METODE PENELITIAN Tempat dan Waktu Penelitan Percobaan dilaksanakan di Kebun Percobaan UPTD Lahan Kering, Dinas Pertanian dan Kehutanan, Tenjo, Kabupaten Bogor. Pengujian laboratorium dan rumah kaca dilaksanakan di Laboratorium Terpadu Research Group on Crop Improvement (RGCI), Departemen Agronomi dan Hortikultura, Fakultas Pertanian, IPB dan Kebun Percobaan University Farm-IPB, Cikabayan, Dramaga, Bogor. Penelitian dilaksanakan Desember 2009 November 2010. Bahan dan Alat Bahan tanaman yang digunakan adalah 2 genotipe toleran yaitu Numbu dan Kawali dan 2 genotipe peka cekaman aluminium yaitu B-69 dan B-75. Numbu dan Kawali merupakan sorgum varietas nasional yang dilepas oleh Balai Penelitian Serelia (Balitsereal), Maros, Sulawesi Selatan melalui Departemen Pertanian RI (Lampiran 6). Genotipe B-69 dan B-75 merupakan genotipe sorgum yang berasal dari Pusat Aplikasi Teknologi Isotop dan Radiasi (PATIR), Badan Tenaga Nuklir Nasional (BATAN) yang telah diseleksi di lahan kering bertanah masam di B2TP, BPPT Lampung oleh Sungkono (2010). Percobaan pertama dilakukan di kebun percobaan UPTD Lahan Kering, Dinas Pertanian dan Kehutanan Tenjo, Kabupaten Bogor. Pembukaan dan pembersihan lahan menggunakan hand-tractor sedangkan pembentukan petakan percobaan menggunakan cangkul. Percobaan ini menggunakan kapur pertanian (CaCO 3 ), pupuk urea, KCl, SP-18, dan sungkup (penangkal serangan hama burung). Percobaan kedua dilakukan di rumah kaca Kebun Percobaan University Farm-IPB, Cikabayan, Dramaga, Bogor. Alat yang digunakan adalah rhizotron. Rhizotron yang dimaksud adalah pot yang berbentuk kotak kayu berukuran 30 x 30 x 40 cm yang diberi kaca di sisi depan dan belakang. Tanah yang digunakan adalah tanah yang berasal dari Kebun Percobaan UPTD Lahan Kering, Dinas Pertanian dan Kehutanan Tenjo, Kabupaten Bogor. Setiap rhizotron berisi 9 kg tanah.
15 Alur penelitian ditunjukkan dalam bagan alir di bawah ini. Uji Daya Hasil Pendahuluan (UDHP) (Sungkono, 2010) 2 Genotipe Toleran Aluminium 2 Genotipe Peka Aluminium Percobaan 1. Uji Respon Genotipe Sorgum [Sorghum bicolor (L.) Moench] terhadap Pemupukan P pada Berbagai Taraf Kejenuhan Al di Lahan Masam (Percobaan Lapang) Informasi Respon Pertumbuhan dan Perkembangan Tanaman Sorgum terhadap Pemupukan P pada Berbagai Taraf Kejenuhan Al di Lahan Masam Percobaan 2. Uji Respon Pertumbuhan dan Perkembangan Akar Genotipe Sorgum [Sorghum bicolor (L.) Moench] terhadap Pemupukan P pada Berbagai Taraf Kejenuhan Al di Rhizotron (Percobaan rumah kaca) Informasi Tentang Pengaruh Pemupukan P terhadap Pertumbuhan dan Perkembangan Tanaman Sorgum pada Berbagai Taraf Kejenuhan Al di Lahan Masam Gambar 1. Bagan alir penelitian Respon Genotipe Sorgum [Sorghum bicolor (L.) Moench] terhadap Pemupukan P pada Berbagai Taraf Kejenuhan Al di Tanah Masam
16 Percobaan 1. Uji Respon Genotipe Sorgum [Sorghum bicolor (L.) Moench] terhadap Pemupukan P pada Berbagai Taraf Kejenuhan Al di Lahan Masam (Percobaan lapang) Percobaan ini bertujuan untuk mendapatkan informasi mengenai perbedaan respon genotipe sorgum [Sorghum bicolor (L.) Moench] terhadap dosis pemupukan P pada berbagai taraf kejenuhan Al di lahan masam. Penelitian ini dilaksanakan pada Desember 2009 April 2010 di Kebun Percobaan UPTD Lahan Kering, Dinas Pertanian dan Kehutanan, Tenjo, Kabupaten Bogor. Percobaan ini dilakukan di 2 lahan yang berbeda kondisi kemasaman tanahnya. Untuk percobaan di lahan bertaraf kejenuhan Al-tinggi, kondisi tanah sebelum percobaan yaitu ph tanah 4.26 dengan Al-dd 11.12. Untuk percobaan di lahan bertaraf kejenuhan Al-rendah, kondisi tanah sebelum percobaan yaitu ph tanah 3.9 dengan Al-dd 4.62 (Lampiran 1 dan Lampiran 3). Kondisi iklim dan curah hujan di lokasi penelitian selama penelitian berlangsung disajikan pada Lampiran 2. Bahan dan Alat Percobaan pertama dilakukan di kebun percobaan UPTD Lahan Kering, Dinas pertanian dan Kehutanan Tenjo, Kabupaten Bogor. Bahan tanaman yang digunakan dalam percobaan ini adalah 2 genotipe toleran yaitu Numbu dan Kawali sedangkan genotipe peka digunakan tanaman sorgum genotipe B-69 dan B-75. Peneliti mendapatkan keempat genotipe sorgum tersebut baik toleran maupun peka dari Pusat Aplikasi Teknologi Isotop dan Radiasi (PATIR), Badan Tenaga Nuklir Nasional (BATAN). Keempat genotipe tersebut telah diseleksi di lahan kering bertanah masam di B2TP, BPPT Lampung oleh Sungkono (2010). Percobaan ini juga menggunakan kapur pertanian (CaCO 3 ), pupuk urea, KCl, dan SP-18, dan sungkup (penangkal serangan hama burung). Sebelum diaplikasikan ke lahan, dilakukan pengujian laboratorium terhadap kandungan P 2 O 5 pada pupuk SP-18 (Lampiran 5)
17 Metode Penelitian Percobaan pertama dilakukan pada 2 taraf kejenuhan aluminium. Dua taraf kejenuhan Al pada percobaan ini yaitu kejenuhan Al-tinggi dan Al-rendah. Untuk mendapatkan taraf kejenuhan Al yang diinginkan digunakan kapur pertanian (CaCO 3 ). Taraf kejenuhan Al-tinggi setara dengan 0-Aldd atau tanpa pengapuran (kejenuhan Al 74.78%) sedangkan taraf kejenuhan Al-rendah setara dengan 1- Aldd atau dengan pengapuran 4.6 ton/ha (kejenuhan Al 25.51%). Dengan pengapuran 4.6 ton/ha maka dosis pengapuran per petak (ukuran 2 x 2 m) adalah 1.8 kg per petak. Dosis pupuk dasar yang digunakan adalah 150 kg/ha urea, 100 kg/ha KCl, dan pupuk SP-18 sesuai dengan perlakuan. Pupuk urea diberikan 2 kali yaitu 2/3 bagian diberikan saat tanam dan sisanya pada saat tanaman berumur 7 minggu setelah tanam (MST). Pada saat penanaman diberikan insektisida furadan. Rancangan percobaan yang digunakan adalah Split Plot RKLT dengan 3 ulangan. Taraf kejenuhan Al dan dosis P ditentukan berdasarkan analisis Al- dd dan erapan P hasil uji tanah (Lampiran 4). Petak utama yaitu 4 dosis pemupukan P berdasarkan erapan P. Anak petak adalah genotipe sorgum yaitu Numbu (toleran), Kawali (toleran), B-69 (peka) dan B-75 (peka). Pada lahan taraf kejenuhan Alrendah digunakan dosis P yaitu P-25% (2250 kg SP-18/ha setara 900 g SP- 18/petak), P-50% (4500 kg SP-18/ha setara 1800 g SP-18/petak), P-75% (6750 kg SP-18/ha setara 2700 g SP-18/petak), dan P-100% (9000 kg SP-18/ha setara 3600 g SP-18/petak). Pada lahan taraf kejenuhan Al-tinggi digunakan dosis P yaitu P-25% (2875 kg SP-18/ha setara 1150 g SP-18/petak), P-50% (5750 kg SP-18/ha setara 2300 g Sp-18/petak), P-75% (8625 kg SP-18/ha setara 3450 g SP-18/petak), dan P-100% (11500 kg SP-18/ha setara 4600 g SP-18/petak). Setiap taraf kejenuhan Al baik Al-tinggi maupun Al-rendah terdapat 48 anak petak sehingga terdapat total 96 anak petak yang diamati. Setiap anak petak terdapat 36 tanaman sorgum sehingga pada setiap taraf kejenuhan Al terdapat 1728 individu (48 petak x 36 tanaman). Setiap anak petak dipilih 10 tanaman contoh sebagai bahan pengamatan. Tanaman contoh yang diamati adalah tanaman yang berada pada baris tengah dan bukan tanaman pinggir. Data yang diperoleh
18 dianalisis menggunakan sidik ragam dan uji lanjut DMRT pada taraf kepercayaan α = 5%. Prosedur Percobaan Pelaksanaan awal adalah persiapan lahan. Lahan yang digunakan merupakan lahan bukaan baru. Oleh karena itu, digunakan mesin pertanian handtractor untuk membuka lahan sekaligus membersihkan dari tanaman-tanaman liar. Setelah dibersihkan, lahan dibentuk menjadi petakan. Anak petak berbentuk bedengan berukuran 2 m x 2 m. Untuk lokasi penelitian yang menggunakan taraf kejenuhan Al-rendah dilakukan pengapuran 1-Aldd (dosis pengapuran 4.6 ton/ha setara 1.8 kg/petak). Pada taraf kejenuhan Al-tinggi tidak dilakukan pengapuran. Penanaman dilakukan seminggu setelah pengapuran. Penanaman benih sorgum dilakukan dengan cara tugal. Jarak tanam yang digunakan adalah 70 x 15 cm sehingga diperoleh 36 tanaman per anak petak. Benih sebanyak 2 butir/lubang dimasukkan ke lubang tanam sedalam 2 3 cm bersama dengan furadan 1 g/petak. Lubang tanam ditutup dengan menggunakan sekam bakar. Setelah penanaman dilakukan pemupukan. Pemupukan yang dilakukan adalah pupuk dasar yaitu 150 kg urea/ha (setara 60 g urea/petak) dan pemupukan fosfor sesuai dosis perlakuan. Pupuk urea diberikan 2 kali yaitu 2/3 bagian diberikan saat tanam dan sisanya pada saat tanaman berumur 7 minggu setelah tanam (MST). Pupuk KCl diberikan dengan dosis 100 kg KCl/ha (setara 40 g KCl/petak) pada saat tanaman berumur 10 MST. Penjarangan dilakukan pada 2 MST sehingga menyisakan 1 tanaman/lubang tanam. Pemeliharaan seperti pengendalian gulma dilakukan secara manual menggunakan cangkul dan kored sekaligus pembumbunan. Pengendalian hama dan penyakit menggunakan konsep Pengendalian Hama Terpadu (PHT). Pengamatan pada komponen pertumbuhan dan hasil tanaman meliputi: 1. Tinggi tanaman (cm). Tinggi tanaman diukur dari permukaan tanah hingga ujung daun terpanjang. Pengukuran tinggi tanaman dilakukan saat tanaman berumur 9 MST.
19 2. Bobot malai. Bobot malai diukur pada saat panen. Bobot malai yang diukur adalah bobot malai tanaman contoh. Pengukuran dilakukan dengan menggunakan timbangan analitik. 3. Panjang malai diukur dari pangkal hingga ujung malai pada saat panen. Pengukuran panjang malai dilakukan pada 10 malai tanaman contoh. 4. Bobot basah total biomassa (g), dilakukan dengan menimbang bobot total tanaman segar yang terdiri dari akar, batang, daun, dan malai yang masih terdapat biji. 5. Bobot batang. Pengukuran bobot batang dilakukan saat panen. Batang sorgum dibersihkan terlebih dahulu dari daun-daun lalu ditimbang. Penimbangan menggunakan timbangan analitik. 6. Diameter batang. Pengukuran diameter batang dilakukan pada 9 MST. Pengukuran diameter batang menggunakan jangka sorong. Setiap tanaman contoh diukur diameter batang bagian tengahnya. 7. Bobot biji per malai (g), dilakukan dengan menimbang biji yang dihasilkan tanaman contoh pada setiap malai yang terdapat pada batang utama menggunakan timbangan analitis. Biji sorgum dipisahkan dari malainya dengan cara digerus. Biji yang telah terlepas dari malainya kemudian ditimbang. Penimbangan dilakukan pada akhir penelitian. 8. Bobot 100 biji. Diamati pada saat panen setelah penjemuran atau pada kadar air berkisar 14%. Bobot 100 biji didapatkan dengan cara menghitung 100 biji sorgum dari tanaman sampel kemudian ditimbang. 9. Kadar Kemanisan Batang (KKB) (%Brix). Analisis kadar kemanisan batang tanaman contoh dilakukan pada bagian batang contoh pada akhir penelitian. Setiap bagian tengah batang diperas untuk mendapatkan air perasan lalu diukur kadar kemanisannya dengan menggunakan hand-refraktometer
20 Percobaan 2. Uji Respon Pertumbuhan dan Perkembangan Akar Genotipe Sorgum [Sorghum bicolor (L.) Moench] terhadap Pemupukan P pada Berbagai Taraf Kejenuhan Al di Rhizotron (Percobaan rumah kaca) Percobaan ini bertujuan untuk memperoleh informasi mengenai respon pertumbuhan dan perkembangan akar tanaman sorgum [Sorghum bicolor (L.) Moench] terhadap pemupukan P pada berbagai taraf kejenuhan Al di rhizotron. Penelitian dilaksanakan di rumah kaca Kebun Percobaan Cikabayan, University Farm, IPB, Bogor. Waktu penelitian dari bulan September Oktober 2010. Bahan dan Alat Bahan tanaman yang digunakan adalah 2 genotipe toleran dan 2 genotipe peka cekaman aluminium yang digunakan pada uji lapang (Percobaan 1). Bahan dan alat yang digunakan adalah rhizotron, pupuk urea, pupuk KCl, pupuk SP-18, kapur pertanian, dan bahan-bahan yang digunakan untuk analisis tanah dan jaringan tanaman di laboratorium. Metode penelitian Percobaan kedua dilakukan di rumah kaca Kebun Percobaan University Farm-IPB, Cikabayan, Dramaga, Bogor. Alat yang digunakan adalah rhizotron. Rhizotron adalah kotak kayu yang berukuran 30 x 30 x 40 cm yang diberi kaca di sisi depan dan belakang. Rhizotron digunakan sebagai pot untuk mengetahui pertumbuhan dan perkembangan akar. Tanah yang digunakan sebagai media tanam adalah tanah yang berasal dari Kebun Percobaan UPTD Lahan Kering, Dinas Pertanian dan Kehutanan Tenjo, Kabupaten Bogor. Rancangan percobaan yang digunakan adalah Split-Plot RAL dengan 3 ulangan. Petak utama yaitu 2 dosis pemupukan P berdasarkan erapan P. Anak petak adalah genotipe sorgum yaitu Numbu (toleran), Kawali (toleran), B-69 (peka) dan B-75 (peka). Untuk penentuan dosis pemupukan P setiap rhizotron digunakan nilai konversi tanah yaitu 2.000.000 kg tanah/ha (Hardjowigeno, 2003). Dengan demikian dapat dihitung dosis pemupukan P setiap rhizotron dengan mengkonversi 2.000.000 kg tanah/ha ke 9 kg tanah/rhizotron.
21 Media tanam yang digunakan adalah tanah masam dari Jasinga. Benih di tanam sebanyak satu benih per rhizotron. Setiap rhizotron berisi 9 kg tanah. Panen dilakukan setelah tanaman berumur enam minggu dengan membuka dua sisi kaca rhizotron, selanjutnya akar dibersihkan dan ditempelkan pada papan paku (pin board). Pada lahan taraf kejenuhan Al-rendah 2 dosis pemupukan P yang digunakan yaitu P-25% (2250 kg SP-18/ha setara 10.12 g SP-18/rhizotron) dan P- 100% (9000 kg SP-18/ha setara 40.50 g SP-18/rhizotron). Pada lahan taraf kejenuhan Al-tinggi digunakan dosis P yaitu P-25% (2875 kg SP-18/ha setara 12.92 g SP-18/rhizotron) dan P-100% (11500 kg SP-18/ha setara 51.74 g SP- 18/rhizotron). Setiap taraf kejenuhan (Al-tinggi dan Al-rendah) terdapat 24 rhizotron sehingga terdapat total 48 rhizotron yang diamati. Setiap rhizotron terdapat 1 tanaman sorgum sebagai objek pengamatan. Data yang diperoleh dianalisis menggunakan sidik ragam dan uji lanjut DMRT pada taraf kepercayaan α = 5%. Prosedur Percobaan Percobaan dilakukan di rumah kaca dan laboratorium. Media tanam dalam rhizotron adalah tanah masam yang diambil dari tempat penelitian lapang di Tenjo, Jasinga. Setiap rhizotron diisi dengan tanah sebanyak 9 kg/rhizotron. Benih sorgum ditanam 2 butir per rhizotron. Penanaman benih dilakukan dengan jarak 5 cm dari kaca bagian depan rhizotron. Tujuannya adalah agar akar dapat menempel pada kaca rhizotron sehingga memudahkan dalam pengamatan. Setelah penanaman dilakukan pemupukan. Pemupukan yang dilakukan adalah pupuk dasar yaitu 150 kg urea/ha (setara 0.7 g urea/rhizotron) dan pemupukan fosfor sesuai dosis perlakuan. Pupuk KCl diberikan dengan dosis 100 kg KCl/ha (setara 0.5 g KCl/rhizotron). Penjarangan dilakukan pada 2 MST sehingga menyisakan 1 tanaman/lubang tanam. Pemeliharaan seperti pengendalian gulma dilakukan secara manual menggunakan cangkul dan kored sekaligus pembumbunan. Pengendalian hama dan penyakit menggunakan konsep Pengendalian Hama Terpadu (PHT).
22 Panen dilakukan setelah tanaman berumur 5 MST. Panen dilakukan dengan membuka 2 sisi rhizotron, depan dan belakang. Selanjutnya akar dibersihkan dan ditempelkan pada papan paku (pin board). Peubah yang diamati pada percobaan ini adalah : 1. Panjang akar (cm). Panjang akar dihitung saat panen. Pengukuran panjang akar dilakukan di pin board. Pengukuran dilakukan dari pangkal batang hingga ujung akar. 2. Sebaran akar (cm). Pengukuran diameter sebaran akar dilakukan di atas pinboard yang berjarak 1 cm x 1 cm antar pin. Diameter sebaran akar diukur pada lebar akar terbesar. 3. Bobot basah akar (g). Diamati pada akhir penelitian dengan menimbang langsung akar sesaat setelah panen. Pengukuran dilakukan dengan menggunakan timbangan analitik. 4. Bobot kering akar (g). Diamati pada akhir penelitian dengan mengeringkan akar dalam oven pada suhu 70 0 C selama 48 jam lalu ditimbang. 5. Kadar P daun. Pengukuran kadar P daun dilakukan di Services Laboratory, SEAMEO BIOTROP, Tajur, Bogor. Prosedur pengukuran kadar P daun adalah sebagai berikut. Timbang teliti 1,00 g contoh tanaman yang telah dihaluskan (fraksi 0.5) mm ke dalam labu digestion. Tambahkan 5 ml HNO 3 dan 0,5 ml HClO 4 lalu kocok dan biarkan semalam. Objek kemudian dipanaskan pada block-digestor dengan suhu awal 100 0 C. Setelah uap kuning habis, suhu dinaikan hingga mencapai suhu 200 0 C. Destruksi diakhiri bila uap putih telah keluar dan cairan dalam labu tersisa 0,5 ml. Cairan didinginkan lalu diencerkan dengan HNO 3 0.1 N. Volume ditepatkan menjadi 50 ml. Kocok hingga homogen lalu dibiarkan semalam atau disaring dengan kertas saring W-41 agar didapat ekstrak jernih (ekstrak B). Pipet 1 ml ekstrak tanaman ke dalam tabung kimia volume 20 ml, begitupun masing-masing deret standar P. Tambahkan masing-masing 9 ml pereaksi pembangkit warna ke dalam setiap contoh dan deret standar, kocok dengan vortex mixer sampai homogen. Biarkan 30 menit, lalu diukur dengan spektrophotometer pada panjang gelombang 693 nm dan dicatat nilai absorbansinya. Lakukan pengenceran (sebelum penambahan pereaksi
23 warna) bila nilai absorban contoh melebihi nilai absorban standar P tertinggi. Kadar P (%) dihitung dengan menggunakan rumus : Kadar P (%) = (ppm kurva) x (ml ekstrak 1.000 ml-1) x (mg contoh-1) Keterangan: ppm kurva fp fk x (fp) x (31/95) x (fk) x (100) = kadar contoh dari kurva regresi hubungan antara kadar deret standar dengan pembacaannya setelah dikurangi blanko. = faktor pengenceran (bila ada) = faktor koreksi kadar air = 100/(100 % kadar air) 100 = faktor konversi ke % 31 = bobot atom P 95 = bobot molekul PO 4