ADLN PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

Transkripsi

1 APLIKASI FORMULASI PENGENCERAN BIOFERTILIZER (1:10) DENGAN KOMBINASI DOSIS DAN INTENSITAS YANG BERBEDA DALAM MENINGKATKAN PERTUMBUHAN DAN PRODUKTIVITAS KACANG HIJAU (Vigna radiata L.) PADA LAHAN SAWAH SKRIPSI FAWA IDUL KHOIR PROGRAM STUDI S-1 BIOLOGI DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS AIRLANGGA 2016

2 i

3 ii

4 iii

5 PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI Skripsi ini tidak dipublikasikan, namun tersedia di perpustakaan dalam lingkungan Universitas Airlangga, diperkenankan untuk dipakai sebagai referensi kepustakaan, tetapi pengutipan harus seizin penulis dan harus menyebutkan sumbernya sesuai kebiasaan ilmiah. Dokumen skripsi ini merupakan hak milik Universitas Airlangga. iv

6 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis ucapkan atas kehadirat Allah Subhanahu Wa Ta ala, atas rahmat dan karunianya yang dianugrahkan kepada penulis dalam menyelesaikan skrpsi ini dengan lancar dan sukses. Skripsi penelitian ini berjudul Aplikasi Formulasi Pengenceran Biofertilizer (1:10) dengan Kombinasi Dosis dan Intensitas yang Berbeda Dalam Meningkatkan Pertumbuhan dan Produktivitas Tanaman Kacang Hijau (Vigna radiata L.) Pada Lahan Sawah yang disusun untuk memenuhi syarat dalam menyelesaikan S-1 pada program studi Biologi di Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga. Penyusun menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini masih belum sempurna. Oleh karena itu, penyusun mengharapkan kritik dan saran yang dapat membangun dari semua pihak. Mudah-mudahan skripsi ini bisa memberikan informasi yang bermanfaat tidak hanya bagi penulis, tetapi juga pembaca pada umumnya. Surabaya, 25 juli 2016 Penyusun... Fawa idul Khoir... v

7 UCAPAN TERIMA KASIH Kemudahan dan kelancaran penulis dalam menyelesaikan skripsi ini merupakan karunia rahmat dan ridlo Allah Subhanallahu Wa Ta ala melalui bantuan atau wasilah, dukungan, dan do a dari berbagai pihak yang turut membantu, utamanya Ibu penulis Artatik atas segala do a dan ridlonya. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih banyak kepada : 1. Dr. Sucipto Hariyanto, DEA. selaku Ketua Departemen Biologi, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga, Surabaya. 2. Drs. Salamun, M. Kes. selaku dosen pembimbing I yang telah memberikan banyak pelajaran berharga, ilmu, waktu, dan pengarahan selama penyusunan skripsi ini. 3. Tri Nurhariyati, S.Si, M.Kes. selaku dosen pembimbing II atas pengarahan, kegigihan serta kesabaran dalam membimbing, memberikan ilmu, pengalaman, pelajaran berharga, waktu, dan pengarahan selama penyusunan skripsi ini. 4. Drs. Agus Supriyanto, M.Kes. selaku penguji III sekaligus dosen pemimpin penelitian yang sudah memberikan ilmu, bimbingan, jasa, waktu, dan pengarahan dengan ikhlas, sabar dan telaten selama penyusunan skripsi ini. 5. M. Hilman Fua adil Amin, S.Si., M.Si. selaku penguji IV yang sudah memberikan masukan dan pengarahan yang membangun dalam penyusunan skripsi. 6. Prof,. Dr. Bambang Irawan, M.Sc. selaku dosen wali yang senantiasa menyediakan waktu, memberikan saran dan bantuannya selama menjadi mahasiswa Universitas Airlangga fakultas Sains dan Teknologi. 7. Dr. Dwi Winarni, M.Si., Dr. Nur Chamidah, S.Si, Drs. Eko Tjahjono, M.Si, dan Mbak Viras, S.Si selaku guru yang telah memberikan banyak waktu dan ilmu terkait analisis statistik (SPSS). 8. Bapak Suwarni selaku penjaga laboran dan mas Subkhan (Sasing) yang telah senantiasa membantu dalam melancarkan penyelesaian skripsi. vi

8 9. Rafdi, Intan, Kiki, Icha, Yanti, Wulan, dan Tika selaku satu tim penelitian yang telah memberikan dukungan dan kerjasama yang baik selama penyusunan skripsi. 10. Bapak/Ibu dosen pengajar yang selama ini memberikan ilmu dan pengetahuan kepada penulis, jasamu tak lekang oleh waktu dan tempat. 11. Keluarga tercinta (Ibu Artatik dan Bapak Syafi in. Alm), atas do a, cinta kasih yang tulus, dukungan, perhatian dan kepercayaan kepada penulis. Skripsi ini akan menjadi pra awal dari deretan kado terindah selanjutnya untuk keluargaku dan (Kartini) orang yang akan menjadi pendampingku nanti. 12. Karyawan dan laboran : Mas Eko, Pak sunar, Mbah Ji, Mas yanto, Mas Joko, Mbak Ari dan Bu Yatmina, atas bantuan dan kerja sama yang baik. 13. Semua teman-teman Biologi angkatan 2012 dan semua yang mewarnai kehidupan penulis yang belum tertulis, terima kasih banyak. 14. Dan Teman Perjaka Tujuoe7B (Alfin, Tahol, Amin, Adi, Jamil, Daus, Pepen) yang senantiasa ada ketika susah dan bahagia. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang turut telah berpartisipasi dalam mendukung penulis dalam penyusunan skripsi ini. Semoga penulisan skirpsi ini dapat bermanfaat ilmunya bagi perkembangan ilmu pengetahuan dan mensejahterakan rakyat Kun Faya Kun, Istajib Lana Ya Allah. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini masih banyak kekurangan yang perlu diperbaiki, kesempurnaan hanya milik Allah Yang Maha Esa. Penulis menyampaikan permohonan maaf atas segala kesalahan dan kekhilafan. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi teman-teman dan adik yang ingin mempelajarinya. Surabaya, 25 juli Penulis... vii Fawa idul Khoir...

9 Fawa idul khoir, Aplikasi Formulasi Pengenceran Biofertilizer (1:10) dengan Kombinasi Dosis dan Intensitas yang Berbeda Dalam Meningkatkan Pertumbuhan dan Produktivitas Tanaman Kacang Hijau (Vigna radiata L.) Pada Lahan Sawah. Skripsi ini di bawah bimbingan Drs. Salamun, M.Kes dan Tri Nurhariyati, S.Si., M.Kes. Program Studi Biologi. Departemen Biologi. Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga, Surabaya. Abstrak Kacang hijau sebagai komoditi hortikultura, untuk meningkatkan hasil produksinya, umumnya petani menggunakan pupuk kimia. Salah satu alternatif untuk memperbaiki kondisi tanah adalah dengan tekonologi pemupukan secara hayati (biofertilizer). Untuk mencapai efektivitas dalam pemberian dilakukan pengenceran dengan perbandingan 1 L pupuk biofertilizer dengan 9 L air. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui aplikasi formulasi pengenceran biofertilizer 1:10 dengan kombinasi dosis dan intensitas yang berbeda dalam meningkatkan pertumbuhan dan produktivitas kacang hijau (Vigna radiata L.) pada lahan sawah. Penelitian eksperimental ini menggunakan rancangan acak lengkap (RAL). Perlakuan terdiri dari kombinasi dosis biofertilizer (5, 10, 15 ml/tanaman) dengan intensitas (1, 2, 3 kali pemberian) serta kimia (5 ml/tanaman) dan tanpa pemupukan (0 ml/tanaman) dengan intensitas 3 kali pemberian. Parameter pertumbuhan dan produktivitas yang di ukur adalah tinggi tanaman, jumlah daun, berat kering tanaman, panjang akar, berat akar, jumlah bintil akar, berat bintil akar, jumlah polong, berat polong, dan berat biji. Hasil pengamatan di uji dengan deskriptif kuantitatif dan Manova 1 arah α 5% yang dilanjutkan dengan uji Duncan. Hasil penelitian menunjukkan ada beda pemberian formulasi pengenceran biofertilizer 1:10 dengan berbagai kombinasi dosis dan intensitas terhadap pertumbuhan dan produktivitas tanaman kacang hijau dengan parameter jumlah daun, panjang akar, jumlah bintil akar, berat bintil akar, jumlah polong, berat polong dan berat biji. Hasil produktivitas terbaik ditunjukkan oleh perlakuan dosis 15 ml dan Intensitas 3 kali yaitu jumlah polong sebesar per perlakuan, berat polong sebesar g/perlakuan, dan berat biji sebesar g/perlakuan dengan nilai RAE (Relativity Agronomic Effectiveness) tertinggi sebesar 158,3%. Kata kunci: Kacang hijau (Vigna radiate L), Pengenceran biofertilizer 1:10, Pertumbuhan, Produktivitas. viii

10 Fawa idul khoir, Application of Dilution Formulations Biofertilizer 1:10 in Combination with Different Doses and Intensities in Promoting Growth and Productivity of Green Beans (Vigna radiata L.) in Fields. This study was under the direction of Drs. Salamun, M.Kes and Tri Nurhariyati, S.Si., M.Kes. Biology Course. Departement Biology. Faculty of Science and Technology, Airlangga University, Surabaya. Abstract Green beans as horticulture, to improve its products, mostly farmers use chemical fertilizers. One alternative to improve soil conditions with tekonologi fertilization is bioavailable (biofertilizer). To achieve effectiveness in the provision, dilution with a ratio of 1 L manure biofertilizer with 9 L of water. This study aims to determine the application of dilution formulations biofertilizer 1:10 in combination with different doses and intensities in promoting growth and productivity of green beans (Vigna radiata L.) in fields. This experimental research using completely randomized design (CRD). The treatment consists of combination dose of biofertilizer (5, 10, 15 ml / plant) with intensity (1, 2, 3 feedings) and chemical (5 ml / plant) and without fertilization (0 ml / plants) with intensity 3 times Award. Growth and productivity parameters measured were plant height, leaf quantity, plant dry weight, root length, root weight, number of nodules, nodule weight, number of pods, pod weight, and the weight of seeds. The results of the observations in the test with quantitative descriptive and Manova one direction α of 5%, followed by Duncan test. The results showed that the application of dilution fertilizer formulations biofertilizer 1:10 with dose combination and intensity of 15.3 and significantly affect the productivity of green beans with parameter number of pods and seed weight. The results of the observations in the test with quantitative descriptive and Manova one direction α of 5%, followed by Duncan test. The results showed of difference giving biofertilizer 1:10 dilution with formulations in various dosage combinations and intensity on the growth and productivity of green beans with parameter number leaf, root length, number root nodul, weight nodul, number of pods and seed weight. The best productivity results shown by the treatment dose of 15 ml and Intensity 3 times is the amount of pods per treatment, pod weight of g/treatment and seed weight of g/treatment with highest effectiveness biofertilizer were 158,3%. Key words: Green beans (Vigna radiate L), biofertilizer dilution 1:10, Growth, productivity. ix

11 DAFTAR ISI LEMBAR JUDUL... i LEMBAR PERNYATAAN... ii LEMBAR PENGESAHAN... iii PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI... iv KATA PENGANTAR... v UCAPAN TERIMA KASIH... vi ABSTRAK... viii ABSTACT... ix DAFTAR ISI... x DAFATAR TABEL... xiii DAFTAR GAMBAR... xiv DAFTAR LAMPIRAN... xv BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Rumusan Masalah Asumsi Hipotesis Penelitian Hipotesis kerja Hipotesis statistik Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian... 8 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Umum Tanaman Kacang Hijau (V. radiata L.) Deskripsi tentang tanaman kacang hijau (V. radiata L.) Manfaat dan kandungan tanaman kacang hijau (V. radiata L.) Syarat tumbuh tanaman kacang hijau (V. radiata L.) Hasil penelitian yang relevan Pertumbuhan dan produktivitas kacang hijau (V. radiata L.) Tinjauan Umum Biofertilizer Mikroba pemfiksasi nitrogen Mikroba pelarut fosfat Mikroba pendegradasi bahan organik x

12 BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Tempat dan Waktu Penelitian Sampel, Bahan dan Alat Penelitian Bahan penelitian Alat penelitian Rancangan Penelitian Variabel Penelitian Prosedur Penelitian Pembuatan media Tahap analisis sampel tanah sebelum dan sesudah perlakuan Pengukuran ph ampel tanah sebelum dan sesudah perlakuan Preparasi sampel tanah sebelum dan sesudah perlakuan Preparasi sampel pupuk biofertilizer Persiapan lahan Penanaman kacang hijau Perlakuan penelitian tanaman kacang hijau Pemeliharaan dan pengambilan data pertumbuhan tiap minggu Pemeliharaan tanaman kacang hijau Pengambilan data mingguan Pengambilan data produktivitas Pengambilan data pertumbuhan akhir Analisis Data Penghitungan Nilai RAE (Relativity Agronomic Effectiveness) BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Penelitian Lahan tanah dan pupuk hayati Pertumbuhan dan produktivitas tanaman kacang hijau (V. radiata L.) Efektifitas pupuk biofertilizer terhadap hasil produktivitas tanaman Pembahasan Lahan tanah dan pupuk biofertilizer Pertumbuhan tanaman kacang hijau (V. radiata L.) Produktivitas kacang hijau (V. radiata L.) Efektifitas formulasi terhadap produktivitas kacang hijau (V. radaita L.) pada lahan sawah Faktor yang mempengaruhi efektifitas pupuk biofertilizer terhadap pertumbuhan dan hasil xi

13 produktivitas kacang hijau BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xii

14 DAFTAR TABEL Nomor Judul Halaman Tabel 2.1 Kandungan gizi kacang hijau per 100 gram...14 Tabel 2.2 Persyaratan khusus biofertilizer...18 Tabel 3.1 Rancangan penelitian...29 Tabel 4.1 Uji kuantitatif jumlah mikroba pelarut fosfat, pendegradasi bahan organik pada tanah sebelum dan sesudah diberi perlakuan menggunakan metode TPC...41 Tabel 4.2 Pengukuran ph pada tanah sebelum dan sesudah diberi perlakuan.42 Tabel 4.3 Uji kuantitatif mikroba pemfiksasi nitrogen pada tanah sebelum dan sesudah diberi perlakuan...43 Tabel 4.4 Uji kuantitatif jumlah mikroba pelarut fosfat dan pendegradasi bahan organik pada pupuk biofertilizer...43 Tabel 4.5 Uji kuantitatif mikroba pemfiksasi nitrogen pada pupuk biofertilizer...44 Tabel 4.6 Nilai rata-rata pertumbuhan tinggi tanaman kacang hijau...45 Tabel 4.7 Nilai rata-rata pertumbuhan jumlah daun tanaman kacang hijau...47 Tabel 4.8 Hasil uji duncan terhadap berat kering tanaman pada tiap perlakuan...50 Tabel 4.9 Hasil uji duncan terhadap panjang akar tanaman pada tiap perlakuan...52 Tabel 4.10 Hasil uji statistik berat akar tanaman pada tiap perlakuan...54 Tabel 4.11 Hasil uji duncan terhadap jumlah bintil tanaman pada tiap perlakuan...56 Tabel 4.12 Hasil berat bintil akar tanaman pada tiap perlakuan...57 Tabel 4.13 Rata-rata hasil uji Duncan pada jumlah polong per perlakuan...59 Tabel 4.14 Rata-rata hasil uji Duncan pada berat polong per perlakuan...61 Tabel 4.15 Rata-rata hasil uji Duncan pada berat biji per perlakuan...62 Tabel 4.16 Presentasi hasil perhitungan efektivitas pengenceran pupuk biofertilizer 1: xiii

15 DAFTAR GAMBAR Nomor Judul Halaman 1. Tanaman kacang hijau Pembentukan bintil akar oleh bakteri Rhizobium sp Morfologi kacang hijau secara keseluruhan Tahap-tahap pertumbuhan tanaman kacang hijau Kurva laju pertumbuhan tinggi tanaman kacang hijau Kurva laju pertumbuhan jumlah daun tanaman kacang hijau Grafik hasil ujiduncan berat kering tanaman kacang hijau Grafik hasil uji Duncan panjang akar tanaman kacang hijau Grafik hasil uji Statistik berat akar tanaman kacang hijau Grafik hasil penghitungan jumlah bintil berat akar tanaman kacang hijau Grafik hasil penimbangan berat bintil akar tanaman kacang hijau Grafik hasil penghitungan jumlah polong tanaman kacang hijau Grafik hasil penimbangan berat polong tanaman kacang hijau Grafik hasil penimbangan berat biji tanaman kacang hijau xiv

16 DAFTAR LAMPIRAN Nomor Judul 1. Lampiran 1. Data pertumbuhan dan produktivitas. 2. Lampiran 2. Penghitungan nilai RAE tanaman kacang hijau. 3. Lampiran 3. Gambar alat dan bahan. 4. Lampiran 4. Gambar pertumbuhan tanaman kacang hijau (V. radiata L.) tiap minggu. 5. Lampiran 5. Uji sampel tanah dan biofertilizer. 6. Lampiran 6. Hasil analisis data produksi menggunakan Manova satu arah. xv

17 1.1 Latar Belakang BAB I PENDAHULUAN Di Indonesia, kacang hijau (V. radiata L.) merupakan komoditi dari jenis tanaman leguminosa yang mempunyai arti ekonomis penting dan digemari oleh banyak kalangan masyarakat. Posisinya menduduki urutan ke tiga setelah kedelai dan kacang tanah. Kandungan dan manfaat kacang hijau (V. radiata L.) sebagai penghasil bahan makanan merupakan hal yang sangat penting, karena jenis kacang ini banyak mengandung vitamin, karbohidrat, dan protein yang sangat diperlukan untuk pertumbuhan gizi masyarakat yang relatif kurang tercukupi (Purwono dan Hartono, 2005). Konsumsi kacang hijau (V. radiata L.) di Indonesia hingga saat ini mengalami peningkatan dari tahun ke tahun. Namun peningkatan daya konsumsi terhadap kacang hijau (V. radiata L.) tidak diimbangi dengan peningkatan produktivitas dari tanaman ini, dimana produksi kacang hijau dari tahun ke tahun cenderung mengalami penurunan. Berdasarkan hasil survei Badan Pusat Statistik Propinsi Jawa timur pada tahun 2015 yang menyatakan bahwa produksi kacang hijau pada tahun 2013 adalah ton/ha, pada tahun 2014 menurun menjadi ton/ha, dan kemudian pada tahun 2015 juga mengalami penurunan yaitu menjadi ton/ha. (Anonim, 2015). Dengan demikian, permintaan dan target produksi kacang hijau (V. radiata L.) yang cukup tinggi belum dapat dipenuhi secara maksimal oleh hasil sektor petanian kacang hijau di Indonesia, sehingga pemerintah harus impor kacang hijau dari negara lain. 1 SKRIPSI APLIKASI FORMULASI PENGENCERAN... FAWA IDUL KHOIR

18 2 Penyebab penurunan produktivitas kacang hijau (V. radiata L.) yaitu rendahnya ketertarikan para petani untuk menanam kacang hijau yang disebabkan harga pupuk kimia yang digunakan relatif mahal dan efek negatifnya yang bisa merusak lahan pertanian menjadi tandus menjadikan para petani melakukan alih fungsi lahan, sedangkan pemupukan dan lahan subur merupakan indikator utama dalam meningkatkan hasil produktivitas tanaman kacang hijau (Anonimus, 2010). Alternatif lain yaitu menggunakan biofertilizer karena harganya yang ekonomis, dapat memperbaiki kualitas tanah, dan mampu menyediakan unsur hara yang diperlukan oleh tanaman. Biofertilizer adalah suatu hasil dari perkembangan teknologi dan ilmu pengetahuan yang dihasilkan dari beberapa konsorsium mikroba yang dapat dimanfaatkan untuk mendukung pertumbuhan dan produktivitas tanaman agar mampu tumbuh secara maksimal. Sesuai dengan yang di ungkapkan oleh Simanungkalit dkk., (2006) yang menyatakan bahwa biofertilizer merupakan pupuk hayati yang di dalamnya terdapat berbagai konsorsium mikroba yang mampu menyediakan unsur hara N, P, dan K serta zat pengatur tumbuh. Biofertilizer mengandung beberapa konsorsium mikroba, diantaranya adalah bakteri penambat nitrogen seperti Azospirillum sp. dan Azotobacter sp. yang berperan dalam pertumbuhan tanaman. Bakteri Bacillus sp. dan Pseudomonas sp. merupakan bakteri yang mampu menyediakan unsur hara fosfat melalui pelarutan unsur hara fosfat dari bentuk yang tidak tersedia menjadi bentuk yang tersedia (Goenarto, 2000).

19 3 Aplikasi pemberian dosis dan intensitas pemupukan merupakan hal penting dalam menentukan produktivitas tanaman secara efektif. Hal tersebut sesuai dengan yang dikemukakan oleh Finlay, (1974) bahwa pengaturan waktu dan dosis pemupukan merupakan suatu usaha untuk meningkatkan produktivitas tanaman, karena waktu dan dosis pemupukan berpengaruh terhadap produksi yang dicapai dan berapa besar modal yang harus dikeluarkan. Oleh sebab itu, waktu dan dosis pemupukan perlu di perhatikan agar dalam mengusahakan satu jenis tanaman dapat memberikan hasil yang baik. Pemupukan dengan menggunakan biofertilizer dalam meningkatkan pertumbuhan dan produktivitas tanaman kacang hijau sudah pernah dilakukan, pada penelitian sebelumnya oleh Chusnia, (2012) mengemukakan bahwa dengan dosis 15 ml/tanaman dan frekuensi 3 kali pemberian, mampu meningkatkan hasil produktivitas tanaman kacang hijau di polybag. Namun, dalam penelitian tersebut tidak dilakukan pengenceran sehingga dimata masyarakat aplikasi pupuk biofertilizer murni pada lahan sawah dinilai kurang efisien. Oleh karena itu, dibutuhkan suatu alternatif untuk mengatasi permasalahan tersebut, salah satunya dengan dilakukan pengenceran pupuk biofertilizer 1:10 sebagai efesiensi dalam penggunaan biofertilizer dan menentukan aturan baku dalam penggunaan pengenceran pupuk biofertilizer 1:10. Pengenceran biofertilizer 1:10 dilakukan berdasarkan hasil penelitian oleh Sajmin, (1999) yang mengemukakan bahwa dengan pengenceran pemupukan mikroba Bacillus sp. 1:40 dalam pupuk organik cair mampu meningkatkan pertumbuhan dan produktivitas tanaman rumput P. Maximum. Dan untuk mengetahui kombinasi dosis dan intensitas yang optimal

20 4 dalam pemberian pengenceran pupuk biofertilizer 1:10 maka digunakan kombinasi dosis 0 ml, 5 ml, 10 ml, dan 15 ml dengan intensitas pemberian 1 kali, 2 kali, 3 kali. Digunakan kombinasi dosis dan intensitas demikian untuk mengetahui apakah kombinasi dosis dan intensitas yang lebih rendah mampu meningkatkan pertumbuhan dan produktivitas kacang hijau yang setara dengan kombinasi dosis dan intensitas yang lebih tinggi, dan dalam kombinasi dosis dan intensitas yang lebih tinggi apakah mampu melipatgandakan hasil dari produktivitas tanaman kacang hijau. Sehingga, dapat diketahui kombinasi dosis dan intensitas pengenceran pupuk biofertilizer yang optimal dalam meningkatkan pertumbuhan dan produktivitas tanaman kacang hijau. Berdasarkan latar belakang di atas, maka perlu dilakukan penelitian mengenai Aplikasi formulasi pengenceran biofertilizer (1:10) dengan kombinasi dosis dan intensitas yang berbeda dalam meningkatkan pertumbuhan dan produktivitas kacang hijau (Vigna radiata L.) pada lahan sawah. Sehingga, dengan adanya pengembangan penelitian ini, diharapkan masyarakat memiliki pengetahuan yang baru tentang penggunaan biofertilizer dan bisa beralih dari pemakaian pemberian pupuk kimia menjadi pemakaian pupuk biofertilizer.

21 5 1.2 Rumusan Masalah Rumusan masalah yang diajukan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Apakah ada beda formulasi pengenceran biofertilizer (1:10) dengan berbagai kombinasi dosis dan intensitas terhadap pertumbuhan tanaman kacang hijau (V. radiata L.) pada lahan sawah? 2. Apakah ada beda formulasi pengenceran biofertilizer (1:10) dengan berbagai kombinasi dosis dan intensitas terhadap hasil produktivitas tanaman kacang hijau (V. radiata L.) pada lahan sawah? 3. Berapa nilai efektivitas dari pemberian formulasi pengenceran biofertilizer (1:10) terhadap hasil produktivitas tanaman kacang hijau (V. radiata L.) pada lahan sawah? 1.3 Asumsi Kacang hijau (V. radiata L.) merupakan tanaman yang dalam pertumbuhannya dipengaruhi oleh banyak faktor, salah satunya yaitu faktor pemupukan yang merupakan penyedia nutrisi dan menentukan hasil produktivitas tanaman. Biofertilizer mengandung mikroba fungsional tanah yang mampu memobilisasi bahan nutritif dari bentuk yang belum dapat diserap menjadi bentuk yang siap diserap oleh tanaman melalui proses biologi (Tien et al., 1979). Mikroba yang digunakan dalam biofertilizer memiliki peranan masing-masing yaitu bakteri penambat nitrogen, bakteri pelarut fosfat, mikroba pendegradasi bahan organik, dan mikroba penyedia faktor tumbuh sehingga dapat

22 6 mempengaruhi pertumbuhan dan produksi tanaman menjadi lebih berkualitas. Aplikasi formulasi pengenceran biofertilizer (1:10) dengan kombinasi dosis dan intensitas yang berbeda merupakan faktor penting dalam penentuan pemenuhan kebutuhan tanaman, formulasi pengenceran, dosis, dan intensitas biofertilizer belum memiliki aturan baku dalam pemakaiannya. Oleh karena itu, dapat diasumsikan bahwa penentuan formulasi pengenceran, dosis dan intensitas biofertilizer sangat berpengaruh terhadap efektifitas dalam meningkatkan pertumbuhan dan produktivitas kacang hijau (V. radiata L.). 1.4 Hipotesis Penelitian Hipotesis kerja Jika ada beda formulasi pengenceran biofertilizer (1:10) dengan berbagai kombinasi dosis dan intensitas terhadap pertumbuhan dan produktivitas kacang hijau (V. radiata L.), maka formulasi pengenceran biofertilizer (1:10) yang berbeda akan memberikan perbedaan terhadap pertumbuhan dan produktivitas kacang hijau (V. radiata L.) Hipotesis statistik Hipotesis statistik pada penelitian ini adalah sebagai berikut : H01 : Tidak ada perbedaan formulasi pengenceran biofertilizer (1:10) dengan berbagai kombinasi dosis dan intensitas terhadap pertumbuhan kacang hijau (V. radiata L.).

23 7 Ha1 : Ada perbedaan formulasi pengenceran biofertilizer (1:10) dengan berbagai kombinasi dosis dan intensitas terhadap pertumbuhan kacang hijau (V. radiata L.). H02 : Tidak ada perbedaan formulasi pengenceran biofertilizer (1:10) dengan berbagai kombinasi dosis dan intensitas terhadap hasil produktivitas kacang hijau (V. radiata L.). Ha2 : Ada perbedaan formulasi pengenceran biofertilizer (1:10) dengan berbagai kombinasi dosis dan intensitas terhadap hasil produktivitas kacang hijau (V. radiata L.). 1.5 Tujuan Penelitian Tujuan dilakukannya penelitian ini adalah : 1. Untuk mengetahui apakah ada beda formulasi pengenceran biofertilizer (1:10) dengan berbagai kombinasi dosis dan intensitas terhadap pertumbuhan tanaman kacang hijau (V. radiata L.) pada lahan sawah. 2. Untuk mengetahui apakah ada beda formulasi pengenceran biofertilizer (1:10) dengan berbagai kombinasi dosis dan intensitas terhadap hasil produktivitas tanaman kacang hijau (V. radiata L.) pada lahan sawah. 3. Untuk mengetahui nilai efektivitas dari formulasi pengenceran biofertilizer (1:10) terhadap hasil produktivitas tanaman kacang hijau (V. radiata L.) pada lahan sawah.

24 8 1.6 Manfaat Penelitian Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi baru tentang pemakaian dan perbedaan formulasi pengenceran biofertilizer (1:10) dengan berbagai kombinasi dosis dan intensitas terhadap pertumbuhan dan produktivitas kacang hijau (V. radiata L.). Selain itu juga diharapkan dari penelitian ini mampu diketahui kombinasi dosis dan intensitas biofertilizer yang optimal sehingga dapat diaplikasikan dalam meningkatkan pertumbuhan dan produktivitas kacang hijau pada lahan sawah.

25 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Umum Tanaman Kacang Hijau (V. radiata L.) Deskripsi tentang tanaman kacang hijau (V. radiata L.) Tanamana kacang hijau (V. radiata L.) termasuk famili leguminosae yang banyak varietasnya. Kedudukan tanaman kacang hijau dalam taksonomi tumbuhan menurut Backer CA and RC Bakhuizen van den Brink, (1968) adalah sebagai berikut : Kingdom : Plantae Sub Kingdom : Tracheobionta Super Divisi Divis Kelas Sub Kelas Ordo Famili Genus : Spermatophyta : Magnoliophyta : Magnoliopsida : Rosidae : Fabales : Fabaceae : Vigna Gambar 1. Tanaman Kacang Hijau (Sumber : Dok. pribadi) Spesies : Vigna radiata L. Varietas : VIMA-1 Secara morfologi tanaman kacang hijau memiliki batang pendek dan daun cukup banyak dan buah lebat dibagian kuncupnya. Morfologi tanaman kacang hijau (V. radiata L.) yaitu sebagai berikut: 9 SKRIPSI APLIKASI FORMULASI PENGENCERAN... FAWA IDUL KHOIR

26 10 Tanaman kacang hijau berakar tunggang. Sistem perakarannya dibagi menjadi dua, yaitu mesophytes dan xerophytes. Mesophytes mempunyai banyak cabang akar pada permukaan tanah dan tipe pertumbuhannya menyebar. Sementara xerophytes memiliki akar cabang lebih sedikit dan memanjang ke arah bawah (Rukmana, 1997). Pada bagian akar, utamanya pada rambut akar terdapat bintil-bintil akar yang merupakan bentuk simbiosis antara akar dengan bakteri Rhizobium japanicum (Lamina, 1989). Gambar 2. Pembentukan bintil akar oleh bakteri Rhizobium sp. (Sumber: Ramadana, 2015) Keterangan : (1) Akar dari Pisum sativum dengan bintil yang dibentuk oleh Rhizobium. (2) Bintil akar berkembang sebagai hasil dari simbiosis antara bakteri Rhizobium dengan rambut akar tanaman. (a) Bakteri mengenal rambut akar dan mulai membelah, (b) Masuknya rhizobia ke akar melalui infeksi sehingga bakteri masuk ke dalam sel akar, (c) Membelah menjadi bentuk nodula (Dewi, 2007 dalam Ramadana, 2015). Rhizobium masuk ke dalam akar legum melalui rambut akar atau secara langsung ke titik munculnya akar lateral. Rambut akar merupakan bagian tanaman yang pertama kali dapat memberikan respon karena terinfeksi Rhizobium. Hal tersebut sesuai yang dikemukakan oleh (Dewi, 2007 dalam

27 11 Ramadana, 2015) bahwa terbentuknya bintil akar dimulai dengan masuknya infeksi benang dan berpenetrasi ke dalam akar dari sel ke sel. Sel ini terbagi membentuk jaringan bintil di mana bakteri ini membelah dan menggandakan diri. Ukuran dan bentuknya bergantung pada spesies dan tanaman legumnya. Ada dua tipe bintil akar, yaitu efektif dan inefektif. Bintil efektif dibentuk oleh strain efektif dari Rhizobium. Bintil ini berkembang dengan baik, berwarna merah muda akibat adanya pigmen leghaemoglobin. Jaringan bakteroid berkembang baik dan terorganisasi dengan baik dengan banyak bakteroid (Dewi, 2007 dalam Ramadana, 2015). Surtiningsih, et al., (2009) menyatakan terbentuknya bintil akar efektif yang lebih banyak mampu meningkatkan penambatan nitrogen yang selanjutnya untuk membentuk klorofil dan enzim. Peningkatan klorofil dan enzim mampu meningkatkan fotosintesis yang pada akhirnya dapat meningkatkan pertumbuhan vegetatif dan generatif (hasil produksi biji) tanaman. Berbeda dengan strain inefektif dari Rhizobium, bentuk bintil umumnya kecil dan berisi sedikit jaringan bakteroid yang berkembang, menunjukkan akumulasi tepung dalam sel tanaman inang yang tidak berisi Rhizobium. Bakteroid dalam bintil inefektif berisi glikogen. Tanaman kacang hijau berbatang tegak dengan cabang menyamping pada batang utama, berbentuk bulat dan berbulu. Warna batang dan cabangnya ada hijau dan ada juga ungu (Andrianto dan Indarto, 2004). Batang kacang hijau berbentuk bulat dan berbuku-buku. Ukuran batangnya kecil, berbulu, berwarna hijau kecoklatan atau kemerahan. Setiap buku batang menghasilkan satu tangkai daun, kecuali pada daun pertama berupa sepasang daun yang berhadapan dan

28 12 masing-masing daun berupa daun majemuk. Batang kacang hijau tumbuh tegak dengan ketinggian mencapai cm dan cabangnya menyebar kesegala arah (Rukmana, 1997). Daun tumbuh majemuk dan terdiri dari tiga helaian (trifoliat) dan letaknya berseling. Tangkai daunnya lebih panjang dari daunnya dengan warna daun hijau muda sampai hijau tua. Helai daun berbentuk oval dengan bagian ujung lancip (Andrianto dan Indarto, 2004). Bunga kacang hijau berwarna kuning, tersusun dalam tandan, keluar pada cabang serta batang dan dapat menyerbuk sendiri. Bunga keluar secara berkelompok sebanyak 4-8 kuntum pada tiap-tiap tangkai bunga yang panjang dan tegak. Seperti tanaman polong-polongan lain bunga kacang hijau berbentuk kupu-kupu (Idris et al., 1982). Van der maesen dan soematmadja. (1993) menyatakan bahwa waktu terbentuknya bunga kacang hijau pada umur 30 hari setelah tanam. Polong kacang hijau berbentuk silindris dengan panjang antara 6 15 cm dan berbulu pendek. Sewaktu muda polong berwarna hijau dan berwarna hitam atau coklat ketika tua, dengan isi polong biji (Andrianto dan Indarto, 2004). Polong biasanya matang pada waktu hari setelah berbunga, Apabila 50% polong telah matang biasanya akan terjadi pengeluaran bunga sekali lagi. Oleh karena itu, pemanenan kacang hijau perlu dilakukan beberapa kali dengan jarak waktu panen dari hari (Idris et al., 1982).

29 13 Biji kacang hijau berukuran relatif lebih kecil dari pada biji kacang-kacang lain dan berwarna hijau kusam atau hijau mengkilap. Ada beberapa biji yang berwarna kuning, coklat atau hitam (Andrianto dan Indarto, 2004). Dan menurut Rukmana. (1997) Biji kacang hijau berbentuk bulat kecil dengan berat tiap butir 0,5-0,8 mg. Gambar 3. Morfologi kacang hijau secara keseluruhan. (Sumber: Dok. pribadi) Manfaat dan kandungan tanaman kacang hijau (V. radiata L.) 1. Kandungan gizi kacang hijau Kacang hijau (V. radiata L.) merupakan sumber protein nabati, vitamin (A, B, C, dan E) serta beberapa zat lain yang sangat bermanfaat bagi tubuh manusia, kandungan zat gizi yang baik, kacang hijau banyak digunakan sebagai bahan makanan bayi dan minuman siap saji dalam kotak atau pun dalam kaleng. Adapun nilai kandungan gizi kacang hijau per 100 g, kacang hijau, dapat dilihat pada tabel di bawah ini.

30 14 Tabel 2.1. Kandungan gizi kacang hijau per 100 g. (Sumber: S. Rositawaty 2009 dalam Khairani, 2008) 2. Manfaat kacang hijau Kacang hijau (V. radiata L.) memiliki kandungan protein yang cukup tinggi sebesar 22% dan merupakan sumber mineral penting, antara lain kalsium dan fosfor. Sedangkan kandungan lemaknya merupakan asam lemak tak jenuh. Kandungan kalsium dan fosfor pada kacang hijau bermanfaat untuk memperkuat tulang. Kacang hijau juga mengandung rendah lemak yang sangat baik bagi mereka yang ingin menghindari konsumsi lemak tinggi. Kadar lemak yang rendah dalam kacang hijau menyebabkan bahan makanan atau minuman yang terbuat dari kacang hijau tidak mudah berbau. Lemak kacang hijau tersusun atas 73% asam lemak tak jenuh dan 27% asam lemak jenuh. Umumnya kacangkacangan memang mengandung lemak tak jenuh tinggi, asupan lemak tak jenuh

31 15 tinggi penting untuk menjaga kesehatan jantung, selain itu kacang hijau mengandung vitamin B1 yang berguna untuk pertumbuhan (Purwono et al., 2005) Syarat tumbuh tanaman kacang hijau (V. radiata L.) Tanaman kacang hijau dapat beradaptasi luas di berbagai daerah yang beriklim panas (tropik). Di indonesia, kacang hijau dapat tumbuh dan berproduksi dengan baik di dataran rendah sampai ketinggian 500 m di atas permukaan laut (dpl). Menurut Irwan (2005) syarat tumbuh kacang hijau yaitu terdiri dari: 1. Iklim Kacang hijau dapat tumbuh dengan baik pada kisaran suhu 25 C - 27 C, dengan tingkat kelembaban udara antara 50% - 89%. Tanaman ini termasuk golongan tanaman C3 dengan panjang hari maksimum sekitar 10 jam/hari. Curah hujan yang dikehendaki untuk pertumbuhan kacang hijau berkisar antara mm/tahun, dan memiliki toleransi yang baik pada curah hujan yang lebih renah dengan memanfaatkan kelembaban tanah dan air tanah. Demikian juga terhadap suhu, dimana suhu optimum sekitar 28 C - 30 C cukup baik pada pertanaman kacang hijau (Irwan, 2005). 2. Tanah Jenis tanah yang yang dikehendaki tanaman kacang hijau adalah liat berlempung atau tanah lempung yang banyak mengandung bahan organik. Untuk pemilihan lokasi kebun kacang hijau adalah tanahnya subur, gembur, banyak

32 16 mengandung bahan organik (humus) aerasi dan drainasinya baik, serta mempunyai kisaran ph 5,8-6,5 (Rukamana, 1997). Gambar 4. Tahap-tahap pertumbuhan tanaman kacang hijau Gambar 4. tahapan pertumbuhan kacang hijau (V. radiata L.). (Sumber : Purwono, 2005) Hasil penelitian yang relevan Chusnia (2012) telah melakukan penelitian tentang pengaruh pemberian pupuk hayati terhadap pertumbuhan dan produksi tanaman kacang hijau (V. radaiata L.) pada polybag, bahan yang digunakan adalah konsorsium mikroba yang terdiri dari 3 bakteri penambat nitrogen, 3 bakteri pelarut fosfat, dan 2 bakteri ditambah 1 yeast pendegradasi bahan organik. Dosis yang diberikan yakni 0 ml, 5 ml, 10 ml, dan 15 ml per tanaman. Berdasarkan hasil yang diperoleh, bahwa dengan pemberian pupuk hayati dapat berpengaruh nyata terhadap tinggi batang, jumlah daun, jumlah bintil akar, berat kering tanaman, berat polong, dan berat biji per tanaman. Selain itu dengan pemberian dosis 15 ml dapat memberikan nilai tertinggi untuk tinggi, jumlah bintil akar, berat kering tanaman, berat polong, dan berat biji total kacang hijau (V. radiata L.) dibanding dengan perlakuan lainnya. Menurut (Hadisuwito, 2012) mengatakan

33 17 bahwa dosis yang dianjurkan untuk tanaman sayur, tanaman hias, dan tanaman pangan berkisar 5-15 ml. Dan menurut Sajmin, (1999) menyatakan bahwa pemberian konsentrasi POC (pupuk organik cair) 1:40 berpengaruh nyata dalam meningkatkan pertumbuhan dan hasil dari rumput gajah P. maximum Pertumbuhan dan produktivitas kacang hijau (V. radiata L.) Pertumbuhan adalah aspek penting yang harus diperhatikan dalam sistem tanaman yang berhubungan dengan hasil, karena hasil tanaman tidak dipanen dan terbentuk secara tiba-tiba, melainkan melalui proses yang berangsur-angsur dari waktu ke waktu dan melalui beberapa generasi. pertumbuhan dapat diartikan sebagai pertambahan ukuran volume. massa maupun sel yang dapat dinyatakan dengan satuan (kuantitatif). bersifat permanen dan tidak dapat kembali (irreversibel) (Sitompul dan Bambang, 1995). Produktivitas merupakan jumlah produksi per satuan luas lahan tanaman. produktivitas diartikan sebagai kemampuan tanaman untuk menghasilkan suatu produk atau hasil yang biasa dilihat dari jumlah polong, berat polong, dan pengukuran massa kering biji sebagai hasil akhir dari suatu tanaman yang diperoleh setelah panen pertumbuhan selesai (Gardner, 1991) Tinjauan Umum Biofertilizer Biofertilizer atau pupuk hayati merupakan bahan yang mengandung mikroorganisme bermanfaat untuk meningkatkan kesuburan tanah dan kualitas hasil tanaman, dengan cara mengubah unsur hara dari bentuk yang belum dapat digunakan menjadi bentuk tersedia bagi tanaman melalui proses biologi baik

34 18 dengan hidup bebas di dalam tanah atau berasosiasi dengan tanaman (Subba Rao, 1993; Tien et al., 1979). Dewasa ini, biofertilizer dipergunakan untuk mempengaruhi peningkatan hasil panen berkelanjutan di bawah berbagai kondisi iklim agronomi. Biofertilizer sebagai bahan pembawa mikroba hidup berperan sebagai sumber daya yang murah untuk meningkatkan ketersediaan nutrisi tanaman dengan cara sintesis faktor pertumbuhan (Subba Rao et al., 1993). Adapun syarat yang harus ada dalam kandungan biofertilizer menurut Peraturan Mentri Pertanian (permentan, 2009) yaitu dapat dilihat pada tabel di bawah ini. Tabel 2.2. Persyaratan Khusus Biofertilizer (Sumber: Permentan, 2009)

35 19 (Sumber: Permentan, 2009) Mikroba yang terkandung dalam biofertilizer ini memiliki peran masingmasing dalam menyediakan unsur hara bagi tanaman, seperti melalui penambatan nitrogen, pelarutan fosfat, dan pendegradasian bahan organik tanah. Beberapa mikroba tanah yang sering digunakan dalam biofertilizer adalah Bacillus subtilis, B. megaterium, B. licheniformis. Pseudomonas putida dan P. fluorescens yang berperan sebagai bakteri pelarut fosfat. Bakteri Azotobacter sp., Azospirillum sp., dan Rhizobium sp. yang berperan sebagai bakteri penambat nitrogen. Bakteri Cellulomonas sp., Lactobacillus plantarum., Cyophaga sp., Cellvibrio sp., dan yeast dari golongan Saccharomyces cerevisiae yang berperan sebagai mikroba pendegradasi bahan organik serta beberapa diantara mikroba tersebut berperan

36 20 sebagai penghasil antibiotik dan penyedia faktor tumbuh bagi tanaman (Simanungkalit, 2001) Mikroba pemfiksasi nitrogen Nitrogen merupakan nutrisi penting bagi tumbuhan dan diperlukan dalam jumlah besar. Nitrogen di udara sekitar 79%, tetapi organisme tidak dapat menggunakan secara langsung dalam bentuk N2, kecuali organisme tingkat rendah. Tumbuhan menggunakan nitrogen dalam bentuk nitrat (NO3 - ) dan ion ammonium (NH4). Nitrogen dikatakan penting bagi tumbuhan karena bagi tanaman berfungsi sebagai penyusun protoplasma, molekul klorofil, asam nukleat, dan asam amino yang merupakan penyusun protein. Dampak dari kekurangan unsur nitrogen tanah dapat menyebabkan pertumbuhan dan perkembangan tanaman menjadi terganggu serta produktivitas tanaman menjadi menurun akibat dari pembentukan klorofil pada saat proses fotosintesis terganggu. Hal ini didukung pula oleh Sumiati dan Gunawan (2007) bahwa defisiensi unsur nitrogen akan membatasi pembelahan dan perbesaran sel, dan menurut Hedge (1988) berpendapat bahwa pupuk nitrogen dosis tinggi tidak memberikan hasil yang signifikan terhadap produksi tanaman. Oleh karena itu, pemberian dosis tinggi tidak menjamin peningkatan hasil. Fiksasi nitrogen oleh mikroba merupakan salah satu dari banyak proses biokimiawi di dalam tanah yang memainkan peranan penting bagi penyediaan nutrisi tanaman, yaitu mengubah nitrogen atmosfer (N2 atau nitrogen bebas) menjadi nitrogen dalam persenyawaan (nitrogen tertambat) (Pelczar dan Chan,

37 ). Konversi N2 dari udara menjadi ammonia dimediasi oleh enzim nitrogenase. Bakteri yang mampu memfiksasi nitrogen yang hidup bebas antara lain Azotobacter chrococcum, Clostridium pasteurianum, dan Rhodospirillum rubrum (Susilowarno dkk., 2001). Bakteri Azotobacter memiliki peran utama dalam menambat nitrogen dari atmosfer secara non-simbiotik. Selain itu, bakteri ini mampu menghasilkan zat pengatur tubuh seperti giberelin, sitokinin, dan asam indol asetat, sehingga dapat memacu pertumbuhan akar secara langsung dengan menstimulasi pemanjangan atau pembelahan sel (Hindersah dan Simarmata, 2004). Beberapa bakteri yang berperan dalam fiksasi nitrogen yaitu: Azotobacter sp. dikenal sebagai penghasil polisakarida ekstraseluler seperti alginat dan polimer, Alginat berfungsi melindungi nitrogenase, sehingga meningkatkan fiksasi nitrogen (Sabra et al., 2000 dalam Sholichah, 2015). Azospirillum mempengaruhi pertumbuhan tanaman melalui banyak mekanisme, termasuk fiksasi N2, produksi fitohormon dan biokontrol (Reis et al., 2011). Rhizobium dapat meningkatkan produksi pertanian dengan cara mengikat nitrogen bebas yang berada di udara menjadi ammonia (NH3) yang akan diubah menjadi asam amino yang selanjutnya menjadi senyawa nitrogen yang diperlukan tanaman untuk tumbuh dan berkembang, sedangkan Rhizobium sendiri memperoleh karbohidrat sebagai sumber energi dari tanaman inang (Ramadana, 2015). Banyaknya N2 yang dikonversi menjadi ammonia sangat tergantung pada kondisi fisik, kimia, dan biologi tanah. Ketersediaan sumber karbon organik di

38 22 lingkungan rhizosfir merupakan faktor utama yang menentukan banyaknya nitrogen yang dihasilkan (Alexander, 1977). Oleh karena itu, penambahan sisasisa tanaman (biomassa) sebagai sumber karbon ke dalam tanah dapat memacu perkembangan populasi bakteri penambat nitrogen Mikroba pelarut fosfat Fosfat termasuk unsur hara makro yang sangat penting untuk pertumbuhan tanaman, namun kandungannya didalam tanah lebih rendah dibanding nitrogen dan kalium. Tanaman menyerap fosfat dari tanah dalam bentuk ion fosfat, terutama H2PO4 - dan HPO42 -. Ion H2PO4 - lebih banyak dijumpai pada tanah yang lebih masam, sedangkan pada ph tanah yang lebih tinggi bentuk HPO42 - lebih dominan. Soepardi (1983) menyatakan bahwa peranan fosfat penting untuk pertumbuhan sel, pembentukan akar halus dan rambut akar, memperkuat jaringan akar agar tanaman tidak mudah rebah, memperbaiki kualitas tanaman, berperan dalam pembentukan bunga, buah, dan biji serta memperkaya daya tahan terhadap penyakit. Penelitian dan pemanfaatan mikroba pelarut fosfat sudah mulai dilakukan sejak tahun 1930-an (Waksman dan Starkey, 1931; Gerretsen, 1948). Selain berperan dalam pelarut fosfat, mikroorganisme ini juga diketahui mampu memproduksi asam amino, vitamin, serta substansi pemacu pertumbuhan seperti IAA dan giberelin yang dapat membantu pertumbuhan tanaman (Ponmurugan dan Gopi, 2006). Fosfat di dalam tanah secara alami terdapat dalam bentuk organik dan anorganik. Kedua macam bentuk tersebut merupakan bentuk fosfat yang tidak

39 23 larut atau sedikit larut, sehingga ketersediaannya bagi biota tanah sangat terbatas. Mineral fosfat anorganik pada umumnya terikat sebagai AlPO4.2H2O (variscite) dan FePO4.2H2O (strengite) pada tanah masam dan sebagai Ca3(PO4)2 (trikalsium fosfat) pada tanah. Asam-asam organik sangat berperan dalam pelarutan fosfat karena asam organik tersebut relatif kaya akan gugus-gugus fungsional karboksil (-COO - ) dan hidroksil (-O - ) yang bermuatan negatif sehingga memungkinkan untuk membentuk senyawa komplek dengan ion (kation) logam yang biasa disebut chelate (Wagner & Wolf, 1998 dalam Intan, 2007). Mekanisme pelarutan fosfat dari Al-P atau Fe-P pada tanah terjadi dengan cara asam-asam organik mengchelate Al dan Ca, sehingga mengakibatkan fosfat terlepas dari ikatan AlPO4.2H2O dan Ca3(PO4)2. Keadaan ini akan meningkatkan ketersediaan fosfat dalam larutan tanah (Santosa, 2005 dalam Intan, 2007). Mikroorganisme pelarut fosfat yang sering digunakan untuk melarutkan fosfat antara lain adalah anggota genus Pseudomonas sp. dan Bacillus sp. serta beberapa bakteri lainnya (Alexander, 1977). Bacillus subtilis mampu melarutkan fosfat melalui aktivitas fosfatase dan fitase (enzim yang menghidrolisis fosfat organik sukar larut atau fitat). Selain itu, Bacillus subtilis juga memiliki potensi untuk memproduksi asam indol asetat (AIA) yang merupakan hormon auksin utama pada tumbuhan yang mengendalikan berbagai proses fisiologi penting meliputi pembelahan dan perkembangan sel, dan diferensiasi jaringan (Idriss et al., 2002 dalam Intan, 2007). Bacillus megaterium mempunyai kemampuan melarutkan fosfat anorganik tak larut dengan mensekresikan asam-asam organik tersebut diikuti dengan penurunan ph, dengan adanya perubahan ph berperanan

40 24 penting dalam peningkatan kelarutan fosfat yang selanjutnya asam-asam organik ini akan bereaksi dengan bahan pengikat fosfat seperti Al3+, Fe3+, Ca2+, atau Mg2+ membentuk khelat organik yang stabil sehingga mampu membebaskan ion fosfat terikat dan oleh karena itu dapat diserap oleh tanaman (Chen, 2002 dalam Intan, 2007) selain sebagai pelarut fosfat, bakteri ini juga mampu memproduksi hormon IAA sebagai nutrisi bagi tanaman sehingga dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman dan dan berperan sebagai agen biokontrol dengan menginduksi sistem kekebalan tanaman serta menghasilkan antibiotik. Pseudomonas putida dapat meningkatkan fosfat tersedia melalui mekanisme pengkhelatan penjerap fosfat oleh asam organik ataupun melalui persaingan anion antara ortofosfat dengan asam organik pada tapak jerapan koloid tanah yang bermuatan positif. Disamping menghasilkan asam organik, bakteri ini juga menghasilkan fitohormon, antibiotik, dan siderofor yang secara tidak langsung dapat memperbaiki serapan fosfat yang dapat dipergunakan untuk pertumbuhan tanaman (Premono et al., 1994) Mikroba pendegradasi bahan organik Mikroba pendegradasi bahan organik merupakan suatu agen bioaktivator yang tumbuh secara alami atau dengan sengaja diberikan pada tanah atau pupuk organik untuk mempercepat proses penguraian bahan organik tersebut menjadi zat yang siap diserap oleh tanaman. Jumlah dan jenis mikroba menentukan keberhasilan proses dekomposisi. Proses dekomposisi ini tidak dilakukan oleh satu mikroba monokultur namun dilakukan oleh konsorsia mikroba. Mikroba pendegradasi bahan organik adalah mikroorganisme pengurai lignin, serat, dan

41 25 senyawa organik yang mengandung nitrogen dan karbon dari sisa-sisa organik jaringan tumbuhan atau hewan yang telah mati dan dapat juga berperan dalam pengomposan. Proses perombakan bahan organik dapat berlangsung pada kondisi aerob dan anaerob (Gaur, 1982). Perombakan secara aerob merupakan proses perombakan bahan organik dengan menggunakan O2. Hasil akhir dari perombakan secara aerob merupakan produk metabolisme biologi berupa CO2, H2O, panas, unsur hara, dan sebagian humus. Sedangkan perombakan secara anaerob diartikan sebagai proses dekomposisi bahan organik tanpa menggunakan O2. Reaksi yang terjadi pada perombakan sistem anaerobik, hasil akhirnya yaitu terutama berupa CH4, CO2, dan sejumlah hasil antara; timbul bau busuk karena adanya H2S dan sulfur organik seperti merkaptan (Haug, 1980). Peran jamur dalam mendegradasi bahan organik umumnya mempunyai kemampuan yang lebih baik dibanding bakteri dalam mengurai sisa-sisa tanaman seperti hemiselulosa, selulosa, dan lignin. Kelompok jamur menunjukkan aktivitas biodekomposisi paling nyata dalam proses ini (Sumarno, 2008 dalam Rasti 215). Hal ini dikarenakan pertumbuhan optimum fungi pada ph 5-5,5. Sebaliknya, pertumbuhan kelompok optimum pada ph netral dan meningkat seiring meningkatnya ph tanah, sedangkan kisaran hidup bakteri adalah pada ph 4-6 sehingga aktivitas mikroorganisme pendegradasi bahan organik didominasi oleh kelompok fungi (Ginting et al., 2006). Beberapa mikroorganisme yang berperan dalam proses pendegradasi bahan organik dalam tanah yaitu: Cellulomonas sp. merupakan organisme

42 26 selulolitik yang mampu mendegradasi dan memanfaatkan selulosa sebagai sumber karbon dan energinya (Baharuddin et al., 2010 dalam Kusuma., 2015). Bakteri ini dipilih sebagai salah satu mikroba pendegradasi selulosa karena memiliki tingkat optimasi produksi enzim selulase yang tinggi, tahan terhadap kelembaban yang tinggi dimana dalam kelembaban tersebut dibutuhkan untuk dekomposisi selulosa dan memiliki tingkat pertumbuhan yang lebih cepat dibanding kelompok mikroba lainnya sehingga waktu yang dibutuhkan untuk produksi enzim lebih cepat (Baharuddin et al., 2010). Lactobacillus plantarum adalah spesies bakteri yang menghasilkan asam laktat sebagai prodaknya, asam laktat yang dihasilkan dapat menurunkan ph dari lingkungan pertumbuhannya sehingga menimbulkan rasa asam serta menghambat pertumbuhan dari beberapa jenis mikroba patogen pada daerah rhizosfer tanaman (Liu, 2006 dalam Sholichah, 2015). Saccharomyces cerevisiae merupakan mikroorganisme eukariota yang dalam proses fermentasi, selain dapat menurunkan kandungan serat kasar seperti golongan dari polisakarida (selulosa dan lignin) yang nantinya akan didegradasi menjadi gula sederhana yang dapat dimanfaatkan oleh golongan bakteri asam laktat (BAL) untuk diubah menjadi asam laktat (Umiyasih et al., 2008 dalam Kusuma, 2015).

43 BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian ini dilakukan di dua tempat, yaitu di Laboratorium Mikrobiologi, Departemen Biologi, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga, Surabaya dan area lahan pertanian di dusun Besuk, desa Lemujut, kecamatan Krembung, kabupaten Sidoarjo, Jawa Timur. Penelitian ini dilaksanakan selama 10 bulan, pada bulan juni 2015 sampai maret Sampel, Bahan dan Alat Penelitian Bahan penelitian Bahan bahan yang digunakan dalam penelitian ini terbagi menjadi 2 jenis berdasarkan kegunaan dan keperluannya, yaitu bahan yang diperlukan pada lapangan dan bahan yang digunakan pada laboratorium. Bahan yang diperlukan pada lapangan terdiri atas: biji kacang hijau (V. radiata L. Varietas VIMA-1), air untuk menyiram tanaman, pupuk kimia (Vitonic super), pupuk hayati (biofertilizer) dari kelompok tani desa Lemujut (Starter dari Laboratorium Mikrobiologi Universitas Airlangga), kertas label, plastik, kapas, tali rafia, es batu, dan spidol permanen. Sedangkan bahan yang digunakan pada laboratorium yaitu akuades, alkohol, spiritus, tissue, aluminium foil, larutan garam fisiologis, cling wrap, media selektif dan spesifik yang digunakan untuk menghitung jumlah koloni populasi mikroba terdiri dari: Nfb semi solid (Nitrogen-fixing bacteria), media Pikovskaya, dan CMCA (Carboxymethyl Cellulose Agar). Adapun 27 SKRIPSI APLIKASI FORMULASI PENGENCERAN... FAWA IDUL KHOIR