TINJAUAN PUSTAKA. Sifat dan Ciri Tanah Ultisol

Transkripsi

1 TINJAUAN PUSTAKA Sifat dan Ciri Tanah Ultisol Konsepsi pokok dari Ultisol (ultimus, terakhir) adalah tanah-tanah berwarna merah kuning, yang sudah mengalami proses hancuran iklim lanjut sehingga merupakan tanah yang berpenampang dalam sampai sangat dalam (> m), menunjukkan adanya kenaikan kandungan liat dengan bertambahnya kedalaman yaitu terbentuknya horizon bawah akumulasi liat (Musa, dkk, 6). Tanah Ultisol mempunyai tingkat perkembangan yang cukup lanjut, dicirikan oleh penampang tanah yang dalam, kenaikan fraksi liat seiring dengan kedalaman tanah, reaksi tanah masam, dan kejenuhan basa rendah. Pada umumnya tanah ini mempunyai potensi keracunan Al dan miskin kandungan bahan organik. Tanah ini juga miskin kandungan hara terutama P dan kationkation dapat ditukar seperti Ca, Mg, Na, dan K, kadar Al tinggi, kapasitas tukar kation rendah, dan peka terhadap erosi (Subowo et al. 99). Nilai kejenuhan Al yang tinggi terdapat pada tanah Ultisol dari bahan sedimen dan granit (> 6%), dan nilai yang rendah pada tanah Ultisol dari bahan volkan andesitik dan gamping (%). Ultisol dari bahan tufa mempunyai kejenuhan Al yang rendah pada lapisan atas ( 8%), tetapi tinggi pada lapisan bawah (7 78%). Tampaknya kejenuhan Al pada tanah Ultisol berhubungan erat dengan ph tanah (Prasetya dan Suriadikarta, 6). Tanah Ultisol mempunyai horizon argilik, dengan reaksi agak masam sampai masam dengan kandungan basa-basa rendah yang diukur dengan kejenuhan basa ph 7 < % pada kedalaman cm dibawah atas horizon argilik/kandik atau 8 cm dari permukaan tanah (USDA, 6).

2 Cendawan Mikoriza Arbuskula (CMA) Mikoriza sesuai dengan asal katanya yaitu myces dan rhiza, adalah struktur simbiosis mutualisme yang dibentuk antara cendawan dan perakaran tanaman. Disebut simbiosis mutualisme karena cendawan mikoriza, yang hidup didalam sel akar, mendapatkan sebagian karbon hasil fotosintesis tanaman dan tanaman mendapatkan hara dan keuntungan lain dari cendawan mikoriza (Nusantara, 6). Bentuk cendawan mikoriza vesikular - arbuskular atau yang disingkat dengan cma lebih banyak terdapat mulai dari jenis, famili dan ordo tanaman dari pada tipe endo dan ektomikoriza bersama-sama. Telah diperlihatkan bahwa kebanyakan phanerogams mempunyai endo (hampir semuanya va) mikoriza, tetapi kira-kira hanya mempunyai ektomikoriza %. Karena penyebaran mva yang merata, mikoriza ini mempengaruhi pertumbuhan tanaman dan mempunyai potensi yang penting baik secara ekonomi maupun ekologi. CMA terdapat pada sebagian besar tanaman pangan dan didalam kebanyakan jenis tanaman yang tumbuh dalam ekosistem alam. Tanaman yang penting dan mempunyai cendawan mva meliputi gandum, jagung, kapas, tembakau, teh, kopi, coklat, tebu, dan pohon serat (Fakuara, 988). Diagnostik ciri-ciri utama CMA adalah adanya vesikel dan arbuskul didalam korteks akar. Endodermis batang dan meristem akar tidak diserang. Hifa inter dan intraseluler juga ada disisi akar secara langsung berhubungan dengan miselium bagian luar yang menyebar dan bercabang-cabang didalam tanah (Fakuara, 988). Mikoriza merupakan jenis fungi yang menguntungkan pertumbuhan tanaman terutama pada tanah-tanah yang mengalami kekahatan P. Mikoriza tidak hanya menguntungkan pertumbuhan tanaman, tetapi juga menekan kebutuhan pupuk P sampai %-% (Sutanto, ). Dalam beberapa percobaan pertumbuhan CMA yang dilakukan oleh beberapa peneliti dari berbagai negara, pada kondisi tanah yang kekurangan fosfat untuk pertumbuhan tanaman, lebih banyak P yang diambil oleh tanaman bermikoriza dari pada tanaman tak bermikoriza. Infeksi CMA meningkatkan pengambilan P dan sumber P ekstra masuk ke tanaman bermikoriza dari tanah. Percobaan ini dapat diterangkan berdasarkan pada perubahan fisiologi akar, meningkatnya permukaan penyerapan dan penggunaan fosfat tak larut yang lebih baik (Fakuara, 988). Keberadaan mikoriza sangat berperan besar baik terhadap tanaman itu sendiri juga terhadap lingkungan tempat tumbuhnya. Peranan tersebut antara lain :

3 a. Kemampuannya untuk menyerap unsur hara baik mikro maupun makro. Selain itu akar yang bermikoriza dapat menyerap unsur hara dalam bentuk terikat dan yang tidak tersedia bagi tanaman. Hifa eksternal pada mikoriza dapat menyerap unsur fosfat dari dalam tanah, dan segera diubah menjadi senyawa polifosfat. Senyawa polifosfat kemudian dipindahkan kedalam hifa dan dipecah menjadi fosfat organik yang dapat diserap oleh sel tanaman. Efisiensi pemupukan P sangat jelas meningkat dengan penggunaan mikoriza (Khairul, 6). Menurut Sylvia (999) dalam Nusantara (6), meningkatnya serapan hara akibat kolonisasi mikoriza disebabkan sedikitnya oleh tiga hal, yaitu i) mikoriza mampu mengurangi jarak yang harus ditempuh unsur hara untuk mencapai permukaan akar tanaman, ii) meningkatnya rerata serapan unsur hara dan konsentrasi pada permukaan penyerapan dan iii) mengubah secara kimia sifat-sifat unsur hara kimia sehingga mempermudah penyerapannya kedalam akar tanaman. b. Perbaikan struktur tanah. Mikoriza melalui jaringan hifa eksternal dapat memperbaiki dan memantapkan struktur tanah. Sekresi senyawa-senyawa polisakarida, asam organik dan lendir oleh jaringan hifa eksternal yang mampu mengikat butir-butir primer menjadi agregat mikro. Kemudian agregat mikro melalui proses mechanical blinding action oleh hifa eksternal akan membentuk agregat makro yang mantap. Struktur tanah yang baik akan meningkatkan aerasi dan laju infiltrasi serta mengurangi erosi tanah, yang pada akhirnya akan meningkatkan pertumbuhan tanaman (Subiksa, 6). c. Pemupukan sekali seumur tanaman. Karena mikoriza merupakan makhluk hidup maka sejak berasosiasi dengan akar tanaman akan terus berkembang dan selama itu pula berfungsi membantu tanaman dalam peningkatan penyerapan unsur hara yang diperlukan untuk pertumbuhan tanaman (Iskandar, 6). d. Proteksi dari patogen dan unsur toksik. Mikoriza dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman melalui perlindungan tanaman dari patogen akar dan unsur toksik. Mekanisme perlindungan dapat diterangkan sebagai

4 berikut: adanya selaput hifa (mantel) dapat berfungsi sebagai barier masuknya patogen, mikoriza menggunakan hampir semua kelebihan karbohidrat dan eksudat lainnya sehingga tercipta lingkungan yang tidak cocok bagi patogen, mikoriza dapat mengeluarkan antibiotik yang dapat mematikan patogen, akar tanaman yang sudah terinfeksi mikoriza tidak dapat diinfeksi oleh patogen yang menunjukkan adanya kompetisi (Subiksa, 6). Faktor-faktor yang Mempengaruhi Keberhasilan Inokulasi CMA Tipe inokulum Cendawan Mikoriza Arbuskula (CMA) digunakan tergantung pada penelitian dilapangan. Untuk studi respons pertumbuhan dirumah kaca sama baiknya dengan dilapangan, campuran inokulum berisi akar-akar yang diinfeksi, spora, dan miselium dapat memuaskan, dengan cepat dapat diperoleh dan biasanya sangat efektif. Campuran inokulum biakan pot (pot culture) umumnya mempunyai potensial inokulum yang lebih besar daripada spora yang dibersihkan atau material akar (Fakuara, 988). Menurut Santosa (989), faktor-faktor yang mempengaruhi perkembangan mikoriza adalah:. Suhu Tanah Walaupun suhu bukan merupakan faktor pembatas utama bagi aktivitas CMA, namun suhu tanah yang tinggi menyebabkan peningkatan aktivitas cendawan. Suhu optimum untuk perkecambahan spora sangat beragam tergantung cendawan CMA-nya. Daya infeksi oleh cendawan CMA meningkat dengan naiknya suhu tanah. Suhu yang tinggi pada siang hari ( C) tidak menghambat perkembangan dan aktivitas fisiologis mikoriza.. Kandungan Air Tanah Status air tanah dapat berpengaruh baik langsung atau tidak langsung terhadap infeksi dan pertumbuhan mikoriza. Penjenuhan air tanah yang lama berpotensi mengurangi pertumbuhan dan infeksi fungi mikoriza karena kondisi yang anaerob. Terdapat juga fakta bahwa potensial air yang rendah dapat juga menurunkan infeksi mikoriza secara dramatis.

5 . ph Tanah Tidak sama dengan jasad renik lainnya cendawan pada umumnya lebih tahan terhadap perubahan ph tanah. Meskipun demikian daya adaptasi pada tiap spesies cendawan terhadap ph tanah berbeda-beda, karena ph tanah mempengaruhi perkecambahan, perkembangan dan peran mikoriza terhadap pertumbuhan tanaman.. Bahan Organik dan Residu Akar Residu akar mempengaruhi ekologi cendawan CMA, karena serasah akar yang terinfeksi mikoriza merupakan sarana penting berikutnya. Serasah akar tersebut mengandung hifa, vesikel, dan spora yang dapat menginfeksi akar tanaman tetangga sehingga memperluas penyebaran CMA. Disamping itu juga berfungsi sebagai inokulum untuk generasi tanaman berikutnya.. Ketersediaan Hara Derajat infeksi terbesar terjadi pada tanah-tanah yang mempunyai kesuburan rendah. Pertumbuhan perakaran yang sangat aktif jarang terinfeksi oleh CMA. Jika pertumbuhan dan perkembangan akar menurun, maka infeksi CMA meningkat. 6. Pengaruh Logam Berat dan Unsur lain Pada tanah-tanah tropika sering dijumpai permasalahan salinitas dan keracunan aluminium maupun mangan. Infeksi CMA lebih tinggi pada tanah yang mengalami kekahatan Mn daripada yang tidak. Beberapa spesies CMA diketahui mampu beradaptasi dengan tanah yang tercemar seng (Zn), tetapi sebagian besar spesies CMA peka terhadap kandungan Zn yang tinggi. Aluminium diketahui menghambat simbiosis CMA. 7. Fungisida Fungisida merupakan racun kimia yang menghancurkan kehidupan cendawan CMA. Penggunaan fungisida Agrosan, Benlate, Plantavax, meskipun dalam konsentrasi yang sangat rendah (, µg pergram tanah) menyebabkan turunnya kolonisasi CMA yang mengakibatkan terhambatnya pertumbuhan tanama dan pengambilan P. 8. Jenis Tanaman Inang

6 Persentase kolonisasi tergantung pada spesies cendawan mikoriza dan tanaman inang, sering dihubungkan dengan pertumbuhan akar dan kepekaan tanaman (Santosa, 989). Tanaman Kedelai (Glycine max) Kedelai dibudidayakan di lahan sawah maupun lahan kering (ladang). Penanaman biasanya dilakukan pada akhir musim penghujan, setelah panen padi. Pengerjaan tanah biasanya minimal. Biji dimasukkan langsung pada lubanglubang yang dibuat. Biasanya berjarak -cm. Pemupukan dasar nitrogen dan fosfat diperlukan, namun setelah tanaman tumbuh penambahan nitrogen tidak memberikan keuntungan apa pun. Lahan yang belum pernah ditanami kedelai dianjurkan diberi "starter" bakteri pengikat nitrogen Bradyrhizobium japonicum untuk membantu pertumbuhan tanaman. Penugalan tanah dilakukan pada saat tanaman remaja (fase vegetatif awal), sekaligus sebagai pembersihan dari gulma dan tahap pemupukan fosfat kedua. Menjelang berbunga pemupukan kalium dianjurkan walaupun banyak petani yang mengabaikan untuk menghemat biaya (Wikipedia, 8). Tanah Tanaman kedele dapat tumbuh pada berbagai jenis tanah dengan drainase dan aerasi tanah yang cukup baik serta air yang cukup selama pertumbuhan tanaman. Tanaman kedele dapat tumbuh baik pada tanah alluvial, regosol, grumosol, latosol atau andosol. Pada tanah yang kurang subur (miskin unsur hara) dan jenis tanah podsolik merah-kuning, perlu diberi pupuk organik dan pengapuran. Kedele dapat tumbuh subur pada : curah hujan optimal - mm/bulan. Temperatur -7 derajat Celcius dengan penyinaran penuh minimal jam/hari. Tinggi tempat dari permukaan laut -9 m, dengan ketinggian optimal sekitar 6 m (Mashur, 8). Kalau ditanam di lahan yang belum pernah ditanami kedelai, benih sebaiknya dicampur dengan rizobium seperti Legin. Bila rizobium tidak tersedia dapat menggunakan tanah yang sudah pernah ditanami kedelai. Inokulasi rizobium bertujuan untuk mengurangi pemakaian pupuk nitrogen (urea) karena tanaman kedelai dapat memanfaatkan nitrogen yang ada di udara setelah diinokulasi dengan rizobium (Suastika, dkk, 8). Pengembangan kedelai pada lahan kering masam akan dihadapkan kepada kondisi tanah yang kurang subur karena rendah ph (,-,), kandungan Al tinggi, kandungan bahan organik rendah, ketersedian hara N, P, K, Ca, dan Mg

7 rendah, dan kemampuan tanah mengikat air juga rendah. Dari segi sosialekonomi, masalah yang dihadapi dalam pengembangan kedelai pada lahan kering masam adalah kuranganya tenaga kerja dan modal usahatani. Kondisi tanah yang kurang subur dapat diperbaiki dengan inovasi teknologi ameliorasi, di antaranya penggunaan kapur (kalsit atau dolomit) dan bahan organik, serta pemupukan (organik, anorganik, dan biofertilizer seperti rhizobium) berdasarkan kondisi tanah setempat (Litbang, 8). Metode MPN untuk Penetapan Berbagai Populasi Mikroorganisme Tanah Metode most Probable-Number (MPN) memungkinkan kita untuk menduga populasi mikroorganisme tanpa menghitung jumlah sel atau koloni. Kadangkala disebut metode mutakhir, atau metode pengenceran. Para ahli mikrobiologi sering menduga jumlah suatu populasi berdasarkan pengenceran tertinggi pada pengenceran mana, pertumbuhan masih dapat diamati. Dengan demikian, bila pertumbuhan diamati pada pengenceran - dan tidak ada pengenceran -, jumlah sel yang hidup adalah antara dan. Dengan demikian akan lebih jelas bahwa pengujian beberapa larutan dari suatu seri pengenceran bersama-sama dengan model matematika, interpolasi memungkinkan perkiraan yang lebih tepat (Anas, 989). Untuk mempermudah telah dibuat tabel MPN untuk tabung reaksi oleh Halvorson dan Ziegler (Tabel ) dan untuk tabung reaksi oleh McCrady (Tabel ) masing-masing untuk pengenceran kali. Tabel. P P Nilai Most Probable Number (MPN) untuk Lima Ulangan bagi Setiap Pengenceran (Halvorson dan Ziegler, 9) P

8

9 Tabel. Nilai Most Probable Number (MPN) untuk Tiga Ulangan bagi Setiap Pengenceran (McCrady) (Verstraete, 98) Hasil MPN Hasil MPN Hasil MPN Untuk menghitung MPN organisme yang ada dalam contoh, pilih sebagai p yang jumlah tabung yang positif pada larutan yang konsentrasi paling rendah, dimana semua tabung bereaksi positif, atau yang jumlah tabung positif terbanyak dan untuk p,p mewakili jumlah tabung yang positif pada pengenceran yang lebih tinggi dari p. Kemudian lihat angka pada Tabel (Halvorson dan Ziegler) untuk tabung dan Tabel (McCrady) untuk tabung. Dapatkan nilai pada tabel tersebut dengan melihat angka p, p, dan p, kemudian kalikan nilai yang didapat ini dengan faktor pengenceran pada p untuk mendapatkan MPN dari contoh yang asli.

10 Tabel. Faktor untuk Menghitung Selang Kepercayaan 9 persen Batas Bawah dan Batas Atas. Jumlah tabung yang dipakai untuk satu pengenceran (n) Kelipatan pengenceran (x) Pada Tabel. disajikan faktor yang digunakan untuk menghitung nilai selang kepercayaan 9 persen yang tergantung dari jumlah tabung yang dipakai untuk satu pengenceran dan faktor pengenceran. Jumlah tabung yang dipakai untuk setiap pengenceran mulai dari satu tabung sampai tabung. Jumlah tabung yang umum dipakai adalah dan tabung untuk setiap pengenceran. Kelipatan pengenceran adalah,, dan, tetapi yang paling sering dipakai adalah dan. Makin banyak tabung yang dipakai untuk setiap pengenceran dan makin besar perbandingan (ratio) pengenceran. Maka makin sempit kisaran selang kepercayaan. Dengan demikian, pengujian hasil yang didapatkan makin tajam. Tingkat pengenceran yang digunakan dan jumlah tabung yang diinokulasi untuk setiap pengenceran menentukan batas atas selang kepercayaan. Kalikan nilai MPN dengan faktor yang bersangkutan dari Tabel. atau (Anas, 989).

11 BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Bioteknologi Tanah, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Medan, dengan ketinggian tempat + m dpl. Dimulai pada bulan Juni s/d Nopember 8. Bahan dan Alat Bahan Bahan yang digunakan adalah tanah Ultisol bekas tanaman padi gogo akibat residu aplikasi kompos jerami dan mikoriza yang berasal dari Bangun Purba, dan bahan-bahan kimia yang digunakan untuk keperluan analisis. Alat Alat yang digunakan adalah aqua cup atau gelas plastik, kantongan plastik, timbangan analitik, mistar, gunting, kertas label, buku dan alat tulis, serta alat-alat yang digunakan untuk keperluan analisis. Metodelogi Penelitian Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) Faktorial dengan faktor perlakuan dan ulangan. Faktor perlakuan yang pertama adalah Residu Aplikasi Kompos Jerami (J) dengan taraf perlakuan, dan faktor perlakuan yang kedua adalah Residu Aplikasi Mikoriza (M) dengan taraf perlakuan. Sehingga diperoleh kombinasi perlakun sebanyak xx = 8 unit percobaan. Susunan perlakuan tersebut adalah: Faktor perlakuan I, kompos jerami (J) : Residu J = g/pot (setara ton/ha)

12 Residu J = g/pot (setara ton/ha) Residu J = g/pot (setara ton/ha) Residu J = 7 g/pot (setara ton/ha) Faktor Perlakuan II, mikoriza (M) : Residu M = g/pot Residu M = 7, g/pot Residu M = g/pot Residu M =, g/pot Sehingga kombinasi perlakuannya adalah : R-JM R-JM R-JM R-JM R-JM R-JM R-JM R-JM R-JM R-JM R-JM R-JM R-JM R-JM R-JM R-JM Model linier rancangan acak lengkap : Y ijk = µ + α i + β j + (αβ) jk + ε ijk Dimana : Y ijk = Parameter yang diamati µ = Nilai tengah umum α i β j = pengaruh taraf ke-i dari faktor J = pengaruh taraf ke-j dari faktor M (αβ) jk = pengaruh interaksi taraf ke-i dari faktor J dan taraf j dari faktor B ε ijk = pengaruh galat taraf ke-i dari faktor J dan taraf M dari faktor B pada blok ke-k

13 Adapun gambar/denah dari penelitian ini adalah: I II III MJ MJ MJ MJ MJ MJ MJ MJ MJ MJ MJ MJ MJ MJ MJ MJ MJ MJ MJ MJ MJ MJ MJ MJ MJ MJ MJ MJ MJ MJ MJ MJ MJ MJ MJ MJ MJ MJ MJ MJ MJ MJ MJ MJ MJ MJ MJ MJ