status nutrisi nitrogen tanaman padi (oryza sativa. l .../status-nutrisi-nitrogen... · total...

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

i

STATUS NUTRISI NITROGEN TANAMAN PADI (Oryza sativa. L) PADA

TANAH OXISOL TUNTANG DENGAN APLIKASI MIKROBIOTA

BERMANFAAT PADA BERBAGAI IMBANGAN PEMUPUKAN

TESIS

Untuk memenuhi sebagian persyaratan

guna memperoleh derajat Magister Pertanian pada

Program Studi Agronomi

Oleh

SOFIA MIANTI PURBA

S 610809012

PROGRAM PASCASARJANA

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2011


commit to user

ii




Oleh

SOFIA MIANTI PURBA

S 610809012

Telah disetujui oleh Tim Pembimbing

Kedudukan Pembimbing

Nama Tandatangan Tanggal

Pembimbing I Prof. Dr. Agr. Sc. Ir. Vita Ratri Cahyani, MP NIP 19661205 199010 2 001

Pembimbing II Dr. Ir. Supriyadi, MS NIP 19580813 198503 1 003

Mengetahui

Ketua Program Studi Agronomi, PPs Agronomi

Prof. Dr. Ir. Supriyono, MS NIP 19590711 198403 1 002


commit to user

iii




yang dipersiapkan dan disusun oleh

Sofia Mianti Purba

S610809012

telah dipertahankan di depan Tim Penguji

pada tanggal:

dan dinyatakan telah memenuhi syarat

Susunan Tim Penguji

Kedudukan Penguji Nama Tandatangan Tanggal

Ketua Prof. Dr. Ir. Supriyono, MS NIP 19590711 198403 1 002

Sekretaris Prof. Dr. Ir. Djoko Purnomo, MP NIP 19480426 197609 1 001

Anggota

1. Prof. Dr. Agr. Sc. Ir. Vita Ratri Cahyani, MP NIP 19661205 199010 2 001

2. Dr. Ir. Supriyadi, MS NIP 19580813 198503 1 003

Mengetahui

Direktur Program Pascasarjana

Prof. Dr. Ir. Ahmad Yunus, M.S NIP 19610717 198601 1 001

Ketua Program Studi Agronomi

Prof. Dr. Ir. Supriyono, MS NIP 19590711 198403 1 002


commit to user

iv

PERNYATAAN KEASLIAN TESIS

Yang bertanda tangan di bawah ini:

Nama : Sofia Mianti Purba

NIM : S 610809012

Menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tesis yang berjudul: Status Nutrisi

Nitrogen Tanaman Padi (Oryza sativa L.) pada Tanah Oxisol Tuntang

dengan Aplikasi Mikrobiota Bermanfaat pada Berbagai Imbangan

Pemupukan, adalah betul-betul karya saya sendiri. Hal-hal yang bukan karya

saya dalam tesis ini diberi tanda citasi dan ditunjukkan dalam daftar pustaka.

Apabila dikemudian hari terbukti pernyataan saya tidak benar, maka saya bersedia

menerima sanksi akademik berupa pencabutan tesis dan gelar yang saya peroleh

dari tesis ini.

Surakarta, Desember 2011

Yang membuat pernyataan,

Sofia Mianti Purba


commit to user

v

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT karena berkat segala

karunia-Nya, penulis dapat menyelesaikan penulisan tesis ini. Dalam penyusunan

tesis ini tentunya tidak lepas dari bantuan berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis

ingin mengucapkan terima kasih kepada :

1. Prof. Dr. Ir. Ahmad Yunus, M.S. selaku Direktur Program Pascasarjana

Universitas Sebelas Maret Surakarta

2. Prof. Dr. Supriyono, MP selaku Ketua Program Studi Agronomi Program

Pascasarjana Universitas Sebelas Maret Surakarta

3. Prof. Dr. Agr. Sc. Ir. Vita Ratri Cahyani, MP selaku Pembimbing Utama

sekaligus ibu bagi penulis, yang dengan sabar membimbing dan mengarahkan

dalam proses penelitian hingga selesainya tesis ini

4. Dr. Ir. Supriyadi, MS selaku Pembimbing Pendamping atas bimbingan,

masukan, waktu dan kesediaannya dalam membimbing penulis hingga

selesainya tesis ini

5. Prof. Dr. Ir. Djoko Purnomo, MP selaku dosen penguji, saya ucapkan banyak

terimakasih atas segala masukan dan arahan demi perbaikan tesis ini

6. Dr. Ir. Supriyadi, MP atas segala nasehat dan bimbingannya, semoga dapat

menjadi bekal hidup yang bermanfaat bagi penulis

7. Mas Darsono dan Mas Yen atas kerjasamanya di Laboratorium Biologi Tanah

dan Laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah

8. Ayahanda Supomo dan Ibunda Purbo Wahyuni tercinta, yang selalu memberi

dukungan moral dan material, doa, serta bimbingan yang luar biasa dalam

kehidupan penulis

9. Adik-adikku, Hanief Burmauna, Fadhila Diah Suminar, dan Mohamat Arifin

tersayang yang selalu memberi warna dan semangat bagi penulis dalam segala

hal, dunia sepi tanpa kalian

10. Mas Guntur Triono yang selalu mendampingi hari-hari penulis, menjadi

semangat, dan inspirasi yang luar biasa dalam menjalani suka duka hidup.

Semoga kita selalu ditunjukkan jalan terbaik


commit to user

vi

11. Tim SRI (Mbak Tanti, Burhan, Ganis) atas kerjasama dan perjuangannya

dalam penyelesaian penelitian. Kisah kita terlalu indah untuk dilupakan, tetap

jaga kekompakan dan persahabatan

12. Sahabatku Indri, Desi, Kiky, Bayu, Ibnu, Yoga, Yogi, Dinar, Christin,

Mustofa, Mas Guruh, Mas Dodik, atas segala dukungan, bantuan, semangat,

doa, waktu dan kesediaannya menjadi teman diskusi penulis, serta

kerjasamanya baik di lapangan, laboratorium, dan kehidupan penulis. Semoga

persaudaraan kita selalu terjaga

13. Keluarga Besar Mahasiswa Jurusan Agronomi Pascasarjana 2009 atas

kekompakan dan kerjasamanya. Penulis tidak akan ada artinya tanpa

kehadiran teman-teman

14. Keluarga Mahasiswa Ilmu Tanah angkatan 2004 - 2007, atas kerjasamanya,

saling bantu menbantu dalam proses penelitian, ”Viva KMIT”

15. Dan semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu dalam

pembuatan tesis ini hingga selesai.

Penulis menyadari bahwa tesis ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena

itu, penulis mengharapkan dan menerima kritik dan saran yang bersifat

membangun agar dapat lebih baik di masa datang. Walaupun demikian, penulis

berharap tesis ini akan dapat memberikan manfaat bagi kita semua. Amin.

Surakarta, Desember 2011

Penulis


commit to user

vii

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL........................................................................................ i

HALAMAN PENGESAHAN PEMBIMBING ............................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN PENGUJI ........................................................ iii

PERNYATAAN KEASLIAN TESIS .............................................................. iv

KATA PENGANTAR ..................................................................................... v

DAFTAR ISI .................................................................................................... vii

DAFTAR TABEL ............................................................................................ ix

DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... x

DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xi

ABSTRAK ....................................................................................................... xii

ABSTRACT ..................................................................................................... xiii

I. PENDAHULUAN ....................................................................................... 1

A. Latar Belakang ................................................................................... 1

B. Perumusan Masalah............................................................................ 4

C. Tujuan Penelitian................................................................................ 5

D. Manfaat Penelitian.............................................................................. 5

II. LANDASAN TEORI ................................................................................. 6

A. Tinjauan Pustaka ............................................................................... 6

1. Daya Dukung Tanah Oxisol sebagai Lahan Pertanian ................. 6

2. Tanaman Padi (Oryza sativa L.) ................................................... 7

3. SRI (System of Rice Intensification) .............................................. 9

4. Imbangan Pemupukan dalam Upaya Ketersediaan Nutrisi Nitrogen

Tanaman Padi dengan SRI ............................................................ 11

B. Kerangka Berfikir .............................................................................. 23

C. Hipotesis ............................................................................................ 24

III. METODOLOGI PENELITIAN................................................................ 26

A. Tempat dan Waktu Penelitian ............................................................ 26

B. Bahan dan Alat Penelitian .................................................................. 26


commit to user

viii

Halaman

C. Cara Kerja Penelitian ........................................................................ 27

1. Rancangan Penelitian ................................................................... 27

2. Pelaksanaan Penelitian ................................................................. 28

3. Variabel Penelitian ....................................................................... 30

4. Analisis Data ................................................................................ 33

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN................................................................. 34

A. Pengaruh Perlakuan Pemupukan terhadap Karakteristik Tanah .......... 34

1. Pengaruh Perlakuan terhadap pH Tanah dan Kandungan C

Organik Tanah ................................................................................. 34

2. Pengaruh Perlakuan terhadap Jumlah Koloni Bakteri dan Jumlah

Spora Mikoriza ................................................................................ 38

3. Pengaruh Perlakuan terhadap Status Nutrisi N Total Tanah ........... 51

B. Pengaruh Perlakuan Pemupukan terhadap Tanaman Padi ................... 53

1. Pengaruh Perlakuan terhadap Status Nutrisi N Jaringan Tanaman

dan Serapan N Padi ......................................................................... 53

2. Pengaruh Perlakuan terhadap Pertumbuhan Tanaman Padi ............ 60

3. Pengaruh Perlakuan terhadap Hasil Tanaman Padi ......................... 69

V. KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................... 74

A. Kesimpulan........................................................................................... 74

B. Saran ..................................................................................................... 75

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 76

LAMPIRAN ..................................................................................................... 83


commit to user

ix

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1. Total Bakteri pada budidaya padi konvensional dan SRI ............ 11

Tabel 4.1. Analisis Ragam Parameter Sifat Kimia Tanah ............................ 35

Tabel 4.2. Karakteristik pH H2O, pH KCl, dan C organik Tanah Akhir ....... 36

Tabel 4.3. Hasil Analisis Jumlah Koloni Bakteri dan Spora Mikoriza ......... 39

Tabel 4.4. Hasil Analisis Jumlah N Total Tanah ........................................... 51

Tabel 4.5. Hasil Analisis N Jaringan, Berat Kering, dan Serapan N

Tanaman Padi ............................................................................... 54

Tabel 4.6. Nilai N Jaringan dan Berat Kering Tanaman Padi ....................... 54

Tabel 4.7. Hasil Analisis Parameter Pertumbuhan Tanaman Padi ................ 61

Tabel 4.8. Tinggi Tanaman Padi Umur 4, 8, dan 12 MST.............................. 62

Tabel 4.9. Panjang Akar Padi Umur 4, 8, dan 12 MST ................................. 65

Tabel 4.10. Hasil Analisis Parameter Hasil Tanaman Padi ............................. 68

Tabel 4.11. Parameter Hasil Tanaman Padi ..................................................... 69


commit to user

x

DAFTAR GAMBAR Halaman

Gambar 2.1. Bagan Alir Penelitian ................................................................ 25

Gambar 4.1. Hubungan bahan organik, Fe tersedia, dan pH tanah ............... 38

Gambar 4.2. Kenampakan koloni Azospirillum pada Media Okon ............... 40

Gambar 4.3. Rerata Jumlah Azospirillum, Azotobacter, Rhizobium, Spora

Mikoriza dalam tanah............................................................... 42

Gambar 4.4. Kenampakan koloni Azotobacter pada Media Jensen .............. 43

Gambar 4.5. Kenampakan koloni Rhizobium pada YEMA .......................... 45

Gambar 4.6. Kenampakan Spora Mikoriza ................................................... 48

Gambar 4.7. Grafik hubungan jumlah spora mikoriza dan infeksi mikoriza

pada akar padi .......................................................................... 49

Gambar 4.8. Grafik N Total Tanah Akhir ..................................................... 52

Gambar 4.9. Kenampakan Visual Tanaman Padi Umur 8 MST pada

Beberapa Perlakuan .................................................................. 55

Gambar 4.10. Grafik Serapan N Tanaman Padi .............................................. 58

Gambar 4.11. Transformasi fraksi N dalam suatu tanaman ............................ 60

Gambar 4.12. Grafik Jumlah Anakan Tanaman Padi ..................................... 64

Gambar 4.13. Panjang Akar Padi Umur 8 MST ............................................. 65

Gambar 4.14. Metabolisme Nitrogen dalam Sel Tumbuhan .......................... 70


commit to user

xi

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Komposisi Media Selektif untuk Isolasi Bakteri ...................... 83

Lampiran 2. Foto-foto Hasil Isolasi Bakteri dan Pelaksanaan Penelitian .... 84

Lampiran 3. Perhitungan Kebutuhan Pupuk ................................................. 86

Lampiran 4. Kriteria Sifat Penilaian Tanah, Pupuk, dan Tanaman Padi ...... 87

Lampiran 5. Analisis Statistika Uji F dan DMRT ........................................ 90

Lampiran 6. Ciri Morfologi Oxisol Tuntang ................................................ 115


commit to user

xii

ABSTRAK

Sofia Mianti Purba. S 610809012. 2011. Status Nutrisi Nitrogen Tanaman Padi (Oryza Sativa. L) pada Tanah Oxisol Tuntang dengan Aplikasi Mikrobiota Bermanfaat pada Berbagai Imbangan Pemupukan. Penelitian ini di bawah bimbingan Prof. Dr. Agr. Sc. Ir. Vita Ratri Cahyani, MP dan Dr. Ir. Supriyadi, MS. Program Studi Agronomi, Program Pasca Sarjana, Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Tujuan penelitian adalah untuk mempelajari status nutrisi nitrogen tanaman padi di tanah Oxisol Tuntang dengan aplikasi mikrobiota bermanfaat pada berbagai imbangan pemupukan menggunakan System of Rice Intensification. Penelitian dilaksanakan bulan Oktober 2010 sampai Maret 2011, menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial tunggal, terdiri atas 17 perlakuan masing-masing 6 kali ulangan.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa aplikasi mikrobiota bermanfaat pada kombinasi perlakuan pemupukan anorganik dan organik pada aras 50% dosis rekomendasi memberi peningkatan kadar N jaringan tanaman yang berbeda tidak nyata dari perlakuan pemupukan pada aras 100% pupuk anorganik dosis rekomendasi (0,73 g), namun mampu meningkatkan pertumbuhan tanaman dengan menghasilkan berat kering tanaman padi 55,3% dari berat kering perlakuan pemupukan pada aras 100% dosis pupuk anorganik (10,58 g), sehingga secara efektif aplikasi mikrobiota bermanfaat dapat menjadi alternatif dosis pemupukan yang lebih baik. Aplikasi mikrobiota bermanfaat baik secara tunggal maupun pada kombinasi perlakuan pemupukan anorganik dan organik pada aras 50% mampu meningkatkan berat 1000 biji padi 144% dari berat 1000 biji kontrol (9 g) dan peningkatannya berbeda tidak nyata dengan perlakuan pemupukan pada aras 100% dosis pupuk anorganik maupun aras 100% dosis pupuk organik, namun hasil tanaman padi pada aplikasi mikrobiota pada kombinasi perlakuan pemupukan anorganik dan organik pada aras 50% mampu meningkat 20% dari perlakuan pemupukan pada aras 100% dosis pupuk anorganik (2,6 ton ha-1). Dari keseluruhan perlakuan kadar N jaringan tanaman, berat kering tanaman, dan hasil tanaman padi terbaik adalah pada perlakuan pemupukan aras 100% dosis pupuk organik dengan peningkatan 8,2%; 113,7%; dan 37,3% dari perlakuan pemupukan aras 100% dosis pupuk anorganik. Secara keseluruhan, perlakuan belum bisa meningkatkan N jaringan tanaman dari status defisiensi.

Kata kunci: Kombinasi pemupukan, Mikrobiota bermanfaat, Oxisol, Status N padi, System of Rice Intensification


commit to user

xiii

ABSTRACT

Sofia Mianti Purba. S 610809012. 2011. Nitrogen Status of Rice (Oryza Sativa.L) in Oxisol Tuntang with Application of Beneficial Microbiota in Variety of Fertilizing Combination. This research is guided by Prof. Dr. Agr. Sc. Ir. Vita Ratri Cahyani, MP and Dr. Ir. Supriyadi, MS. Agronomy Program Study, Postgraduated Program, Sebelas Maret University Surakarta.

The aim of this research studied about Nitrogen Status of Rice (Oriza Sativa.L) in Oxisol Tuntang with Application of Beneficial Microbiota in Variety of Fertilizing Combination use System of Rice Intensification. The research was done from October 2010 until March 2011. Completely Random Design was used in this experiment consist of 17 treatments with 6 replications.

The result showed that application of beneficial microbiota in combination of inorganic and organic fertilizer 50% of recommended dosage, not significant improved value of N in plant tissue from application inorganic fertilizer 100% of recommended dosage (0,73 g). However, it can improved the rice growth by produced dry matter of plant 55,3% better than application 100% dosage of inorganic fertilizer (10,58 g). Because of that, application of beneficial microbiota effectively as a better alternative dosage of fertilizing than inorganic fertilizing. Both application of single beneficial microbiota or in combination of inorganic and organic fertilizer 50% dosage improved weight of 1000 seeds at 144% from control (9 g) and the improvement not significant from both application 100% dosage of inorganic and organic fertilizer, but application of beneficial microbiota in combination of inorganic and organic fertilizer 50% dosage can improved rice production at 20% from application 100% dosage of inorganic fertilizer (2,6 ton ha-1). From all treatments, the highest value of N in plant tissue, dry matter of plant, and rice production was application 100% of organic fertilizer with improvement value 8,2%; 113,7%; and 37,3% from application 100% dosage of inorganic fertilizer. All treatments in this experiment improved value of N in plant tissue from deficiency status yet.

Key words: Beneficial microbiota, Fertilizing combination, N status of rice, Oxisol, System of Rice Intensification


commit to user

1

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Lahan pertanian di Indonesia semakin mengalami penyempitan karena

alih fungsi lahan pertanian yang semakin hari semakin tinggi. Direktur

Jenderal Pengelolaan Lahan dan Air dalam Republika (2010) menguraikan,

per tahun terjadi alih fungsi lahan sawah mencapai 110 ribu hektar, sementara

per tahun pertumbuhan penduduk diperkirakan mencapai 1,3% hingga 1,5%

dari jumlah penduduk Indonesia yang berkisar 238 juta jiwa (berdasarkan

data sensus 2010). Hal ini menyebabkan perlu dipikirkan adanya perluasan

lahan pertanian untuk terus mendukung ketersediaan dan keberlanjutan

pangan terutama hasil tanaman padi yang masih merupakan makanan pokok

di Indonesia.

Perluasan lahan pertanian diarahkan pada lahan-lahan marginal dan

perlu diupayakan usaha pengoptimalan daya fungsi lahan untuk menopang

kehidupan tanaman. Lahan marginal yaitu lahan yang secara alami memiliki

kendala bagi pertumbuhan tanaman, seperti lahan berkadar besi tinggi, lahan

sulfat masam, lahan kering masam, dan tanah organik (Makarim, 2009).

Tanah oxisol merupakan salah satu komponen dari lahan marginal yang bisa

dikembangkan untuk pembukaan sawah baru, tetapi tanah oxisol mempunyai

kendala miskin hara karena telah mengalami pencucian yang intensif

(Noegroho, 2006). Secara umum, tanah oxisol mempunyai pH masam,

kandungan liat tinggi tetapi tidak aktif yang mengakibatkan kapasitas tukar

kation rendah dan banyak mengandung oksida-oksida besi (Hardjowigeno,

1992; Munir, 1996).

Oxisol Tuntang merupakan jenis tanah oxisol yang ditemukan di Jawa

yaitu di Desa Tuntang, Salatiga, yang berpotensi dikembangkan untuk area

pembukaan lahan sawah baru. Hasil survei tanah tahun 2009 menyebutkan

bahwa Oxisol Tuntang masuk pada sub ordo Udox dan great group hapludox

dari bahan induk pelapukan batuan vulkanik dengan karakteristik pH tanah

agak masam, kandungan bahan organik rendah, tipe liat kaolinit tidak aktif,


commit to user

2

drainase sedang sampai baik, warna tanah merah, dan terbentuk plintit

(karatan merah hasil translokasi besi). Deskripsi ciri morfologi dan klasifikasi

tanah Oxisol Tuntang tersedia pada Lampiran 6. Berdasarkan informasi

tersebut, bahan organik rendah mengindikasikan kesuburan kimia tanah yang

rendah sehingga pemanfaatan lahan lebih banyak digunakan petani sebagai

tegalan daripada sawah. Warna tanah merah dan terbentuknya plintit

menandakan bahwa tanah mengalami pelapukan lanjut dan berumur tua,

sehingga telah terjadi pencucian unsur-unsur basa yang intensif pada bagian

profil tanah dan banyak mengandung oksida-oksida besi (Hardjowigeno,

1992; Munir, 1996). Konsentrasi besi (Fe) tinggi, jika dilakukan

penggenangan pada sawah sistem konvensional bisa mengakibatkan

keracunan besi pada tanaman karena kelarutan besi tinggi. Oleh sebab itu

perlu dilakukan suatu konsep pengelolaan tanah, air, dan unsur hara melalui

sistem pertanaman dan masukan hara dengan komposisi yang tepat dan

seimbang.

System of Rice Intensification (SRI) dianggap sebagai suatu metode

alternatif budidaya padi yang mampu mengurangi masalah kelarutan besi,

oleh sebab itu dalam penelitian ini menggunakan SRI dalam budidaya padi.

SRI adalah teknik budidaya padi yang mampu meningkatkan produktivitas

padi dengan cara mengubah pengelolaan tanaman, tanah, air, dan unsur hara

(Mutakin, 2007; Rohmat, 2007; Mediana, 2010). Hal paling mendasar dalam

budidaya SRI adalah menerapkan irigasi berselang/terputus artinya siklus

basah kering sehingga tercipta kondisi aerob (Uphoff, 2007) bergantung pada

kondisi lahan, tipe tanah, dan ketersediaan air (Mediana, 2010). Selama kurun

waktu penanaman, lahan tidak tergenang tetapi macak-macak (basah tapi

tidak tergenang) (Rohmat, 2007). Hal ini bersifat menguntungkan karena

dapat mengurangi kelarutan besi.

Dalam SRI, bibit padi ditanam satu per lubang tanam, ditanam dangkal

dengan akarnya diletakkan mendatar (L) sehingga memudahkan tumbuhnya

ruas, akar, dan anakan (Sutaryat, 2009). Salah satu komponen penting dalam

penerapan SRI adalah menggunakan pupuk dari bahan organik kompos


commit to user

3

(Uphoff, 2007) dan mikroorganisme lokal (MOL) (Berkelaar, 2001; Kuswara

2003; Wardana et al., 2005 cit. Mediana, 2010). Walaupun demikian SRI

tidak identik dengan pertanian organik tetapi bersifat mengelola tanah secara

bertahap. Oleh sebab itu pada penelitian ini masih menggunakan pupuk

anorganik pada beberapa dosis. Penggunaan pupuk organik diarahkan pada

pengurangan dosis pupuk anorganik dan digantikan pupuk organik dan

pemanfaatan mikroorganisme lokal yang diisolasi dari tanah setempat.

Mikrobiota atau mikroorganisme yang bermanfaat yaitu sejumlah jamur

dan bakteri yang karena kemampuannya melaksanakan fungsi metabolisme

menguntungkan bagi pertumbuhan dan produksi tanaman (Rahmawati, 2005).

Berdasarkan pengertian ini, yang termasuk mikrobiota bermanfaat antara lain

mikroba penambat N baik simbiotik maupun non simbiotik, mikroba pelarut

fosfat, mikroba penghasil fitohormon dan cendawan mikoriza (Subba Rao,

1982; Sharma et al., 2004; Simarmata et al., 2005 cit. Simarmata dan

Yuwariah, 2007). Teknik aplikasi mikrobiota/mikroorganisme ini

memberikan manfaat pada tanaman untuk bisa tumbuh dan berproduksi

dengan baik pada lahan marginal melalui peningkatan ketersediaan unsur hara

bagi tanaman, perbaikan kesuburan lahan, dan peningkatan daya tahan pada

kekeringan.

Beberapa mikrobiota bermanfaat yang digunakan dalam penelitian ini

adalah Bakteri Penambat Nitrogen (BPN): Azotobacter, Azospirillum,

Rhizobium, Bakteri Pelarut Fosfat (BPF), dan Mikoriza. BPN dan BPF

merupakan PGPR (Plant Growth Promoting Rhizobacteria) yang salah satu

fungsinya telah dilaporkan secara langsung mampu meningkatkan

pertumbuhan tanaman (Nelson, 2004; Adesemoye et al., 2008) seperti

peningkatan panjang akar, tinggi tanaman, berat kering tanaman (Lestari et

al., 2007; Ashrafuzzaman et al., 2009) melalui mekanisme fiksasi nitrogen

atmosfer yang ditransfer ke tanaman (Nelson, 2004), sedangkan mikoriza

secara efektif dapat meningkatkan penyerapan unsur hara baik unsur hara

makro maupun mikro (Anas, 1997; Adesemoye et al. 2008).


commit to user

4

Peran dari biota-biota tersebut dalam penelitian ini ditujukan untuk

meningkatkan daya dukung tanah oxisol sebagai media tanam untuk tanaman

padi dan pengamatan pada penelitian ini difokuskan pada upaya perbaikan

status nutrisi nitrogen (N) tanah oxisol. Nitrogen (N) merupakan hara makro

utama yang sangat penting untuk pertumbuhan tanaman, fungsinya dalam

tanaman tidak dapat digantikan oleh unsur lain sehingga bila tidak terdapat

dalam jumlah yang cukup di dalam tanah, tanaman tidak dapat tumbuh

dengan normal (Rosmarkam dan Yuwono, 2002). Sifatnya yang mobil baik

dalam tanah dan jaringan tanaman membuat ketersediaan N perlu mendapat

perhatian khusus. Oleh sebab itu dalam penelitian ini perlu mempelajari status

nutrisi nitrogen tanaman padi dengan aplikasi mikrobiota bermanfaat pada

berbagai imbangan pemupukan menggunakan SRI dalam kaitannya dengan

pertumbuhan dan hasil tanaman padi di tanah Oxisol Tuntang.

B. Perumusan Masalah

Salah satu usaha mempertahankan keberlanjutan produksi padi adalah

dengan perluasan lahan pertanian (sawah) pada lahan-lahan marginal.

Karakteristik tanah oxisol sebagai tanah marginal yang mempunyai

kesuburan rendah menjadi suatu kendala walaupun tanah ini bisa

dikembangkan sebagai media pertanaman padi. Dalam usaha pengelolaannya

beberapa penelitian menyebutkan bahwa SRI mampu meminimalkan kendala

kesuburan tanah yang rendah dengan pengelolaan tanah dan unsur hara yang

lebih menekankan pada pemupukan organik dan pemanfaatan mikrobiota

bermanfaat (mikroorganisme lokal) sehingga dampaknya adalah pengurangan

pupuk anorganik. Dalam keterkaitannya dengan kecukupan hara tanaman

maka unsur N merupakan unsur hara esensial yang mutlak dibutuhkan untuk

pertumbuhan dan hasil tanaman padi sehingga perbaikan status nutrisi N baik

di dalam tanah maupun yang terserap oleh jaringan tanaman perlu diupayakan

dengan SRI pada imbangan pupuk yang tepat. Oleh sebab itu penting kiranya

dilakukan suatu penelitian yang mampu menjawab bagaimana status nutrisi

nitrogen tanaman padi di tanah Oxisol Tuntang dengan aplikasi mikrobiota

bermanfaat pada berbagai imbangan pemupukan menggunakan SRI.


commit to user

5

C. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mempelajari status nutrisi

nitrogen tanaman padi di tanah Oxisol Tuntang dengan aplikasi mikrobiota

bermanfaat pada berbagai imbangan pemupukan menggunakan SRI.

D. Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah memberikan informasi mengenai

perbaikan status nutrisi nitrogen dalam mendukung pertumbuhan dan hasil

tanaman padi di tanah Oxisol Tuntang dengan aplikasi mikrobiota bermanfaat

pada berbagai imbangan pemupukan menggunakan System of Rice

Intensification (SRI), sehingga dapat menjadi acuan strategi pemupukan dan

pengelolaan tanah oxisol baik di Tuntang maupun tanah oxisol di tempat lain

dengan karakteristik sifat tanah yang sama, untuk perluasan lahan sawah

dalam mendukung produktivitas padi dalam negeri dan keberlanjutan sistem

pertanian yang ramah lingkungan.


commit to user

6

II. LANDASAN TEORI

A. Tinjauan Pustaka

1. Daya Dukung Tanah Oxisol sebagai Lahan Pertanian

Oxisols sebelumnya dikenal sebagai tanah Podsolik Merah Kuning.

Umumnya tanah tersebut mempunyai reaksi tanah sangat masam hingga

masam (pH 3,9-4,9) pada Hapludox dan Kandiudox, sebagian lagi agak

masam (pH 5,1-5,5) pada Eutrudox, dan reaksi netral (pH 6,7-7,1) pada

Acrudox. Kandungan bahan organik lapisan atas yang sedikit agak tebal

(12-25 cm), sebagian rendah dan sebagian lagi sedang sampai tinggi.

Jumlah basa-basa dapat tukar, KTK tanah, dan KB-nya sangat rendah.

Terkecuali pada Eutrudox, jumlah basa dapat tukar dan KTK tanah

termasuk rendah sampai sedang, dan KB-nya tergolong sedang (40-60%).

Potensi kesuburan alami Oxisols sebagian besar disimpulkan sangat

rendah sampai rendah. Sebagian lagi (Eutrudox), dinilai rendah sampai

sedang (Subagyo et al., 2000 cit. Sutriadi et al., 2008).

Menurut Sutanto (2005), tanah oxisol merupakan tanah yang

mempunyai horizon B oksik pada kedalaman <2 m atau sekurang-

kurangnya 30 cm dari permukaan tanah. Kemungkinan dijumpai plintit

baik yang keras atau lunak, tetapi sebagai diagnostik plintit yang bersifat

lunak dan dekat ke permukaan tanah. Plintit adalah bahan lempung kaya

besi yang tampak sebagai bercak merah yang jelas dengan konsistensi

yang teguh. Oxisol tidak mempunyai spodik dan argilik di bawah horizon

oksik (Buringh, 1991).

Tanah oxisol merupakan tanah yang telah mengalami pelapukan

lanjut dan berumur tua, sehingga telah terjadi pencucian unsur-unsur basa

yang intensif pada bagian profil tanah. Oleh karena itu tanah oxisols

mempunyai sifat kimia yang kurang baik bagi pertumbuhan tanaman, di

antaranya KTK rendah (<16 me tiap 100 g) (Buringh, 1991), kandungan

unsur hara rendah, reaksi tanah sangat masam sampai netral, tingginya

sesquioksida dan didominasi oleh mineral liat tipe 1:1. Keadaan ini


commit to user

7

menyebabkan pengelolaan yang tepat jika akan dimanfaatkan untuk

pertanian, karena tidak hanya dilakukan penyediaan unsur hara yang

diperlukan tanaman, tetapi perlu upaya memperbaiki sifat kimianya seperti

pengapuran dan pemberian bahan organik (Munir, 1996).

2. Tanaman Padi (Oryza sativa. L)

Klasifikasi botani tanaman padi adalah sebagai berikut:

Divisi : Spermatophyta

Sub divisi : Angiospermae

Kelas : Monotyledonae

Keluarga : Gramineae (Poaceae)

Genus : Oryza

Spesies : Oryza sativa L.

Tanaman padi dapat hidup baik di daerah yang berhawa panas dan banyak

mengandung uap air. Curah hujan yang baik rata-rata 200 mm per bulan

atau lebih, dengan distribusi selama 4 bulan, curah hujan yang dikehendaki

per tahun sekitar 1500-2000 mm. Padi dapat tumbuh dengan baik pada

tanah yang ketebalan lapisan atasnya antara 18-22 cm dengan pH antara 4-

7 dengan suhu 23°C. Tinggi tempat yang cocok untuk tanaman padi

berkisar antara 0-1500 m dpl. Tanah yang baik untuk pertumbuhan

tanaman padi adalah tanah sawah yang kandungan fraksi pasir, debu, dan

lempung dalam perbandingan tertentu dengan diperlukan air dalam jumlah

yang cukup (Dinas Pertanian dan Kehutanan Kabupaten Bantul, 2010).

Tinggi tanaman padi maksimum 1,5 meter, sedangkan tinggi rata-

rata adalah 80-120 cm. Kuncup ketiak hanya terdapat pada buku-buku

pada pangkal batang dan kuncup ini tumbuh menjadi batang baru yang

disebut anakan. Keluarnya anakan tergantung 2 faktor yaitu faktor

keturunan dan faktor luar yang mempengaruhi tanaman (Istuti, 2000).

Matsushima (1963) cit. Sari (2009), membagi periode pertumbuhan

tanaman padi menjadi dua, yaitu periode pertumbuhan vegetatif (fase

vegetatif aktif dan fase vegetatif lambat) dan periode pertumbuhan

generatif. Fase vegetatif aktif dimulai dari penanaman bibit sampai jumlah


commit to user

8

anakan maksimum, selama fase ini jumlah anakan, tinggi tanaman dan

berat jerami terus meningkat. Fase vegetatif lambat dimulai dari jumlah

anakan maksimum sampai dengan pembentukan malai. Beberapa anakan

pada fase ini mati dan jumlah anakan keseluruhan akan berkurang.

Kenaikan tinggi tanaman dan berat jerami terus meningkat akan tetapi

tidak secepat pada saat fase vegetatif aktif. Kelembaban yang cukup

diperlukan pada fase ini untuk perkembangan akar-akar baru. Kekeringan

yang terjadi pada fase ini akan menyebabkan pertumbuhan yang tidak

bagus dan hambatan pertumbuhan anakan sehingga mengakibatkan

penurunan hasil. Periode pertumbuhan generatif dibagi menjadi dua, yaitu

fase pembentukan dan pemanjangan malai yang dimulai dari inisiasi malai

sampai antesis dan fase pembuahan dari saat setelah antesis sampai

matang. Umumnya varietas berumur pendek akan matang kira-kira 35-40

hari setelah antesis. Kekeringan yang terjadi pada fase ini akan

menyebabkan beberapa kerusakan yang disebabkan oleh terganggunya

pembentukan malai, pembungaan dan fertilisasi yang berakibat kepada

peningkatan sterilisasi sehingga mengurangi hasil (Kalsim, 2007 cit. Sari,

2009).

Kalsim (2007) cit. Sari (2009) menambahkan bahwa fase terakhir

pertumbuhan padi adalah fase pemasakan, yang termasuk didalamnya

adalah pembentukan susu, pembentukan pasta, matang kuning dan matang

penuh. Selama fase ini kebutuhan akan air sedikit dan secara berangsur-

angsur berkurang sampai sama sekali tidak diperlukan air sesudah tahap

matang kuning. Selama fase ini pengeringan perlu dilakukan, akan tetapi

pengeringan yang terlalu awal dapat menyebabkan bertambahnya gabah

hampa dan beras pecah, sedangkan pengeringan yang terlambat akan

menyebabkan kondisi rebah.

Dalam kasus N, akumulasi N tinggi dalam tubuh tanaman padi

selama pertumbuhan awal (vegetatif), bertahap dan menurun dengan usia

menuju tahap-tahap pertumbuhan kemudian. Translokasi N dari organ

vegetatif ke biji-bijian menjadi signifikan hanya setelah berbunga. Ada


commit to user

9

beberapa translokasi karbohidrat dari bagian-bagian tanaman vegetatif ke

biji-bijian setelah berbunga dan sejumlah besar karbohidrat terakumulasi

dalam butir. Sintesis protein aktif pada tahap vegetatif dan selama tahap

reproduksi, sintesis zat dinding sel (selulosa, lignin, dll) menjadi aktif,

walaupun laju sintesis protein juga terus. Hanya pada tahap pematangan

sintesis pati menjadi aktif (Pillai, 2010).

3. SRI (System of Rice Intensification)

Prinsip-prinsip budidaya padi organik metode SRI antara lain:

tanaman bibit muda berusia kurang dari 12 hari setelah semai (hss) ketika

bibit masih berdaun 2 helai, bibit ditanam satu pohon perlubang dengan

jarak 30x30, 35x35 atau lebih jarang, pindah tanam harus sesegera

mungkin (kurang dari 30 menit) dan harus hati-hati agar akar tidak putus

dan ditanam dangkal, pemberian air maksimal 2 cm (macak-macak) dan

periode tertentu dikeringkan sampai pecah (irigasi berselang/terputus),

penyiangan sejak awal sekitar 10 hari dan diulang 2-3 kali dengan interval

10 hari, sedapat mungkin menggunakan pupuk organik (kompos atau

pupuk hijau). Dari prinsip-prinsip tersebut maka keunggulan SRI adalah

tanaman hemat air, hemat biaya (hanya butuh benih 5 kg ha-1, tidak

memerlukan biaya pencabutan bibit, tidak memerlukan biaya pindah bibit,

tenaga tanam kurang), hemat waktu (ditanam bibit muda 5-12 hss dan

waktu panen akan lebih awal), produksi meningkat, dan ramah

lingkungan, tidak menggunaan bahan kimia dan digantikan dengan

mempergunakan pupuk organik (kompos, kandang dan Mikroorganisme

Lokal), begitu juga penggunaan pestisida (Mutakin, 2007)

Menurut Uphoff (2007), teknik SRI lebih efektif dibandingkan

teknik budidaya padi secara konvensional, meliputi melakukan pindah

tanam bibit pada umur yang relatif sangat muda 8-10 hari setelah semai

atau kurang dari 15 hari setelah semai, penanaman satu bibit per lubang

tanam, irigasi berselang, penyiangan secara mekanik, dan pengaplikasian

pupuk organik lebih diutamakan. Dengan intensifikasi padi aerob

terkendali berbasis organik pada SRI, sistem perakaran padi berkembang


commit to user

10

dengan baik dan padi meningkat hingga 3–10 kali dibandingkan dengan

sistem konvensional, jumlah anakan produktif 60–80 anakan. Bila pasokan

unsur hara cukup dengan komposisi yang tepat, maka teknologi ini mampu

meningkatkan hasil sekitar 2–3 kali dibandingkan sistem konvensional

(Simarmata dan Yuwariah, 2007).

Uphoff dan Randriamihariosa (2002) cit. Kumar (2006) dalam

penerapan SRI memperhatikan prinsip-prinsip sebagai berikut:

(a) Tanaman padi pada dasarnya bukan tanaman air, walaupun padi dapat

bertahan hidup di bawah kondisi tergenang karena memiliki jaringan

aerenchym untuk mensuplai oksigen ke sistem perakaran. Dalam

kondisi tergenang, tanaman memanfaatkan sebagian energinya untuk

mensuplai oksigen ke sistem perakaran. Penggenangan menyebabkan

kerusakan pada jaringan perakaran karena terbatasnya pasokan oksigen

yang sangat diperlukan dalam proses respirasi akar. Akibatnya hanya

sekitar 30% akar yang dapat tumbuh dan berkembang dengan baik.

Oleh karena itu, produktivitas padi yang diperoleh saat ini merupakan

kontribusi dari 30% sistem perakaran (Simarmata dan Yuwariah,

2007)

(b) Bibit padi kehilangan banyak potensi pertumbuhan jika tidak

dipindahkan sebelum memulai phyllochron keempat pertumbuhan

(yaitu, 15 hari setelah munculnya). Jadi pindah tanam sejak awal harus

segera dilakukan

(c) Trauma bibit dan akar padi harus segera diminimalkan setelah pindah

tanam

(d) Jarak tanam yang lebih luas menghasilkan pertumbuhan akar dan

anakan yang lebih baik

(e) Aerasi tanah dan bahan organik menciptakan kondisi menguntungkan

bagi pertumbuhan akar tanaman, kekuatan vigor, dan kesehatan

tanaman untuk melawan kerusakan oleh hama dan penyakit.

Kondisi tanah yang tidak tergenang berpengaruh terhadap populasi

mikrobia termasuk, Azotobacter, Azospirillum, dan mikrobia pelarut fosfat


commit to user

11

serta produksi padi. Budidaya SRI organik dengan atau tanpa penambahan

biofertilizer nyata meningkatkan populasi total mikrobia, Azotobacter dan

mikrobia pelarut fosfat dibanding budidaya padi konvensional dan SRI

anorganik. Populasi total mikrobia, Azotobacter dan mikrobia pelarut

fosfat tidak berbeda nyata pada budidaya padi konvensional dan SRI

anorganik. Budidaya SRI nyata meningkatkan populasi Azospirillum

dibanding budidaya padi konvensional (Nareswari, 2008).

Perbandingan jumlah total bakteri pada suatu penelitian budidaya

padi konvensional dan SRI ditunjukkan pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1. Total Bakteri pada budidaya padi konvensional dan SRI Mikroorganisme konventional SRI

Total bakteri 88x106 105x106 Azospirillum 8x105 31x105 Azotobacter 39x103 66x103 Phosphobacteria 33x103 59x103

Sumber: Gayathry (2002) cit. Uphoff (2006)

4. Imbangan Pemupukan dalam Upaya Peningkatan Ketersediaan Nutrisi

Nitrogen Tanaman Padi dengan SRI

Fungsi nitrogen pada tanaman padi menurut De Datta (1981) cit.

Iqbal (2008) adalah memberikan warna hijau gelap pada daun serta

komponen klorofil, merangsang pertumbuhan yang cepat, serta

meningkatkan tinggi tanaman, jumlah anakan, ukuran daun, butiran gabah,

dan kandungan protein dalam biji.

Nitrogen dikenal sebagai nutrisi utama produksi padi. Ini adalah

salah satu yang paling penting dan nutrisi esensial yang secara langsung

mempengaruhi pertumbuhan, pengembangan, hasil, dan kualitas beras.

Pada penggunakannya dalam padi sawah, nitrogen hilang dari tanah

melalui pencucian dan denitrifikasi. Nutrisi pembatas berikutnya yang

mengurangi produktivitas beras adalah fosfor yang diperlukan untuk

pembelahan sel, pembentukan biji, pematangan tanaman, pertumbuhan

dan perkembangan akar. Fenomena pengisian biji dipengaruhi oleh

pemupukan kalium (Kumar, 2006).


commit to user

12

Salah satu komponen penting dalam penerapan SRI adalah

menggunakan pupuk dari bahan organik (Uphoff, 2007). Pemakaian pupuk

organik yang teratur pada akhirnya menaikkan tingkat hasil tanaman.

Namun hal ini bukan berarti bahwa pupuk buatan tidak diperlukan lagi.

Karena banyaknya pupuk organik yang tersedia sebetulnya masih belum

cukup untuk mendapatkan hasil yang maksimum. Yang menjadi persoalan

adalah bukan mengenai apakah pupuk buatan atau pupuk organik yang

harus dipakai, tetapi dalam kombinasi yang bagaimana kedua pupuk

tersebut harus dipakai dengan sebaik-baiknya (Rinsema, 1983).

Pemupukan anorganik padi, dosis pupuk Urea 250-300 kg ha-1,

dosis pupuk P dan K ditentukan berdasarkan hasil analisis tanah yaitu

dosis SP36 50-100 kg ha-1 (Istuti, 2000) dan KCl 100 kg ha-1 (LPTP Koya

Barat, 2000). Sedangkan menurut Dierolf (2001), untuk menghasilkan 8

ton ha-1 maka kebutuhan N tanaman padi adalah 160 kg ha-1 atau setara

dengan urea 343 kg ha-1, P 40 kg ha-1 atau setara dengan SP 36 sebanyak

112 kg ha-1 dan K 60 kg ha-1 atau setara dengan KCl sebanyak 116 kg ha-1.

Pupuk organik adalah hasil akhir atau peruraian bagian dan sisa-sisa

tanaman dan hewan. Karena berasal dari bahan organik maka pupuk

organik mengandung segala macam unsur (makro dan mikro) tapi dalam

jumlah sedikit. Ciri-ciri pupuk organik antara lain nitrogen dalam bentuk

persenyawaan organik sehingga mudah diserap tanaman, tidak

meninggalkan sisa asam anorganik dalam tanah, dan punya kadar

persenyawaan C organik yang tinggi. Salah satu jenis pupuk organik

adalah kompos (Murbandono, 2010).

a. Penggunaan Kompos Jerami sebagai Pupuk Organik dalam SRI

Pengomposan pada dasarnya adalah upaya mengaktifkan

kegiatan mikrobia agar mampu mempercepat proses dekomposisi bahan

organik. Bahan organik untuk bahan baku kompos ialah jerami, sampah

kota, limbah pertanian, kotoran hewan/ternak, dan sebagainya

(Rosmarkam, 2002; Murbandono, 2010). Isroi (2010) menyatakan

bahwa kompos memiliki kandungan C organik yang tinggi.


commit to user

13

Penambahan kompos jerami akan menambah kandungan bahan organik

tanah. Pemakaian kompos jerami yang konsisten dalam jangka panjang

akan dapat menaikkan kandungan bahan organik tanah dan

mengembalikan kesuburan tanah.

Menurut Isroi (2009), kompos berfungsi membentuk struktur

tanah sehingga bisa sebagai bioreaktor, yang dengan peran

mikroorganismenya bisa mengubah mineral terlarut dalam air dengan

udara menjadi sumber hara untuk tanaman. Fungsi-fungsi bahan

organik tanah saling berkaitan satu dengan yang lain. Sebagai contoh

bahan organik tanah menyediakan nutrisi untuk aktivitas mikroba yang

juga dapat meningkatkan dekomposisi bahan organik, meningkatkan

stabilitas agregat tanah, meningkatkan daya pulih tanah, meningkatkan

kemampuan tanah dalam menyimpan air dan menyimpan cadangan hara

penting, khususnya N dan K (Rinsema, 1983).

Penggunaan kompos sebagai pupuk organik dan pengendalian

tata udara tanah agar berada dalam kondisi aerob dalam cara SRI,

ternyata mampu meningkatkan keanekaragaman hayati biota tanah

(Simarmata dan Yuwariah, 2007) seperti meningkatkan populasi

mikroorganisme (Azospirillum, Azotobacter, Phosphobacteria, dll)

dalam rizosfer secara berlipat dibandingkan dengan cara konvensional

(Sutaryat, 2009) dan memacu pertumbuhan sistem perakaran


Kompos jerami memiliki potensi hara yang sangat tinggi. Hasil

penelitian yang dilakukan oleh Balai Penelitian Bioteknologi

Perkebunan Indonesia (BPBPI) kandungan hara kompos jerami dengan

waktu pengomposan 3 minggu adalah sebagai berikut: Rasio C/N

18,88; C 35,11%; N 1,86%; P2O5 0,21%; K2O 5,35%; Air 55%. Secara

alami proses pengomposan jerami akan berlangsung dengan sendirinya

apabila kondisinya ideal, seperti kadar air yang cukup (±60%) dan

aerasi yang lancar. Proses alami pengomposan jerami kurang lebih 2-3

bulan. Untuk mempercepat proses pengomposan jerami dapat


commit to user

14

ditambahkan aktivator pengomposan sehingga dapat mengurangi lama

pengomposan hingga 3-4 minggu. Waktu pengomposan ini kurang

lebih sama dengan waktu jeda antara panen dengan waktu tanam

berikutnya (Isroi, 2009).

Biomassa jerami padi mengandung beberapa unsur hara seperti

nitrogen dan karbon yang berfungsi sebagai substrat metabolisme

mikroba tanah, termasuk gula, pati, selulosa, hemiselulosa, pektin,

lignin, lemak, dan protein. Senyawa tersebut menduduki 40% (sebagai

C) berat kering jerami. Hasil penguraian dari kompos jerami padi akan

menghasilkan asam-asam organik seperti asam humat, asam fulvat, dan

fraksi humin. Fraksi humat asal kompos jerami padi mempunyai potensi

besar dalam memperbaiki dan meningkatkan kesuburan tanah marginal

seperti Ultisol dan Oxisol (Kurniawan dan Rima, 1997 cit. Ruhaimah et

al., 2009).

Hasil penelitian Iqbal (2008) yang membandingkan serapan N

tanaman padi pada beberapa pengurangan dosis pupuk N anorganik

dengan penambahan kompos jerami 5 ton ha-1 adalah serapan nitrogen

tanaman padi sawah yang diberi pupuk organik lebih tinggi yaitu

114,80 gram dan 148,33 gram daripada kontrol (tanpa pupuk organik)

yaitu 104,58 gram, meskipun hanya dipupuk N anorganik sebesar 50%

dan 75% dari takaran anjuran (300 kg ha-1). Ini memperlihatkan bahwa

kompos jerami mampu menggantikan peran pupuk N anorganik.

Ketersediaan N nampaknya meningkat pada perlakuan pemberian

pupuk organik.

b. Pemanfaatan Biota Bermanfaat dalam SRI

Dari segi fungsi metabolisme dan manfaat bagi manusia,

terutama pada bidang pertanian, mikroorganisme tanah dapat

dikelompokkan menjadi mikroorganisme yang merugikan (mencakup

virus, jamur, bakteri dan nematoda pengganggu tanaman yang bertindak

sebagai hama atau penyebab penyakit) dan mikroorganisme yang

bermanfaat, yaitu sejumlah jamur dan bakteri yang karena


commit to user

15

kemampuannya melaksanakan fungsi metabolisme menguntungkan

bagi pertumbuhan dan produksi tanaman. Mikroorganisme tanah yang

menguntungkan ini dapat dikategorikan sebagai biofertilizer (pupuk

hayati) (Rahmawati, 2005).

Berbagai manfaat positif dari bakteri dalam rizosfer telah

menjadikannya sumber potensial bagi ketersediaan nutrisi dalam tanah

serta mendorong pertumbuhan tanaman sehingga menjadi lebih baik.

Bakteri ini dikelompokkan ke dalam PGPR (Plant Growth Promoting

Rhizobacteria). Keberhasilan introduksi PGPR berdasarkan pada

keberhasilan kolonisasinya pada rizosfer. Kolonisasi akar adalah suatu

proses dimana bakteri bertahan melakukan inokulasi ke dalam benih

tanaman atau ke dalam tanah, penggandaan diri dalam spermosfer

dalam responnya terhadap eksudat benih yang kaya akan karbohidrat

dan asam amino, menempel pada permukaan akar, dan mengkoloni

sistem perakaran yang sedang berkembang (Marschner dan Rengel,

2007). Pemanfaatan PGPR dalam rangka meningkatkan produktivitas

dapat menjadi alternatif untuk pupuk organik yang juga membantu

dalam mengurangi polusi dan melestarikan lingkungan dalam suatu

ekologi pertanian. PGPR atau kombinasi PGPR dan CMA dapat

meningkatkan efisiensi penggunaan hara pupuk dan memungkinkan

tingkat aplikasi mengurangi pupuk kimia (Saharan dan Nehra, 2011).

Mikroba bermanfaat dapat sebagai pupuk hayati (biofertilizers)

yaitu pemanfaatan inokulan yang mengandung sel hidup atau dorman

untuk meningkatkan ketersediaan hara dan pertumbuhan tanaman.

Berdasarkan pengertian ini, yang termasuk pupuk hayati antara lain

adalah mikroba penambat N baik simbiotik maupun non simbiotik,

mikroba pelarut fosfat, mikroba penghasil fitohormon dan cendawan

mikoriza. Prinsip penggunaan pupuk hayati adalah memanfaatkan kerja

mikroorganisme tertentu dalam tanah yang berperan sebagai

penghancur bahan organik, membantu proses mineralisasi atau

bersimbiosis dengan tanaman dalam menambat unsur-unsur hara


commit to user

16

sehingga dapat memacu pertumbuhan tanaman (Simarmata dan

Yuwariah, 2007; Wijebandara et al., 2009). Mikroba penambat N dan

mikroba pelarut fosfat merupakan pupuk hayati penting untuk

digunakan dalam budidaya padi (Wijebandara et al., 2009). Fiksasi

nitrogen adalah proses pertukaran nitrogen udara menjadi nitrogen

dalam tanah oleh jasad renik tanah yang simbiotik dan non simbiotik

(Sutedjo, 1991).

Faktor utama yang mempengaruhi pertumbuhan dan

perkembangan biota tanah yang berperan penting dalam proses

mineralisasi, ketersediaan hara, produksi fitohormon dan aliran energi

dalam ekosistem tanah sawah, antara lain:

· Bahan organik. Pertumbuhan dan perkembangan mikroba tanah

menguntungkan (beneficial microbes) sangat tergantung pada

ketersediaan dan pasokan substrat organik. Dosis pupuk anorganik

dapat dikurangi hingga 50%. Semakin banyak dosis pupuk organik,

semakin rendah dosis pupuk anorganik.

· Tata air dan udara. Sebagian besar biota tanah bersifat aerob

sehingga ketersediaan oksigen untuk proses respirasi mutlak

diperlukan. Oleh karena itu, dengan mempertahankan kondisi

tanah dalam keadaan lembab akan mendukung pertumbuhan

mikroba maupun fauna tanah. Adanya pergantian suasana oksidasi

dan reduksi dapat mengoptimalkan berbagai reaksi biokimia dalam

ekosistem

· Retakan pada tanah. Adanya retakan sangat penting untuk memasok

oksigen ke dalam tanah untuk menunjang pertumbuhan dan

perkembangan mikroba dan fauna tanah


Kombinasi pupuk hayati dan bahan organik mempengaruhi sifat

fisik dan biologi tanah, khususnya stabilitas agregat dan bioaktivitas

tanah (Mezuan et al., 2002). Dermiyati (1997) cit. Mezuan et al.(2002)

menjelaskan bahwa bahan organik mampu berfungsi sebagai sumber


commit to user

17

energi dan makanan bagi mikroorganisme tanah. Seiring dengan

perombakan bahan organik yang dilakukan mikroorganisme akan

terjadi pelepasan hara seperti N, P, dan K yang dibutuhkan tanaman.

v Bakteri Penambat Nitrogen

1) Azospirillum

Azospirillum merupakan bakteri gram negatif yang

berasal dari kata Azote artinya nitrogen dan spira artinya spiral.

Azospirillum tumbuh baik dalam malat, suksinat, laktat, atau

piruvat, tumbuh sedang pada galaktosa atau asetat, dan kurang

baik pada glukosa atau sitrat. Keberadaan Azospirillum dalam

tanah tergantung pada pH antara 5,6-7,2. Azospirillum

memfiksasi nitrogen dari atmosfer menjadi ammonium di bawah

kondisi mikroaerofilik, dan tidak dapat memfiksasi nitrogen

pada kondisi anaerob total (Rao, 1993; Kanimozhi and

Panneerselvam, 2010).

Azospirillum yang berasosiasi dengan perakaran tanaman

mampu menambat nitrogen, maka keberadaan nitrogen di dalam

tanah dapat dipertahankan dalam waktu yang relatif lebih

panjang. Keadaan ini relatif lebih menguntungkan karena dapat

mengurangi pasokan pupuk nitrogen. Di samping itu,

Azospirillum meningkatkan efisiensi penyerapan nitrogen dan

menurunkan kehilangan akibatan pencucian, denitrifikasi atau

bentuk kehilangan nitrogen lain (Rahmawati, 2005).

Dalam penelitian Kanimozhi and Panneerselvam (2010)

menyebutkan bahwa inokulasi Azospirillum sebagai bakteri

penambat nitrogen dari atmosfer berkorelasi positif pada hasil

padi yang ditunjukkan dari peningkatan parameter pertumbuhan

tanaman seperti jumlah akar, panjang akar, jumlah daun, luas

daun, panjang tajuk, jumlah anakan, dan berat butir padi.

Lebih lanjut dapat dikemukakan pada cara konvensional

populasi Azospirillum dalam akar hanya 65 ribu mg-1


commit to user

18

memberikan 20 anakan dan hasil 2 ton ha-1, sementara dengan

cara SRI yang menggunakan kompos populasi Azospirillum

menjadi 1,5 juta mg-1 memberikan 80 anakan dan hasil diatas 10

ton ha-1. Adapun penggunaan pupuk NPK pada cara SRI justru

menurunkan populasi Azospirillum dalam akar menjadi kurang

dari 0,5 juta mg-1 sekalipun masih memberikan 70 anakan dan

hasil maksimum 9 ton ha-1 (Sutaryat, 2009).

Pada suatu penelitian di India, pada perlakuan

Azospirillum dan Azotobacter diinokulasikan secara bersama-

sama, maka Azospirillum lebih efektif dalam meningkatkan hasil

tanaman (Sutanto, 2002 cit. Rahmawati, 2005; Latake et al.,

2009). Azospirillum menyebabkan kenaikan cukup besar pada

tanaman jagung, gandum, dan cantel (Sutanto, 2002 cit.

Rahmawati, 2005).

2) Azotobacter

Azotobacter merupakan bakteri non simbiosis yang hidup

di daerah perakaran. Dijumpai hampir pada semua jenis tanah,

tetapi populasinya relatif rendah. Azotobacter dapat

meningkatkan pertumbuhan tanaman melalui pasokan nitrogen

udara, pasokan pengatur tumbuh, mengurangi kompetisi dengan

mikroba lain dalam menambat nitrogen, atau membuat kondisi

tanah lebih menguntungkan untuk pertumbuhan tanaman. Ada

dua pengaruh positif Azotobacter terhadap pertumbuhan

tanaman yaitu mempengaruhi perkecambahan benih dan

memperbaiki pertumbuhan tanaman (Rahmawati, 2005).

Spesies-spesies Azotobacter yang telah diketahui antara lain: A.

chroococcum, A. beijerinckii, A. paspali, A. vinelandii, A. agilis,

A. insignis dan A. macrocytogenes (Thompson & Skerman,

1979 cit. Wedhastri, 2002).

Azotobacter merupakan bakteri golongan aerobik

(Alexander, 1977; Rao, 1993) yang tersebar secara meluas dan


commit to user

19

mampu menambat nitrogen dalam jumlah yang cukup tinggi,

bervariasi 2-15 mg nitrogen gr-1 sumber karbon yang digunakan,

meskipun hasil yang lebih tinggi seringkali dilaporkan (Rao,

1982), ditemukan dalam tanah dengan pH 6,0 lebih. pH menjadi

faktor pembatas pada perkembangan dan penyebaran bakteri ini,

pada pH <6,0 Azotobacter memang dapat hidup tetapi tidak

aktif, sedangkan pH optimum Azotobacter pada 7,0-7,5. Faktor

pembatas lainnya adalah kelimpahan bahan organik, konsentrasi

elemen-elemen mineral tertentu terutama fosfat, dan ketiadaan

perantara-perantara yang antagonistik. Suhu yang disenangi

Azotobacter adalah 10-40oC dengan suhu optimum 30-35oC.

Azotobacter dapat mengasimilasi berbagai bentuk gabungan

nitrogen, misalnya nitrat, ammonia, dan senyawa-senyawa

sederhana amino. Kehadiran senyawa-senyawa ini pada medium

akan menekan fiksasi nitrogen bebas. Azotobacter mengubah

karbon menjadi karbondioksida, air, dan substansi sel (Sutedjo,

1991).

Hasil penelitian Noli (1996) menyebutkan populasi

Azotobacter tanah dipengaruhi takaran pupuk N yang diberikan.

Dengan pemberian pupuk N 45 atau 90 kg ha-1 dan pemberian

inokulan 4,5x105 sel per tanaman, populasi Azotobacter tanah

lebih tinggi, namun pada pemberian pupuk N 135 kg ha-1

populasi Azotobacter dalam tanah lebih rendah bahkan lebih

rendah dari perlakuan tanpa pupuk N.

Kenaikan hasil tanaman setelah diinokulasi Azotobacter

sudah banyak diteliti, di India inokulasi Azotobacter pada

tanaman jagung, gandum, cantel, padi, bawang putih, tomat,

terong, dan kubis ternyata mampu meningkatkan hasil tanaman

tersebut (Sutanto, 2002 cit. Rahmawati, 2005). Sementara dalam

kehadiran Rhizobium leguminosarum ternyata Azotobacter

ditemukan menentukan nitrogen lebih banyak dibanding ketika


commit to user

20

sendirian (tanpa Rhizobium leguminosarum) (Sutedjo, 1991).

Sementara pada inokulasi Bacillus megeterium, Azotobacter

chroococcum, Acetobacter sp, dan Azospirillum lipoferum

mampu meningkatkan hasil, panjang akar, berat butir, dan berat

kering tanaman pearl millet dibandingkan kombinasi inokulasi

yang lain (Latake et al., 2009).

3) Rhizobium

Hasil penelitian Husssain et al. (2009) menyatakan bahwa

inokulasi Rhizobium berpengaruh nyata meningkatkan nitrogen

pada bulir padi (76,26%), berat biomasa segar (18,60%), dan

berat jerami kering (45,51%). Strain Rhizobium phaseoli yang

diinokulasi dari akar tanaman kacang hijau dan Rhizobium

leguminosarum yang diinokulasi dari akar tanaman lentil

menunjukkan paling baik dalam meningkatkan pertumbuhan

dan hasil tanaman padi, dimana strain tersebut dapat digunakan

sebagai PGPR untuk padi (Mia and Shamsuddin, 2010).

Reaksi optimum bagi pertumbuhan dan perkembangan

Rhizobium adalah pH 5,5-7,0 dengan batas kecepatan reaksinya

pada pH 3,2-5,0 pada keadaan masam, dan pH 9,0-10,0 pada

keadaan alkalin. Temperatur pembatas bagi pertumbuhan

Rhizobium adalah 0-50oC. Thermal titik kematiannya pada 60-

62oC dan optimumnya bervariasi antara 18-28oC. Bakteri tidak

dirugikan dengan penyebaran sinar matahari dan dengan

langsung dan cepat menahan sinar matahari. Pengeringan

memang merugikan tetapi tidak destruktif. Akibat dari langsung

dan cepatnya pengeringan tanah adalah jumlah bakteri

Rhizobium menurun dengan cepat pula (Sutedjo, 1991).

v Bakteri Pelarut Fosfat

Penggunaan mikroba pelarut P sebagai pupuk hayati

mempunyai keunggulan antara lain hemat energi, tidak mencemari

lingkungan, mampu membantu meningkatkan kelarutan P yang


commit to user

21

terjerap, menghalangi terjerapnya P pupuk oleh unsur-unsur

penjerap dan mengurangi toksisitas Al3+, Fe3+ dan Mn2+ terhadap

tanaman pada tanah masam. Pada jenis-jenis tertentu, mikroba ini

dapat memacu pertumbuhan tanaman karena menghasilkan zat

pengatur tumbuh, serta menahan penetrasi patogen akar karena sifat

mikroba yang cepat mengkolonisasi akar dan menghasilkan

senyawa antibiotik (Elfiati, 2005).

Mikroba pelarut fosfat secara tunggal dapat meningkatkan

produksi tanaman 20%-73% dan secara langsung mampu

meningkatkan pelarutan P terikat tanah sehingga P tersedia dalam

tanah semakin meningkat (Yafizham, 2003 cit. Dermiyati et al.,

2009). Rahmawati (2005) menyatakan bahwa jumlah bakteri pelarut

P dalam tanah sekitar 104 – 106 tiap gram tanah.

Kundu dan Gaur (1980) cit. Elfiati (2005) menyatakan bahwa

pada tanaman gandum, dengan mengkombinasikan bakteri pelarut P

(B. polymixa dan P. striata) dengan bakteri penambat N2 udara

(Azotobacter chroococcum). Ternyata bakteri pelarut P dapat

menstimulasi pertumbuhan A. chroococcum, tetapi bakteri

penambat N tidak mempengaruhi pertumbuhan bakteri pelarut P.

Kombinasi ketiga inokulan tersebut mampu meningkatkan hasil

gandum dua sampai lima kali lipat.

Marschner dan Rengel (2007) juga menyebutkan bahwa

kultur ganda atau asosiasi antara bakteri pelarut P (Agrobacterium

radiobacter) dan bakteri penambat N2 udara (Azospirillum

lipoferum) berpengaruh nyata terhadap hasil dan hara N tanaman

barley dibandingkan dengan pemberian kultur tunggal.

v Mikoriza

Cendawan mikoriza dengan tanaman inangnya mendatangkan

manfaat positif bagi keduanya (simbiosis mutualistis). Bagi tanaman

inang, adanya asosiasi ini, dapat memberikan manfaat yang sangat

besar bagi pertumbuhannya, baik secara langsung maupun tidak


commit to user

22

langsung. Secara tidak langsung, cendawan mikoriza berperan

dalam perbaikan struktur tanah, meningkatkan kelarutan hara dan

proses pelapukan bahan induk. Sedangkan secara langsung,

cendawan mikoriza dapat meningkatkan serapan air, hara dan

melindungi tanaman dari patogen akar dan unsur toksik (Douds and

Johnson, 2007; Chairuman, 2008).

De La Cruz (1981) cit. Octavitani (2009) membuktikan

bahwa mikoriza mampu menggantikan kira-kira 50% penggunaan

fosfat, 40% nitrogen, dan 25% kalium. Mikoriza dapat

memperpanjang dan memperluas jangkauan akar terhadap

penyerapan unsur hara sehingga serapan hara tanamanpun

meningkat dan hasil tanaman juga akan meningkat (Husin dan

Marlis, 2000 cit. Octavitani, 2009).

Inokulasi dengan jamur MA juga meningkatkan berat kering

akar. Pada inokulasi dengan E. colombiana, G. manihotis dan

Glomus sp. yang dipupuk TSP, berat kering akar meningkat

berturut-turut sebesar 122,80%, 108,65%, dan 33,93%, sedang

dengan pupuk batuan fosfat meningkat lebih tinggi yaitu berturut-

turut sebesar 186,38%, 145,54% dan 21,78% (Kabirun, 2002).

Hasil penelitian Chairuman (2008), pada penelitian padi gogo

yang ditanam pada tanah Ultisol, menunjukkan bahwa pengaruh

CMA (Cendawan Mikoriza Arbuskula) nyata meningkatkan P

tersedia dan bobot kering jerami, tetapi tidak nyata terhadap

produksi. Pengaruh kompos jerami nyata meningkatkan P tersedia,

bobot kering jerami, dan produksi. Interaksi CMA dan kompos

jerami nyata meningkatkan P tersedia, bobot kering jerami, dan

produksi. Efektivitas CMA tertinggi terhadap P tersedia, bobot

kering jerami, dan produksi adalah pada dosis CMA 15 g pot-1 atau

15 g/10 kg tanah dan kompos jerami 75 g pot-1 (setara 15 t ha-1).

Bahan organik merupakan salah satu komponen penyusun

tanah yang penting disamping bahan anorganik, air, dan udara.


commit to user

23

Jumlah spora mikoriza berhubungan erat dengan kandungan bahan

organik di dalam tanah. Jumlah maksimum spora ditemukan pada

tanah-tanah yang mengandung bahan organik 1-2 persen sedangkan

pada tanah-tanah berbahan organik kurang dari 0.5 persen

kandungan spora sangat rendah (Anas, 1997).

Sudah lama diketahui bahwa sebagai peningkat fiksasi N2

simbiotik dalam tanah yang kekurangan P, CMA juga menunjukkan

pengaruhnya pada serapan N dari tanah, walaupun preferensi bentuk

N belum digambarkan dengan pasti. Pengaruh CMA dalam siklus N

tidak mengurangi nutrisi N tanaman oleh serapan hifa atau transpor

N. CMA hanya dianggap dalam proses dinamik, mengakibatkan

imobilisasi sementara N dalam biomasa dan mineralisasi N pada

fase dekomposisi dari miselium CMA. Beberapa penelitian

menyebutkan bahwa CMA dapat mengubah mikroflora tanah

dengan menstimulasi perkembangan kelompok bakteri lain yang

mungkin bersifat antagonis. Untuk menjaga stabilitas tanah maka

dicapai dengan memanipulasi dengan mikrobia spesifik seperti

bakteri pelarut fosfat dan bakteri diazotrof yang bekerja dalam

berbagai mekanisme. Walaupun demikian pengaruh CMA ketika

dalam tanah sulit diamati, satu-satunya cara hanya dengan

mengamati respon tanaman (Bethlenfalvay and Schuepp, 1994).

B. Kerangka Berfikir

Alih fungsi lahan pertanian khususnya lahan sawah semakin

meningkat sehingga mengakibatkan penyempitan luas areal tanam padi. Oleh

sebab itu perluasan/pembukaan lahan sawah baru perlu dilakukan dengan

memanfaatkan lahan marginal seperti lahan Oxisol Tuntang. Namun upaya

ini terbatas pada karakteristik tanah yang kurang mendukung. Tanah oxisol

merupakan tanah yang memiliki konsentrasi Fe tinggi, jika tergenang

mengakibatkan kelarutan Fe juga tinggi sehingga dapat menyebabkan

keracunan Fe pada tanaman padi, sementara budidaya tanaman padi optimal

pada kondisi tergenang (sistem konvensional). Selain itu beberapa sifat kimia


commit to user

24

tanah (pH masam, C organik, dan KPK rendah) menyebabkan status

kesuburan tanah juga rendah. Hal ini disebabkan tanah oxisol sudah

mengalami pencucian tinggi sehingga mengakibatkan miskin hara. Untuk itu,

solusi dari permasalahan tersebut adalah dengan menerapkan System of Rice

Intensification (SRI) yaitu teknik budidaya padi dengan cara mengubah

pengelolaan air (menerapkan irigasi berselang/terputus, lahan tidak

tergenang/macak-macak), teknik penanaman (bibit padi satu per lubang

tanam dengan jarak ±35x35 cm), dan pemberian biota bermanfaat seperti

BPN (Azotobacter, Azospirillum, Rhizobium), Bakteri Pelarut Fosfat (BPF)

sebagai PGPR dan Mikoriza, dalam berbagai imbangan pemupukan

(kombinasi pupuk anorganik dan pupuk organik). Pemberian biota

bermanfaat dalam imbangan pupuk yang tepat diharapkan mampu

memainkan peran fungsionalnya dalam meningkatkan fiksasi N tanah,

sehingga dengan penerapan SRI dan pemberian biota bermanfaat diharapkan

status hara N optimal dan mampu mendukung pertumbuhan dan hasil padi

yang optimal pula. Jika digambarkan dalam bagan alir penelitian adalah

seperti pada Gambar 2.1.

C. Hipotesis

Aplikasi kombinasi mikrobiota bermanfaat dalam imbangan

pemupukan yang tepat dengan System of Rice Intensification (SRI) di tanah

Oxisol Tuntang mampu memperbaiki status nutrisi nitrogen tanaman padi.


commit to user

25

BAGAN ALIR PENELITIAN

Gambar 2.1. Bagan Alir Penelitian

Alih fungsi lahan sawah mengakibatkan penyusutan areal tanam padi

Perluasan lahan sawah/pembukaan sawah baru → tanah Oxisol

Budidaya padi optimal pada kondisi tergenang (sistem konvensional)

KARAKTERISTIK OXISOL: Ø Konsentrasi Fe tinggi Ø pH masam Ø C organik rendah Ø KPK rendah Ø Miskin hara (pencucian tinggi)

Permasalahan · Kelarutan Fe tinggi → tanaman keracunan Fe · Kesuburan tanah rendah

SOLUSI

SRI (System of Rice Intensification)

Diharapkan: · Status nutrisi N tanaman padi optimal · Pertumbuhan dan hasil padi optimal

Pemberian biota bermanfaat pada berbagai imbangan pemupukan

IMPLEMENTASI: · Pengaturan pengairan pada

kondisi tidak tergenang

Diharapkan bisa memainkan peran fungsional antara lain meningkatkan

fiksasi N

IMPLEMENTASI PEMBERIAN · Kombinasi pupuk anorganik +

organik + biota bermanfaat


commit to user

26

III. METODE PENELITIAN

A. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian dilaksanakan dari bulan Oktober 2010 sampai Maret 2011.

Lokasi pengambilan sampel tanah oxisol di Desa Tuntang, Salatiga yang

terletak pada 7016’08.6” LS – 110027’20.1”BT dengan ketinggian tempat 513

mdpl.

Tempat penelitian sebagai berikut:

1. Isolasi dan analisis mikrobia dilaksanakan di Laboratorium Biologi Tanah

Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret Surakarta

2. Pembuatan kompos jerami dilaksanakan di Rumah Tanah Fakultas

Pertanian Universitas Sebelas Maret Surakarta

3. Analisis awal dan akhir sifat kimia tanah, analisis kandungan hara tanah

dan analisis jaringan tanaman dilaksanakan di Laboratorium Kimia dan

Kesuburan Tanah Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret Surakarta

4. Budidaya padi dilaksanakan di Rumah Kaca Fakultas Pertanian

Universitas Sebelas Maret Surakarta.

B. Bahan dan Alat Penelitian

1. Bahan

Bahan penelitian meliputi tanah oxisol Tuntang, benih padi IR 64, jerami

padi, pupuk urea, SP 36, pupuk KCl, batuan fosfat, mikoriza (dari Bogor),

alkohol 70%, spiritus, aquadest, NaCl, bahan untuk media Okon, Yema,

Jensen, dan Pikovskaya, KCl, K2Cr2O7, H2SO4 pekat, butir Zn, NaOH

pekat, NaOH 0,1 N, HCl 0,1 N, K2SO4, CuSO4, H2SO4, metyl red, H3BO3

4%, H3PO4 85%, FeSO4 1 N, indikator DPA.

2. Alat

Alat penelitian meliputi: ayakan tanah diameter ±2 mm, ayakan diameter

0,5 mm, pot diameter 35 cm, timbangan analitik, gelas ukur, erlenmeyer,

tabung reaksi, petridish, mikroskop, deglaski, autoklaf, bunsen, oven,

lemari es suhu 40C, pinset, alumunium foil, jarum ose, shaker, saringan


commit to user

27

250µ, saringan 90µ, saringan 60µ, pipet, pHmeter, tabung kjeldahl,

tabung destilasi, flakon, statif, biuret, blender, beker glass, dan labu takar.

C. Cara Kerja Penelitian

1. Rancangan Penelitian

Penelitian menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial

tunggal. Perlakuan terdiri atas 17 yang masing-masing diulang enam kali.

Perlakuan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

A : Tanah (kontrol) B : Tanah + Mikoriza C : Tanah + BPN D : Tanah + BPF E : Tanah + Mikoriza + BPN F : Tanah + Mikoriza + BPF G : Tanah + Mikoriza + BPN + BPF H : 250 kg ha-1 Urea + 75 kg ha-1 SP36 + 100 kg ha-1 KCl (Pupuk

anorganik berdasar rekomendasi Deptan) I : 250 kg ha-1 Urea + 75 kg ha-1 SP36 + 100 kg ha-1 KCl + 75 kg

ha-1 Batuan fosfat J : 250 kg ha-1 Urea + 75 kg ha-1 SP36 + 100 kg ha-1 KCl + kompos

jerami 450 g per 10 kg tanah K : 125 kg ha-1 Urea + 37,5 kg ha-1 SP36 + 50 kg ha-1 KCl +

kompos jerami 900 g per 10 kg tanah L : K + 75 kg ha-1 Batuan fosfat M : I + Mikoriza N : 125 kg ha-1 Urea + 37,5 kg ha-1 SP36 + 50 kg ha-1 KCl + 75kg

ha-1 Batuan fosfat + kompos jerami 450 g per 10 kg tanah + Mikoriza

O : N + BPN P : N + BPF Q : N + BPN + BPF


commit to user

28

2. Pelaksanaan Penelitian

a. Pengambilan sampel tanah

Sampel tanah untuk penanaman bibit padi adalah sampel tanah

oxisol Tuntang segar yang diambil pada lapisan tanah 0-50 cm dari

permukaan tanah.

b. Pembuatan kompos jerami

Pembuatan kompos jerami dilakukan berdasarkan cara kerja dari

penelitian Cahyani (2002). Jerami padi ± 60 kg dipotong-potong 2-3

cm kemudian direndam air sampai air meresap ke dalam jaringan

tanaman (kelembaban ±70%). Jerami yang sudah siap ditumpuk di

dalam rumah tanah dan dinjak-injak agar memadat. Setelah itu

tumpukan jerami dibungkus dengan plastik agar kelembaban tidak

hilang. Setelah 2 minggu plastik dibuka tumpukan jerami dibolak-balik

dan ditambahkan 600 gam ammonium sulfat ((NH4)2SO4) sebagai

sumber N kemudian ditutup kembali. Agar dekomposisi jerami

homogen pembalikan dilakukan setiap bulan atau 2 minggu sekali

dengan menambahkan air untuk menjaga kelembaban. Kompos jerami

siap digunakan pada umur 8 minggu.

c. Isolasi bakteri

Mikroba diisolasi dari sampel tanah Oxisol Tuntang segar.

Sebanyak 10 g tanah dilarutkan dalam 90 ml garam fisiologis dalam

erlenmeyer (pengenceran 10-1), kemudian mengambil 1 ml dan

memasukkannya ke dalam 9 ml garam fisiologis dalam tabung reaksi

untuk melakukan seri pengenceran 10-2, demikian seterusnya sampai

pengenceran 10-6. Mengambil masing-masing 0,1 ml larutan pada

pengenceran 10-1 - 10-6 dan menanam bakteri ke media selektif, media

Okon untuk isolasi Azospirillum, media Yema untuk isolasi

Rhizobium, media Jensen untuk isolasi Azotobacter, dan media

Pikovskaya untuk isolasi BPF. Bakteri diinkubasi selama 3 hari dan

diamati perkembangannya. Koloni bakteri yang tumbuh kemudian

disetrik ke media agar miring untuk kultur murni sedangkan untuk


commit to user

29

aplikasi, bakteri ditumbuhkan ke dalam kultur cair dan setiap hari

dishaker minimal 1 jam.

d. Pembibitan

Benih padi IR 64 sebelumnya direndam dengan air semalam.

Benih dipilih yang terendam air sedang benih yang mengapung

dibuang. Perlakuan pembenihan ada 2 yaitu dengan penambahan

mikoriza (M) dan tanpa mikoriza (T). Berikut adalah tahapan

pembibitan:

M = lapisan tanah + mikoriza ditabur + lapisan tanah + benih ditabur

+ lapisan tanah tipis

T = lapisan tanah + benih ditabur + lapisan tanah tipis

e. Persiapan pot tanam, aplikasi pupuk organik dan batuan fosfat

Tanah oxisol Tuntang segar diayak dengan ayakan diameter ±2

mm, selanjutnya tanah seberat 10 kg kering angin yang sudah

dicampur dengan pupuk organik (kompos jerami) sesuai dosis

dimasukkan ke dalam pot perlakuan. Aplikasi pupuk organik

dilakukan 2 hari sebelum tanam sedangkan batuan fosfat diaplikasikan

1 hari sebelum tanam sesuai dosis perlakuan.

f. Penanaman

Bibit padi IR 64 umur 10 hari setelah semai dipindah tanam ke

pot perlakuan, ditanam satu bibit padi per pot yang langsung

diinokulasi dengan mikrobia hasil inokulasi dalam kultur cair sebanyak

2 ml untuk masing-masing jenis (BPN, BPF) sesuai perlakuan. Untuk

BPN karena terdiri atas 3 jenis bakteri maka pengaplikasiannya adalah

@ 0,7 ml Azotobacter, Azospirillum, dan Rhizobium. Aplikasi

mikoriza yaitu dengan menambahkan 1 sendok teh mikoriza pada

lubang tanam ditutup dengan lapisan tanah tipis kemudian bibit

ditanam di atasnya dengan posisi akar “L”. Penanaman bibit

disesuaikan perlakuan untuk bibit T ditanam pada pot perlakuan tanpa

mikoriza dan bibit M ditanam pada pot perlakuan mikoriza.


commit to user

30

g. Pemupukan

Pemupukan anorganik (Urea, SP 36, KCl) dilakukan 2 kali,

separuh dosis pupuk pada umur 10 hari setelah tanam dan sisanya

diberikan pada 23 hari setelah tanam. Cara pemupukan dengan cara

ditugal di sekitar perakaran tanaman.

h. Pengairan

Selama masa pertumbuhan padi, tanah dalam keadaan macak-

macak. Penggenangan (± 2 cm) dilakukan pada saat awal tanam untuk

memudahkan penanaman bibit dan pada penyiangan jika dibutuhkan

untuk mempermudah pengambilan gulma. Pada fase generatif

tanaman, yaitu saat biji padi masak susu sampai pematangan,

pengairan dihentikan sama sekali sampai tanah retak-retak.

i. Pemeliharaan

Pemeliharaan meliputi: penyulaman tanaman jika tanaman mati

selama masa percobaan, penyiraman ±2hari sekali, pemberantasan

gulma serta hama dan penyakit dilakukan secara manual. Pencegahan

hama dilakukan dengan memasang kelambu sesuai luas dan tinggi

yang dibutuhkan agar hama tidak dapat masuk dan penyemprotan

pestisida nabati menggunakan Biferia basiana untuk hama wereng.

j. Panen

Panen dilakukan 3 kali, terdiri atas 1 ulangan untuk panen bulan

pertama, 2 ulangan untuk panen bulan kedua, dan 3 ulangan untuk

panen bulan ketiga.


commit to user

31

3. Variabel Penelitian

a. Analisis tanah awal

Tabel 3.1. Parameter Analisis Tanah awal di Laboratorium No Parameter analisis tanah Metode 1. pH H2O Elektrometrik 2. pH KCl Elektrometrik 3. C organik Walkey and Black 4. KPK Amonium Asetat pH 7 5. N total Kjeldahl 6. P Tersedia Bray I 7. K Tersedia Ekstrak Amonium Asetat 8. Fe Tersedia Morgan Wolf

Sumber: Balai Penelitian Tanah (2005)

Rumus perhitungan N total tanah adalah sebagai berikut: 䓸阰Ŗ阰̜Ǵ 实纵顾石故邹賸䓸䓸̜关裐賸14賸4100100十乖拐賸顾an̜阰阰̜ ̜闺纵桂龟邹賸100%

Keterangan: B = ml titrasi larutan baku

A = ml titrasi larutan sampel b. Analisis tanah akhir

Tabel 3.2. Parameter Analisis Tanah Akhir di Laboratorium No Parameter analisis tanah Metode 1. pH H2O Elektrometrik 2. pH KCl Elektrometrik 3. C-organik Walkey and Black 4. N-total tanah Kjeldahl

Sumber: Balai Penelitian Tanah (2005)

c. Analisis N jaringan tanaman

Analisis N jaringan tanaman bertujuan untuk mengetahui serapan N

jaringan tanaman padi dengan menggunakan metode Kjeldahl (Jones et

al., 1991). Rumus perhitungan N jaringan tanaman adalah sebagai

berikut: 䓸炘̜nノ阰̜ 实纵顾石故邹賸䓸裐ƼǴ賸14賸4顾an̜阰ᱸ̜桂eaǴ纵桂龟邹賸100%

Keterangan: B = ml titrasi larutan baku A = ml titrasi larutan sampel


commit to user

32

Sedangkan untuk menghitung serapan N tanaman menggunakan rumus

(Yuwono, 2004) sebagai berikut: 撨an̜e̜ 䓸实䓸炘̜nノ阰̜ ̜桂̜ 賸顾an̜阰诡an轨龟阰̜ ̜桂̜ d. Pengamatan indikator pertumbuhan dan hasil tanaman padi

§ Tinggi tanaman: diamati dengan mengukur tinggi tanaman dari

pangkal akar sampai ujung daun tertinggi pada 4, 8, dan 12 MST

§ Jumlah anakan: diamati dengan menghitung jumlah anakan padi

pada 4, 8, dan 12 MST

§ Panjang akar: diamati dengan mengukur panjang dari pangkal akar

sampai ujung akar tertinggi setiap 1 bulan sekali

§ Berat kering tanaman: menimbang berat tanaman setelah dioven

700C sampai konstan

§ Berat 1000 biji gabah: digunakan untuk menghitung berat gabah per

biji

§ Jumlah biji per malai

§ Jumlah malai per rumpun

§ Produksi per tanaman = berat gabah per biji x jumlah biji per malai

x jumlah malai per rumpun

e. Kepadatan mikrobia

Kepadatan mikrobia menggunakan metode Spread Plates yaitu dengan

menghitung total mikrobia yang mampu tumbuh setelah dilakukan

perlakuan. Cara kerjanya yaitu mengisolasi mikrobia dari tanah setiap

pot perlakuan @10 g dimasukkan dalam garam fisiologis 90 ml

(pengenceran 10-1) dan dilakukan seri pengenceran sampai 10-7,

masing-masing tabung pengenceran berisi 9 ml garam fisiologis.

Mengambil 0,1 ml larutan dari pengenceran 10-1 dan dimasukkan ke

tabung pengenceran 10-2 dan begitu selanjutnya sampai pada

pengenceran 10-7 kemudian menanam bakteri 0,1 ml dari setiap

pengenceran ke media selektif, media Okon untuk isolasi Azospirillum,

media Yema untuk isolasi Rhizobium, dan media Jensen untuk isolasi


commit to user

33

Azotobacter. Mikrobia diinkubasi selama 3 hari dan diamati

perkembangannya.

Cara penghitungan koloni mikrobia adalah dengan menghitung jumlah

koloni pada media dengan kisaran 30-300 koloni. Total koloni yang

masuk kisaran perhitungan dikalikan dengan faktor pengencerannya.

Total koloni = Jumlah koloni x 1/faktor pengenceran x 10

(Seeley and Vandenmark, 1965; Jutono et al., 1976; Anas, 1989;

Fardiaz, 1993).

f. Pengamatan spora Mikoriza

Mencampur tanah 25 gam dengan aquades 100 ml dan membiarkan

partikel kasar mengendap. Cairan kemudian disaring dengan saringan

250 mikron. Menampung cairan yang melewati saringan pertama dan

mencuci saringan dengan air mengalir. Menyaring kembali hasil

tampungan saringan pertama dengan saringan 90 mikron. Menampung

cairan yang melewati saringan kedua dan mencuci saringan dengan air

mengalir. Menyaring kembali hasil tampungan saringan kedua dengan

saringan 60 mikron. Memindahkan sisa yang tertinggal dengan air dan

menaruh petridish di bawah saringan kemudian diamati di bawah

mikroskop dan menghitung jumlah sporanya (Brundett et al., 1996).

4. Analisis data

Teknik pengolahan data menggunakan analisis ragam (Anova)

dengan uji F taraf 5% (data normal) dan Kruskal Wallis (data tidak

normal) untuk mengetahui pengaruh perlakuan terhadap variabel

penelitian. DMRT (Duncan Multiple Range Test) taraf 5% digunakan

untuk membandingkan rerata antar kombinasi perlakuan, uji korelasi untuk

mengetahui hubungan antar variabel, dan kontras ortogonal untuk

membandingkan antar kelompok perlakuan.


commit to user

34

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

Pola penerapan SRI dapat melalui berbagai tahapan, yaitu SRI kimia, SRI

semi organik, dan SRI organik (Pusat Pelatihan Kewirausahaan Sampoerna,

2008). Dalam penelitian ini, pemupukan disajikan dalam tahapan semi organik

dengan berbagai imbangan dosis pupuk anorganik, organik, dan pemanfaatan

mikrobiota bermanfaat. Dalam upaya perbaikan daya dukung tanah Oxisol

Tuntang, sebagai media pertanaman padi, aplikasi mikrobiota bermanfaat pada

penerapan SRI diharapkan mampu memberikan pengaruh yang baik bagi

keberlanjutan fungsi ekologi, terutama dalam penyediaan nutrisi N. Dalam

kenyataannya, pengaruh pemberian mikrobiota bermanfaat sangat sulit diamati.

Walaupun demikian, pengaruh perlakuan dapat diketahui dengan menganalisis

perbandingan karakter tanah awal dan karakter tanah akhir, serta pengamatan

respon tanaman padi dilihat dari beberapa parameter pertumbuhan dan hasil

tanaman padi.

A. Pengaruh Perlakuan Pemupukan terhadap Karakteristik Tanah

1. Pengaruh perlakuan pemupukan terhadap pH tanah dan kandungan C

organik tanah

Dalam penentuan suatu pengelolaan tanah khususnya aplikasi

pemupukan, maka harus diketahui dan dipahami terlebih dahulu

karakteristik tanah yang akan dikelola. Tanah oxisol mempunyai sifat kimia

yang kurang baik bagi pertumbuhan tanaman, di antaranya KTK rendah

(Buringh, 1991), kandungan unsur hara rendah, reaksi tanah sangat masam

sampai netral (Munir, 1996) dan banyak mengandung oksida-oksida besi

(Hardjowigeno, 1992). Hal ini dikarenakan tanah oxisol merupakan tanah

yang telah mengalami pelapukan lanjut dan berumur tua, sehingga telah

terjadi pencucian unsur-unsur basa yang intensif pada bagian profil tanah.

Terbukti berdasarkan analisis tanah awal (Lampiran 4), bahwa tanah Oxisol

Tuntang merupakan jenis tanah yang mempunyai tingkat kesuburan rendah

karena memiliki karakteristik pH tanah yang masam, kandungan C organik


commit to user

35

tanah rendah, KPK sangat rendah, hara P tersedia rendah, N total dan K

tersedia sangat rendah, dan Fe tersedia yang tinggi.

pH tanah awal masam berkaitan dengan Fe tersedia yang tinggi

(221,86 ppm), bisa mengakibatkan keseimbangan hara tanah dan serapan

hara tanaman terganggu sehingga pertumbuhan tanaman bisa terhambat

karena keracunan Fe. Harkat C organik tanah Oxisol Tuntang yang rendah

(1,43%) mengakibatkan KPK tanah pada harkat sangat rendah (4,9 cmol

kg-1) yang selanjutnya berpengaruh terhadap terbatasnya ketersediaan hara

(Buckman and Brady, 1982). Oleh sebab itu upaya pengelolaan

(pemupukan dan sistem pertanian) yang tepat dan seimbang perlu

dilakukan agar tanah Oxisol Tuntang bisa digunakan sebagai media tumbuh

tanaman padi yang baik.

Berdasarkan hasil analisis ragam (Tabel 4.1), semua perlakuan tidak

meningkatkan pH H2O dan pH KCl secara nyata dibandingkan kontrol,

sedangkan terhadap kandungan C organik tanah, perlakuan pemupukan

meningkatkan harkat C organik dengan sangat nyata.

Tabel 4.1. Analisis Ragam Parameter Sifat Kimia Tanah No Parameter analisis tanah P-value 1. pH H2O 0,991 ns 2. pH KCl 0,552 ns 3. C-organik 0,000 **

Sumber: Analisis ragam menggunakan Minitab 1.3 (2011) Ket: ** = berbeda sangat nyata ns = berbeda tidak nyata

pH H2O menggambarkan keadaan reaksi dalam tanah secara aktual

dan pH KCl menggambarkan potensial reaksi dalam tanah (Foth, 1994).

Rerata pH H2O menunjukkan peningkatan nilai pH dari masam menjadi

agak masam dengan perubahan yang tidak beda nyata terhadap kontrol dan

antar perlakuan. Peningkatan pH tidak nyata juga terjadi pada rerata pH

KCl, namun dilihat dari kecenderungan nilainya, perlakuan sudah mampu

meningkatkan harkat pH KCl yang sangat masam menjadi masam sampai

agak masam (Tabel 4.2).


commit to user

36

Secara normal, penggunaan pupuk dalam jumlah sedang sampai

besar secara sistematis pada waktu yang cocok tidak menghasilkan

perubahan nyata pada pH tanah. Pengaruh pupuk pada pH tanah antara lain:

superfosfat dan pupuk kalium seperti muriat pada umumnya tidak

mempunyai pengaruh permanen pada kemasaman tanah, pupuk nitrogen

dalam bentuk amonia akan menghasilkan kemasaman kecuali bila bahan

pengapuran yang cukup dalam pupuk untuk menetralkan asam yang

terbentuk, sedangkan batuan fosfat mempunyai kecenderungan menetralkan

kemasaman tanah (Foth, 1994).

Tabel 4.2. Karakteristik pH H2O, pH KCl, dan C organik Tanah Akhir

Perlakuan pH H2O Harkat pH KCl Harkat C organik

(%) Harkat

A 5,96 a AM 5,42 ab M 2,04 a S B 6,23 a AM 5,45 ab M 2,15 ab S C 6,06 a AM 5,50 ab M 2,63 c S D 5,89 a AM 5,59 ab AM 2,54 bc S E 5,97 a AM 5,51 ab AM 2,55 bc S F 6,13 a AM 5,33 ab M 2,49 bc S G 5,97 a AM 5,28 a M 2,59 c S H 6,03 a AM 5,49 ab M 3,28 d T I 6,04 a AM 5,50 ab M 3,26 d T J 6,06 a AM 5,66 ab AM 2,32 d T K 6,11 a AM 5,57 ab AM 3,42 d T L 6,24 a AM 5,59 ab AM 3,42 d T M 5,94 a AM 5,45 ab M 3,30 d T N 6,00 a AM 5,52 ab AM 3,38 d T O 6,13 a AM 5,59 ab AM 3,25 d T P 6,08 a AM 5,51 ab AM 3,19 d T Q 6,00 a AM 5,70 b AM 3,35 d T

Sumber: Analisis Laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah FP UNS (2011) Pengharkatan menurut Balai Penelitian Tanah 2005 (M = masam; AM = agak masam; S = sedang; T = tinggi) Keterangan: Angka-angka yang diikuti huruf yang sama menunjukkan berbeda

tidak nyata pada uji DMR taraf 5%

Kandungan Ca dalam batuan fosfat (Ca3PO4)2 diduga mempunyai

sifat meningkatkan pH tanah walaupun dalam nilai yang amat kecil.

Dugaan pengaruh pemberian batuan fosfat dapat dilihat dari perlakuan I

dan J dimana pada perlakuan J (pupuk anorganik + batuan fosfat) kenaikan


commit to user

37

pH H2O dan pH KCl terjadi walaupun dalam nilai yang kecil dan berbeda

tidak nyata terhadap perlakuan I (tanpa batuan fosfat). Hal serupa juga

ditunjukkan pada perlakuan L (50% pupuk anorganik dosis rekomendasi +

100% kompos dosis rekomendasi + batuan fosfat) dengan nilai pH lebih

tinggi dibanding perlakuan K (dosis L tanpa batuan fosfat) (Tabel 4.2).

Kecenderungan nilai pH H2O terbaik pada perlakuan L yaitu 6,24

(Tabel 4.2). Peningkatan pH juga dipengaruhi ketersediaan bahan organik

ditunjukkan dari kandungan C organik tanah terbaik yaitu 3,42% walaupun

secara statistik berbeda tidak nyata dengan perlakuan H, I, J, M, N, O, P,

dan Q (Tabel 4.2). Hal ini selaras dengan Isroi (2010) yang menyatakan

bahwa kompos memiliki kandungan C organik yang tinggi. Hasil

penguraian dari kompos jerami padi pada tanah masam akan menghasilkan

koloid organik yang dapat melepaskan OH- sehingga sedikit demi sedikit

dapat meningkatkan pH tanah. Hal ini karena koloid organik bersifat

amfoter (menetralkan reaksi tanah), sehingga diharapkan pemberian bahan

organik secara berkelanjutan mampu meningkatkan pH tanah ke arah

netral.

Menurut Munir (1996), prinsip atau alternatif pengelolaan oxisol

tidak hanya dilakukan dengan pemupukan dan pengapuran tapi perlu

adanya masukan bahan organik dalam jumlah besar untuk mempertahankan

kondisi tanah. Fungsi bahan organik adalah sebagai daya sangga tanah,

meningkatkan KPK, dan cadangan unsur hara mikro. Menurut Yuwono

(2004), pupuk organik (kompos jerami) dikatakan siap diaplikasikan ke

tanah pada kondisi yang sudah matang yaitu nilai C/N rasio <20.

Berdasarkan analisis pupuk (Lampiran 4), nilai C/N rasio kompos jerami

adalah 18,18, artinya kompos jerami sudah matang dan siap diaplikasikan

ke tanah dan sudah sesuai dengan baku mutu pupuk menurut SNI (kompos

siap digunakan dengan nilai C/N 12-25%). Foth (1994) menyatakan bahwa

kompos dengan 15<C/N<30 menandakan imobilisasi sama dengan

mineralisasi, dan C/N<15 menandakan mineralisasi lebih tinggi dari

imobilisasi. Pengaplikasian kompos yang belum matang atau pada fase


commit to user

38

imobilisasi > mineralisasi menyebabkan hara kurang tersedia bagi tanaman

karena terjadi persaingan hara dengan mikrobiota dekomposer (Thompson

and Troeh, 1979; Foth, 1994).

Pemberian kompos jerami mengakibatkan peningkatan asam-asam

organik yang pada tahap dekomposisi lebih lanjut menghasilkan asam

humat dan fulvat yang mampu mengikat ion Fe dalam bentuk khelat,

sehingga kelarutan Fe dalam tanah bisa menurun (Ahmad, 1990 cit.

Ruhaimah et al., 2009). Fungsi inilah diduga juga dapat mengurangi tingkat

kemasaman tanah dan Fe tersedia tanah, yang juga dibuktikan oleh hasil

penelitian Pramesti (2011). Hubungan antara kandungan bahan organik, Fe

tersedia, dan pH tanah disajikan pada Gambar 4.1, dimana dari

kecenderungan nilai ketiganya tampak bahwa semakin tinggi bahan organik

tanah, Fe tersedia semakin rendah, dan pH tanah meningkat.

Keterangan: Data bahan organik merupakan hasil konversi C organik (Corg x

1,72); data Fe tersedia disitasi dari hasil penelitian Pramesti (2011)

Gambar 4.1. Hubungan bahan organik, Fe tersedia, dan pH tanah

2. Pengaruh Perlakuan Pemupukan terhadap Jumlah Koloni Bakteri dan

Jumlah Spora Mikoriza Tanah

Dalam sub bab jumlah koloni bakteri dan jumlah spora mikoriza ini,

akan dibagi empat kelompok pembahasan perlakuan agar perbandingannya

terlihat lebih jelas, yaitu: (1) perlakuan B-G (penambahan mikrobiota saja

yakni BPN, BPF, dan mikoriza baik secara tunggal maupun kombinasi); (2)

perlakuan H dan I (penambahan pupuk anorganik); (3) perlakuan J-L

(kombinasi pupuk anorganik + organik); (4) perlakuan M-Q (imbangan

221.

86

220.

87

213.

13

215.

74

215.

55

217.

23

214.

2

191.

66

201.

37

179.

79

161.

59

161.

2

184.

12

171.

34

205.

43

212.

2

176.

86

3.51 3.70 4.52 4.37 4.39 4.29 4.47 5.64 5.61

3.99 5.88 5.88

5.68 5.81

5.58 5.50

5.76

5.96 6.23 6.06 5.89 5.97 6.13 5.97 6.03 6.04

6.06 6.11 6.24

5.94 6.00

6.13 6.08

6.00

0

50

100

150

200

250

A B C D E F G H I J K L M N O P Q

Fe tersedia (ppm) Bahan Organik (%) pH H2O


commit to user

39

pupuk anorganik, organik, batuan fosfat, dan penambahan kombinasi

mikrobiota).

Jumlah bakteri dalam tanah itu bervariasi, karena banyak

persyaratan yang sangat mempengaruhi pertumbuhan mereka (Buckman

and Brady, 1982). Penghitungan jumlah bakteri dilakukan karena

diasumsikan semakin banyak koloni yang ditemukan mampu memberikan

fungsi fiksasi N yang lebih baik terhadap tanaman. Berdasarkan analisis

ragam, secara keseluruhan, perlakuan pemupukan meningkatkan jumlah

koloni bakteri Azospirillum, Azotobacter, Rhizobium, maupun jumlah spora

mikoriza secara sangat nyata (Tabel 4.3).

Tabel 4.3. Hasil Analisis Jumlah Koloni Bakteri dan Spora Mikoriza

Sumber Keragaman Azospirillum Azotobacter Rhizobium Mikoriza Perlakuan ** ** ** ** A vs BCDEFGHIJKLMNOPQ ** ns ns ** BCDEFG vs HIJKLMNOPQ ** ** ** ** BCD vs EFG ns ns ns ** B vs CD ns ns ns ** C vs D ns ns ns * E vs FG ns ns ns ** F vs G ns ns ns ** HI vs JKLMNOPQ ** ** ** ** H vs I ns ns ns ns JKL vs MNOPQ ** ns ns ** J vs KL ns ns ns ns K vs L ** ns ** * MNOP vs Q ** ** ns ns MN vs OP ** ns ** ns M vs N ** ns ns ** O vs P ** ns ** *

Sumber: Hasil Analisis Kontras Ortogonal (2011) Ket: ** = berbeda sangat nyata; * = berbeda nyata; ns = berbeda tidak nyata · Azospirillum

Berdasarkan hasil uji beda, perlakuan dengan penambahan

mikrobiota saja (BPN, BPF, dan mikoriza) baik secara tunggal maupun

kombinasi (perlakuan B-G) tidak meningkatkan secara nyata jumlah koloni

Azospirillum dibanding kontrol. Seperti terlihat pada Gambar 4.3 perlakuan

kontrol justru lebih efektif dengan jumlah koloni Azospirillum terbaik yaitu


commit to user

40

5,4x104 cfu g-1 tanah. Kenampakan Azospirillum pada media Okon

disajikan pada Gambar 4.2.

Gambar 4.2. Kenampakan koloni Azospirillum pada Media Okon

Adapun penggunaan pupuk NPK pada cara SRI justru menurunkan

jumlah koloni Azospirillum dalam rhizosfer akar (Sutaryat, 2009). Hal ini

terbukti pada hasil penelitian, perlakuan aplikasi pupuk anorganik 100%

dosis rekomendasi (perlakuan H) dan perlakuan I (dosis perlakuan H +

batuan fosfat) menunjukkan rerata jumlah bakteri yang lebih rendah dari

kontrol dan aplikasi mikrobiota secara tunggal. Ini berkaitan dengan

terganggunya fungsi mikrobiota pada penggunaan pupuk anorganik yang

tinggi. Dari perbandingan keduanya, nampak pula bahwa penambahan

batuan fosfat tidak efektif meningkatkan jumlah Azospirillum.

Pemberian kompos 450 g pot-1 pada 100% dosis pupuk anorganik

(perlakuan J) ternyata lebih efektif meningkatkan jumlah koloni

Azospirillum dibanding penambahan kompos 900 g pot-1 pada 50% dosis

pupuk anorganik (perlakuan K). Dalam hal ini faktor ketidaksterilan tanah

dan bahan organik diperkirakan sebagai penyebab dari dominansi bakteri

yang berbeda-beda. Tanah dihuni berbagai bakteri dan mikrobiota lain

dalam jenis dan jumlah yang sangat sulit diperhitungkan, demikian halnya

dengan bahan organik yang merupakan sumber karbon juga membawa

berbagai jenis mikrobiota yang diasumsikan semakin banyak bahan organik

yang diberikan, memungkinkan mikrobiota yang terbawa juga lebih

bervariasi. Dalam kehidupannya, semua biota dalam tanah bersaing

memperebutkan ruang dan nutrisi untuk bertahan hidup, sehingga sangat

dimungkinkan keberadaan Azospirillum terancam oleh keberadaan

mikrobiota lain sehingga jumlahnya menurun. Sementara pada penambahan


commit to user

41

batuan fosfat (perlakuan L) jumlah bakteri meningkat kembali yang

dimungkinkan kondisi lingkungan lebih sesuai seperti pH tanah (Tabel 4.2)

yang lebih baik dan ketersediaan N yang cukup (Gambar 4.8). Hal ini

menunjukkan bahwa kombinasi perlakuan L lebih efektif dalam

peningkatan jumlah Azospirillum.

Pada perlakuan M-Q, secara keseluruhan, penambahan mikrobiota

pada kombinasi 50% dosis pupuk anorganik, 50% dosis kompos, dan

penambahan batuan fosfat meningkatkan jumlah Azospirillum dengan

sangat nyata dari perlakuan dosis 100% pupuk anorganik (H dan I) maupun

pupuk organik dosis 100% dan 50% (J, K, L) (Tabel 4.3). Mikoriza

berperan lebih efektif meningkatkan jumlah Azospirillum dalam tanah,

terlihat pada perlakuan M (100% pupuk anorganik + mikoriza) sangat nyata

meningkatkan jumlah bakteri dibanding dengan perlakuan 100% dosis

pupuk anorganik tanpa mikoriza (perlakuan H), dan lebih efektif lagi

meningkatkan jumlah Azospirillum pada kombinasi perlakuan N (50%

pupuk anorganik + 50% kompos + Batuan fosfat + Mikoriza) dengan rerata

jumlah Azospirillum 8,1x105 cfu g-1 tanah yang merupakan rerata terbaik

dari seluruh perlakuan. Hal ini menunjukkan adanya sinergisme antara

mikoriza dengan Azospirillum di dalam tanah. Beberapa penelitian

menyebutkan bahwa mikoriza dapat mengubah mikroflora tanah dengan

menstimulasi perkembangan kelompok bakteri lain (Bethlenfalvay and

Schuepp, 1994). Keberadaan mikoriza diduga mampu mendukung

perkembangan Azospirillum asli dalam tanah tanpa penambahan bakteri

dari luar.

Penambahan Azospirillum dalam aplikasi BPN pada kombinasi 50%

dosis pupuk anorganik, 50% dosis kompos, dan penambahan batuan fosfat

(perlakuan O) justru menurunkan jumlah Azospirillum. Hal ini karena

dalam aplikasi BPN, ternyata Azotobacter dan Rhizobium (Gambar 4.3)

lebih mendominasi, sehingga diduga terjadi persaingan nutrisi antar

mikrobiota atau adanya kondisi lingkungan yang kurang mendukung.


commit to user

42

Keterangan: Angka-angka yang diikuti huruf yang sama menunjukkan berbeda tidak nyata pada uji

DMR taraf 5%; cfu = colony forming unit Gambar 4.3. Rerata Jumlah Azospirillum (kiri atas), Azotobacter (kanan atas), Rhizobium

(kiri bawah), Spora Mikoriza (kanan bawah) dalam tanah

0.0E+00 5.0E+04 1.0E+05

ABCDEFGHIJKL

MNOPQ

5,4E+04 ab

3,9E+03 a

2,1E+04 a

2,4E+04 a

3,3E+03 a

3,1E+03 a

4,7E+03 a

1,1E+04 a

1,3E+04 a

1,5E+05 b

3,3E+04 a

3,2E+05 cd

2,6E+05 c

8,1E+05 f

3,9E+05 d

7,1E+04 ab

6,5E+05 e

Jumlah bakteri (cfu g-1 tnh)

Azospirillum

0.0E+00 2.0E+07 4.0E+07

ABCDEFGHIJKL

MNOPQ

2,9E+05 a

1,7E+06 a

1,7E+06 a

5,6E+05 a

4,7E+06 a

6,3E+05 a

1,3E+06 a

1,2E+07 a

1,3E+06 a

1,7E+07 ab

2,0E+08 ab

2,2E+08 ab

2,7E+08 ab

2,3E+08 ab

3,9E+08 b

3,0E+08 b

3,8E+07 a


Azotobacter

0.0E+00 5.0E+07 1.0E+08

ABCDEFGHIJKL

MNOPQ

2,1E+05 a

2,1E+07 a

2,1E+07 a

2,4E+07 a

1,9E+07 a

1,0E+06 a

9,8E+05 a

2,2E+06 a

1,9E+06 a

3,8E+08 ab

6,5E+08 bc

1,1E+08 a

4,6E+06 a

4,9E+06 a

7,5E+08 c

2,8E+08 a

1,2E+07 a


Rhizobium

17 a

53 def

19 a

40 bcd

32 abc

49 cde

95 g

23 ab

29 ab

60 ef

52 def

70 f

94 g

125 i

98 gh

113 hi

94 g

0 50 100 150

ABCDEFGHIJKL

MNOPQ

Jumlah spora mikoriza per 100g tanah

Spora Mikoriza


commit to user

43

· Azotobacter

Berdasarkan hasil uji beda, perlakuan dengan penambahan

mikrobiota saja (BPN, BPF, dan mikoriza) baik secara tunggal maupun

kombinasi (perlakuan B-G) tidak meningkatkan secara nyata jumlah koloni

Azotobacter dibanding kontrol. Namun jika dilihat dari kecenderungan data

pada perlakuan tersebut, rerata jumlah Azotobacter meningkat pada

perlakuan B (Tanah + Mikoriza) dan C (Tanah + BPN) dengan jumlah yang

sama yaitu 1,7x106 cfu g-1 tanah dan semakin meningkat pada kombinasi

keduanya yaitu perlakuan E (Tanah + Mikoriza + BPN) dengan jumlah

koloni 4,7x106 cfu g-1 tanah yang merupakan nilai rerata terbaik dibanding

kontrol dan perlakuan lainnya. Sementara penambahan BPF baik secara

tunggal maupun dikombinasikan dengan mikoriza dan BPN justru

cenderung menurunkan jumlah Azotobacter, terlihat pada perlakuan D

(Tanah + BPF), F (Tanah + Mikoriza + BPF), dan G (Tanah + Mikoriza +

BPN + BPF) dengan jumlah koloni berturut-turut 5,6x105; 6,3x105; dan

1,3x106 cfu g-1 tanah. Kenampakan koloni Azotobacter pada Media Jensen


Gambar 4.4. Kenampakan koloni Azotobacter pada Media Jensen

Perlakuan aplikasi pupuk anorganik 100% dosis rekomendasi

(perlakuan H) dan perlakuan I (dosis perlakuan H + batuan fosfat)

menunjukkan peningkatan jumlah Azotobacter yang tidak beda nyata dari

kontrol dan aplikasi mikrobiota secara tunggal. Pupuk anorganik

menyediakan nutrisi dalam bentuk tersedia/langsung bisa digunakan

tanaman. Azotobacter dapat mengasimilasi berbagai bentuk gabungan

nitrogen, misalnya nitrat dan ammonia. Kehadiran senyawa-senyawa ini

pada medium akan menekan fiksasi nitrogen bebas (Sutedjo, 1991).


commit to user

44

Azotobacter biasanya tidak terdapat pada rizoplane (permukaan akar)

tapi melimpah pada rizosfer. Eksudat/ekskresi akar mengandung asam

amino, gula, vitamin, asam organik bersama dengan membusuknya bagian

sistem akar menyediakan sumber energi bagi Azotobacter. Ada dua faktor

yang mempengaruhi populasi Azotobacter dalam tanah yaitu sifat asosiasi

atau antagonistik dengan mikroflora lain dan kandungan bahan organik

tanah (Rao, 1993). Berdasarkan Gambar 4.3, peningkatan secara nyata

jumlah Azotobacter dibanding kontrol terlihat pada perlakuan pemberian

kompos (J, K, L). Sementara antar ketiga perlakuan tersebut pengaruhnya

berbeda tidak nyata terhadap jumlah koloni Azotobacter. Namun demikian

kecenderungan nilai peningkatan terbaik dari ketiganya pada perlakuan L

(kombinasi 100% dosis kompos, 50% pupuk anorganik, dan batuan fosfat).

Pada perlakuan kombinasi dengan mikrobiota memberi pengaruh

yang lebih baik seperti pada perlakuan O (50% dosis pupuk anorganik +

50% dosis kompos + Mikoriza + BPN) dan P (50% dosis pupuk anorganik

+ 50% dosis kompos + Mikoriza + BPF). Sementara kombinasi mikoriza,

BPN, dan BPF kurang efektif meningkatkan jumlah Azotobacter. Kondisi

tanah yang tidak tergenang menyebabkan lingkungan yang cocok terhadap

kehidupan Azotobacter yang bersifat aerob. Hal ini terlihat dari jumlah

bakteri Azotobacter yang mendominasi dari pemberian BPN secara

keseluruhan. Pada medium yang sesuai, Azotobacter mampu menambat 10-

20 mg nitrogen g-1 gula (Allison, 1973 cit. Wedhastri, 2002). Kemampuan

ini tergantung kepada sumber energinya (Sutedjo, 1991), keberadaan

nitrogen yang terpakai (Waksman, 1952 cit. Wedhastri, 2002), mineral,

reaksi tanah, jumlah bakteri penambat nitrogen pada perakaran, dan

konsentrasi oksigen juga dapat mempengaruhi aktivitas penambatan

nitrogen (Trolldenier, 1977 cit. Wedhastri, 2002).

· Rhizobium

Sama halnya dengan jumlah koloni Azospirillum dan Azotobacter,

perlakuan B-G menunjukkan pengaruh berbeda tidak nyata dari kontrol.

Namun dilihat dari kecenderungan rerata data jumlah Rhizobium (Gambar


commit to user

45

4.3), diduga BPF berpengaruh positif meningkatkan jumlah Rhizobium

dengan rerata terbaik pada perlakuan D (Tanah + BPF) yaitu 2,4x107 cfu g-1

tanah, diikuti perlakuan B (Tanah + Mikoriza) dan C (Tanah + BPN)

dengan rerata jumlah yang sama (2,1x107 cfu g-1 tanah). Sementara pada

perlakuan kombinasi baik mikoriza, BPN, dan BPF (perlakuan E,F,G)

justru memberi kecenderungan menurunkan jumlah Rhizobium berturut-

turut 1,9x107; 1,0x106; dan 9,8x105 cfu g-1 tanah, hal ini dimungkinkan

adanya persaingan hara dalam tanah antar mikrobiota mengingat tidak ada

penambahan sumber hara pada perlakuan tersebut. Kenampakan koloni

Rhizobium pada YEMA disajikan pada Gambar 4.5.

Gambar 4.5. Kenampakan koloni Rhizobium pada YEMA

Perlakuan aplikasi pupuk anorganik 100% dosis rekomendasi

(perlakuan H) dan perlakuan I (dosis perlakuan H + batuan fosfat) justru

cenderung menurunkan jumlah Rhizobium dibanding kontrol dan aplikasi

mikrobiota secara tunggal, artinya penggunaan pupuk anorganik dalam

dosis tinggi bersifat merugikan kehidupan Rhizobium di dalam tanah. Lain

halnya dengan aplikasi kompos, pada penambahan kompos dosis 50%

jumlah Rhizobium meningkat dan semakin meningkat secara nyata pada

penambahan kompos dosis 100% dari kontrol dan perlakuan aplikasi

mikrobiota.

Pada kelompok perlakuan M-Q, perlakuan O (50% pupuk anorganik

+ 50% kompos + Batuan fosfat + Mikoriza + BPN) memberi pengaruh

terbaik meningkatkan jumlah Rhizobium dan berbeda nyata terhadap semua

perlakuan. Hal ini diperkirakan pada kombinasi tersebut Rhizobium

mendapatkan kondisi lingkungan tanah yang sesuai dengan syarat

hidupnya, seperti pH tanah 6,0 (Tabel 4.2) dimana reaksi optimum bagi


commit to user

46

pertumbuhan dan perkembangan Rhizobium adalah pH 5,5-7,0 (Sutedjo,

1991) sehingga Rhizobium mampu berkembangbiak dengan lebih baik dan

mampu bersaing dengan mikrobiota lainnya. Rhizobium merupakan bakteri

aerobik sehingga metode tanam SRI yang bersifat aerob (mempertahankan

kondisi tanah dalam keadaan lembab) memberikan ketersediaan oksigen

untuk proses respirasi dan mengoptimalkan berbagai reaksi biokimia dalam

ekosistem. Adanya masukan bahan organik juga memberi kecukupan

sumber energi bagi Rhizobium sehingga tumbuh lebih baik.

Bakteri–bakteri yang termasuk dalam genus rhizobium hidup bebas

dalam tanah dan dalam daerah perakaran tanaman legum maupun bukan

legum. Walaupun demikian, bakteri rhizobium hanya dapat bersimbiosis

dengan tanaman legum, dengan menginfeksi akarnya dan membentuk bintil

akar, pengecualian satu-satunya adalah bintil akar pada trema (parasponia)

oleh Rhizobium sp (Rambey, 2010; Mia and Shamsuddin, 2010). Beberapa

strain mungkin memiliki kemampuan untuk menginfeksi jaringan akar padi

melalui rambut akar terletak di akar lateral yang muncul dan menyebar luas

di seluruh akar padi (Francine et al., 2007; Gough et al., 1996; Ladha et al.,

1996 cit. Mia and Shamsuddin, 2010). Beberapa rhizobia alami dapat

menyerang akar lateral yang muncul pada padi, gandum, dan jagung

(Cocking et al., 1990., 1992, 1994 cit. Mia and Shamsuddin, 2010).

Al-Mallah et al (1990) cit. Mia and Shamsuddin (2010) menyatakan

bahwa sebenarnya Rhizobium dapat menginduksi pada frekuensi yang

rendah pada struktur akar padi. Struktur nodul terinduksi pada akar padi

dengan cara memberi perlakuan pada akar padi umur 2 hari setelah semai

dengan campuran enzim pendegadasi dinding sel yang terdiri atas 1%

selulase YC, 0,1% pectolyase Y23, dan 8% manitol diikuti dengan

inokulasi rhizobium dengan keberadaan polyethylene glycol. Rhizobium

terletak baik dalam sitoplasma yang berdegenarasi pada sel dan di antara

sel-sel berbentuk bulat dan memperpanjang struktur nodul. Namun

prosedur ini masih sangat terbatas untuk mengetahui aktifitas

nitrogenasenya.


commit to user

47

Inokulasi rhizobium untuk tanaman sereal khususnya padi dikaitkan

dengan peningkatan akumulasi dari zat-zat fenolik seperti galic, tanic, asam

ferulat dan sinamat pada daun tanaman (Mirza et al., 2001 cit. Mia and

Shamsuddin, 2010). Seperti meningkatnya asam fenolik merupakan

dampak fenomena stres tanaman terhadap patogen (Pieterse et al., 2002 cit.

Mia and Shamsuddin, 2010). Reaksi pertahanan terpicu dalam respon

invasi rhizobia dalam sistem pertahanan. Setelah infiltrasi berhasil,

rhizobium menyebar di seluruh bagian dalam tanaman tanpa menimbulkan

reaksi pertahanan yang nampak di dalam tanaman. Seperti Azorhizobium

caulinodans mampu memasuki akar lateral padi (akar lateral yang

pecah/retak) dengan masuk melalui retakan dan bakteri pindah ke ruang

antar sel dalam lapisan kortikal akar (Jain and Gupta, 2003 cit. Mia and

Shamsuddin, 2010). Bakteri menyerang sistem akar tanaman inang dengan

infeksi akar secara interseluler antara sel-sel tanaman yang berdekatan dan

bukan oleh pembentukan benang infeksi dan ujung rambut akar (Sprent dan

Raven, 1992 cit. Mia and Shamsuddin, 2010). Berdasarkan beberapa

pernyataan tersebut, maka inokulasi rhizobium untuk tanaman padi lebih

berperan sebagai PGPR (Plant Gowth Promoting Rhizobacteria) pada

pengaktifan mekanisme ketahanan terhadap penyakit.

· Spora Mikoriza

Perlakuan A-G menunjukkan bahwa perlakuan G (Tanah + mikoriza

+ BPN + BPF) memberikan pengaruh yang terbaik dan beda nyata terhadap

kontrol dan perlakuan lain (95 g), artinya kombinasi antar mikrobiota lebih

efektif dalam meningkatkan jumlah spora mikoriza dibandingkan

pengaplikasian secara tunggal. Namun diduga BPF memberikan asosiasi

yang lebih baik terhadap jumlah spora mikoriza dibanding BPN, terlihat

dari perlakuan C (Tanah + BPN) (19 a) dan E (Tanah + Mikoriza + BPN)

(32 abc) berbeda nyata dengan perlakuan D (Tanah + BPF) (40 bcd) dan F

(Tanah + Mikoriza + BPF) (49 cde). Spora mikoriza yang ditemukan dalam

penelitian ditunjukkan Gambar 4.6.


commit to user

48

Gambar 4.6. Kenampakan Spora Mikoriza

Adanya penggunaan pupuk anorganik sesuai dosis anjuran pada cara

SRI justru menurunkan jumlah spora mikoriza (perlakuan H dan I) dan

berbeda tidak nyata terhadap kontrol, namun dalam hal ini jumlah spora

meningkat kembali ketika ada penambahan mikoriza dari luar (perlakuan

M) dan pengaruhnya tidak beda nyata terhadap perlakuan G (Tanah +

mikoriza + BPN + BPF) yaitu dengan jumlah spora (94 g).

Berdasarkan uji korelasi (Lampiran 5), peningkatan kandungan

bahan organik tanah meningkatkan jumlah spora mikoriza (r=0,458),

selaras dengan pernyataan Anas (1997) bahwa jumlah maksimum spora

ditemukan pada tanah-tanah yang mengandung bahan organik 1-2 persen.

Hal ini terbukti pada perlakuan penambahan kompos jerami (J, K, L)

mampu meningkatkan jumlah spora mikoriza secara nyata dibandingkan

perlakuan kontrol. Namun di sisi lain perlakuan J, K, L belum

menunjukkan peningkatan jumlah spora yang beda nyata terhadap

perlakuan mikoriza secara tunggal tanpa kompos jerami (perlakuan B),

sehingga diduga ada faktor lain yang lebih berpengaruh. Bethlenfalvay and

Schuepp (1994) menyatakan mikoriza dapat mengubah mikroflora tanah

dengan menstimulasi perkembangan kelompok bakteri lain yang mungkin

bersifat antagonis. Diduga hal inilah yang mempengaruhi kurang

optimalnya kehidupan spora mikoriza walaupun dengan penambahan bahan

organik yang lebih banyak.

Sesuai pernyataan Bethlenfalvay and Schuepp (1994) bahwa untuk

menjaga stabilitas tanah dicapai dengan memanipulasi dengan mikrobia

spesifik seperti bakteri pelarut fosfat dan bakteri diazotrof yang bekerja

dalam berbagai mekanisme. Perlakuan G, M, N, O, P, dan Q menunjukkan


commit to user

49

pengaruh yang beda nyata meningkatkan jumlah spora mikoriza dari

perlakuan B, J, K, dan L. Nampaknya keberlangsungan hidup dan jumlah

spora mikoriza lebih didukung kondisi lingkungan media yang stabil dari

sekedar peningkatan dosis bahan organik. Hal ini diperkuat dengan hasil uji

korelasi yang menunjukkan bahwa keberadaan Azospirillum dan

Azotobacter mempunyai korelasi erat (r=0,645) dan (r=0,526)

meningkatkan jumlah spora mikoriza dalam tanah (Lampiran 5).

Dari semua perlakuan, perlakuan N (50% dosis anorganik + 50%

dosis kompos + Mikoriza) memberi pengaruh terbaik meningkatkan jumlah

spora mikoriza (125 i) dan beda nyata terhadap perlakuan lain diikuti

perlakuan P (dosis perlakuan N + BPF) (113 hi). Ini menunjukkan di dalam

kombinasi pupuk anorganik dan organik diduga mikoriza dan BPF masih

memberikan asosiasi yang lebih baik terhadap jumlah spora mikoriza

dibanding BPN. Pengaplikasian BPN pada kombinasi dosis perlakuan P

justru menurunkan jumlah spora mikoriza dan berbeda tidak nyata dengan

perlakuan G (tanah + mikoriza + BPN + BPF).

Keterangan: Data infeksi mikoriza disitasi dari hasil penelitian Qodri (2011)

Gambar 4.7. Grafik hubungan jumlah spora mikoriza dan infeksi mikoriza pada akar padi

Penghitungan spora mikoriza merupakan pendekatan yang digunakan

untuk mengetahui keberadaan mikoriza dalam menjalankan fungsinya.

Diharapkan semakin banyak spora mikoriza yang ditemukan mampu

mengindikasikan peluang infeksi mikoriza terhadap akar padi yang lebih

baik. Perkembangan kehidupan mikoriza berlangsung di dalam jaringan

akar tanaman inang, setelah didahului dengan proses infeksi akar (Novriani

0

50

100

150


Spora mikoriza Infeksi mikoriza (%)


commit to user

50

dan Madjid, 2009). Hasil penelitian Qodri (2011) menyebutkan bahwa

aplikasi mikoriza pada tanah ternyata mikoriza mampu menginfeksi akar

tanaman padi. Hubungan antara jumlah spora mikoriza dan infeksi mikoriza


Berdasarkan kecenderungan nilai rerata jumlah spora dan infeksi

mikoriza pada Gambar 4.7, diketahui bahwa semakin banyak jumlah spora

memberikan kemampuan mikoriza menginfeksi akar padi lebih baik,

terlihat pada perlakuan N dimana mempunyai jumlah spora mikoriza

terbaik menunjukkan tingkat infektifitas yang terbaik pula di antara

perlakuan yang lain. Prinsip kerja dari mikoriza adalah menginfeksi sistem

perakaran tanaman inang, memproduksi jalinan hifa secara intensif

sehingga tanaman akan mampu meningkatkan kapasitas dalam penyerapan

unsur hara (Iskandar, 2002 cit. Novriani dan Madjid, 2009). Jaringan hifa

ekternal dari mikoriza akan memperluas bidang serapan air dan hara.

Ukuran hifa yang lebih halus dari bulu-bulu akar memungkinkan hifa bisa

menyusup ke pori-pori tanah yang paling kecil (mikro) sehingga hifa bisa

menyerap air pada kondisi kadar air tanah yang sangat rendah (Killham,

1994 cit. Novriani dan Madjid, 2009). Serapan air yang lebih besar oleh

tanaman bermikoriza, juga membawa unsur hara yang mudah larut dan

terbawa oleh aliran masa seperti N, K, dan S, sehingga serapan unsur

tersebut juga makin meningkat (Novriani dan Madjid, 2009).

· Mikrobiota Bermanfaat sebagai PGPR

Azospirillum, Azotobacter, dan Rhizobium selain fungsinya sebagai

bakteri penambat nitrogen juga berfungsi sebagai PGPR (Plant Gowth

Promoting Rhizobacteria) dimana perannya antara lain: meningkatkan

mobilisasi hara, produksi hormon tumbuh, fiksasi nitrogen, atau

pengaktifan mekanisme ketahanan terhadap penyakit (Wei et al., 1996;

Thakuria et al., 2004 cit. Sutariati et al., 2006) sehingga mampu

meningkatkan pertumbuhan tanaman (Nelson, 2004; Adesemoye et al.,

2008). Peranan PGPR dalam meningkatkan pertumbuhan dan produksi

tanaman diduga juga ada hubungannya dengan kemampuan mensintesis


commit to user

51

hormon tumbuh yang menyebabkan perubahan morfologi dan fisiologi akar

sehingga mampu meningkatkan serapan air dan hara untuk tanaman (Mia et

al., 2009 cit. Mia and Shamsuddin, 2010). Hal ini ditunjukkan pada hasil

pengamatan variabel pertumbuhan dan hasil tanaman padi yang dibahas

pada poin B.

3. Pengaruh Perlakuan Pemupukan terhadap Status Nutrisi N Total Tanah

Pengaruh keberadaan mikrobia bermanfaat dilihat dari menyediakan

N dalam tanah, walaupun hal tersebut tidak lepas dari pengaruh pemberian

pupuk. Dalam penelitian ini, perlakuan pemupukan mampu meningkatkan

status N total tanah dari sangat rendah menjadi rendah sampai sedang.

Berdasarkan analisis ragam menunjukkan bahwa secara keseluruhan,

perlakuan pemupukan sangat nyata meningkatkan kandungan N total tanah

(p=0,000) (Lampiran 5, Tabel 4.4).

Tabel 4.4. Hasil Analisis N Total Tanah Sumber Keragaman N Total Tanah

Perlakuan ** A vs BCDEFGHIJKLMNOPQ ** BCDEFG vs HIJKLMNOPQ ** BCD vs EFG * B vs CD ns C vs D * E vs FG ns F vs G ns HI vs JKLMNOPQ ns H vs I ns JKL vs MNOPQ ** J vs KL * K vs L ns MNOP vs Q ns MN vs OP * M vs N ns O vs P ns

Sumber: Hasil Analisis Kontras Ortogonal (2011) Ket: ** = berbeda sangat nyata; * = berbeda nyata;

ns = berbeda tidak nyata

Dari hasil uji beda, perlakuan pemupukan dengan penambahan

mikrobiota saja (B-G) belum menunjukkan peningkatan kandungan N total

tanah secara nyata dibanding kontrol. Kecenderungan nilai terbaik

kandungan N total tanah terdapat pada perlakuan C (tanah + BPN) yaitu


commit to user

52

0,12% (status N rendah), hal ini menunjukkan BPN aktif memfiksasi N dari

atmosfer untuk mencukupi kebutuhan tanaman. Kombinasi beberapa

mikrobiota nampaknya kurang efektif dalam peningkatan N total tanah.

Keterangan: Angka-angka yang diikuti huruf yang sama menunjukkan berbeda


Gambar 4.8. Grafik N Total Tanah Akhir

Gambar 4.8 menunjukkan bahwa terjadi peningkatan nyata nilai N

total tanah dari kontrol pada perlakuan 100% pupuk anorganik (perlakuan

H dan I) yaitu ±70%, walaupun masih dalam status rendah. Sementara

penambahan 100% dosis kompos dengan 50% dosis pupuk anorganik

(perlakuan K) lebih efektif dalam meningkatkan status N total tanah

dibanding perlakuan pupuk anorganik 100% (perlakuan H) dengan

peningkatan nilai N total tanah sekitar 30%. Di antara seluruh perlakuan,

perlakuan L (100% dosis kompos + 50% dosis pupuk anorganik + Batuan

fosfat) memberi pengaruh terbaik dengan nilai N total 0,23% atau

mengalami peningkatan 35% dari perlakuan H, dimana mampu

meningkatkan harkat N total tanah dari rendah menjadi sedang. Diduga

kombinasi batuan fosfat dan bahan organik yang cukup mampu

meningkatkan nutrisi N dalam tanah.

Berdasarkan uji korelasi (Lampiran 5), dapat diketahui bahwa C

organik mempunyai hubungan sangat erat dalam meningkatkan kandungan

N total tanah (r=0,753). Bahan organik merupakan titik awal aliran energi

dalam ekosistem tanah. Kunci keberhasilan budidaya padi dengan sistem

aerobik sangat bertumpu pada keberadaan dan suplai bahan organik dalam

tanah (Simamarta dan Yuwariah, 2007). Kompos jerami sebagai bahan

0.00

0.20

0.40


0.10

abc

0.08

ab

0.12

bcd

e

0.06

a

0.11

bc

0.10

abc

0.11

bcd

0.17

fg

0.16

def

g

0.18

gh

0.22

hi

0.23

i

0.16

efg

0.13

cde

f

0.14

cde

f

0.16

def

g

0.17

fg

Nto

tal (

%)

Perlakuan

N Total Tanah


commit to user

53

organik mampu berfungsi sebagai sumber energi dan makanan bagi

mikroorganisme tanah. Seiring dengan perombakan bahan organik yang

dilakukan mikroorganisme akan terjadi pelepasan nutrisi seperti N yang

dibutuhkan tanaman (Dermiyati, 1997 cit. Mezuan et al., 2002).

Pengaplikasian kombinasi mikrobiota pada imbangan pupuk

anorganik dan pupuk organik (M-Q) mampu memberikan pengaruh yang

beda nyata meningkatkan N total tanah terhadap kontrol walaupun antar

perlakuannya memberikan peningkatan berbeda tidak nyata. Kombinasi

mikoriza, BPN, dan BPF pada 50% dosis pupuk anorganik, 50% dosis

kompos dan penambahan batuan fosfat (perlakuan Q) memberikan rata-rata

N total tanah terbaik yaitu 0,17% walaupun masih dalam status rendah. Hal

ini selaras dengan hasil penelitian Marschner dan Rengel (2007) dan

Chinnusamy et al (2006), yang menyebutkan bahwa kultur ganda atau

asosiasi antara BPF dan BPN berpengaruh nyata terhadap hasil dan hara N

tanaman dibandingkan dengan pemberian kultur tunggal. Jika dibandingkan

dengan perlakuan yang lain, ternyata perlakuan Q mempunyai nilai yang

sama dan tidak beda nyata dengan kandungan N total tanah pada perlakuan

H (100% dosis pupuk anorganik), dalam hal ini berarti pemanfaatan

kombinasi mikrobiota perlakuan Q bisa mensubstitusi perlakuan H dan

secara efisien bisa mengurangi dosis pupuk anorganik dan organik.

Hindersah (2004) cit. Rambey (2010) menyatakan bahwa penurunan

penggunaan pupuk nitrogen yang nyata agaknya hanya dapat dicapai jika

agen biologis pemfiksasi nitrogen yang diintegasikan dalam sistem

produksi tanaman.

B. Pengaruh Perlakuan Pemupukan terhadap Tanaman Padi

1. Pengaruh perlakuan terhadap Status N jaringan dan Serapan N Padi

Kadar nutrisi dalam tanaman merupakan hasil metabolisme tanaman

(Sirappa, 2002). Analisis jaringan merupakan panduan pemupukan

pertanaman didasarkan atas konsep bahwa apa yang ada dalam tubuh

tanaman berkaitan dengan pertumbuhan (Ulrich, 1976 cit.

Notohadiprawiro, 2006). Berdasarkan analisis ragam, menunjukkan bahwa


commit to user

54

secara keseluruhan perlakuan pemupukan sangat nyata meningkatkan N

jaringan tanaman, berat kering tanaman, dan serapan N padi (Tabel 4.5).

Tabel 4.5. Hasil Analisis N Jaringan, Berat Kering, dan Serapan N Padi Sumber Keragaman N jaringan Berat Kering Serapan N

Perlakuan ** ** ** A vs BCDEFGHIJKLMNOPQ ** ** ** BCDEFG vs HIJKLMNOPQ ** ** ** BCD vs EFG ns ns ns B vs CD ** ns ns C vs D ** ns * E vs FG ** ns * F vs G ** ns ns HI vs JKLMNOPQ ns ** ** H vs I ns ns ns JKL vs MNOPQ ** ** ** J vs KL ns * ns K vs L ns * ns MNOP vs Q * ns ns MN vs OP ns ns ns M vs N * ** ns O vs P * ns ns

Sumber: Hasil Analisis Kontras Ortogonal (2011) Ket: ** = berbeda sangat nyata; * = berbeda nyata; ns = berbeda tidak nyata Tabel 4.6. Nilai N Jaringan dan Berat Kering Tanaman Padi

Perlakuan N Jaringan

(%) Berat Kering Tanaman (g)

A 0,08 a 1,48 a B 0,76 efg 2,68 a C 1,63 h 2,93 a D 0,41 b 2,23 a E 1,62 h 3,01 a F 0,83 g 2,11 a G 0,44 b 1,59 a H 0,66 cdef 10,71 b I 0,73 defg 10,58 b J 0,75 efg 17,68 d K 0,77 fg 18,55 d L 0,79 g 22,89 e M 0,66 cde 10,13 b N 0,6 c 16,15 cd O 0,73 defg 13,67 bc P 0,63 cd 15,96 cd Q 0,74 defg 16,64 cd

Sumber: Analisis Laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah FP UNS (2011) Keterangan: Angka-angka yang diikuti huruf yang sama menunjukkan berbeda



commit to user

55

Menurut Jones et al. (1991), kandungan N pada tanaman padi dalam

keadaan cukup adalah sebesar 2,60 sampai 3,20 %. Tanaman padi termasuk

dalam kategori defisien pada kandungan N di bawah dari 2,40 %. Dari hasil

analisis N jaringan tanaman (Tabel 4.6), menunjukkan bahwa perlakuan

pemupukan sangat nyata meningkatkan nilai N jaringan dari kontrol, tetapi

belum mampu meningkatkan status N jaringan tanaman padi dari status

defisiensi. Walaupun demikian tanaman padi tidak menunjukkan gejala

defisiensi N seperti warna daun menguning (klorosis), artinya tanaman

masih bisa bertahan dan belum memasuki fase kritis (critical nutrient

concentration). Kenampakan tanaman padi ditunjukkan pada Gambar 4.9.

Gambar 4.9. Kenampakan visual tanaman padi umur 8 MST pada beberapa

perlakuan

Dari Tabel 4.6, nampak bahwa N jaringan justru lebih baik pada

perlakuan aplikasi mikrobiota secara mandiri dibanding pada perlakuan

kombinasi dengan pupuk yang lain. Kadar nutrisi dalam jaringan tanaman

dipengaruhi beberapa faktor seperti waktu pengambilan contoh tanaman

dan bagian tanaman yang diambil (Sirappa, 2002). Dalam penelitian ini

diduga waktu pengambilan contoh tanaman yang menyebabkan perlakuan

tanpa imbangan pupuk justru memberi pengaruh yang terbaik dan beda

nyata terhadap N jaringan padi. Contoh tanaman diambil serentak pada saat

umur 105 hst dimana pertumbuhan tanaman antar perlakuan tidak pada fase

A B C D A E F G

L

A H I J K N O A P Q


commit to user

56

pertumbuhan yang sama. Pada perlakuan dengan berbagai imbangan pupuk

(H-Q), tanaman sudah mencapai fase generatif dengan ditandai adanya

perkembangan malai, sementara tanaman pada perlakuan mikrobiota saja

tanpa imbangan pupuk yang lain (B-G) tanaman baru mencapai fase

vegetatif maksimum dan baru mulai membentuk malai sehingga serapan

hara N masih tinggi. Menurut Munson dan Nelson (1973) cit. Sirappa

(2002) kadar N cenderung menurun dengan bertambahnya umur tanaman.

Selain itu pengambilan contoh tanaman adalah seluruh bagian vegetatif

tanaman selain akar. Hal ini mengakibatkan kadar N dalam tanaman pada

perlakuan B-G cenderung lebih tinggi dari perlakuan H-Q karena

perbedaan fase pertumbuhan tersebut.

Di antara berbagai perlakuan yang digunakan, perlakuan C (tanah +

BPN) dan perlakuan E (tanah + mikoriza + BPN) memberikan dampak

terbaik terhadap kadar N jaringan tanaman (Tabel 4.6). Dalam hal ini dapat

dinyatakan bahwa aplikasi BPN secara tunggal maupun dikombinasikan

dengan mikoriza memberikan pengaruh yang beda nyata terhadap

peningkatan kadar N jaringan tanaman dibanding perlakuan penambahan

mikrobiota yang lain (Tabel 4.6). Hal lain yang mungkin berpengaruh pada

serapan N tanaman adalah faktor lingkungan (Sirappa, 2002) khususnya di

dalam tanah. Pada perlakuan C, efektivitas BPN berperan dengan lebih baik

karena kekurangan N dalam tanah memicu fungsi BPN sebagai pemfiksasi

N. Dengan lebih baiknya N yang terfiksasi maka ketersediaan N dalam

tanah lebih baik mengakibatkan serapan tanaman juga lebih baik. Tanpa

adanya masukan sumber nutrisi lain pada perlakuan tersebut berpengaruh

pada kondisi nutrisi tanaman yang tidak seimbang sehingga diduga N lebih

banyak terserap karena tersedia dalam jumlah yang lebih banyak dari

nutrisi yang lain, dampaknya pertumbuhan tanaman terhambat dan

keterlambatan menuju fase generatif.

Berdasar analisis ragam (Tabel 4.5), aplikasi 100% dosis pupuk

anorganik (perlakuan H) memberi peningkatan kadar N tanaman sangat

nyata dari kontrol (0,66%) dan sedikit meningkat pada perlakuan I (dosis


commit to user

57

perlakuan H + batuan fosfat) dengan peningkatan 10,6% dari perlakuan H.

Namun demikian kadar N tanaman terbaik dari keseluruhan perlakuan

imbangan pemupukan anorganik, organik, dan mikrobiota (H-Q), adalah

pada perlakuan aplikasi 100% dosis pupuk organik, 50% dosis kompos, dan

batuan fosfat (perlakuan L) dengan peningkatan kadar N tanaman 8,2% dari

perlakuan I (100% dosis pupuk anorganik + batuan fosfat).

Pada kelompok perlakuan imbangan pupuk anorganik, organik, dan

mikrobiota (M-Q), menunjukkan bahwa perlakuan penambahan mikoriza

pada 100% dosis pupuk anorganik (perlakuan M) tidak menunjukkan

perbedaan yang nyata dengan perlakuan H. Sementara aplikasi BPN

maupun kombinasi BPN dan BPF pada imbangan dosis 50% pupuk

anorganik, 50% kompos, batuan fosfat, dan mikoriza (perlakuan O dan Q)

berbeda tidak nyata satu sama lain. Jika dilihat dari rerata nilainya, kadar N

perlakuan O dan Q beda tidak nyata dengan perlakuan I (100% dosis pupuk

anorganik + batuan fosfat), artinya aplikasi BPN maupun kombinasi BPN,

BPF pada imbangan pemupukan dosis 50% pupuk anorganik, 50% kompos,

batuan fosfat, dan mikoriza secara efektif mampu menjadi alternatif

pemupukan dalam upaya pengurangan dosis pupuk anorganik.

Salah satu indikator pertumbuhan tanaman juga dapat dilihat dari

pengukuran berat kering tanaman (Sitompul dan Guritno, 1995). Aplikasi

mikrobiota bermanfaat tanpa penambahan pupuk anorganik maupun

organik menunjukkan peningkatan berat kering tanaman yang tidak beda

nyata terhadap kontrol. Peningkatan yang nyata baru nampak pada

perlakuan imbangan pupuk (H-Q). Dengan kadar N tanaman yang tidak

beda nyata, ternyata berat kering tanaman pada kelompok aplikasi 50 %

dosis pupuk anorganik, 50% dosis kompos, batuan fosfat, dan mikrobiota

(perlakuan N-Q) memberikan peningkatan yang beda nyata dibanding berat

kering tanaman pada kelompok aplikasi 100% dosis pupuk anorganik (H

dan I) dengan peningkatan 22,6%-57,3%. Berat kering tanaman terbaik

pada perlakuan tersebut adalah perlakuan Q (50 % dosis pupuk anorganik +


commit to user

58

50% dosis kompos + batuan fosfat + mikoriza + BPN + BPF) dengan

peningkatan 55,3% dari perlakuan H.

Pemberian kompos jerami 900 g pot-1 berpengaruh terhadap

peningkatan berat kering tanaman yang nyata ke seluruh perlakuan (22,89

g). Terbukti dari uji korelasinya, kandungan C organik positif

meningkatkan berat kering tanaman (r=0,778). Pupuk organik menyediakan

nutrisi tanaman yang lebih komplek seperti hara makro dan mikro yang

lebih seimbang, dalam jumlah yang lebih banyak maka diasumsikan

ketersediaan hara tanaman juga semakin tinggi, tanaman melangsungkan

metabolisme dengan lebih baik yang tercermin dari proses pertumbuhan

dan perkembangannya (Gambar 4.9, perlakuan L).

Berat kering tanaman yang tinggi menyebabkan serapan N terbaik

juga terdapat pada perlakuan L (50% dosis pupuk anorganik + 50% dosis

kompos + Batuan fosfat), karena serapan nutrisi tanaman berbanding lurus

terhadap berat keringnya. Hal ini selaras dengan hasil penelitian Iqbal

(2008) yang menyatakan bahwa ketersediaan dan serapan nitrogen tanaman

padi sawah yang diberi kompos jerami (5 ton ha-1) lebih tinggi daripada

kontrol (tanpa pupuk organik), meskipun hanya dipupuk N anorganik

sebesar 50% dan 75% dari takaran anjuran (300 kg ha-1). Ini

memperlihatkan kompos jerami mampu menggantikan peran pupuk N

anorganik.



Gambar 4.10. Grafik Serapan N Tanaman Padi

0.00

0.05

0.10

0.15


0.00

1 a

0.02

0 ab

0.04

7 bc

0.01

0 a 0.04

9 bc

0.01

7 ab

0.00

7 a

0.07

1 cd

e

0.07

7 cd

ef

0.13

1 gh

0.11

2 fg

h

0.13

4 h

0.06

2 cd

0.09

5 de

fg

0.10

0 de

fgh

0.07

9 cd

ef

0.10

3 ef

gh

sera

pan

N (g

r)

Perlakuan

Serapan N


commit to user

59

Pada dasarnya N yang diserap tanaman berasal dari tanah dan

sumber lainnya (Notohadiprawiro, 2006). Ketersediaan N dalam tanah akan

mempengaruhi serapan N dan kandungan N jaringan tanaman. Status N

tanah yang tinggi belum tentu membuat serapan N tanaman juga tinggi.

Seperti nampak pada Gambar 4.10 yang menunjukkan bahwa serapan N

tanaman padi bervariasi antar perlakuan. Terserapnya nutrisi dari dalam

tanah tergantung pada kecukupan air sebagai pelarut. Kelarutan nutrisi yang

baik akan memudahkan akar dalam menyerap nutrisi yang dibutuhkan

seperti halnya N. Sementara SRI menggunakan sistem pengairan yang tidak

tergenang, artinya distribusi air pada tanah harus benar-benar terkontrol

agar tanah tetap pada kondisi lembab. Kekeringan yang terjadi dapat

mengakibatkan terganggunya sistem perakaran dalam penyerapan nutrisi.

Sifat N yang sangat mobil dan mudah hilang juga dapat

mempengaruhi serapan N tanaman. Gambar 4.10 menunjukkan bahwa

perlakuan N, O, P, Q memberikan pengaruh yang lebih baik meningkatkan

serapan N tanaman dibandingkan perlakuan pupuk anorganik saja (H dan

I). Pemberian pupuk N pada pupuk anorganik dimungkinkan lebih mudah

hilang melalui proses penguapan. Tidak adanya penambahan sumber nutrisi

lain seperti pupuk organik dan mikrobiota mengakibatkan hilangnya N

tidak tersubstitusi, sehingga diduga N tersedia dalam tanah lebih rendah

dan mempengaruhi serapan N tanaman. Serapan nutrisi yang kurang baik

akan mempengaruhi berat kering tanaman. Terlihat pada Tabel 4.6 bahwa

berat kering tanaman perlakuan N-Q lebih baik dari perlakuan H dan I.

Sementara itu, dalam kelompok perlakuan imbangan pupuk

anorganik, organik, dan mikrobiota (M-Q), diduga mikoriza, BPN, dan BPF

pada perlakuan Q (50% dosis pupuk anorganik + 50% dosis kompos +

Batuan fosfat + Mikoriza + BPN + BPF) dapat berasosiasi dengan baik

karena sumber nutrisi dari penambahan kompos yang cukup untuk

kehidupan mereka, sehingga dari fungsi ketiganya mampu meningkatkan

serapan N tanaman padi lebih baik, selaras dengan pernyataan Belimov et

al. (1995) cit. Afzal and Asghari (2008) bahwa inokulasi BPN dan BPF


commit to user

60

lebih efektif dalam meningkatkan keseimbangan nutrisi tanaman dibanding

perlakuan secara tunggal, sehingga kombinasi perlakuan Q bisa dijadikan

alternatif pemupukan yang lebih efisien.

2. Pengaruh Perlakuan Pemupukan terhadap Pertumbuhan Tanaman Padi

Pembentukan anakan, tinggi tanaman, lebar daun, dan jumlah gabah

dipengaruhi ketersediaan N (Ismunadji dan Dijkshoorn, 1971 cit.

Abdulrachman et al., 2009). Pada penelitian ini, parameter pertumbuhan

tanaman padi yang diamati meliputi tinggi tanaman, jumlah anakan padi,

dan panjang akar padi. Tabel 4.7 menunjukkan bahwa secara keseluruhan,

perlakuan pemupukan memberi peningkatan yang sangat nyata terhadap

tinggi tanaman, jumlah anakan padi, dan panjang akar tanaman padi.

Dalam arti sempit pertumbuhan berarti pembelahan sel (peningkatan

jumlah) dan pembesaran sel (peningkatan ukuran). Kedua proses ini

memerlukan sintesis protein dan merupakan proses yang tidak dapat balik.

Pertumbuhan juga dapat diartikan sebagai peningkatan bahan kering. N

merupakan bahan penting penyusun asam amino, amida, nukleotida,

nukleoprotein, esensial untuk pembelahan sel, dan pembesaran sel.

Transformasi fraksi N dalam suatu tanaman disajikan pada gambar 4.11.

Defisiensi N dapat mengganggu proses pertumbuhan, menyebabkan

tanaman kerdil, menguning, dan berkurang hasil panen berat keringnya

(Gardner et al, 2008). Fase vegetatif aktif dimulai dari penanaman bibit

sampai jumlah anakan maksimum, selama fase ini jumlah anakan, tinggi

tanaman, dan berat jerami terus meningkat. Protein yang terbentuk

merupakan komponen yang penting di dalam sel yang aktif tumbuh.

.

Fraksi anorganik Fraksi organik molekuler rendah

Fraksi organik molekuler tinggi

Gambar 4.11.Transformasi fraksi N dalam suatu tanaman (Gardner, 1991)

NO3-

NH4+

N2

Asam amino Amida Amina

Protein Asam nukleat


commit to user

61

Tinggi tanaman dan jumlah anakan merupakan indikator yang

digunakan untuk menunjukkan respon tanaman padi terhadap ketersediaan

N dimana fungsi N menurut Iqbal (2008) adalah meningkatkan tinggi

tanaman dan jumlah anakan. Berdasarkan Tabel 4.8, perlakuan O (50%

dosis pupuk anorganik + 50% dosis kompos + Batuan fosfat + Mikoriza +

BPN) memberikan pengaruh terbaik dan beda nyata terhadap tinggi

tanaman berturut-turut pada 8 mst dan 12 mst, sementara perlakuan L

menunjukkan peningkatan tinggi tanaman yang beda nyata pada 4 mst.

Mengingat salah satu fungsi N adalah meningkatkan tinggi tanaman, hal ini

menjadi sangat menarik karena dari hasil N total tanah, N jaringan

tanaman, dan serapan N tanaman terbaik pada perlakuan L (50% dosis

pupuk anorganik + 100% dosis kompos + Batuan fosfat), tetapi

kecenderungan tinggi tanaman terbaik pada 2 bulan pengamatan terakhir

justru pada perlakuan O. Hal ini menandakan bahwa perlakuan aplikasi

mikrobiota pada kombinasi 50% dosis pupuk anorganik dan 50% dosis

pupuk organik mampu mengimbangi perlakuan aplikasi 100% dosis pupuk

organik pada peningkatan tinggi tanaman.

Tabel 4.7. Hasil Analisis Parameter Pertumbuhan Tanaman Padi Sumber Keragaman Tinggi Padi Jumlah Anakan Panjang Akar

Perlakuan ** ** ** A vs BCDEFGHIJKLMNOPQ ** ** ** BCDEFG vs HIJKLMNOPQ ** ** ** BCD vs EFG ns ns ns B vs CD ns ns * C vs D ns ns ns E vs FG ns ns ns F vs G ns ns ns HI vs JKLMNOPQ ** ** ns H vs I ns ns ns JKL vs MNOPQ ns ** ns J vs KL ns ** ns K vs L ns * ** MNOP vs Q ns ns ns MN vs OP ns ns ns M vs N ns ns ns O vs P * ns ns

Sumber: Hasil Analisis Kontras Ortogonal (2011) Ket : ** = berbeda sangat nyata; * = berbeda nyata; ns = berbeda tidak nyata


commit to user

62

Tabel 4.8. Tinggi Tanaman Padi Umur 4, 8, dan 12 MST

Perlakuan Tinggi Tanaman (cm)

4 MST 8 MST 12 MST A 40,9 a 65,5 a 69,9 ab B 39,1 a 65,5 a 76,3 b C 40,0 a 60,4 a 68,7 ab D 39,9 a 60,8 a 70,7 ab E 42,8 ab 64,6 a 73,2 b F 38,7 a 56,0 a 67,0 ab G 41,5 a 56,8 a 61,5 a H 52,9 cd 84,9 bc 88,1 c I 53,3 cd 82,1 b 89,4 cd J 63,7 e 91,0 bcd 96,1 cde K 59,3 cde 91,2 bcd 97,9 cde L 64,6 e 93,4 cd 100,7 de M 51,7 c 91,8 bcd 93,1 cde N 61,7 de 90,6 bcd 98,0 cde O 61,7 de 100,3 d 101,9 e P 50,2 bc 86,6 bc 87,1 c Q 53,6 cd 93,9 cd 100,3 de

Keterangan: Angka-angka yang diikuti huruf yang sama menunjukkan berbeda tidak nyata pada uji DMR taraf 5%

MST= Minggu Setelah Tanam

Diduga peningkatan tinggi tanaman juga dipengaruhi faktor lain

seperti pengaruh aplikasi BPN dalam fungsinya sebagai PGPR. Terlihat

pada hasil uji korelasi yang menunjukkan bahwa jumlah Azospirillum,

Azotobacter, dan Rhizobium mempunyai korelasi positif meningkatkan

tinggi tanaman dengan nilai keeratan berturut-turut (r=0,604); (r=0,401);

dan (r=0,389) (Lampiran 5). Kemampuan bakteri mensintesis hormon

pertumbuhan seperti auksin nampaknya mampu merangsang titik tumbuh

tanaman untuk tumbuh lebih optimal yang pada akhirnya meningkatkan

tinggi tanaman padi. Nayak et al., 1986; Gunarti, 1994 cit. Lestari et al.,

2007) melaporkan bahwa inokulasi Azospirillum meningkatkan tinggi dan

jumlah anakan padi dan mendorong pertumbuhan awal tanaman padi,

demikian halnya dengan fungsi Rhizobium (Husssain et al., 2009; Mia and

Shamsuddin, 2010).

Berdasarkan Gambar 4.3, dari komposisi BPN, jumlah Azotobacter

lebih dominan dibandingkan dengan Azospirillum dan Rhizobium, sehingga

keberadaan Azotobacter diduga memberi pengaruh yang lebih dari bakteri


commit to user

63

lainnya. Inokulan Azotobacter diperbanyak di dalam kultur cair bebas N

yang diaplikasikan dengan cara menyiramkan ke daerah perakaran

tanaman. Inokulan cair ini memiliki kelebihan yaitu selama inkubasi untuk

memperbanyak sel bakteri, kondisi media yang bebas nitrogen mendorong

ekskresi N tersedia hasil fiksasi oleh bakteri ke dalam media dan

menginduksi pembentukan fitohormon oleh bakteri. N tersedia dan

fitohormon ini, di samping sel bakteri, merupakan komponen penting untuk

mempertahankan fungsi tanah sebagai media pertumbuhan tanaman

(Hindersah dan Simamarta, 2004).

Kemampuan Azotobacter dalam memproduksi hormon sitokinin dan

giberelin sangat menguntungkan mengingat kedua fitohormon tersebut

berperan dalam perkembangan dan pembelahan sel (Taiz & Zeiger 1991cit.

Hindersah dan Simamarta, 2004). Peranan ganda Azotobacter selain

membantu menambat N2 dari udara dan menghasilkan auksin sehingga

dapat merangsang perkembangan akar tanaman padi dan mampu

meningkatkan serapan N padi yang pada akhirnya berpengaruh pada

peningkatan tinggi tanaman. Gambar 4.10 menunjukkan bahwa serapan N

pada perlakuan O tidak terlalu beda nyata dengan perlakuan Q yang

memberikan nilai tertinggi pada kelompok perlakuan penambahan

kombinasi mikrobiota. Hal ini selaras dengan hasil penelitian Iswandi

(2000) cit. Razie dan Iswandi (2005) yang menyatakan bahwa bakteri

penambat N2 atmosfer (seperti Azotobacter spp.) di lingkungan perakaran

tanaman padi varietas IR 64 di daerah pasang surut dilaporkan dapat

meningkatkan serapan hara nitrogen sampai 188%.

Sementara hasil yang linier ditunjukkan pada variabel jumlah anakan

dimana hasil terbaik terdapat pada perlakuan L (50% dosis pupuk

anorganik + 100% dosis kompos + Batuan fosfat) dengan memberikan

peningkatan yang beda nyata terhadap perlakuan yang lain (Gambar 4.12).

Ketersediaan hara N dalam tanah dan serapan N tanaman lebih berpengaruh

meningkatkan jumlah anakan padi dengan hasil korelasi positif (r=0,737)

dan (r=0,808) (Lampiran 5).


commit to user

64



Gambar 4.12. Grafik Jumlah Anakan Tanaman Padi

Sesuai dengan serapan N tanaman, pada perlakuan kombinasi

mikrobiota (N,O,P,Q), perlakuan Q (50% dosis pupuk anorganik + 50%

dosis kompos + Batuan fosfat + Mikoriza + BPN + BPF) memberikan

peningkatan yang beda nyata terhadap jumlah anakan padi dibandingkan

dengan perlakuan 100% dosis pupuk anorganik (H dan I), seperti nampak

pada Gambar 4.12, perlakuan Q mampu meningkatkan jumlah anakan 40%

dari perlakuan H dan I, sehingga kombinasi pupuk pada perlakuan Q dapat

dijadikan alternatif pemupukan yang lebih efektif dan ramah lingkungan,

terutama dalam upaya pengurangan dosis pupuk anorganik.

Dilihat secara umum, nampaknya defisiensi N pada jaringan tanaman

mempengaruhi rendahnya jumlah anakan padi secara keseluruhan, karena

menurut Simarmata dan Yuwariah (2007), intensifikasi padi aerob

terkendali berbasis organik pada SRI mampu menghasilkan jumlah anakan

produktif sekitar 60–80 anakan. Oleh sebab itu perlu diupayakan lagi dosis

dan kombinasi pupuk yang tepat dan seimbang untuk meningkatkan jumlah

anakan padi.

Pertumbuhan tanaman tidak hanya terjadi pada bagian atas (tajuk)

tanaman, tetapi juga terjadi pada bagian bawah (akar) tanaman. Akar

menentukan kemampuan tanaman untuk menyerap nutrisi dan air. Panjang

akar merupakan salah satu indikator pengamatan pertumbuhan akar

tanaman dalam kaitannya dengan keefektivan penyerapan unsur hara.

0

10

20

A B C D E F G H I J K L M N O P Q4a

4a

3a

3a

4a

4a

3a

10b

10bc

13bc

d

16d 19

e

12bc

13bc

d

12bc

12bc

14cd

Jum

lah

anak

an

Perlakuan

Jumlah Anakan Padi


commit to user

65

Tabel 4.9. Panjang Akar Padi Umur 4, 8, dan 12 MST

Perlakuan Panjang Akar (cm)

4 MST 8 MST 12 MST A 16,03 20,35 ab 31,33 a B 12,20 22,65 ab 33,10 ab C 18,27 26,60 ab 44,93 cde D 11,50 22,30 ab 43,10 bcd E 12,70 26,60 ab 45,50 cde F 11,13 20,30 ab 41,13 abcd G 10,67 19,55 ab 37,10 abc H 33,20 40,80 bc 48,40 cdef I 36,20 39,25 bc 42,30 abcd J 31,27 37,30 abc 43,33 bcde K 9,27 15,85 a 40,97 abcd L 35,43 41,80 bc 58,17 f M 19,17 21,95 ab 48,07 cdef N 35,20 39,80 bc 44,40 bcde O 30,07 40,40 bc 50,73 def P 33,17 35,60 abc 48,03 cdef Q 41,03 49,10 c 55,07 ef

Keterangan: Angka-angka yang diikuti huruf yang sama menunjukkan berbeda tidak nyata pada uji DMR taraf 5%, MST= Minggu Setelah Tanam

Berdasarkan Tabel 4.9, panjang akar padi umur 4 dan 8 MST terbaik

pada perlakuan Q (50% dosis pupuk anorganik + 50% dosis kompos +

Batuan fosfat + Mikoriza + BPN + BPF) namun pada 12 MST, perlakuan

kompos jerami 900 g pot-1 dengan setengah dosis pupuk anorganik (L)

berpengaruh beda nyata meningkatkan panjang akar padi. Diduga pada

umur tanaman 4 mst dan 8 mst, kombinasi mikrobiota (BPN, BPF,

mikoriza) yang diaplikasikan pada perlakuan Q mampu bertahan hidup dan

berasosiasi positif antar mikrobiota dalam menjalankan fungsinya baik

dalam fiksasi N dan sebagai penghasil hormon tumbuh yang merangsang

pertumbuhan akar. Kenampakan visual akar padi ditunjukkan Gambar 4.13.

Gambar 4.13. Panjang akar padi umur 8 MST; A (kontrol), H (100% dosis pupuk

anorganik), L (50% pupuk anorganik + 100% pupuk organik), Q (50% pupuk anorganik + 50% pupuk organik + mikrobiota)

A

H L

Q


commit to user

66

Respon pengatur pertumbuhan pada tanaman tidak selalu berupa

pertumbuhan secara fisik, namun juga perbaikan dalam proses fisiologi

tanaman. Pada akar, misalnya, adanya PGPR meningkatkan kemampuan

akar dalam memfiksasi nitrogen, menyerap fosfor dalam kondisi

ketersediaan terbatas, dan sebagainya. PGPR yang dapat memperbaiki

proses fisiologi tanaman melalui akar biasanya bersifat eksogen atau

berasal dari luar tanaman. PGPR ini berasal dari dalam tanah, khususnya

dari interaksi akar tanaman dengan organisme yang ada dalam tanah.

Azospirillum dapat memperbaiki produktivitas tanaman melalui penyediaan

N2 atau melalui stimulasi hormon, kemampuan Azospirillum dalam

memodifikasi perkembangan akar dan proses pertumbuhan tanaman inang

(Tien et al., 1979 cit. Lestari et al., 2007; Kanimozhi and Panneerselvam,

2010). Aktivitas yang signifikan dari bakteri ini adalah produksi auksin,

merupakan tipe fitohormon yang berpengaruh pada morfologi akar dan

dengan demikian, memperbaiki pengambilan unsur hara dalam tanah. Ini

mungkin bisa lebih penting daripada aktivitas pengikatan nitrogen

(Dobbelaere et al., 1999 cit. Dewi, 2007; Wijebandara et al., 2009).

Azotobacter diketahui mampu mensintesis substansi yang secara

biologis aktif dapat meningkatkan perkecambahan biji, tegakan dan

pertumbuhan tanaman seperti vitamin B, asam indol asetat, giberelin, dan

sitokinin (Berkum and Bohlool, 1980 cit. Wedhastri, 2002). Senyawa-

senyawa ini juga diketahui dapat merangsang proses-proses enzimatik pada

akar dan mempercepat sintesis senyawa-senyawa yang mengandung

nitrogen organik (Rao, 1982). Efek Azotobacter dalam meningkatkan

biomassa akar disebabkan oleh penghasilan auksin di daerah perakaran

(Razie dan Iswandi, 2005). Sedangkan Rhizobium dilaporkan juga memiliki

kemampuan memproduksi auksin (Mia and Shamsuddin, 2010) dan etilen

(Biswas et al., 2000 cit. Husssain et al., 2009) yang mampu mengubah

fisiologi dan morfologi akar tanaman meningkatkan serapan air dan hara

dari tanah.


commit to user

67

Mikoriza mempunyai peranan yang cukup besar dalam

meningkatkan produktivitas tanaman di lahan marginal maupun dalam

menjaga keseimbangan lingkungan (Aher, 2004 cit. Novriani dan Madjid,

2009). Cendawan mikoriza dapat menghasilkan hormon seperti auksin,

sitokinin dan giberelin yang berfungsi sebagai perangsang pertumbuhan

tanaman (Novriani dan Madjid, 2009), dan zat pengatur tumbuh seperti

vitamin. Sementara BPF dapat memacu pertumbuhan tanaman karena

menghasilkan zat pengatur tumbuh, serta menahan penetrasi patogen akar

karena sifat mikroba yang cepat mengkolonisasi akar dan menghasilkan

senyawa antibiotik (Elfiati, 2005; Latake et al., 2009).

Hal yang perlu diperhatikan dari fungsi mikrobiota sebagai PGPR

adalah bagaimana sinergisme masing-masing mikrobiota yang digunakan

dalam menjalankan perannya. Hasil uji korelasi menunjukkan hubungan

antara keberadaan Azospirillum, Azotobacter, Rhizobium, dan spora

mikoriza berkorelasi positif saling meningkatkan satu sama lain (Lampiran

5) sehingga dapat digunakan secara bersama-sama. Sementara BPF

menurut Kundu dan Gaur (1980) cit. Elfiati (2005) dapat menstimulasi

pertumbuhan BPN, tetapi BPN tidak mempengaruhi pertumbuhan BPF.

Mikoriza juga diketahui berinteraksi sinergis dengan bakteri pelarut fosfat

atau bakteri pengikat N (Anas, 1997). Berdasarkan hubungan tersebut maka

diasumsikan fungsi mikrobiota mempengaruhi pertumbuhan akar lebih

optimal, mengakibatkan jangkauan akar lebih luas, serapan hara lebih baik

(Douds and Johnson, 2007; Chairuman, 2008) yang kemudian mendukung

pertumbuhan tanaman pada fase vegetatif seperti tampak pada gambar 4.10,

yang menunjukkan perlakuan Q memberikan serapan N terbaik diantara

perlakuan yang lain kecuali dibandingkan perlakuan kombinasi pupuk

anorganik-organik (J, K, L).

Seiring berjalannya waktu dan bertambahnya umur tanaman, hara

dalam tanah akan semakin menurun akibat penyerapan oleh tanaman dan

biota dalam tanah ataupun hilang akibat pelindian. Pada perlakuan L

dengan kandungan C organik yang lebih tinggi maka sumber energi yang


commit to user

68

disediakan juga lebih tinggi dan merupakan jaminan ketersediaan

keseimbangan hara yang lebih lama. Oleh sebab itu pada umur tanaman 12

mst akar masih bisa tumbuh dengan lebih baik.

3. Pengaruh Perlakuan terhadap Hasil Tanaman Padi

Hasil analisis ragam menunjukkan bahwa perlakuan pemupukan

berpengaruh sangat nyata meningkatkan berat 1000 biji, jumlah malai,

jumlah gabah per tanaman, dan produksi padi (Tabel 4.10). Produksi padi

ditentukan oleh berat biji padi, jumlah malai, dan jumlah gabah per malai

(Harahap, 2008; Sitompul dan Guritno, 1995). Berat biji padi merupakan

gambaran kualitas biji padi. Jumlah malai merupakan jumlah anakan

produktif yaitu anakan padi yang menghasilkan gabah. Penghitungan

jumlah gabah dalam penelitian ini langsung dihitung jumlah gabah per

tanaman.

Tabel 4.10. Hasil Analisis Parameter Hasil Tanaman Padi Sumber Keragaman 1000 biji Jumlah Malai Jumlah Gabah Produksi

Perlakuan ** ** ** ** A vs BCDEFGHIJKLMNOPQ ** ** ** ** BCDEFG vs HIJKLMNOPQ ** ** ** ** BCD vs EFG ** ns ns ns B vs CD ns ns ns ns C vs D ns ns ns ns E vs FG ** ns ns * F vs G ns ns ns ns HI vs JKLMNOPQ ns * ns ns H vs I ns ns ns ns JKL vs MNOPQ * ** ns ns J vs KL ns ns ** ** K vs L ns * ** ** MNOP vs Q ns ns ** ** MN vs OP ** * ns ns M vs N ns ns ns ns O vs P ns ns ns ns

Sumber: Hasil Analisis Kontras Ortogonal (2011) Ket : ** = berbeda sangat nyata; * = berbeda nyata; ns = berbeda tidak nyata

Perlakuan memberi pengaruh meningkatkan berat biji yang

berbeda nyata dibandingkan kontrol namun secara umum tidak beda nyata

antar perlakuan. Rendahnya berat biji dikarenakan pada beberapa perlakuan

banyaknya gabah hampa, hal ini diduga karena pengeringan tanah yang


commit to user

69

terlalu awal yang dimungkinkan mengganggu proses pembentukan biji padi

(Tabel 4.11).

Tabel 4.11. Parameter Hasil Tanaman Padi

Perlakuan Berat 1000

biji (g) Jumlah Malai

Jumlah Gabah per Tanaman (biji)

Produksi (ton ha-1)

A 9.00 a 1 a 61 a 0,11 a B 20.33 c 2 a 127 a 0,52 ab C 20.00 c 2 a 141 a 0,58 ab D 20.00 c 2 a 106 a 0,42 ab E 22.00 c 3 ab 172 a 0,75 b F 10.00 ab 2 a 121 a 0,24 ab G 12.00 b 2 a 117 a 0,28 ab H 22.00 c 6 cd 568 c 2,50 bc I 21.67 c 7 cde 601 c 2,60 cd J 22.33 c 9 ef 436 b 1,95 cd K 22.00 c 8 def 512 bc 2,26 cd L 21.33 c 11 f 836 e 3,57 f M 22.00 c 7 cde 557 bc 2,46 cd N 21.67 c 9 def 518 bc 2,25 cd O 20.33 c 7 cde 547 bc 2,22 cd P 20.00 c 5 bc 508 bc 2,03 cd Q 21.67 c 9 def 717 d 3,12 ef

Keterangan: Angka-angka yang diikuti huruf yang sama menunjukkan berbeda tidak nyata pada uji DMR taraf 5%

Berdasar analisis ragam, perlakuan aplikasi mikrobiota secara

tunggal (B, C, D) dan perlakuan kombinasi mikoriza dan BPN efektif

meningkatkan berat 1000 biji padi dengan peningkatan 144% dari kontrol,

dimana peningkatannya berbeda tidak nyata dengan perlakuan aplikasi

100% dosis pupuk anorganik (H dan I), perlakuan 100% dan 50 dosis

pupuk organik (J-L), serta perlakuan imbangan 50% dosis pupuk

anorganik, 50% dosis kompos, dan mikrobiota (M-Q). Sementara pada

variabel jumlah malai, perlakuan mikrobiota tanpa penambahan pupuk

yang lain tidak menunjukkan peningkatan yang beda nyata dibanding

kontrol kecuali perlakuan kombinasi mikoriza dan BPN (perlakuan E)

mampu memberi peningkatan jumlah malai 200% dari kontrol.

Jumlah malai terbaik terlihat pada perlakuan 100% dosis pupuk

organik + 50% dosis pupuk anorganik + batuan fosfat (perlakuan L) yaitu

mencapai 11 malai. Peran mikrobiota pada perlakuan imbangan 50% dosis

pupuk anorganik, 50% dosis kompos, dan mikrobiota (M-Q) mampu


commit to user

70

mangimbangi jumlah malai yang dihasilkan padi pada perlakuan aplikasi

100% dosis pupuk anorganik (H dan I), perlakuan 100% dosis pupuk

anorganik + 50% dosis pupuk organik (J) dan perlakuan aplikasi dosis L

tanpa batuan fosfat (perlakuan K), sehingga secara efektif dapat dijadikan

alternatif pemupukan.

Demikian halnya dengan jumlah gabah per tanaman, perlakuan

mikrobiota tanpa penambahan pupuk yang lain tidak menunjukkan

peningkatan yang beda nyata dibanding kontrol. Sementara perlakuan

aplikasi 100% dosis pupuk anorganik (H dan I) meningkatkan secara nyata

jumlah gabah pertanaman 831% dan 885% dari kontrol (61 biji). Jumlah

gabah terbaik pada perlakuan L yaitu 836 biji per tanaman, sementara

jumlah gabah terbaik kedua adalah pada perlakuan Q yaitu 717 biji, ini

membuktikan bahwa sinergisme mikrobiota memiliki peran dalam

peningkatan jumlah gabah per tanaman padi.

Asparagin Arginin

Histidin Triptofan asam nukleat

NO3 → NO2 → NH3 → Glutamin Oksoglutarat α-asam amino

Glutamat Glutamat α-asam okso α-as amino Oksoglutarat α-as okso Glutamat Prolin Arginin δ amino levulinat klorofil

Gambar 4.14. Metabolisme Nitrogen dalam Sel Tumbuhan (Rahmawat, 1999 cit. Pinilih, 2006).

Nitrogen dikenal sebagai nutrisi utama produksi padi. Ini adalah

salah satu yang paling penting dan nutrisi esensial yang secara langsung

mempengaruhi pertumbuhan, pengembangan, hasil, dan kualitas beras (De

Datta, 1981 cit. Iqbal, 2008; Kumar, 2006). Peran N berhubungan dengan

proses fotosintesis sehingga secara langsung atau tidak, N sangat penting

dalam proses metabolisme dan respirasi (Yoshida, 1981 cit. Abdulrachman

et al., 2009). Telah dijelaskan pada poin B.2, bahwa fungsi N sebagai

Jalur Glutamat sintase

Jalur Glutamat dehidrogenase


commit to user

71

bahan dasar protein sangat esensial untuk pembelahan sel dan pembesaran

sel. Serapan N yang optimal dapat diasumsikan pembentukan protein juga

tinggi sehingga proses pertumbuhan dan perkembangan berjalan baik yang

diaktualisasikan dengan peningkatan berat kering tanaman sebagai

gambaran aktifitas fotosintesis. Kaitannya dengan fotosintesis, maka pada

gambar 4.14 dijelaskan pula peran N dalam pembentukan klorofil.

N diserap akar dalam bentuk NH4+ dan NO3

-. Amonium (NH4+)

berasal dari hidrolisis pupuk N atau mineralisasi bahan organik, sedangkan

nitrat (NO3-) berasal dari proses nitrifikasi yang dilakukan oleh bakteri

pengoksidasi NH4+ dan selanjutnya oleh bakteri pengoksidasi nitrit (NO2

-).

Reduksi N dalam bentuk nitrat menjadi amonia di dalam sel tumbuhan

terjadi karena reduksi berturut-turut dari nitrat menjadi nitrit dengan

katalisator enzim nitrat reduktase dan nitrit menjadi amonia dengan

katalisator enzim nitrit reduktase. Amonia dengan adanya proton akan

berubah menjadi amonium. Amonium akan masuk jalur glutamat sintase

dan glutamat 2 oksoglutarat aminotransferase yaitu yang berikatan dengan

glutamat. Glutamat oleh enzim glutamin sintetase akan berubah menjadi

glutamin. Glutamin merupakan prekusor dari beberapa asam amino seperti

triptofan, histidin, alanin, asparagin, arginin. Glutamin kemudian

bergabung dengan asam α-ketoglutarat dengan bantuan enzim glutamat

sintetase menjadi 2 mol glutamat. Glutamat akan menghasilkan prolin,

arginin, dan asam δ aminolevulinat. Asam δ aminolevulinat akan

membentuk klorofil (Lea, 1993 cit. Pinilih, 2006; Gardner et al., 2008).

Setiap proses pertumbuhan memerlukan energi. Tanaman mendapatkan

energinya dari matahari melalui proses fotosintesis, yang merupakan proses

penyerapan cahaya oleh pigmen hijau (klorofil) dalam daun.

Asimilasi N menjadi molekul organik tergantung dari reduksi NO3-

oleh enzim nitrat reduktase di dalam jaringan tanaman. Reduksi nitrat yang

harus terjadi sebelum diproduksi asam amino dan senyawa kimia

kombinasi N lainnya, memerlukan elektron. Donor utama elektron ini

adalah nikotinamida adenin dinukleotida (NADH) atau nikotinamida


commit to user

72

adenin dinukleotida fosfat (NADPH) yang merupakan hasil fotosintesis.

Cahaya terik dan laju fotosintesis yang tinggi merupakan kondisi yang

kondusif untuk aktifitas enzim nitrat reduktase (Minnati dan Jackson, 1970

cit. Gardner et al, 2008). Dalam hal ini, pengaturan jarak tanam tentunya

berpengaruh. SRI dengan jarak tanam 35x35 cm dan perkembangan padi

dari 1 bibit cukup memberikan ruang untuk cahaya matahari diserap daun

secara optimal (Uphoff, 2006). Fotosintesis lancar dapat dilihat dari berat

kering yang meningkat. Dalam komponen hasil, meningkatkan berat kering

hasil tanaman ditentukan oleh jumlah malai dan jumlah gabah yang lebih

banyak. Jumlah malai dan jumlah gabah yang lebih banyak akan

mengakibatkan produksi padi yang lebih baik.

Berdasarkan Tabel 4.11, produksi padi tertinggi terdapat pada

perlakuan L (50% dosis pupuk anorganik + 50% dosis kompos + Batuan

fosfat) dengan jumlah malai dan jumlah gabah yang beda nyata terhadap

perlakuan lainnya. Salah satu komponen penting dalam penerapan SRI

adalah menggunakan pupuk dari bahan organik (Uphoff, 2007).

Ketersediaan N pada tanah dan bahan organik yang tinggi memberikan

ketersediaan hara yang lebih seimbang mengakibatkan serapan hara

tanaman juga baik. Serapan hara yang baik mendukung pembentukan malai

yang lebih banyak dan jumlah gabah yang banyak pula sehingga produksi

juga meningkat. Berdasarkan uji korelasi serapan N berkorelasi positif

meningkatkan jumlah malai (r=0,836), jumlah gabah (r=0,796), berat 1000

biji (r=0,507), yang dari ketiganya mendukung peningkatan produksi

tanaman (r=0,773) (Lampiran 5). Namun untuk mendapatkan hasil dan

pertumbuhan yang optimal tanaman butuh keseimbangan hara dan

lingkungan tumbuh yang sesuai. Peningkatan status nutrisi N hanya salah

satu upaya untuk memperbaiki kondisi keharaan tanah dimana fungsi N

yang sangat esensial dan dibutuhkan dalam jumlah besar, sehingga perlu

dipertimbangkan kondisi keharaan unsur yang lain.

Pemakaian pupuk organik yang teratur pada akhirnya menaikkan

tingkat hasil tanaman, namun bukan berarti bahwa pupuk anorganik tidak


commit to user

73

diperlukan lagi karena banyaknya pupuk organik yang tersedia sebetulnya

masih belum cukup untuk mendapatkan hasil yang maksimum karena

sifatnya yang slow release dalam penyediaan hara. Yang menjadi persoalan

adalah bukan mengenai apakah pupuk anorganik atau pupuk organik yang

harus dipakai, tetapi dalam kombinasi yang bagaimana kedua pupuk

tersebut harus dipakai dengan sebaik-baiknya (Rinsema, 1983).

Berdasarkan Tabel 4.11, kombinasi pemupukan pada perlakuan Q ternyata

mampu memberikan produksi padi terbaik kedua setelah perlakuan L. Ini

menunjukkan bahwa imbangan dosis pupuk anorganik dan organik yang

tepat ditambah pengoptimalan fungsi mikrobiota bermanfaat sebagai

penambat N dan PGPR mampu memberikan pengaruh yang baik dalam

meningkatkan produksi padi sehingga dapat digunakan sebagai komposisi

dosis pemupukan alternatif yang lebih ramah lingkungan.

Diketahui produksi padi masih jauh dari yang diharapkan seperti

deskripsi tanaman padi IR 64 menurut Balai Besar Penelitian Tanaman Padi

(2008) dimana padi IR 64 dapat menghasilkan bobot 1000 butir 27 gram

dengan rata–rata produksi 5 ton ha-1 pada kondisi lingkungan tumbuh

yang baik. Tanah Oxisol Tuntang merupakan tanah yang memiliki sifat

kimia tanah kurang baik dan miskin hara, sehingga membutuhkan proses

pengelolaan yang bertahap, tepat, dan berkelanjutan. Pengelolaan tanah

dengan cara SRI pada kombinasi perlakuan setengah dosis pupuk

anorganik dan pupuk organik maksimum mampu menaikkan produksi

padi dari rata-rata produksi padi di tanah oxisol yaitu 2 ton ha-1

(Hardjowigeno, 1992) menjadi 3,57 ton ha-1, dan dengan pemanfaatan

BPN, BPF, dan mikoriza sudah cukup mampu menaikkan produksi

menjadi 3,12 ton ha-1. Maka ini menjadi langkah awal yang baik sebagai

upaya pengelolaan Oxisol Tuntang sebagai media tanam padi dan

peningkatan produksi.


commit to user

74

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

1. Aplikasi mikrobiota bermanfaat pada kombinasi perlakuan pemupukan

anorganik dan organik pada aras 50% dosis rekomendasi belum

menunjukkan peningkatan kadar N jaringan tanaman yang berbeda nyata

dari perlakuan pemupukan pada aras 100% pupuk anorganik dosis

rekomendasi, N jaringan tanaman seluruh perlakuan masih dalam status

defisiensi.

2. Aplikasi mikrobiota bermanfaat pada kombinasi perlakuan pemupukan

anorganik dan organik pada aras 50% dosis rekomendasi mampu

meningkatkan berat kering tanaman 55,3% dari perlakuan pemupukan aras

100% dosis pupuk anorganik (10,71 g), sehingga secara efektif dapat

menjadi alternatif dosis pemupukan padi yang lebih baik di Oxisol

Tuntang.

3. Aplikasi mikrobiota baik secara tunggal maupun pada kombinasi perlakuan

pemupukan anorganik dan organik pada aras 50% mampu meningkatkan

berat 1000 biji padi 144% dari kontrol (9 g) dan peningkatannya berbeda

tidak nyata dengan perlakuan pemupukan pada aras 100% dosis pupuk

anorganik maupun aras 100% dosis pupuk organik. Hasil tanaman padi

pada aplikasi mikrobiota pada kombinasi perlakuan pemupukan anorganik

dan organik pada aras 50% mampu meningkat 20% dari perlakuan

pemupukan aras 100% dosis pupuk anorganik (2,6 ton ha-1).

4. Kadar N jaringan, berat kering tanaman, dan hasil padi terbaik pada

perlakuan pemupukan aras 100% dosis pupuk organik dengan peningkatan

8,2%; 113,7%; dan 37, 3% dari perlakuan pemupukan aras 100% dosis

pupuk anorganik.

B. Saran

1. Perlu dilakukan pengujian dosis pemupukan di lapang karena perlakuan di

rumah kaca dengan lingkungan yang terkontrol akan berbeda dengan

kondisi lapang yang lebih komplek


commit to user

75

2. Peningkatan nutrisi N hanya merupakan salah satu upaya untuk

memperbaiki ketersediaan nutrisi dalan tubuh tanaman dalam mendukung

pertumbuhan dan hasil tanaman, sehingga perlu dipertimbangkan kondisi

nutrisi yang lain kaitannya dengan kondisi keseimbangan nutrisi dalam

tubuh tanaman.

status nutrisi nitrogen tanaman padi (oryza sativa. l .../status-nutrisi-nitrogen... · total...

Documents