APLIKASI INOKULAN Bradyrhizobium japonicum PADA TANAMAN KEDELAI VARIETAS WILIS DI TANAH ASAM DMITRY ARDITYA HARSYA PRIANGGA

Transkripsi

1 APLIKASI INOKULAN Bradyrhizobium japonicum PADA TANAMAN KEDELAI VARIETAS WILIS DI TANAH ASAM DMITRY ARDITYA HARSYA PRIANGGA DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2010

2 ABSTRAK DMITRY ARDITYA HARSYA PRIANGGA. Aplikasi Inokulan Bradyrhizobium japonicum pada Tanaman Kedelai Varietas Wilis di Tanah Asam. Dibimbing oleh NISA RACHMANIA MUBARIK dan TRIADIATI. Kedelai tidak memiliki wilayah produksi yang permanen di Indonesia, sehingga mudah terdesak oleh tanaman lain yang bernilai ekonomi lebih tinggi. Produksi kedelai memerlukan tambahan area tanam kedelai. Area perluasan tersebut antara lain di lahan dengan produktivitas rendah, seperti tanah asam dengan kandungan Al yang tinggi. Bradyrhizobium japonicum (BJ) merupakan bakteri penambat nitrogen yang dapat memacu pertumbuhan dan produksi kedelai. Penelitian ini bertujuan mempelajari pengaruh inokulan B. japonicum toleran asam-aluminium terhadap pertumbuhan dan produksi kedelai varietas Wilis yang ditanam pada tanah asam. Penelitian dilakukan di lahan Cikabayan IPB Darmaga, Bogor. Perlakuan terdiri atas tanah asam sebagai kontrol; BJ 11 (19) hasil mutagenesis transposon; BJ 11 (wt) tipe liar; BJ 11(19) + kompos; BJ 11 (wt) + kompos, dan kompos tanpa Bradyrhizobium japonicum. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa perlakuan BJ 11(wt) + kompos dapat meningkatan tinggi tanaman dan jumlah biji dibandingkan dengan kedelai tanpa perlakuan Bradyrhizobium japonicum. Kata kunci: Bradyrhizobium japonicum, Kedelai varietas Wilis, Tanah Asam, Kompos, Mutagenesis transposon ABSTRACT DMITRY ARDITYA HARSYA PRIANGGA. Application of Acid Tolerant Bradyrhizobium japonicum Inoculant for Wilis Variety Soybean Grown on Acid Soils. Supervised by NISA RACHMANIA MUBARIK and TRIADIATI. Soybean do not have permanent area for cultivation in Indonesia, so it was easily driven by other plants with high economic value. Soybean production require expansion of cultivated area. Expansion of soybean cultivated area could be done in low productivity land such as acid soil, with high Al content. Bradyrhizobium japonicum (BJ) is a nitrogen fixing bacteria can promote soybean growth and production. The aim of this research was to investigate the effect of BJ acid- Al tolerant to Wilis variety soybean production in acid soil. Research was carried out at Cikabayan field, IPB Darmaga, Bogor. The treatments consist of acid soil as a control; BJ 11 (19) transposon mutagenesis; BJ 11 (wt) wild type; BJ 11 (19) + compost; BJ 11 (wt) + compost; and compost without Bradyrhizobium japonicum. The result showed that BJ 11 (wt) + compost could improve the plant height and the number of seeds compared to soybean without Bradyrhizobium japonicum. Keyword: Bradyrhizobium japonicum, Wilis variety soybean, Acid soil, Compost, Transposon mutagenesis

3 APLIKASI INOKULAN Bradyrhizobium japonicum PADA TANAMAN KEDELAI VARIETAS WILIS DI TANAH ASAM DMITRY ARDITYA HARSYA PRIANGGA Skripsi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen Biologi DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2010

4 Judul : Aplikasi Inokulan Bradyrhizobium japonicum Pada Tanaman Kedelai Varietas Wilis di Tanah Asam Nama : Dmitry Arditya Harsya Priangga NIM : G Menyetujui Pembimbing I, Pembimbing II, (Dr. Nisa Rachmania Mubarik, M.Si.) (Dr. Triadiati, M.Si.) NIP: NIP: Mengetahui: Ketua Departemen, (Dr. Ence Darmo Jaya Supena, M.Si.) NIP: Tanggal Lulus :

5 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Mataram pada tanggal 29 Agustus 1987 sebagai anak pertama dari dua bersaudara, anak dari pasangan Dr. Harry Soeprianto, M.Si. dan Dr. Yayuk Andayani, M.Si. Tahun 2005 penulis lulus dari SMA Negeri 2 Bogor dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk IPB melalui jalur Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru. Selama satu tahun penulis mengikuti Tahap Persiapan Bersama yang merupakan program perkuliahan sebelum mengikuti perkuliahan Mayor Biologi di Departemen Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Selama mengikuti perkuliahan penulis menjadi asisten mata kuliah Perkembangan Hewan pada tahun ajaran 2007/2008, mata kuliah Botani Umum pada tahun ajaran 2008/2009, serta Biologi pada tahun ajaran 2008/2009 dan 2009/2010. Penulis pernah menyajikan hasil penelitian ini secara lisan pada Seminar Nasional Sains II tanggal 14 November 2009 di Institut Pertanian Bogor, Bogor.

6 PRAKATA Puji dan Syukur penulis panjatkan kepada Tuhan yang Mahaesa atas segala karunia-nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian ini dilaksanakan sejak bulan Januari 2009 ini ialah tanah asam, dengan judul Pertumbuhan dan Produksi Kedelai Varietas Wilis yang Diinokulasi dengan Bradyrhyzobium japonicum Toleran Asam Alumunium di Tanah Asam. Penelitian ini didanai dari Program Insentif Riset Terapan Kementerian Negara Riset dan Teknologi kepada NRM dan tim. Terima kasih penulis ucapkan kepada pembimbing karya ilmiah ini, Dr. Nisa Rachmania Mubarik, M.Si dan Dr. Triadiati, M.Si. Terima kasih disampaikan pula kepada Dr. Ir. Muhadiono, M.Sc. selaku wakil komisi pendidikan dan penguji yang telah memberikan saran dan masukan. Demikian pula, penulis sampaikan terima kasih kepada semua teknisi dan laboran Laboratorium Fisiologi Tumbuhan dan Laboratorium Mikrobiologi, Departemen Biologi, serta Bapak Adi dan Bapak Milin yang telah banyak membantu dalam berjalannya penelitian ini di lapangan. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada Ayah, Ibu, serta keluarga atas segala doa dan kasih sayangnya. Penulis sampaikan juga ungkapan terima kasih kepada Ester Paulina yang selalu setia mendukung dan memberi semangat baik suka maupun duka, serta Frahel Theodora, Luria Marlina, Lamtiur Panggabean, Robert Edward, Olivia Ariesta, Waisak Purnomo, Yoan Ramasita yang selalu memberi semangat kepada saya. Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat. Bogor, Maret 2010 Dmitry Arditya Harsya Priangga

7 DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL... DAFTAR LAMPIRAN... vii vii PENDAHULUAN Latar Belakang... 1 Tujuan... 1 BAHAN DAN METODE Waktu dan Tempat penelitian... 1 Bahan... 1 Metode... 1 Rancangan Percobaan... 1 Penyiapan Lahan... 2 Perlakuan Inokulan pada Biji Kedelai... 2 Penanaman Kedelai... 2 Pemeliharaan Tanaman dan Pemanenan... 2 Pengamatan Respon Tanaman... 2 Pengukuran ph Tanah... 2 Pengolahan Data... 2 HASIL Kondisi Area Tanam Kedelai di Lingkungan... 2 Pengamatan Pertumbuhan Tanaman... 2 PEMBAHASAN... 4 KESIMPULAN... 6 DAFTAR PUSTAKA... 6 LAMPIRAN... 8

8 DAFTAR TABEL Halaman 1 ph tanah sebelum dan setelah mendapat perlakuan inokulan B. japonicum toleran asam aluminium Respon pemberian inokulan B. japonicum toleran asam aluminium terhadap tinggi tanaman kedelai varietas Wilis Pengaruh pemberian inokulan B japonicum toleran asam aluminium pada jumlah cabang, daun, dan biji tanaman kedelai varietas Wilis saat 90 HST Pengaruh pemberian inokulan B. japonicum toleran asam aluminium pada bobot biji kedelai varietas Wilis yang ditanam setelah panen 90 HST... 4 DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1 Area tanam kedelai di Lahan Percobaan Cikabayan sebelum ditanami kedelai Penanaman kedelai pada setiap petak (1 m x 2 m) perlakuan penelitian Uji ANOVA untuk tinggi tanaman (15, 45, dan 90 HST), Jumlah cabang, jumlah daun, jumlah bunga, jumlah polong, jumlah biji, bobot biji (g/100 biji dan g/2 m 2 ) Komposisi kimia tanah asam Jasinga (Situmorang 2008) Perbandingan hasil untuk masing-masing parameter pada setiap perlakuan Pertumbuhan koloni Bradyrhizobium japonicum pada media Yeast Manitol Agar... 15

9 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Kebutuhan kedelai di Indonesia pada tahun 2006 mencapai 1,3 juta ton dan pada tahun 2007 permintaan kedelai semakin meningkat menjadi 2,2 juta ton (BPS 2009). Untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri, Indonesia masih melakukan impor yang ratarata sebesar 40% dari kebutuhan kedelai nasional. Akan tetapi produksi dalam negeri masih relatif rendah dan memiliki kecenderungan terus menurun. Hal ini disebabkan kedelai tidak memiliki wilayah produksi yang permanen, serta kurang optimalnya pemanfaatan area tanam di lahan yang kurang produktif. Oleh karena itu, salah satu usaha untuk meningkatkan produksi kedelai dengan perluasan area tanam mencakup lahan dengan produktivitas rendah, seperti tanah asam dengan kendala keracunan Al, Mg, Fe, atau asam organik (Indrasumunar et al. 2000). Tanaman kedelai termasuk ke dalam famili Leguminosae. Famili tersebut pada umumnya dapat tumbuh dan bereproduksi dengan baik bila bersimbiosis dengan bakteri bintil akar. Alternatif yang dapat dilakukan dalam upaya mengoptimalkan produksi kedelai di tanah asam yaitu dengan memanfaatkan kedelai dan bakteri bintil akar yang dapat hidup dan bersimbiosis pada tanah dengan ph rendah. Galur bakteri bintil akar yang memiliki efektivitas simbiotik tinggi berpotensi untuk dikembangkan sebagai inokulan pada tanah asam dengan menggunakan varietas kedelai yang juga toleran asam (Monasari 2007). Usaha yang telah dilakukan terhadap bakteri bintil akar yang dapat menodulasi kedelai, yaitu mencari bakteri bintil akar yang toleran asam dan aluminium (Endarini et al. 1995). Varietas kedelai yang memiliki periode stadium vegetatif panjang dapat membentuk perakaran yang dalam sehingga lebih toleran terhadap cekaman kekeringan dan Al tinggi (Arsyad et al. 2004). Beberapa contoh varietas kedelai yang toleran pada tanah asam di antaranya varietas Wilis, Kerinci, Dempo, Singgalang, Slamet, dan Sindoro (Arsyad et al. 2004). Asosiasi efektif antara kedelai dan bakteri bintil akar dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman dan produksi kedelai. Sejumlah galur bakteri bintil akar dapat tumbuh pada media yang memiliki ph rendah (4,0-5,0) dan dapat bertahan hidup dalam tanah asam (Thornton & Davey 1983). Bakteri bintil akar (BBA) yang dapat hidup pada media dengan ph rendah dan tanah asam salah satunya Bradyrhizobium japonicum. Spesies bakteri ini merupakan mikrob yang dapat memacu pertumbuhan tanaman melalui simbiosisnya dengan tanaman kedelai dan menambat nitrogen bebas (Somasegaran & Hoben 1994). Seleksi galur-galur bakteri bintil akar kedelai pada cekaman ph rendah telah banyak dilakukan. Endarini et al. (1995) menyeleksi dua puluh lima galur B. japonicum pada media Yeast Manitol Agar (YMA) dan kaldu dengan tingkat kemasaman antara ph 4,0-4,5. Seleksi yang dilakukan menunjukkan isolat BJ 11 merupakan isolat dengan kemampuan tumbuh yang tinggi pada media asam ph 4,5. Galur B. japonicum toleran asamaluminium mampu mengakumulasi amonium serta eksopolisakarida dan meningkatkan ph tanah. Galur-galur seperti ini menghasilkan eksopolisakarida (EPS) lebih banyak dari pada galur sensitif. Senyawa ini dapat mengurangi cekaman yang diinduksi oleh keasaman tanah dan Al (Yuliar 1995). Tujuan Penelitian ini bertujuan mempelajari pengaruh inokulan B. japonicum toleran asam-aluminium terhadap pertumbuhan dan produksi kedelai varietas Wilis yang di tanam pada tanah asam. BAHAN DAN METODE Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilaksanakan mulai bulan Februari sampai dengan Agustus 2009 di lahan percobaan Cikabayan, Laboratorium Mikrobiologi dan Laboratorium Fisiologi Tumbuhan, Departemen Biologi, FMIPA, IPB. Bahan B. japonicum BJ 11 (19) dan BJ 11 (wt) digunakan sebagai inokulan dengan menggunakan bahan pembawa berupa gambut yang diperbanyak di Balai Penelitian Bioteknologi dan Pertanian Bogor, biji kedelai varietas Wilis, tanah asam yang diambil dari Jasinga Kabupaten Bogor, dan kompos. Metode Rancangan Percobaan. Rancangan percobaan yang digunakan ialah rancangan percobaan acak lengkap dengan enam perlakuan dan tiga kali ulangan setiap perlakuannya.

10 2 Penyiapan Lahan. Media tanam yang digunakan ialah tanah asam yang diambil dari Jasinga. Pada penelitian ini digunakan petak untuk penanaman kedelai yang berbentuk kolam persegi panjang beralaskan plastik dengan ukuran 1 m x 2 m dan kedalaman tanah 25 cm (Lampiran 1). Setiap petak memiliki 20 lubang tanam dengan diameter lubang 5-6 cm. Jarak pada setiap lubang tanam sebesar 20 cm. Kedelai ditanam dengan enam perlakuan yaitu: (1) Kontrol tanah asam; (2) Tanah asam + BJ 11 (19); (3) Tanah asam + BJ 11 (wt); (4) Tanah asam + BJ 11 (19) + Kompos; (5) Tanah asam + BJ 11 (wt) + Kompos; (6) Tanah asam + Kompos (Lampiran 2). Perlakuan Inokulan pada Biji Kedelai. Biji kedelai yang akan ditanam diberi inokulan B. japonicum dengan menggunakan gambut sebagai media pembawa yang masingmasing telah dicampurkan dengan inokulan BJ 11 (wt) tipe liar, atau BJ 11 (19) hasil mutagenesis transposon (Monasari 2007). Proses pencampuran ini dilakukan dengan cara melumuri biji kedelai dengan gambut dengan perbandingan 0,5 kg gambut untuk 10 kg biji kedelai, kemudian ditanam pada area tanam. Penanaman Kedelai. Lubang tanam dibuat dengan cara ditugal dan kedalaman lubang tanam sebesar 10 cm. Ke dalam setiap lubang tanam dimasukkan lima biji kedelai yang telah dilumuri oleh gambut dengan campuran inokulan B. japonicum. Kemudian pada 14 hari setelah tanam (HST) tanaman dijarangkan menjadi tiga tanaman per lubang tanam. Pemeliharaan Tanaman dan Pemanenan. Pemeliharaan tanaman dilakukan di lahan percobaan Cikabayan dengan menyiram setiap tiga hari sekali yang dilakukan pada pagi hari, mengamati keadaan tanah dan tanaman, serta membersihkan gulma. Kemudian pemanenan dilakukan pada hari ke-90 HST dilakukan untuk mengamati pertumbuhan dan poduksi kedelai. Pengamatan Respon Tanaman. Respon tanaman yang diukur meliputi tinggi tanaman yang diukur pada hari ke-15, hari ke-45, dan hari ke-90, kemudian jumlah bunga yang diamati pada hari ke-15, jumlah polong, jumlah biji, bobot biji per 100 biji serta bobot biji per petak (1 m x 2 m) yang diamati pada saat panen. Pengukuran ph tanah. Pengukuran ph tanah ini dilakukan dengan mengambil tanah asam pada setiap petak tanam sebelum dan sesudah dilakukan penanaman. Contoh tanah kemudian dilarutkan di dalam H 2 O dengan perbandingan 1 : 1 diukur dengan menggunakan ph meter di laboratorium. Pengolahan Data. Pengolahan data dilakukan dengan menggunakan program SPSS versi 15.0 dan analisis data dilakukan menggunakan ANOVA untuk pengamatan pertumbuhan dan produksi kedelai (Lampiran 3) serta untuk uji lanjut dilakukan dengan menggunakan uji Duncan. HASIL Kondisi Area Tanam Kedelai di Lingkungan Kondisi area tanam sebelum dilakukan penanaman kedelai ditumbuhi oleh gulma, tanah berwarna merah kecokelatan, dan ph awal sekitar 4,14. Tanah yang dipakai dalam penelitian ini memiliki kandungan C sebesar 2,74% dan kandungan N sebesar 0,2% (Lampiran 4). Ciri-ciri kondisi tanah secara fisik dan ph tanah tersebut menunjukkan bahwa tanah pada area tanam merupakan jenis tanah ultisol. Tanah yang digunakan sebagai media tanam, sebelumnya belum pernah digunakan untuk penanaman kedelai. Pengamatan ph akhir diamati setelah dilakukan penanaman kedelai 90 HST. Perlakuan menggunakan penambahan BJ 11 (wt) dan kompos memberikan perubahan ph yang lebih tinggi dibandingkan perlakuan lainnya terhadap ph awal tanah. Hasil ph akhir tersebut yaitu sebesar 4,87. Hasil ini meningkat 0,73 dari ph awal tanah sebelum penanaman (Tabel 1). Sedangkan untuk perlakuan penambahan BJ 11 (19) dan kompos serta perlakuan hanya penambahan kompos tanpa mendapat perlakuan inokulan BJ masing-masing terjadi kenaikan ph sebesar 0,62 dan 0,68. Pengamatan Pertumbuhan Tanaman Pengamatan terhadap pertumbuhan tanaman dilakukan pada tiga waktu yang berbeda yaitu 15 HST, 45 HST, dan 90 HST. Pemilihan ketiga waktu tersebut didasarkan pada hari muncul bintil akar (15 HST), hari muncul bunga (45 HST), dan hari saat panen biji kedelai (90 HST). Perlakuan dengan menggunakan penambahan BJ 11 (wt) dan kompos mempunyai tinggi yang cenderung lebih baik dibandingkan dengan perlakuan lainnya, tetapi tidak berbeda nyata dengan penambahan BJ 11 (19) dan kompos, dan berbeda nyata dengan penambahan BJ 11 (wt), BJ 11 (19), serta kontrol (Tabel 2). Rata-rata tinggi

11 3 tanaman yang dihasilkan sebesar 19,44 cm pada 15 HST (Lampiran 5.1). Perlakuan dengan menggunakan penambahan inokulan BJ 11 (wt) dan kompos mengalami peningkatan tinggi tanaman pada 45 HST. Perlakuan tersebut memiliki rata-rata yang cenderung lebih tinggi dibandingkan dengan perlakuan lainnya yaitu 32,01 cm (Lampiran 5.2). Hasil ini tidak berbeda nyata dengan penambahan BJ 11 (19) dan kompos, dan penambahan kompos tanpa inokulan. Hasil tersebut berbeda nyata dengan perlakuan BJ 11 (wt), BJ 11 (19) dan kontrol tanpa ada penambahan kompos (Tabel 2). Demikian juga tinggi tanaman untuk 90 HST. Parameter yang diamati ketika tanaman berumur 45 HST, yaitu: jumlah cabang, dan daun. Perlakuan dengan menggunakan penambahan kompos tanpa penambahan inokulan menghasilkan nilai yang tidak berbeda nyata dengan perlakuan penambahan inokulan BJ 11 (wt) disertai penambahan kompos (Tabel 3). Hasil dari perlakuan tersebut masing-masing sebesar 30 cabang per tanaman (Lampiran 5.3), dan 154 daun per tanaman (Lampiran 5.4). Produksi bunga dengan menggunakan penambahan inokulan BJ 11 (wt) dan kompos menghasilkan sebanyak 246 bunga per tanaman (Lampiran 5.5). Hasil tersebut berbeda nyata dengan perlakuan-perlakuan lainnya (Tabel 3). Parameter yang diamati saat 90 HST, yaitu: tinggi tanaman, jumlah polong, jumlah biji, bobot biji, dan ph tanah akhir. Perlakuan dengan menambahkan inokulan BJ 11 (wt) atau BJ 11 (19) dan kompos memberikan hasil rata-rata tinggi kedelai yang lebih tinggi dibandingkan tanpa pemberian kompos (Lampiran 5.6). Namun tidak berbeda nyata pada perlakuan yang hanya diberikan kompos saja (Tabel 2). Polong yang dihasilkan dengan perlakuan penambahan kompos tanpa pemberian inokulan B. japonicum memiliki hasil yang cenderung lebih tinggi dibandingkan perlakuan lainnya dengan menghasilkan ratarata 83 polong per tanaman (Lampiran 5.7). Hasil tersebut tidak berbeda nyata dengan perlakuan yang menggunakan penambahan inokulan BJ 11 (wt) dan kompos (Tabel 3). Jika dilihat dari pengamatan jumlah biji, perlakuan dengan penambahan BJ 11 (wt) dan kompos memberikan hasil yang lebih tinggi dibandingkan perlakuan lainnya dengan menghasilkan rata-rata 144 biji per tanaman (Lampiran 5.8). Jumlah biji pada perlakuan ini tidak berbeda nyata dengan penambahan BJ 11 (19) dan kompos, serta penambahan kompos tanpa inokulan. Tetapi hasil tersebut berbeda nyata dengan penambahan BJ 11 (wt) dan BJ 11 (19) tanpa kompos (Tabel 3). Pada perhitungan bobot per 100 biji, perlakuan penambahan inokulan BJ 11 (wt) atau BJ 11 (19) serta penambahan kompos memberikan hasil bobot biji yang tidak berbeda nyata dengan penambahan BJ 11 (19) dan kompos, serta perlakuan yang mendapat kompos saja. Tetapi hasil tersebut berbeda nyata dengan perlakuan yang hanya mendapat penambahan BJ 11 (wt) dan BJ 11 (19) tanpa kompos (Tabel 4). Perhitungan bobot biji, berdasarkan bobot (g) per petak pengamatan 2 m 2, bobot biji tertinggi ditunjukkan oleh perlakuan BJ 11 (wt) ditambah kompos, meskipun tidak berbeda nyata dengan perlakuan penambahan kompos tanpa inokulan dan berbeda nyata dengan perlakuan lainnya (Tabel 4). Hasil dari perlakuan tersebut yaitu masing-masing sebesar 9,52 g per 100 biji (Lampiran 5.9), dan 41,13 g per petak (2 m 2 ) (Lampiran 5.10). Tabel 1 ph tanah sebelum dan setelah mendapat perlakuan inokulan B. japonicum toleran asam aluminium ph Tanah Perlakuan Awal (sebelum tanam & diberi perlakuan) Akhir (sesudah tanam & diberi perlakuan) Kontrol 4,14 4,36 BJ 11 (19) 4,14 4,61 BJ 11 (wt) 4,14 4,64 BJ 11 (19) + K 4,14 4,76 BJ 11 (wt) + K 4,14 4,87 Kompos 4,14 4,82 Keterangan : K = Kompos

12 4 Tabel 2 Respon pemberian inokulan B. japonicum toleran asam aluminium terhadap tinggi tanaman kedelai varietas Wilis Pelakuan Tinggi Tanaman 15 Tinggi Tanaman 45 Tinggi Tanaman 90 HST (cm) HST (cm) HST (cm) Kontrol 13,95±1,71 bc 23,15±3,00 b 29,48±2,17 b BJ 11 (19) 13,31±1,63 c 22,34±1,31 b 28,32±1,06 b BJ 11 (wt) 12,47±0,70 c 20,35±0,92 b 27,13±0,17 b BJ 11 (19) + K 17,62±4,26 ab 28,22±4,58 a 37,23±2,76 a BJ 11 (wt) + K 19,44±1,70 a 32,01±1,84 a 39,28±2,81 a Kompos 17,36±0,50 ab 27,93±0,14 a 38,02±0,90 a Keterangan : K = Kompos; Angka pada setiap kolom yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf 5% Duncan s Multiple Range Test (DMRT). Data rataan diambil dari tiga kali ulangan untuk setiap perlakuan ± Standar Deviasi (SD) Tabel 3 Pengaruh pemberian inokulan B. japonicum toleran asam aluminium pada jumlah cabang, daun, dan biji tanaman kedelai varietas Wilis saat 90 HST Pelakuan Jumlah Cabang Jumlah Daun Jumlah Bunga Jumlah Polong Jumlah Biji Per tanaman Per tanaman Per tanaman Per tanaman Per tanaman Kontrol 11±0,58 b 119±0,58 c 64±2,52 d 38±1,73 bc 63±3,06 b BJ 11 (19) 9±0,58 b 110±1,53 d 47±1,15 d 31±1,53 c 51±0,58 b BJ 11 (wt) 10±0,58 b 102±1,53 e 41±1,00 d 27±1,53 c 46±1,15 b BJ 11 (19) + K 24±0,58 a 138±1,53 b 108±2,52 c 58±1,53 ab 112±1,00 a BJ 11 (wt) + K 29±1,00 a 147±2,00 a 246±3,21 a 78±1,15 a 144±1,73 a Kompos 30±1,00 a 154±1,00 a 199±1,53 b 83±1,73 a 139±4,58 a Keterangan : K = Kompos; Angka pada setiap kolom yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf 5% (DMRT). Data rataan diambil dari tiga kali ulangan untuk setiap perlakuan ± SD. Tabel 4 Pengaruh pemberian inokulan B. japonicum toleran asam aluminium pada bobot biji kedelai varietas Wilis yang ditanam setelah panen 90 HST Perlakuan Bobot Biji g/100 biji g/2 m 2 Kontrol 7,48±0,44 b 13,79±4,27 c BJ 11 (19) 7,83±0,69 b 11,75±1,29 c BJ 11 (wt) 7,46±0,15 b 10,14±1,90 c BJ 11 (19)+K 8,91±0,64 a 29,84±3,15 b BJ 11 (wt)+k 9,52±0,51 a 41,13±8,93 a Kompos 9,39±0,34 a 38,64±7,98 ab Keterangan : K = Kompos; Angka pada setiap kolom yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf 5% (DMRT). Data rataan diambil dari tiga kali ulangan untuk setiap perlakuan ± SD. PEMBAHASAN Koloni B. japonicum mensintesis eksopolisakarida yang merupakan lendir pada permukaan selnya yang disekresikan dalam jumlah besar ke dalam media yang mengandung manitol (Lampiran 6) (Parveen et al. 1997). Eksopolisakarida yang disintesis merupakan pertahanan B. japonicum terhadap kondisi lingkungan cekaman asam (Lounch & Miller 2001). Kondisi area tanam kedelai yang digunakan dalam penelitian ini sebelum dilakukan penanaman dan diberi perlakuan merupakan tanah asam dengan ph rendah sekitar 4,14. Tanah dengan ph rendah tersebut merupakan salah satu kendala yang dapat berpengaruh terhadap pertumbuhan tanaman kedelai maupun B. japonicum yang bersimbiosis dengan tanaman kedelai tersebut. Tanah mineral yang bersifat asam dengan ph 4,0-4,5 diketahui mempunyai kandungan unsur-unsur Fosfor (P), Kalsium (Ca), dan Molibdenum (Mo) yang rendah serta konsentrasi Aluminium (Al), Mangan (Mn), dan Ferrum (Fe) yang tinggi sehingga dapat bersifat racun (Salisbury & Ross 1995). Perlakuan pemberian kompos sebagai bahan organik pada tanah dapat mempengaruhi perkembangan akar sehingga efisien dalam menyerap air, meningkatkan stabilitas struktur tanah, meningkatan ph tanah (Bertham 2002). Selain itu, pemberian bahan organik berupa kompos juga mampu meningkatkan kandungan unsur hara dalam tanah, meningkatkan ketersediaan N dan mengurangi hilangnya N dari tanah (Ma et al. 1999). Hal ini disebabkan kompos mengandung sebagian besar unsur hara yang dibutuhkan oleh tanaman melalui proses

13 5 dikomposisi dan mineralisasi (Yuwono 2006). Kompos yang digunakan dalam penelitian mengandung bakteri pelarut fosfat dan tidak mengandung bakteri bintil akar (data tidak dipublikasikan). Peranan bakteri pelarut fosfat selain dapat meningkatkan ketersediaan fosfat, tetapi juga dapat menghasilkan zat pengatur tumbuh. Beberapa bakteri pelarut fosfat juga dapat berperan sebagai biokontrol yang dapat meningkatkan kesehatan akar dan pertumbuhan tanaman melalui proteksinya terhadap penyakit (Arshad & Frankenberger 1993). Penambahan kompos yang disertai juga dengan penambahan inokulan B. japonicum akan menambah kandungan mikrob di dalam tanah. Bahan organik yang terkandung dalam kompos merupakan sumber karbon sebagai substrat pertumbuhan mikrob (Barea et al. 2005), sehingga aktivitas mikrob akan meningkat. Peningkatan aktivitas mikrob tersebut akan berdampak positif terhadap proses mineralisasi unsur hara sehingga ketersediaan unsur hara bagi tanaman meningkat (Yasyifun 2008). Perlakuan dengan penambahan inokulan B. japonicum serta penambahan bahan organik berupa kompos tidak hanya berpengaruh pada kondisi area tanam, melainkan juga terhadap pertumbuhan kedelai. Berdasarkan hasil yang diperoleh pada 15 HST pertumbuhan kedelai dengan penambahan inokulan B. japonicum dan kompos memberikan hasil yang lebih baik dibandingkan dengan perlakuan lainnya (Tabel 1). Bakteri tersebut melakukan proses penambatan N 2 bebas dari udara yang digunakan untuk memenuhi kebutuhan nitrogen dalam tanah, membentuk bintil dan menambat N 2 secara simbiotik dengan tanaman kedelai (Habibah 2008). Pertumbuhan tanaman hari ke-45 menunjukkan adanya peningkatan tinggi tanaman. Hal ini menunjukkan adanya manfaat simbiosis tanaman kedelai dengan BBA dalam meningkatkan pertumbuhan tanaman. N 2 bebas yang difiksasi oleh bakteri bintil akar dapat menunjang pertumbuhan dan perkembangan organ-organ tanaman kedelai, seperti: jumlah cabang, jumlah daun, dan jumlah bunga (Situmorang 2008). Di dalam bintil akar, BBA mengubah N 2 menjadi amonia sebagai suplai nitrogen bagi pertumbuhan tanaman (Atlas & Bartha 1998). Selain penambahan inokulan B. japonicum, penambahan kompos ke dalam tanah mampu meningkatkan pembentukan organ vegetatif tanaman seperti cabang, daun, dan bunga (Tabel 3). Pembentukan organ vegetatif ini akan mempengaruhi fotosintesis. Proses tersebut kemudian akan mempengaruhi pembentukan polong, serta produksi biji. Penambahan inokulan B. japonicum dapat meningkatkan kemampuan akar tanaman untuk mengabsorbsi unsur hara yang dibutuhkan. Sistem perakaran yang lebih luas lebih berguna bagi tanaman yang tumbuh pada tanah dengan kadar N yang terbatas (Srivastava & Singh 1999). Oleh karena itu, dengan perakaran yang panjang, tanaman kedelai dapat menyerap unsur hara sehingga pertumbuhan menjadi lebih baik. Pembentukan polong pada perlakuan hanya dengan penambahan kompos mempunyai hasil yang lebih baik dibandingkan dengan perlakuan lainnya. Hasil ini berbanding terbalik dengan hasil pembentukan bunga. Perlakuan dengan penambahan inokulan BJ 11 (wt) dan kompos memberikan hasil yang cenderung lebih baik dari perlakuan lainnya. Pada dasarnya peningkatan pembentukan bunga akan berjalan lurus dengan pembentukan polong. Hal ini dapat disebabkan berbagai macam faktor, di antaranya bunga mengalami kerontokan sebelum berhasil membentuk polong. Kerontokan ini kemungkinan dapat disebabkan pengaruh dari kondisi sekitar area tanam di lingkungan, antara lain angin, aktivitas hama, juga pengaruh cuaca. Jika dilihat dari pengamatan pembentukan biji, perlakuan dengan menggunakan penambahan inokulan BJ 11 (wt) serta kompos memberikan hasil yang lebih baik dari perlakuan lainnya. Hasil ini bertentangan dengan jumlah polong yang dibentuk. Perlakuan hanya dengan penambahan kompos memberi hasil yang lebih baik dalam pembentukan polong. Hal ini tidak sesuai dengan pernyataan bahwa jumlah biji sangat ditentukan oleh jumlah dan ukuran polong, sehingga semakin banyak polong maka jumlah biji yang ada semakin banyak pula (Harun & Ammar 2001). Hasil seperti ini dapat disebabkan karena polong yang dihasilkan dengan perlakuan hanya penambahan kompos saja banyak berupa polong kosong. Apabila kandungan N yang tersedia dalam tanah tidak mencukupi saat pembentukan polong, maka pada saat pembentukan biji tanaman kedelai tidak dapat berproduksi dengan baik. Adanya penambahan bakteri penambat N 2 seperti B. japonicum dapat membantu dalam memenuhi kebutuhan N kedelai. Hal tersebut yang

14 6 menyebabkan perlakuan dengan penambahan inokulan B. japonicum serta kompos dapat menghasilkan biji yang lebih banyak dibandingkan perlakuan yang hanya dengan penambahan kompos saja. Jika dilihat dari hasil pengamatan tehadap bobot biji, maka perlakuan dengan penambahan inokulan B. japonicum serta penambahan kompos memberikan hasil yang lebih baik dibandingkan dengan perlakuan lainnya. Aplikasi pupuk hayati yang mengandung B. japonicum mampu mempengaruhi bobot 100 biji kedelai (Sutarto & Saraswati 2000). Pada penelitian ini bobot biji kedelai varietas Wilis per 100 biji sebesar 9,52 g. Tanaman kedelai varietas Wilis umumnya memiliki bobot biji sebesar 8,9-11 g per 100 biji (Balitkabi 2008). Bradyrhizobium japonicum merupakan bakteri tumbuh lambat karena tumbuh pada media setelah tujuh hari inkubasi. Berbeda halnya dengan Rhizobium yang merupakan bakteri tumbuh cepat. Rhizobium memiliki ciri-ciri tumbuh cepat pada medium garam yang mengandung manitol dengan waktu inkubasi 3-5 hari (Elfiati 2006). Penggunaan tanah dan kompos yang tidak disterilkan menyebabkan mikrob asli tanah maupun kompos bercampur dengan mikrob yang diinokulasikan. Hal tersebut menjadi kendala untuk mengetahui mikrob yang diinokulasikan efektif atau tidak. Adanya mikrob asli tanah maupun kompos ditunjukkan dengan terbentuknya bintil akar yang efektif pada tanaman kedelai, hal ini terjadi pada petak percobaan dengan perlakuan yang ditambahkan kompos. KESIMPULAN Kedelai varietas Wilis yang diinokulasi menggunakan inokulan Bradyrhizobium japonicum galur 11 (wt) dan ditambahkan kompos dapat meningkatkan pertumbuhan tinggi tanaman serta menghasilkan produk yang cenderung lebih baik dibandingkan menggunakan inokulan Bradyrhizobium japonicum galur 11 (19) atau hanya dengan penambahan kompos saja. DAFTAR PUSTAKA Arshad M, Frankenberger WT Microbial production of plant growth regulator. Di dalam: Metting FB, editor. Soil Microbial Ecology. New York: Marcel Dekker, Inc. Pr. hlm Arsyad et al Pembentukan varietas unggul kedelai toleran lahan kering asam. Laporan Teknik Pertanian Tahun Jakarta: PAATP-Balitkabi, Litbang Pertanian. Atlas RM, Bartha R Microbial Ecology, Fundamentals and Application. Ed ke-4. Melo Park: Addison Wesley Longman, Inc. [BPS] Balai Pusat Statistik Press release production of paddy, maize, and soybean, Jakarta. [20 November 2009]. Balitkabi Deskripsi varietas unggul kacang-kacangan dan umbi-umbian. Balai Penelitian Tanaman Kacangkacangan dan Umbi-umbian. Malang. 171 hlm. Barea JM, Pozo MJ, Azoon, Aguilar CA Microbial co-operation in the rhizosphere. J Exp Botan 56 (417): Bertham YH Respon tanaman kedelai [Glycine max (L.) Merill] terhadap pemupukan fosfor dan kompos jerami pada tanah ultisol. J Ilmu Pertan Indones 4(2): Endarini T, Wahyudi AT. Tedja-Imas Seleksi galur Bradyrhizobium japonicum indigenous toleran media asam-aluminium. Hayati 2: Elfiati D, Anas I, Gunarto L Improvement of paraserianthes seedling growth on acid minerals soil by using rhizobium inocula. J Microbiol Indones 11: Habibah H Efektivitas simbiotik beberapa galur Bradyrhizobium japonicum toleran asam-alumunium pada tanaman kedelai [tesis]. Bogor: Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor. Harun MU, Ammar M Respon kedelai (Glycine max) terhadap Bradyrhizobium japonicum strain Hup + pada tanah asam. J Pertan Indones 3: Indrasumunar A, Dart PJ, Menzies NW Root colonization and symbiotic effectiveness of acid tolerant and acid sensitive of Bradyrhizobia in acid soils. J Mikrobiol Indones 5: Lounch AH, Miller KJ Synthesis of low-molecular-weight form of exopolysaccharide by Bradyrhizobium japonicum USDA 110. Appl Environ Microbiol 2:

15 7 Ma BL, Dwyer LM, Gregorich EG Soil nitrogen amendment effect on seasonal nitrogen mineralization and nitrogen cycling in maize production. J Agron 91: Monasari D Konstruksi mutan Bradyrhizobium japonicum kedelai toleran asam-aluminium untuk meningkatkan efektivitas simbiotik melalui mutagenesis transposon [skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. Parveen X, Webb DT, Borthakur D The symbiotic phenotypes of exopolysaccharide defective mutants of Rhizobium sp. strain TAL1145 do not differ on determinate and indeterminate nodulating tree legume. Microbiol 143: Salisbury FB, Ross CW Perkembangan Tumbuhan dan Fisiologi Lingkungan. Fisologi Tumbuhan. Edisi ke-1. Bandung : ITB Press. Situmorang ARF Penggunaan inokulan Bradyrhizobium japonicum toleran asam-aluminium untuk pertumbuhan tanaman kedelai pada tanah masam [skripsi]. Bogor : Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. Somasegaran P, Hoben HJ Methods in Legume Rhizobium Technology. New York : United States Agency for International Development. Srivastava HS, Singh RP Nitrogen Nutrition and Plant Growth. New Hampshire : Science Publishers, Inc. Sutarto V, Saraswati R Pengaruh pemberian Rhizo-Plus pada kedelai. J Microbiol Indones 5: Thornton FC, Davey CB Acid tolerance of Rhizobium trifolii in culture media. Soil Sci Soc Am J. 47: Yasyifun N Respon pertumbuhan, serapan hara dan efisiensi penggunaan hara tanaman kedelai (Glycine max) dan jagung (Zea mays) terhadap kompos yang diperkaya mikrob aktivator [skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. Yuliar Telaah eksopolisakarida galurgalur Bradyrhizobium japonicum toleran asam-al [skripsi]. Bogor : Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. Yuwono D Kompos. Jakarta: Penebar Swadaya.

16 LAMPIRAN 8

17 Lampiran 1 Area tanam kedelai di lahan percobaan Cikabayan sebelum ditanami kedelai 9

18 10 Lampiran 2 Penanaman kedelai pada setiap petak (1 m x 2 m) perlakuan penelitian Tanah Asam (Kontrol tanpa perlakuan) Tanah Asam + BJ 11 (19) Tanah Asam + BJ 11 (wt) Tanah Asam + BJ 11 (19) + Kompos Tanah Asam + BJ 11 (wt) + Kompos Kompos

19 11 Lampiran 3 Uji ANOVA untuk tinggi tanaman (15, 45, dan 90 HST), Jumlah cabang, jumlah daun, jumlah bunga, jumlah polong, jumlah biji, bobot biji (g/100 biji dan g/2 m 2 ) Tinggi tanaman 15 HST Sumber keragaman Derajat bebas Jumlah kuadrat Kuadrat tengah F Hitung F Tabel (α=0,05) Perlakuan 5 118,932 23,786 5,19 * 3,11 Error 12 54,993 4,583 Total , Tinggi tanaman 45 HST Sumber Keragaman Derajat bebas Jumlah kuadrat Kuadrat tengah F Hitung F Tabel (α=0,05) Perlakuan 5 292,798 58,56 9,741 * 3,11 Error 12 72,142 6,012 Total , Tinggi tanaman 90 HST Sumber keragaman Derajat bebas Jumlah kuadrat Kuadrat tengah F Hitung F Tabel (α=0,05) Perlakuan 5 452,935 90,587 24,413 * 3,11 Error 12 44,527 3,711 Total , Jumlah cabang Sumber keragaman Derajat bebas Jumlah kuadrat Kuadrat tengah F Hitung F Tabel (α=0,05) Perlakuan , ,522 12,283 * 3,11 Error ,667 24,222 Total Jumlah daun Sumber keragaman Derajat bebas Jumlah kuadrat Kuadrat tengah F Hitung F Tabel (α=0,05) Perlakuan , ,267 66,128 * 3,11 Error ,667 20,389 Total Jumlah bunga Sumber keragaman Derajat bebas Jumlah kuadrat Kuadrat tengah F Hitung F Tabel (α=0,05) Perlakuan , ,933 77,617 * 3,11 Error , ,444 Total

20 12 Lampiran 3 (lanjutan) 3.7. Jumlah polong Sumber keragaman Derajat bebas Jumlah kuadrat Kuadrat tengah F Hitung F Tabel (α=0,05) Perlakuan , ,422 8,937 * 3,11 Error , ,556 Total Jumlah biji Sumber keragaman Derajat bebas Jumlah kuadrat Kuadrat tengah F Hitung F Tabel (α=0,05) Perlakuan , ,689 13,64 * 3,11 Error , ,389 Total Bobot biji (g/100 biji) Sumber keragaman Derajat bebas Jumlah kuadrat Kuadrat tengah F Hitung F Tabel (α=0,05) Perlakuan 5 13,618 2,724 10,954 * 3,11 Error 12 2,984 0,249 Total , Bobot biji (g/2 m 2 ) Sumber keragaman Derajat bebas Jumlah kuadrat Kuadrat tengah F Hitung F Tabel (α=0,05) Perlakuan , ,827 20,089 * 3,11 Error ,127 29,511 Total ,82 Lampiran 4 Analisis senyawa dan unsur kimia media tanam yang digunakan Jenis Tanah Tanah Asam (Jasinga) ph Kation (cmol/kg) Bahan Organik (%) H 2 O KCl Ca Mg Al K Na C N 4,14 4 5,54 2,18 2,01 0,08 0,05 2,74 0,2

21 13 Lampiran 5 Perbandingan hasil untuk masing-masing parameter pada setiap perlakuan 5.1. Tinggi tanaman 15 HST (cm) Kompos (-) Kompos (+) Rata-rata Kontrol 13,95 17,36 15,66 BJ 11 (wt) 12,47 19,44 15,96 BJ 11 (19) 13,31 17,62 15,47 Rata-rata 13,24 18, Tinggi tanaman 45 HST (cm) Kompos (-) Kompos (+) Rata-rata Kontrol 23,15 27,93 25,54 BJ 11 (wt) 20,35 32,01 26,18 Bj 11 (19) 22,34 28,22 25,28 Rata-rata 21,95 29, Jumlah cabang (per tanaman) Kompos (-) Kompos (+) Rata-rata Kontrol ,5 BJ 11 (wt) ,5 BJ 11 (19) ,5 Rata-rata 10,00 27, Jumlah daun (per tanaman) Kompos (-) Kompos (+) Rata-rata Kontrol ,5 BJ 11 (wt) ,5 BJ 11 (19) Rata-rata 110,33 146, Jumlah bunga (per tanaman) Kompos (-) Kompos (+) Rata-rata Kontrol ,5 BJ 11 (wt) ,5 Bj 11 (19) ,5 Rata-rata 50,67 184,33

22 14 Lampiran 5 (lanjutan) 5.6. Tinggi tanaman 90 HST (cm) Kompos (-) Kompos (+) Rata-rata Kontrol 29,48 38,02 33,75 BJ 11 (wt) 27,13 39,28 33,21 BJ 11 (19) 28,32 37,23 32,78 Rata-rata 28,31 38, Jumlah polong (per tanaman) Kompos (-) Kompos (+) Rata-rata Kontrol ,5 BJ 11 (wt) ,5 Bj 11 (19) ,5 Rata-rata 32,00 73, Jumlah biji (per tanaman) Kompos (-) Kompos (+) Rata-rata Kontrol BJ 11 (wt) BJ 11 (19) ,5 Rata-rata 53,33 131, Bobot biji (g/100 biji) Kompos (-) Kompos (+) Rata-rata Kontrol 7,48 9,39 8,44 BJ 11 (wt) 7,46 9,52 8,49 Bj 11 (19) 7,83 8,91 8,37 Rata-rata 7,59 9, Bobot biji (g/2 m 2 ) Kompos (-) Kompos (+) Rata-rata Kontrol 13,79 38,64 26,22 BJ 11 (wt) 10,14 41,13 25,64 BJ 11 (19) 11,75 29,84 20,80 Rata-rata 11,89 36,54

23 15 Lampiran 6 Pertumbuhan koloni Bradyrhizobium japonicum pada media Yeast Manitol Agar 1,6 cm Kontrol 1,6 cm BJ 11 (wt) 1,6 cm BJ 11 (19)