PENGARUH Biofertilizer DAN PUPUK NPK TERHADAP PERTUMBUHAN TINGGI TANAMAN TEMBAKAU (Nicotiana tabacum) DIAH SUDIARTI 1 ABSTRACT This study was aim to determine the influence of biofertilizer and NPK with different concentrations on high plant growth of tobacco (Nicotianae tabacum). Biofertilizer in this study consists of microbial consortia (Lactobacillus, Pseudomonas, Bacillus, Saccharomyces, Rhizobium, Azotobacter, Azospirillum, and Cellulomonas). The treatment consists of 4 biofertilizer concentrations (0, 5, 10, and 15 ml/ plant) and 4 concentrations of NPK (0, 25, 50, and 75% is equivalent to 0; 1.25; 2.5; and 3.75 g NPK/plant), as well as the positive control (100% NPK equivalent 5g/plant). The result showed that treatment B2K2 ( combination of biofertilizer 10 ml/plant and NPK 2.5 g/plant) and B3K2 (combination of biofertilizer 15 ml/plant and NPK 2.5 g/plant) gave better results compared with other treatments. Keywords: Biofertilizer, Nicotianae tabacum, NPK, Plant growth. ABSTRAK Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh biofertilizer dan pupuk NPK dengan berbagai konsentrasi terhadap pertumbuhan tinggi tanaman tembakau ( Nicotianae tabacum). Biofertilizer pada penelitian ini terdiri atas konsorsium mikroba ( Lactobacillus, Pseudomonas, Bacillus, Saccharomyces, Rhizobium, Azotobacter, Azospirillum, dan cellulomonas). Penelitian ini dianalisis secara deskriptif, yang terdiri dari 4 konsentrasi biofertilizer (0, 5, 10, dan 15 ml/tanaman) dan 4 konsentrasi NPK (0, 25, 50, dan 75% setara dengan 0; 1,25; 2,5; dan 3,75g NPK/tanaman), serta kontrol positif (NPK 100% setara dengan 5g/tanaman). Hasil penelitian menunjukkan bahwa perlakuan B2K2 (biofertilizer konsorsium mikroba 10mL/tanaman dan NPK 2,5 g/tanaman) serta B3K2 (biofertilizer konsorsium mikroba 15mL/tanaman dan NPK 2,5g/tanaman) memberikan hasil yang lebih baik dibandingkan dengan perlakuan lainnya. 1 Dosen tetap Program Studi Pendidikan Biologi FKIP UIJ Bioshell vol.2 no. 01. 2013 hal. 68-76 68
Kata kunci: Biofertilizer, Nicotianae tabacum, Pertumbuhan tinggi tanaman. Pendahuluan Tanaman tembakau merupakan tanaman semusim, tetapi di dunia pertanian termasuk dalam golongan tanaman perkebunan dan tidak termasuk golongan tanaman pangan. Tembakau (daunnya) digunakan sebagai bahan pembuatan rokok. Usaha pertanian tembakau merupakan usaha padat karya. Untuk mendapatkan produksi tembakau dengan mutu yang baik, banyak faktor yang harus diperhatikan, selain faktor tanah, iklim, pemupukan dan cara panen (Barber, 2006). Tembakau dengan mutu baik memiliki harga ekonomi yang sangat tinggi. Salah satu parameter yang digunakan sebagai penentu kualitas/mutu tembakau adalah nikotin. Dimana nikotin dapat memberikan rasa nikmat bagi para perokok. Tembakau tanpa nikotin tidak ada nilainya, karena itu nikotin merupakan parameter untuk menentukan kualitas tembakau. Hal ini disebabkan pada kadar nikotin yang berbeda, akan menghasilkan citarasa yang berbeda pula (Yuliana, 2002). Pertumbuhan adalah penambahan secara teratur semua komponen sel suatu jasad. Pembelahan sel adalah hasil dari pembelahan sel. Pada jasad bersel Bioshell vol.2 no. 01. 2013 hal. 68-76 69 tunggal (uniseluler), pembelahan atau perbanyakan sel merupakan pertambahan jumlah individu. Misalnya pembelahan sel pada bakteri akan menghasilkan pertambahan jumlah sel bakteri itu sendiri (Sumarsih, 2003). Pertumbuhan menurut Campbell (2003) adalah suatu peningkatan ukuran yang prosesnya tidak dapat dibalik, dihasilkan dari pembelahan sel dan pembesaran sel melalui suatu rangkaian mitosis. Pada tanaman pengertian pertumbuhan sering dikenal dengan morfogenesis (morphogenesis), perkembangan bentuk atau tingkat struktur kehidupan. Morfogenesis terdiri atas dua proses yaitu pertumbuhan dan differensiasi (perkembangan). Pertumbuhan dinyatakan sebagai pertambahan ukuran, sementara differensiasi dapat dinyatakan sebagai pertambahan kompleksitas. Pertumbuhan dan perkembangan tanaman merupakan proses yang penting dalam kehidupan dan perkembangbiakan suatu spesies. Pertumbuhan dan perkembangan berlangsung secara terus menerus sepanjang daur hidup. Dalam arti sempit pertumbuhan berarti pembelahan sel (peningkatan jumlah) dan pembesaran sel (peningkata n ukuran). Kedua proses tersebut
memerlukan sintesis protein dan merupakan proses yang tidak dapat berbalik. Menurut Gardner (1991), faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan, yang secara luas dapat dikategorikan sebagai faktor eksternal (lingkungan) dan faktor internal (genetik), dikelompokkan sebagai : iklim, tanah, biologis, unsur hara essensial, sedangkan faktor internalnya adalah ketahanan terhadap iklim, tanah dan biologis, laju fotosintetik, respirasi, pembagian hasil asimilasi dan N, klorofil, karoten dan kandungan pigmen lainnya, tipe dan letak meristem, kapasitas untuk menyimpan cadangan makanan, aktivitas enzim, pengaruh langsung gen (misalnya: heterosis, epitalis), dan differensiasi. Untuk memperoleh kualitas serta citarasa yang tinggi pada tanaman tembakau dilakukan pemupukan. Pupuk yang sering digunakan oleh petani tembakau adalah pupuk kimia (NPK) dengan dosis tinggi. Penggunaan pupuk kimia ini tidak hanya berbahaya bagi lahan pertanian, tetapi juga membahayakan kesehatan manusia. Ekosistem lahan pertanian menjadi rusak, predator alami hilang, dan keseimbangan unsur hara dalam tanah menjadi terganggu (Yuliar, 2006). Sehingga, untuk mengatasi hal itu digunakan biofertilizer Bioshell vol.2 no. 01. 2013 hal. 68-76 70 dengan maksud untuk mengurangi dosis NPK yang terlalu tinggi. Pupuk NPK ( Nitrogen Phospate Kalium) merupakan pupuk majemuk yang mengandung unsur hara utama lebih dari dua jenis. Dengan kandungan unsur hara Nitrogen 15 % dalam bentuk NH3, fosfor 15 % dalam bentuk P2O5, dan kalium 15 % dalam bentuk K2O. Sifat Nitrogen (pembawa nitrogen) terutama dalam bentuk amoniak akan menambah keasaman tanah yang dapat menunjang pertumbuhan tanaman (Anonymous, 2006). Pupuk hayati/biofertilizer adalah pupuk yang mengandung mikroba di antaranya Bacillus, Pseudomonas, Rhizobium, Azosprillum, Azotobacter, Mikoriza, dan Trichoderma. Mikroba yang digunakan sebagai pupuk hayati mampu memacu pertumbuhan tanaman, menambat nitrogen, melarutkan fosfat dan menghambat pertumbuhan penyakit tanaman (Yuliar, 2006). Pupuk hayati/biofertilizer dapat meningkatkan sistem suplai nutrien dalam bidang pertanian. Beberapa jenis mikroba tanah yang sering digunakan sebagai biofertilizer antara lain bakteri pemfiksasi N non simbiosis, bakteri N simbiosis, jamur mikoriza, dan bakteri pelarut fosfat. Mikroba tanah tersebut bila dimanfaatkan secara bersama dan tepat dalam sistem pertanian organik dapat
memberikan dampak positif bagi ketersediaan hara yang dibutuhkan oleh tanaman, pengendalian hama penyakit serta dapat meningkatkan pertumbuhan dan produktivitas tanaman (Paul dan Clark, 1989). Dosis pupuk kimia (NPK) yang digunakan pada tanaman tembakau terlalu tinggi, sehingga digunakan biofertilizer dengan maksud untuk mengurangi dosis NPK yang terlalu tinggi. Penelitian mengenai penggunaan biofertilizer untuk meningkatkan kadar nikotin pada daun tembakau masih sedikit dilakukan, sehingga dilakukanlah penelitian ini dengan tujuan untuk mengetahui pengaruh biofertilizer dan NPK terhadap kadar nikotin tembakau. Metode Penelitian Penelitian ini dilakukan didua tempat yaitu Laboratorium Mikrobiologi, Departemen Biologi, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga dan Lahan sawah di daerah Jember. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Februari 2012 Juli 2012. Bahan bahan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain benih tembakau (Nicotianae tabacum) yang diperoleh dari PTPN X Kabupaten Jember, pupuk kandang diperoleh dari toko Bioshell vol.2 no. 01. 2013 hal. 68-76 71 pertanian, pupuk sintetik NPK (Urea, ZA, TSP, ZK), media Nutrien Agar (NA), dan Potato Dextrose Agar (PDA), alkohol 70%, spritus, metilen blue, NaCl, glukosa, molase. Bakteri pemfiksasi N ( Rhizobium sp., Azotobacter sp. dan Azospirillum sp.), bakteri pelarut fosfat (Pseudomonas sp., Lactobacillus.) dan mikroba dekomposer (Saccharomyces sp., Cellulomonas sp.). Bakteri dan yeast yang digunakan dalam penelitian ini diperoleh dari stok koleksi laboratorium mikrobiologi, Departemen Biologi Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga. Pembuatan Starter Pembuatan starter biakan dilakukan dengan cara mengambil 10% dari volume total biakan mikroba kemudian dimasukkan pada media NB + glukosa 1% 200 ml, meletakkan pada shaker dengan kecepatan 100 rpm selama 2 jam, dan menginkubasi pada suhu 37 C selama 24 jam. Pembuatan Pupuk Hayati (Biofertilizer) Membuat larutan molase 2% (140 ml molase dalam 6860 ml air), memanaskannya hingga mendidih, dan membiarkannya hingga dingin. Kemudian memasukkan masing - masing biakan bakteri dan khamir.
Jumlah biakan total yang dimasukkan ke dalam molase yaitu 10% (700 ml konsorsium mikroba dalam 6300 molase 2%). Penghitungan TPC pupuk hayati dalam media molase dilakukan dengan seri pengenceran sampai pengenceran terkecil. Pada seri pengenceran tersebut, mengambil sebanyak 1 ml untuk pour plate pada media Nutrient Agar (untuk TPC bakteri) dan Potato Dextrose Agar (untuk TPC Yeast). Selanjutnya menginkubasi pada suhu 37 o C selama 24 jam dan dilakukan penghitungan TPC. Penelitian ini terdiri atas beberapa perlakuan yaitu: pemberian pupuk biofertilizer konsorsium mikroba, pemberian pupuk NPK, dan pemberian kombinasi dari biofertilizer konsorsium mikroba dan pupuk NPK. Pengukuran tinggi tanaman dilakukan pada 4 minggu setelah tanam, 8 minggu setelah tanam, dan 12 minggu setelah tanam. Data hasil pengukuran pertumbuhan tinggi tanaman dapat diamati pada Gambar dibawah ini. Pengukuran Tinggi Tanaman Tinggi tanaman diukur dari permukaan tanah sampai pucuk daun tertinggi (cm), menggunakan alat ukur berupa meteran. Pengamatan tinggi tanaman dilakukan pada saat tanaman berumur 4, 8, dan 12 minggu setelah tanam. Penelitian ini bersifat eksperimental menggunakan Rancangan faktorial 4x4, yang terdiri dari dua faktor. Faktor A yaitu konsentrasi biofertilizer konsorsium mikroba dengan 4 taraf (0, 5, 10, dan 15 m L) dan faktor B yaitu pemberian NPK dengan 4 taraf (0, 25, 50, dan 75%). Sehingga diperoleh 16 kombinasi perlakuan. Analisis Data Data dari hasil penelitian ini dianalisis secara deskriptif. Hasil dan Pembahasan Bioshell vol.2 no. 01. 2013 hal. 68-76 72 Gambar 1. Pertumbuhan tinggi tanaman tembakau dengan pemberian biofertilizer Gambar 2. Pertumbuhan tinggi tanaman tembakau dengan pemberian NPK
Gambar 3. Pertumbuhan tinggi tanaman tembakau dengan pemberian kombinasi biofertilizer dan NPK Berdasarkan data yang disajikan diatas diketahui bahwa terjadi penambahan tinggi tanaman setiap minggunya pada semua perlakuan. Dari ketiga perlakuan baik dengan pemberian biofertilizer konsorsium mikroba, pemberian NPK maupun dengan pemberian kombinasi biofertilizer konsorsium mikroba dan NPK, penambahan tinggi tanaman yang lebih cepat pada perlakuan B0K2 (NPK 50%, setara dengan 2,5g/tanaman) 62 ± 2,74 cm, perlakuan tersebut juga lebih cepat dari kontrol positif (NPK 100%, setara 5g/tanaman). Penelitian sebelumnya dilakukan oleh Wiroatmodjo (1991), yang berjudul penggunaan beberapa tingkat pemupukan N dan P terhadap produksi tembakau menunjukkan bahwa interaksi Bioshell vol.2 no. 01. 2013 hal. 68-76 73 dari kedua pemupukan tidak nyata meningkatkan tinggi tanaman. Dosis pupuk N mempunyai kecenderungan meningkatkan tinggi tanaman, sedangkan peningkatan dosis pemupukan P akan mengurangi tinggi tanaman. Dari hasil penelitian ini dengan pemberian biofertilizer konsorsium mikroba, pupuk NPK, dan kombinasi dari keduanya menunjukkan adanya pertumbuhan yang lebih cepat dan lambat. Pertumbuhan tinggi tanaman yang lebih cepat terdapat pada pemberian NPK 50%. Pupuk NPK mengandung unsur N yang tersedia secara langsung untuk tanaman. Unsur N merupakan unsur hara utama bagi pertumbuhan tanaman, yang pada umumnya sangat diperlukan untuk pembentukan atau pertumbuhan bagian-bagian vegetatif tanaman seperti daun, batang dan akar, tetapi apabila terlalu banyak dapat menghambat pembungaan dan pembuahan pada tanaman (Mulyani, 2010). Unsur N bagi tanaman berfungsi untuk meningkatkan pertumbuhan tanaman, menyehatkan pertumbuhan daun, dan meningkatkan berkembangbiaknya mikroorganisme di dalam tanah. Sehingga untuk perlakuan yang diketahui lebih cepat dari perlakuan lainnya dapat dikatakan unsur N tersedia dengan baik bagi tanaman
tersebut. Namun jika pertumbuhannya lambat diduga kandungan unsur N yang tersedia kurang optimal, sehingga mengakibatkan tanaman menjadi kerdil. Walaupun unsur N tersedia dalam jumlah banyak juga tidak baik untuk pertumbuhan tanaman karena dapat mengakibatkan batang tanaman menjadi lembek dan mudah rebah (Ridwan, 2011). Pada penelitian ini biofertilizer konsorsium mikroba, menggunakan 8 jenis mikroorganisme, yaitu: Rhizobium sp., Azotobacter sp., Azospirillum sp., Bacillus sp., Pseudomonas sp., Cellulomonas sp., Lactobacillus sp. dan Saccharomyces sp. Sampai saat ini, beberapa bakteri dilaporkan memiliki pengaruh yang menguntungkan bagi tanaman sehingga dapat digolongkan ke dalam kelompok PGPR ( Plant Growth Promoting Rhizobacteria), yaitu kelompok genus Azoarcus sp., Azospirillum sp., Azotobacter sp., Arthrobacter sp., Bacillus sp., Clostridium sp., Enterobacter sp., Gluconoacetobacter sp., Pseudomonas sp., dan Serratia sp., (Hindersah, 2004). Mikroba yang digunakan dalam penelitian ini tergolong dalam PGPR, dimana selain berperan sebagai penyedia hara bagi tanaman, dapat juga sebagai penghasil hormon yang dapat memacu pertumbuhan tanaman. Azotobacter selain dapat mengikat N dari udara, juga mampu Bioshell vol.2 no. 01. 2013 hal. 68-76 74 menghasilkan Asam Indol Asetat (IAA) dalam jumlah yang berbanding lurus dengan kepadatannya. Selain itu, Azotobacter juga dapat menghasilkan sitokinin, giberelin, dan asam absisat (Isminarni et all. 2007). Azospirillum dan Pseudomonas juga memiliki kemampuan dalam menghasilkan zat pengatur tumbuh. Azospirillum dapat menghasilkan IAA yang berguna untuk merangsang pertumbuhan akar, sedangkan Pseudomonas dapat menghasilkan sitokinin untuk pertumbuhan tajuk (Salamone et all, 2001). Wibowo (2007) melaporkan bahwa penggunaan pupuk biofertilizer konsorsium mikroba mampu meningkatkan kandungan hormon IAA sebesar 73-159% pada tanaman caisim, jagung, dan kedelai. Auksin disintesis utamanya di meristem apikal tajuk. Pengangkutan auksin di bagian tajuk utamanya secara basipetal, sedangkan di akar secara akropetal. Pengangkutan auksin dari tajuk ke akar berpengaruh terhadap beberapa proses fisiologis, seperti pemanjangan batang, dominansi apikal, penuaan daun. Adapun sitokinin utamanya disintesis di ujung akar dan diangkut ke tajuk. Pengangkutan sitokinin dari akar ke tajuk terjadi melalui xilem bersama-sama dengan air dan mineral yang diserap oleh tanaman. Sitokinin utamanya
berperan dalam proses pembelahan sel, namun berperan juga dalam pemecahan dominansi apikal yang menyebabkan inisiasi kuncup lateral (Taiz et al. 2002). Berdasarkan hal tersebut unsur-unsur hara yang dapat meningkatkan tinggi tanaman selain telah tersedia akibat pemberian pupuk NPK, juga diproduksi oleh mikroba yang terdapat dalam biofertilizer konsorsium mikroba. Jadi penggunaan pupuk kimia (NPK) pada tinggi tanaman tembakau tidak dapat dihilangkan, namun dapat diminimalkan dosis penggunaanya. Karena kedua jenis pupuk tersebut baik biofertilizer konsorsium mikroba maupun pupuk NPK mampu menyediakan, serta melengkapi unsur-unsur hara yang dibutuhkan oleh tanaman. Simpulan Pemupukan biofertilizer, NPK, dan kombinasi dari keduanya dapat meningkatkan pertumbuhan tinggi tanaman. Khususnya pengunaan kombinasi biofertilizer dan NPK menunjukkan pertumbuhan tinggi tanaman yang lebih unggul. Bioshell vol.2 no. 01. 2013 hal. 68-76 75 Daftar Pustaka Anonymous. 2006. Salah Satu Peluang Agribisnis,. Standart Operasional Prosedur, PT. Sadhana Arif Nusa, Lombok. Barber, S. 2006. The Health Burden of Tobacco bab 2, hal 409-417. NewYork. Oxford University Press. Campbell, 2003. Cultural factors affecting yield, alkaloids, and sugars of close-grown tobacco. Agron. J. (74) : 279-2283. Gardner, F. 1991. Fisiologi Tanaman Budidaya, Universitas Indonesia Press, Jakarta. Hindersah R, Simarmata T. 2004. Potensi Rhizobacteri, Azotobacter dalam meningkatkan kesehatan tanah. 5:127-133. Isminarni F, Wedhastri S, Widada J, Purwanto BH. 2007. Penambatan Nitrogen dan Penghasilan Indol Asam Asetat Oleh Isolat-Isolat Azotobacter Pada ph Rendah dan Aluminium Tinggi. 7: 23-30. Mulyani, M, S. 2010. Pupuk dan Cara Pemupukan hal 132-141. Rineka cipta. Jakarta. Paul E.A. dan Clark F.E. (1989). Soil Microbiology and Biochemistry. Academic Press Inc. San Diego, California. Ridwan. 2011. Tesis, Pengayaan Pupuk Organik Dengan Pupuk Hayati Untuk
Meningkatkan Efisiensi Penggunaan Hara, Pertumbuhan, Dan Produksi Tanaman Cabai. Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor. Bogor. Salamone GIE, Russel KH, Louise MN. 2001. Cytokinin Production by Plant Growth Promoting Rhizobacteria and Selected Mutants. J Microbiol 47:404-411 Sumarsih, S. 2003. Diktat Kuliah Mikrobiologi Dasar. Yogyakarta: Jurusan Ilmu Tanah Fakultas pertanian UPN Veteran. Taiz L, Zeiger D. 2002. Plant Physiology. 3rd Ed. Sinauer. Sunderland. Wibowo ST. 2007. Respon Morfologi dan Fisiologi Beberapa Tanaman Budidaya Terhadap Aplikasi Kompos Yang Diperkaya Dengan Mikroba Activator. [tesis]. Bogor: Program Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor. Wiroatmodjo. 1991. Penggunaan beberapa tingkat pemupukan N dan P, Pengaruhnya terhadap kandungan nikotin, gula dan Produksi tembakau cerutu besuki ( Nicotiana tabacum l.) Bawah naungan. IPB. Bui. Agr. "hi. XX No.3 Yuliana, Lina. 2002. Tesis Respon fisiologi dan kandungan nikotin tembakau Madura akibat pemberian air dan Bioshell vol.2 no. 01. 2013 hal. 68-76 76 pemupukan. Institut Pertanian Bogor. Bogor. Yuliar. 2006. Program Penelitian Nutrisi Hayati untuk Keseimbangan Ekosistem. Peneliti Utama Bidang Mikrobiologi, Pusat Penelitian Biologi-Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI), Bogor.