillus megaterium), dan bakteri pelarut K (Bacillus mucilaginous) dapat meningkatkan pertumbuhan, meningkatkan kadar unsur hara pada tanaman, dan menjaga kandungan organik tanah. Aplikasi mikroba aktivator dapat berperan sebagai biokontrol terhadap penyakit tanaman akibat infeksi mikroba patogen hingga tingkat efisiensi 78,2% (Guo et al. 748
Setiyowati/Bimafika, 2015, 6, 748-753
2004), mendorong pertumbuhan rambutrambut akar sehingga penyerapan air dan hara mineral menjadi lebih efisien (Lerner et al. 2005). Penelitian tentang aplikasi kompos (pupuk organik) dan pupuk hayati secara tunggal telah banyak dilakukan. Namun aplikasi pupuk kompos yang diperkaya dengan kelompok bakteri PGPR, khususnya bakteri non-simbiotik masih sedikit diungkap. Oleh karena itu, untuk melihat efektifitas kombinasi dari kedua pupuk tersebut dalam memacu pertumbuhan tanaman perlu dilakukan percobaan. Khususnya dalam percobaan ini hanya dibatasi terhadap pertumbuhan perkembangan perakaran pada tanaman kedelai. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui efektifitas kombinasi pupuk kompos yang diperkaya dengan kelompok bakteri PGPR non-simbiotik (pupuk hayati) dan sumber nutrisi nitrogen dalam memacu pertumbuhan dan perkembangan perakaran pada tanaman kedelai (Glicine max L.)
Rancangan Penelitian Penelitian ini mengunakan rancangan acak kelompok yang terdiri atas 2 faktor dengan 3 kali ulangan. Faktor pertama adalah dosis pupuk organik yang telah diperkaya dengan pupuk hayati (pupuk pengayaan) dengan 3 taraf, yaitu: 1). B0 = 0 ton/ha; 2). B1 = 5 ton/ha; 3). B2 = 10 ton/ha. Faktor kedua adalah sumber nutrisi N sebagai pupuk anorganik yang terdiri atas 3 taraf, yaitu: 1). N0 = sumber nutrisi N dosis 0%; 2). N1 = sumber nutrisi N dosis 50%; 3). N2 = sumber nutrisi N dosis 100%.
METODE PENELITIAN Tanaman yang akan dijadikan sampel dalam penelitian ini adalah tanaman kedelai galur 44 koleksi PPSHB IPB yang merupakan hasil persilangan antara varietas Nokonsawon dan varietas Slamet. Pupuk anorganik yang digunakan adalah nutrisi nitrogen saja dari urea. Pupuk hayati yang digunakan terdiri atas isolat kelompok bakteri non-simbiosis yaitu : Azospirillum sp., Azotobacter sp., Bacillus sp. , dan Pseudomonas sp. Bahan pupuk organik berasal dari serasah jerami yang dikomposkan. Pupuk organik (kompos) dicampur menjadi satu dengan pupuk hayati ketika dalam proses pengomposan, tepatnya satu minggu sebelum proses pengomposan selesai sehingga diperoleh satu paket pupuk kompos yang telah diperkaya dengan pupuk hayati (pupuk pengayaan). Penelitian ini dilakukan pada bulan Nopember 2010 sampai dengan awal Desember 2010 di rumah kaca Departemen Biologi FMIPA IPB.
Analisis Sampel Pupuk Pengayaan Analisis pupuk pengayaan dilakukan di Departemen ilmu Tanah FAPERTA IPB untuk mengetahui kandungan nutrisi hara makro dan mikro, apakah memiliki tingkat kelayakan atau mutu pupuk yang sesuai dengan standarisasi yang telah ditetapkan oleh Deptan.
Persiapan Media Tanam Tanah yang digunakan sebagai media tanam berasal dari tanah sekitar rumah kaca, yang diambil pada lapisan olah 0-25 cm, kemudian dikering-anginkan pada udara luar. Setelah itu dilakukan penimbangan untuk setiap polybag berisi 4 kg tanah. Kemudian pupuk pengayaan dimasukkan ke bagian tengah media dan dilakukan pengadukan agar pupuk menyebar rata.
Penanaman Penanaman dilakukan dengan sistem tugal, medium tanah dilubangi sekitar 5 cm. Pada setiap lubang diberikan 10 butir furadan 3 G untuk mencegah serangan hama bibit. Setiap pot ditanami 3 benih dan 1 minggu setelah tanam dilakukan penjarangan, sehingga pada setiap pot hanya terdapat satu tanaman. Pemupukan Pupuk pengayaan diberikan sesaat sebelum penanaman biji yang dimasukan pada bagian tengah media dan diaduk-aduk agar menyebar rata dengan dosis yang telah ditetapkan (B0 = 0 ton/ha; B1 = 5 ton/ha; B2 = 749
Setiyowati/Bimafika, 2015, 6, 748-753
10 ton/ha). Pupuk anorganik diberikan secara tugal sesaat setelah biji ditanam dengan dosis pupuk nitrogen 100 kg/ha yang terdiri dari : N0 = 0% (0 gram); N1 = 50 % (0,15 gram); N2 = 100% (0,3 gram). Pupuk P dan K diberikan sebagai pupuk dasar dengan dosis masingmasing 150 kg/ha untuk P dan 100 kg/ha untuk K.
seimbang (nilainya berada diantara nilai minimum dan maksimum). Hardjowigeno (2001) melaporkan bahwa kompos yang baik memiliki Kandungan C/N rasio antara 10 – 20. Kandungan C/N rasio yang terdapat dalam pupuk pengayaan ini memiliki nilai sebesar 14,15 sehingga telah memenuhi standar kualitas kompos yang baik.
Pemeliharaan Kegiatan pemeliharaan yang dilakukan di antaranya adalah penyiraman dan penyiangan. Penyiraman dilakukan sesuai dengan kondisi media (2 atau 3 hari sekali) dengan volume penyiraman sesuai kebutuhan untuk mencapai kapasitas lapang. Proses penyiangan dilakukan setiap kali ada gulma yang tumbuh dengan tujuan membebaskan tanaman dari gulma.
Respon Morfologi Tanaman Terhadap Aplikasi Pupuk Pengayaan dan Sumber Nutrisi Nitrogen Hasil analisis sidik ragam menunjukkan bahwa interaksi antara pupuk pengayaan dan sumber nutrisi N yang digunakan dalam percobaan ini tidak berpengaruh nyata terhadap panjang akar, jumlah bintil akar, berat basah akar, maupun berat kering akar (Gambar 1-4). Namun peningkatan pertumbuhan tertinggi pada tiap parameter yang diamati terdapat pada perlakuan kombinasi B2N1 (B2 = pupuk pengayaan 10 ton/ha; N1 = nitrogen 50%).
Data Penelitian Variabel respon yang akan dijadikan sebagai data penelitian diperoleh berdasarkan pengamatan terhadap pertumbuhan vegetatif tanaman yang dipanen pada saat fase peralihan vegetatif ke generatif, khususnya yang berkaitan dengan pertumbuhan dan perkembangan akar yang meliputi : panjang akar, berat basah akar, jumlah bintil akar, dan berat kering akar.
Panjang (cm)
Panjang Akar
Analisis Data Data akan diolah secara statistik dengan analisis sidik ragam (ANOVA) menggunakan program aplikasi SPSS. Apabila terdapat perbedaan yang nyata dilanjutkan dengan melakukan uji Duncan pada taraf uji 5 %.
100,00
BoNo BoN1 BoN2 B1No B1N1
50,00
B1N2 B2No
0,00
B2N1 B2N2
Gambar 1. Rata-rata panjang akar
Aplikasi pupuk yang diperkaya dengan mikroba aktivator dapat memacu serapan hara dan pertumbuhan beberapa tanaman seperti jagung, kacang tanah, dan caisim. Pengaruh penambahan pupuk tersebut antara lain memacu inisiasi akar dengan meningkatkan laju pembelahan dan pemanjangan sel yang ditandai dengan peningkatan bobot kering akar (Wibowo 2008). Pemanfaatan pupuk yang diperkaya dengan mikroba aktivator mampu meningkatkan kandungan hormon IAA terutama pada tanaman kedelai, jagung, dan caisim. Peningkatan akumulasi IAA khususnya pada tanaman kedelai dan jagung terjadi pada jaringan daun akar, tetapi peningkatan
HASIL DAN PEMBAHASAN Analisis Kompos Kandungan hara mikro dan makro dalam kompos yang telah diperkaya dengan mikroba aktivator yang digunakan dalam percobaan ini tercantum dalam lampiran 1. Berdasarkan nilai standar kualitas pupuk organik dari Departemen Pertanian yang ditunjukkan pada tabel 2, diketahui bahwa pupuk pengayaan ini memiliki kualitas yang baik karena memiliki kandungan kimia yang 750
Setiyowati/Bimafika, 2015, 6, 748-753
akumulasi hormon IAA pada tanaman kedelai belum mampu meningkatkan pertumbuhan baik vegetatif maupun generatif kedelai (Wibowo 2008). Beberapa mikroba yang hidup pada lapisan rhizosphere akar tanaman atau yang tergolong Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR) dilaporkan mampu memproduksi hormon IAA (Vessey 2003). Menurut Srivastava (2002) akumulasi IAA di akar dapat disebabkan adanya penyerapan IAA hasil sintesis mikroba oleh akar tanaman baik secara difusi langsung maupun melewati fasilitas protein membran.
Data pada gambar 4 menunjukkan bahwa, aplikasi sumber nutrisi nitrogen N1 (50%) yang digunakan dalam percobaan ini menunjukkan pertumbuhan terbaik. Artinya, aplikasi kombinasi pupuk pengayaan dan sumber nitrogen dapat menghemat penggunaan pupuk nitrogen anorganik hingga 50%. Kristanto et al (2002) melaporkan bahwa inokulasi bakteri Azospirillum sp. pada tanaman jagung mampu mengurangi kebutuhan pupuk nitrogen sampai dosis sedang.
Jumlah Bintil Akar
Berat Basah Akar
15,00
BoNo
4,00
BoN2
Bobot (g)
Jumlah
B1No
10,00
B1N1 B1N2
5,00
B2No B2N1
0,00
BoNo BoN1
BoN1
BoN2 B1No
3,00
B1N1
2,00
B1N2 B2No
1,00
B2N1
0,00
B2N2
B2N2
Gambar 2. Rata-rata jumlah bintil akar
Gambar 3. Rata-rata berat basah akar
Aplikasi pupuk yang diperkaya dengan mikroba aktivator kelompok PGPR pengaruhnya tidak nyata terhadap pembentukan bintil akar seperti tampak pada gambar 2. Hal ini menunjukkan bahwa bakteri kelompok PGPR tidak berperan secara langsung dalam pembentukan bintil akar. Diketahui bahwa bintil akar dibentuk oleh kelompok bakteri simbiotik dengan tanaman legum, sementara isolat bakteri PGPR yang digunakan merupakan kelompok bakteri non simbiotik. Kontribusis PGPR dalam hal ini adalah memproduksi hormon pertumbuhan (IAA) yang dapat memacu perkembangan sel akar, khususnya meningkatkan pertumbuhan rambut-rambut akar sehingga akan memperluas situs terjadinya pembentukan bintil (Haino 2009). Peningkatan pertumbuhan rambut-rambut akar menurut Lerner et al (2005) akan mampu mengefisienkan penyerapan air dan hara mineral. Vessey (2003) melaporkan bahwa PGPR lebih berperan dalam proses pertumbuhan tanaman inang dan tidak secara langsung berperan dalam pembentukan bintil.
Percobaan ini menguatkan laporan hasil penelitian Harjoso dan Utari (2004), bahwa aplikasi pupuk hayati pada tanaman kedelai dapat mengefisienkan penggunaan pupuk N 50% hingga 100%.
Berat Kering Akar
BoNo BoN1
Bobot (g)
0,80 0,60
BoN2 B1No B1N1
0,40 0,20
B1N2 B2No B2N1
0,00
B2N2
Gambar 4. Rata-rata berat kering akar
Meskipun semua parameter yang diamati secara analisis statistik tidak menunjukkan pengaruh yang nyata (lampiran 2-5), namun ada kecenderungan peningkatan rata-rata panjang akar, bobot basah, dan bobot kering akar akibat aplikasi pupuk pengayaan dan sumber nutrisi nitrogen dibandingankan tanaman kontrol. Hal ini 751
Setiyowati/Bimafika, 2015, 6, 748-753
dimungkinkan akibat terjadinya peningkatan serapan hara tanaman. Peningkatan serapan unsur hara pada tanaman dapat dipengaruhi oleh aktivitas bakteri yang digunakan sebagai pupuk hayati. Meskipun dalam penelitian ini tidak dilakukan pengukuran serapan hara tanaman, tetapi berdasarkan beberapa penelitian sebelumnya melaporkan bahwa aplikasi pupuk hayati dapat meningkatkan serapan hara pada tanaman (Wibowo 2008; Ainy 2008; Haino 2009). Azospirillum sp. dan Azotobacter sp. diketahui dapat memacu pertumbuhan tanaman melalui perannya dalam pengikatan nitrogen bebas dari udara, sehingga ketersediaan senyawa nitrogen dalam tanah meningkat dan dapat diserap oleh akar tanaman. Pseudomonas sp., dan Bacillus sp. diketahui mampu melepaskan unsur P dan K yang terikat pada partikel tanah menjadi bentuk yang tersedia bagi tanaman (H2PO4 dan HPO4 ) (Atlas & Bortha 1998; Salomone et al 2001; Vessey 2003). Kemampuan dalam melarutkan P tidak tersedia menjadi P tersedia bagi tanaman berkaitan erat dengan disekresikannya asam-asam organik oleh bakteri-bakteri tersebut yang dapat membentuk khelat (komplek stabil) dengan kation-kation pengikat P di dalam tanah seperti + + AL3 dan Fe3 . Khelasi tersebut dapat menurunkan reaktivitas ion-ion tersebut sehingga menyebabkan pelarutan fosfat yang efektif (Han & Lee 2005). Peningkatan serapan unsur hara tanaman berkaitan dengan kemampuan bakteri-bakteri tersebut dalam meningkatkan pertumbuhan rambut-rambut akar sehingga penyerapan air dan hara mineral menjadi lebih efisien (Lerner at al 2005). Kemampuan dalam meningkatkan pertumbuhan rambut-rambut akar berkaitan erat dengan dihasilkannya hormon pertumbuhan oleh mikroba tersebut. Vessey (2003) mengemukakan bahwa inisiasi, pembelahan dan pemanjangan sel pada akar sangat dipengaruhi oleh hormon yang dihasilkan oleh beberapa mikroba.
bakteri non simbiotik yang dikombinasikan dengan pemupukan nitrogen anorganik pada tanaman kedelai menghasilkan kombinasi terbaik untuk semua parameter yang diamati adalah kombinasi B2N1. Hal ini berarti aplikasi kombinasi pupuk pengayaan dan nitrogen anorganik dapat menghemat penggunaan pupuk nitrogen anorganik hingga 50%. Secara analisis statistik, perlakuan belum mampu menunjukkan pengaruh yang signifikan terhadap pertumbuhan dan perkembangan perakaran kedelai yang ditanam di rumah kaca. Namun, ada kecenderungan peningkatan rata panjang akar, bobot basah, dan bobot kering akar.
KESIMPULAN Aplikasi dari pupuk organik yang diperkaya pupuk hayati dengan mikroba aktivator kelompok
[5]. Han HS, Lee KD. 2005. Phospate and potassium solubilizing bacteria effect on mineral uptake, soil availability and growth
SARAN Berdasarkan hasil penelitian ini, perlu dilakukan uji lanjutan yang lebih komprehensif mengenai pertumbuhan vegetatif, tidak hanya dari segi pertumbuhan dan perkembangan perakaran saja. DAFTAR PUSTAKA [1]. [BPS] Badan Pusat Statistik. 2009. Tabel luas panen – produktivitas – produksi tanaman kedelai seluruh provinsi. http://www.bps.go.id/tnmn_pgn.php? eng=0 [6 des 2010]. [2]. Guo YH et al. 2004. Biocontrol of tomato wilt by plant growth promoting rhizobacteria. Biol Cont 29:66-72. [3]. Haino L. 2009. Kandungan hormon IAA, serapan hara, dan pertumbuhan beberapa tanaman budidaya sebagai respon terhadap aplikasi pupuk biologi [Tesis]. Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor. [4]. Hamim, Rahmania N, Hanarida I, Sumarni N. 2007. Pengaruh pupuk biologi terhadap pola serapan hara, ketahanan penyakit, produksi dan kualitas hasil beberapa tanaman pangan dan sayuran unggulan. Lembaga Penelitian dan Pengabdian Kepada Masyarakat. IPB. Bogor.
752
Setiyowati/Bimafika, 2015, 6, 748-753
eggplant. Res J Agric and Biol Scie. 2:176180.
Penelitian dan Pengembangan Pertanian. http://balittanah.litbang,depan.go.id [23 nop 2010].
[6]. Hardjowigeno S, Widiatmaka 2001. Kesesuaian Lahan dan Perencanaan Tataguna Tanah. Bogor : Departemen Ilmu Tanah dan Manajemen dan Sumber Daya Lahan. Fakultas Pertanian. Institut Pertanian Bogor.
[11]. Srivastava LM. 2002. Plant growth and development. Academic Press. USA. Hal 191-202. [12]. Vessey JK. 2003. Plant growth promoting rhizobacteria as biofertilizer. Plant and Soil 225: 571-586.
[7]. Kristanto HB, Mimbar SM, Sumarni T. 2002. Pengaruh inokulasi Azospirillum terhadap efisiensi pemupukan N pada pertumbuhan dan hasil tanaman jagung (Zea mays L.) Agrivita 24:74-79.
[13]. Weller DM, Raasjmaker JM, Gardener BBM, Thomasow LS. 2002. Mycrobiol population responsible specific soil suppressiveness to plant pathogens. Ann Rev Phytophat 40:309-348.
[8]. Lerner A et al. 2005. Effect of Azospirillum brasiliense inoculation on rhozobacterial communities analized by denaturing gel electrophoresis and automated ribosomal intergenic spacer analysis. Soil Biol Biochem 20:1-7.
[14]. Wibowo ST. 2006. Respon morfologi dan fisiologi beberapa tanaman budidaya terhadap aplikasi kompos yang diperkaya dengan mikroba aktivator [Tesis]. Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor.
[9]. Simanungkalit RDM. 2001. Aplikasi pupuk hayati dan pupuk kimia : suatu pendekatan terpadu. Bul Agrobio 42: 5661.
[15]. Wu SC, Cao ZH, Cheung KCWong MH. 2005. Effect as biofertilizer containing N-fixer, P and K solubilizers and AM fungi on maize growth: a green house trial. Geoderma 125:155-166.
[10]. Simanungkalit RDM. et al. 2006. Bakteri penambat nitrogen. Badan
753
