31
1 Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat N 2 dan aplikasinya untuk meningkatkan hasil tanaman padi Oleh : Mieke Rochimi Setiawati, Dedeh Hudaya Arief, Pujawati Suryatmana, dan Ridha Hudaya, Fak Pertanian Universitas Padjadjaran Jl. Raya Bandung Sumedang KM 21, Jatinangor. Bandung 40600 e-mail : [email protected] ABSTRAK Penelitian ini bertujuan mendapatkan formulasi pupuk hayati cair bakteri endofitik penambat N 2 yang unggul yaitu yang mempunyai kepadatan populasi bakteri dan aktivitas nitrogenase yang tinggi. Disamping itu juga untuk memperoleh konsentrasi dan teknik aplikasi pupuk hayati cair bakteri endofitik penambat N 2 yang tepat. Percobaan dilakukan di Laboratorium Biologi dan Bioteknologi Tanah serta rumah kaca Fakultas Pertanian Universitas Padjadjaran sejak bulan April sampai November 2008. Dari penelitian didapatkan Pseudomonas sp merupakan isolat bakteri endofitik yang memiliki aktivitas nitrogenase yang paling stabil dibandingkan Burkholderia cepacia dan Acinetobacter sp. Pseudomonas sp. peka terhadap konsentrasi natrium molibdat yang tinggi, kebutuhan molibdat bagi Pseudomonas sp adalah 0,01 g/L. Produksi biomassa dari Pseudomonas sp maksimal terjadi pada jam ke 12, hal ini dapat diakatakan bahwa masa inkubasi untuk produksi inokulan bakteri endofitik dari Pseudomonas sp sebaiknya dilakukan tidak melebihi dari 12 jam. Masa simpan inokulan dapat berlangsung sampai 3 bulan, dengan aktifitas nitrogenase dan viabilitas yang masih terjaga. Dan perlakukan terbaik yang dapat meningkatakan pertumbuhan dan aktivitas nitrogenase adalah konsentrasi K 2 HPO 4 0,8 g/L dan Na 2 MoO 4 2H 2 O 0,0l g/L (p4m2). Jumlah anakan produktif tanaman padi akibat berbagai kombinasi perlakuan yang diberikan pada percobaan ini tidak memperlihatkan perbedaan yang mencolok. Demikian juga dengan peningkatan konsentrasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat N 2 cenderung meningkatkan konsentrasi N tanaman walaupun peningkatannya berbeda tapi tidak nyata, tetapi dapat menyebabkan peningkatan serapan N tanaman secara signifikan. Pemberian inokulan pupuk hayati cair bakteri endofitik penambat N 2 dengan konsentrasi 25ml/L menghasilkan gabah sebesar 84,58 g/pot yang besarnya tidak berbeda nyata dengan pemberian pupuk hayati dengan konsentrasi 100ml/L. Perlakuan perendaman dan penyemprotan tidak memberikan efek pada serapan N, kandungan N tanaman maupun hasil gabah. Dengan demikian aplikasi dilapangan dapat dilakukan dengan cara disemprot ataupun perendaman benih. Kata kunci : hasil padi, bakteri endofitik penambat N 2 , pupuk hayati, PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat N2 dan ...blogs.unpad.ac.id/mieke/files/2010/12/Artikel-Ilmiah-Andalan08-new... · Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat

  • Upload
    voliem

  • View
    219

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat N2 dan ...blogs.unpad.ac.id/mieke/files/2010/12/Artikel-Ilmiah-Andalan08-new... · Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat

1

Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat N2 dan aplikasinya untuk meningkatkan hasil tanaman padi

Oleh :

Mieke Rochimi Setiawati, Dedeh Hudaya Arief, Pujawati Suryatmana, dan Ridha Hudaya,

Fak Pertanian Universitas Padjadjaran

Jl. Raya Bandung Sumedang KM 21, Jatinangor. Bandung 40600 e-mail : [email protected]

ABSTRAK

Penelitian ini bertujuan mendapatkan formulasi pupuk hayati cair bakteri endofitik penambat N2 yang unggul yaitu yang mempunyai kepadatan populasi bakteri dan aktivitas nitrogenase yang tinggi. Disamping itu juga untuk memperoleh konsentrasi dan teknik aplikasi pupuk hayati cair bakteri endofitik penambat N2 yang tepat. Percobaan dilakukan di Laboratorium Biologi dan Bioteknologi Tanah serta rumah kaca Fakultas Pertanian Universitas Padjadjaran sejak bulan April sampai November 2008.

Dari penelitian didapatkan Pseudomonas sp merupakan isolat bakteri endofitik yang memiliki aktivitas nitrogenase yang paling stabil dibandingkan Burkholderia cepacia dan Acinetobacter sp. Pseudomonas sp. peka terhadap konsentrasi natrium molibdat yang tinggi, kebutuhan molibdat bagi Pseudomonas sp adalah 0,01 g/L. Produksi biomassa dari Pseudomonas sp maksimal terjadi pada jam ke 12, hal ini dapat diakatakan bahwa masa inkubasi untuk produksi inokulan bakteri endofitik dari Pseudomonas sp sebaiknya dilakukan tidak melebihi dari 12 jam.

Masa simpan inokulan dapat berlangsung sampai 3 bulan, dengan aktifitas nitrogenase dan viabilitas yang masih terjaga. Dan perlakukan terbaik yang dapat meningkatakan pertumbuhan dan aktivitas nitrogenase adalah konsentrasi K2HPO4 0,8 g/L dan Na2MoO4 2H2O 0,0l g/L (p4m2). Jumlah anakan produktif tanaman padi akibat berbagai kombinasi perlakuan yang diberikan pada percobaan ini tidak memperlihatkan perbedaan yang mencolok. Demikian juga dengan peningkatan konsentrasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat N2 cenderung meningkatkan konsentrasi N tanaman walaupun peningkatannya berbeda tapi tidak nyata, tetapi dapat menyebabkan peningkatan serapan N tanaman secara signifikan.

Pemberian inokulan pupuk hayati cair bakteri endofitik penambat N2 dengan konsentrasi 25ml/L menghasilkan gabah sebesar 84,58 g/pot yang besarnya tidak berbeda nyata dengan pemberian pupuk hayati dengan konsentrasi 100ml/L. Perlakuan perendaman dan penyemprotan tidak memberikan efek pada serapan N, kandungan N tanaman maupun hasil gabah. Dengan demikian aplikasi dilapangan dapat dilakukan dengan cara disemprot ataupun perendaman benih.

Kata kunci : hasil padi, bakteri endofitik penambat N2, pupuk hayati,

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Page 2: Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat N2 dan ...blogs.unpad.ac.id/mieke/files/2010/12/Artikel-Ilmiah-Andalan08-new... · Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat

2

Abstract The objective of the research is to attain the liquid biofertilizer formula of

preeminence endophytic N2 fixing bacteria with high the bacteria population density and nitrogenase activity. Another objective is to attain the precise concentrate and application technique of liquid biofertilizer of endophytic N2 fixing bacteria. The experiment was conducted in the Laboratory of Biology and Soil Biotechnology and the greenhouse of The Faculty of Agriculture of Padjadjaran University, from April to November 2008.

The research found that Pseudomonas sp was isolate endophytic bacteria with the most stable nitrogenase activity compared with Burkholderia cepacia and Acinetobacter sp. Pseudomonas sp. was sentitive to high concentrated sodium molibdate, that became the molibdate constraint for Pseudomonas sp is 0,01 g/L. The highest biomass productivity of Pseudomonas sp occurred at the twelfth hour. Hence, it can be inferred, the incubation period for inoculation of endophytic bacteria productivity of Pseudomonas sp should be done within less than twelve hours.

The maximum period for storing inoculat is three months with a maintained nitrogenase activity and viability. The best maintenance that may increase the growth and nitrogenase activity is K2HPO4 0,8 g/L and Na2MoO4 2H2O 0,0l g/L (p4m2) concentrate. The amount of rice plant productivity breed as the result of combined treatment in the experiment did not yield a significant difference. So did the increasing concentration of endophytic N2 fixing bacteria biofertilizer, that had tendency to increase N concentration of the plant. Despite the increasing process was distinctive but not significant, but it allowed the plant’s N uptake increased significantly.

Application liquid biofertilizer endophytic N2 fixing bacteria inoculant which has 25 ml/L concentration produce grain of 84.58 g/pot that weight was not significantly different than 100 ml/L concentration of biofertilizer. The seed deep or foliar treatment did not effect to N uptake, N contents or grain of rice yield. Therefore, in the practice it may be applied by seed deeping or foliar treatment.

Key words: rice yield , endophytic N2 fixing bacteria, biofertilizer

PENDAHULUAN

Permasalahan penggunaan pupuk N dalam bercocok tanam padi adalah

efisiensi pemupukan N yang rendah yaitu hanya sebesar 30 sampai 50 %. Efisiensi

yang rendah disebabkan hilangnya unsur N akibat pencucian dan penguapan sehingga

terjadi pemborosan yang merugikan. Terbuangnya nitrogen melalui aliran air ke

badan air dapat menyebabkan pencemaran lingkungan dan eutrofikasi. Dilain pihak

kandungan N2 di udara berlimpah dan tidak dapat dimanfaatkan tanaman padi.

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Page 3: Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat N2 dan ...blogs.unpad.ac.id/mieke/files/2010/12/Artikel-Ilmiah-Andalan08-new... · Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat

3

Bakteri endofitik penambat N2 yang bersimbiosis dengan tanaman non legum

telah ditemukan dari berbagai jaringan tanaman termasuk tanaman padi. Bakteri

endofitik penambat N2 pada tanaman padi belum dimanfaatkan dan diproduksi

sebagai pupuk hayati untuk mengurangi kelangkaan pupuk urea pada musim tanam.

Bakteri ini diperoleh dari hasil seleksi dari jaringan tanaman padi yang tumbuh di

sentra tanaman padi di Kabupaten Bandung dan Kabupaten Indramayu. Seleksi isolat

bakteri yang unggul berdasarkan konsistensi bakteri tersebut dalam meningkatkan

pertumbuhan, aktivitas nitrogenase, dan peningkatan hasil tanaman padi.

Dari serangkaian penelitian sebelumnya yang telah dilakukan dari tahun 2002-

2007 telah diperoleh hasil yang cukup signifikan dalam meningkatkan hasil tanaman

padi. Dari hasil penelitian yang sudah dilakukan diperoleh dua jenis bakteri endofitik

penambat N2 unggul yaitu Pseudomonas sp. dan Acinetobacter sp. yang mempunyai

aktivitas nitrogenase tinggi yaitu sebesar 254,0 dan 263,5 nmol C2H4 g-1 BK jam-1.

Bakteri tersebut dapat meningkatkan serapan N dan bobot kering, dan hasil tanaman

padi.

Fosfor (P) dan molibdenum (Mo) merupakan dua unsur yang menjadi faktor

pembatas bagi aktivitas bakteri endofitik penambat N2. Optimasi pertumbuhan bakteri

pada penelitian ini akan dilakukan dalam fermentor batch untuk menghasilkan

biomassa dan penambatan N2 yang tinggi. Perlakuan yang akan dirancang adalah

kombinasi variasi konsentrasi fosfor (KH2PO4) yang berfungsi dalam pembentukan

ATP dan molibdat (Na2MoO4 2H2O) sebagai kofaktor enzim nitrogenase dalam

media cair selektif JNFb. Masa simpan produksi inokulan diuji sampai enam bulan

penyimpanan dengan menentukan biomassa bakteri tersebut.

Aplikasi bakteri endofitik pada padi sawah memerlukan teknik tertentu yaitu

dengan cara seed treatment, foliar treatment dan kombinasinya yang berkaitan

dengan keberhasilan kolonisasi bakteri pada tanaman inang. Kontribusi bakteri

endofitik penambat N2 sebagai pensubstitusi pupuk N di lapangan perlu dikaji pada

dua musim tanam yaitu awal musim hujan (padi rendengan) dan akhir musim hujan

(padi gadu). Dosis aplikasi yang tepat perlu dicari pula karena kepadatan bakteri

yang diaplikasikan mempengaruhi kemampuan adaptasi di tempat yang baru.

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Page 4: Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat N2 dan ...blogs.unpad.ac.id/mieke/files/2010/12/Artikel-Ilmiah-Andalan08-new... · Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat

4

Tujuan penelitian ini adalah (1) mendapatkan formulasi inokulan/pupuk cair

bakteri endofitik penambat N2 yang unggul yaitu yang mempunyai kepadatan

populasi bakteri dan aktivitas nitrogenase, serta efektivitas yang tinggi. (2)

memperoleh dosis dan teknik aplikasi pupuk hayati cair bakteri endofitik penambat

N2 yang tepat. (3) memperoleh informasi efisiensi pupuk hayati bakteri endofitik

penambat N2 dalam mengurangi penggunaan pupuk N anorganik (urea). (4)

mendapatkan rekomendasi penggunaan pupuk N optimum yang diaplikasikan

bersamaan dengan bakteri endofitik penambat N2 pada dua musim tanam padi.

Bahan dan Metode

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Biologi dan Bioteknologi Tanah Jurusan

Ilmu Tanah dan rumah kaca Fakultas Pertanian Universitas Padjadjaran., berlangsung

mulai bulan Maret – November 2008. Penelitian Formulasi media produksi bakteri

endofitik penambat N2 dilakukan dalam fermentor tipe batch reactor anaerob

facultative dengan kondisi terkontrol dilengkapi pipa outlet CO2 dengan alat

pengaduk/agitator pada kecepatan 120 rpm.

Penelitian ini terdiri dari 3 tahap, yaitu :

1. Penentuan kebutuhan P dan Mo dalam formula pupuk hayati cair.

Rancangan penelitian yang digunakan adalah Rancangan Acak Lengkap Pola

Faktorial. Faktor pertama adalah dosis unsur P (KH2PO4) terdiri dari 3 taraf

(0,5g/L; 0,10g/L; 0,15g/L, dan 0,20g/L). Faktor kedua dosis Mo (Na2MoO4

2H2O) terdiri dari dari empat taraf (0,001g/L; 0,01g/L; 0,1g/L; dan 1,0g/L).

Kombinasi perlakuan diulang dua kali. Parameter yang diamati adalah

populasi bakteri endofitik penambat N2 dan aktivitas nitrogenase.

2. Penentuan dosis pupuk hayati cair dengan dua teknik aplikasi di rumah kaca.

Rancangan penelitian yang digunakan adalah Rancangan Acak Kelompok

Pola Faktorial. Faktor pertama adalah dosis pupuk hayati cair terdiri dari

empat taraf yaitu 25; 50; 75; dan 100ml/L. Faktor kedua adalah teknik

aplikasi pupuk hayati cair terdiri dari tiga taraf yaitu dengan merendamkan

pada benih (seed treatment) dan dengan menyemprotkan pada tajuk tanaman

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Page 5: Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat N2 dan ...blogs.unpad.ac.id/mieke/files/2010/12/Artikel-Ilmiah-Andalan08-new... · Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat

5

padi (foliar treatment) dan kombinasinya. Kombinasi perlakuan diulang tiga

kali. Parameter yang diamati adalah pertumbuhan tanaman, kandungan N

tanaman, serapan N tanaman, N total tanah, dan bobot gabah kering panen.

3. Masa simpan pupuk hayati cair.

Hasil formulasi yang terpilih diuji viabilitas (populasi) dan kualitasnya

(aktivitas nitrogenase) sebulan sekali selama masa simpan enam bulan.

Penentuan parameter uji dilakukan duplo. Parameter yang diamati adalah

populasi bakteri endofitik penambat N2 dan aktivitas nitrogenasenya.

HASIL DAN PEMBAHASAN

1. Penentuan kebutuhan P dan Mo dalam formula pupuk hayati cair

1.1. Karakteristik dan Pertumbuhan Bakteri Endofitik Penambat N2

Sebelum menentukan kebutuhan P dan Mo dalam formula pupuk hayati cair

maka dilakukan uji kemampuan isolat-isolat bakteri endofitik penambat N2

(Penelitian Hibah Bersaing XIV/2006-2007) dari Lab Biologi dan Bioteknologi

Tanah. Uji yang dilakukan adalah uji aktivitas nitrogenase. Tiga isolat bakteri

endofitik penambat N2 dari hasil penelitian sebelumnya diuji aktivitas

nitrogenasenya. Hasil analisisnya adalah sebagai berikut :

Tabel 1. Aktivitas Nitrogenase Kultur Isolat Bakteri Endofitik Penambat N2

Kode Isolat (spesies isolat)

Aktivitas nitrogenase (nmol C2H4 g-1 BK jam-1)

Tahun 2007

Aktivitas nitrogenase (nmol C2H4 g-1 BK jam-1)

Tahun 2008 E16 (Burkholderia cepacia) 225,0 94,0 E26 (Pseudomonas sp.) 254,0 233,0 E36 (Acinetobacter sp.) 263,5 212,0

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Page 6: Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat N2 dan ...blogs.unpad.ac.id/mieke/files/2010/12/Artikel-Ilmiah-Andalan08-new... · Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat

6

Dari tabel di atas ternyata isolat E26 (Pseudomonas sp.) mempunyai aktivitas

nitrogenase yang lebih stabil dibandingkan dengan kedua isolat bakteri endofitik

penambat N2 yang lainnya sehingga bakteri Pseudomonas sp. digunakan pada

penelitian Andalan Unpad.

Salah satu parameter yang digunakan dalam penelitian ini adalah populasi

bakteri endofitik penambat N2 sehingga perlu dipersiapkan kurva standar dan

pertumbuhan bakteri tersebut. Kurva pertumbuhan bakteri Pseudomonas sp di bawah

ini merupakan hasil analisis yang dilakukan terhadap kurva standar dan populasi

bakteri endofitik penambat N2 selama pertumbuhan. Analisis ini menggunakan

metode turbidimetri (dengan alat sprektofotometer) dan metode cawan agar

(menggunakan alat colony counter). Untuk membuat kurva pertumbuhan sampel

biakan bakteri dianalisis tiap tiga jam sekali selama 27 jam. Dengan membuat kurva

pertumbuhan bakteri dapat kita menentukan umur panen yang optimum pada saat

memproduksi pupuk hayati cair bakteri Pseudomonas sp.

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Page 7: Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat N2 dan ...blogs.unpad.ac.id/mieke/files/2010/12/Artikel-Ilmiah-Andalan08-new... · Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat

7

0 5 10 15 20 25 30

0

50

100

150

200

250

300

KURVA PERTUMBUHAN B

Cel

l (C

FU/m

l) X

106

Waktu (Jam)

Gambar 1. Kurva pertumbuhan bakteri endofitik penambat N2 Pseudomonas sp.

Gambar 1 memperlihatkan kurva pertumbuhan bakteri Pseudomonas sp yang

terdiri dari beberapa fase yaitu fase lag yang merupakan fase adaptasi bakteri

Pseudomonas sp yang berlangsung selama 6,5 jam; fase eksponensial yaitu fase

pertumbuhan bakteri yang meningkat dengan kecepatan maksimum ditandai dengan

garis kurva yang meningkat tajam. Pada fase eksponensial, bakteri Pseudomonas sp.

memperbanyak diri dengan kelipatan eksponensial sampai akhirnya akan

menghasilkan populasi yang maksimal. Pada gambar di atas terlihat populasi bakteri

maksimum setelah 12 jam masa pertumbuhan yang dapat dicapai adalah 2,72 x 108

sel/ml. Fase eksponensial digunakan untuk menentukan umur panen yang optimum

pada saat memproduksi pupuk hayati cair bakteri Pseudomonas sp.

Fase pertumbuhan selanjutnya adalah fase stationer ditandai dengan garis

lurus dimana jumlah bakteri yang berkembang hampir sama dengan jumlah yang

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Page 8: Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat N2 dan ...blogs.unpad.ac.id/mieke/files/2010/12/Artikel-Ilmiah-Andalan08-new... · Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat

8

mati. Fase akhir dari kurva pertumbuhan bakteri adalah fase kematian dimana jumlah

bakteri yang hidup lebih kecil dari jumlah bakteri yang mati.

Dari kurva pertumbuhan Pseudomoansa sp tersebut tampak bahwa karakter

kinetika dari isolat menunjukkan bahwa fase eksponenial akhir terjadi pada jam ke

12. Hal ini berarti bahwa produksi sel maksimal dapat dipanen pada jam ke 12.

Karakter ini dapat menjadi acuan dasar bagi pengembangan produksi inokulan secara

massal, untuk efisensi waktu. Karena selama ini sebelum karakteristik kinetika isolat

tersebut diketahui, untuk produksi biomassa isolat tersebut berlangsung selama 24

jam. Dengan demikian analisis kurva pertumbuhan ini dapat menunjukkan waktu

produksi maksimal yang tepat dan efisien. Efisiensi waktu produksi isolat sebesar (24

jam – 12 jam) yaitu 12 jam, dan pada jam ke 24 pertumbuhan bakteri justru dalam

fase kematian (penurunan viabilitas) dan hal ini tidak dianjurkan untuk melakukan

pemanenan.

1.2. Populasi Bakteri Endofitik Penambat N2

Dari hasil analisis populasi bakteri endofitik penambat N2 akibat

perlakuan P dan Mo, ternyata masing-masing unsur memberikan efek mandiri, tidak

terjadi interaksi. Hal ini diduga terjadi akibat level fosfat yang belum memadai untuk

kecukupan pertumbuhan bakteri atau kisaran P yang digunakan belum menunjukkan

efek interaksi bagi pertumbuhan. Hal ini terbukti dari hasil yang didapat dengan

penambahan level fosfat ada kecenderungan pertumbuhan meningkat. Dengan

demikian bahwa dosis optimum untuk memberikan efek pada meningkatnya

pertumbuhan belum tampak.

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Page 9: Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat N2 dan ...blogs.unpad.ac.id/mieke/files/2010/12/Artikel-Ilmiah-Andalan08-new... · Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat

9

Unsur P yang diberikan pada media produksi bakteri endofitik penambat N2

pada konsentrasi tertentu mengakibatkan peningkatan populasi bakteri tersebut.

Penambahan unsur P (K2HPO4) pada konsentrasi 0,8 g/L menyebabkan populasi

bakteri endofitik penambat N2 meningkat. Dibawah konsentrasi 0,6 g/L, pemberian

K2HPO4 tidak menyebabkan peningkatan populasi bakteri endofitik penambat N2

(Tabel 2). Fungsi P menurut Menurut Leigh dkk (1995) P berfungsi sebagai

komponen pembentuk ATP. ATP dibutuhkan untuk mereduksi N2 invitro. ADP yang

dihasilkan akan menghambat aktivitas nitrogenase, oleh karena itu pada sistem ini

harus digunakan fosforilasi ADP ke ATP dengan penambahan P dari luar.

Tabel 2. Populasi bakteri endofitik akibat perbedaan konsentrasi fosfat dan molibdat

Konsentrasi K2HPO4 (P) Populasi bakteri endofitik (sel x109)

0,2 g/L (p1) 0.96 a

0,4 g/L (p2) 1.09 a

0,6 g/L (p3) 1.25 ab

0,8 g/L (p4) 1.32 b Konsentrasi Na2MoO4 2H2O (M) 0,00l g/L (m1) 1.30 b

0,0l g/L (m2) 1.20 b

0,l g/L (m3) 0.96 a

1,0 g/L (m4) 0.86 a Keterangan : Angka yang ditandai dengan huruf yang sama tidak berbeda nyata

menurut uji Duncan pada taraf 5 %.

Berbeda dengan efek dari molibdat, hasil menunjukkan bahwa peningkatan

konsentrasi Mo memberikan kecenderungan terjadinya hambatan terhadap

pertumbuhan isoalat Pseudomonas sp. Hal ini berarti bahwa Pseudomanas sp sangat

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Page 10: Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat N2 dan ...blogs.unpad.ac.id/mieke/files/2010/12/Artikel-Ilmiah-Andalan08-new... · Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat

10

peka terhadap konsentrasi Mo yang tinggi. Kesimpulan sementara dapat disampiakan

bahwa konsentrasi Mo optimum bagi pertumbuhan Pseudomonas sp berada dibawah

level 0,001 g/ L Na2MoO4 2H2O.

1.3. Aktivitas Nitrogenase Bakteri Endofitik Penambat N2

Pengaruh interaksi antara konsentrasi fosfat dan molibdat tidak terjadi pada

aktivitas nitrogenase bakteri endofitik penambat N2. Konsentrasi P dan molibdat

secara mendiri mempengaruhi aktivitas nitrogenase bakteri endofitik penambat N2.

Pada konsentrasi K2HPO4 (P) 0,6 dan 0,8 g/L dalam pupuk hayati, bakeri endofitik

penambat N2 menghasilkan aktivitas nitrogenase yang lebih tinggi dari pada

konsentrasi P dibawahnya. Diduga konsentrasi P 0,6 g/L atau lebih merupakan

konsentrasi yang cukup untuk dapat mensuplai P untuk fosforilasi energi bagi

produksi enzim nitrogenase bakteri endofitik penambat N2.

Konsentrasi molibdat 0,01 g/L menghasilkan aktivitas nitrogenase yang

tertinggi, dibawah dan diatas konsentrasi 0,01 g/L tidak meningkatkan aktivitas

nitrogenase (Tabel 3). Aktivitas nitrogenase yang maksimum merupakan konsentrasi

molibdenum yang optimum sebagai prekursor dalam aktivitas enzim nitrogenase.

Aktivitas nitrogenase bakteri endofitik yang tinggi akan menghasilkan penambatan

N2 yang besar sehingga akan semakin besar pula N2 yang direduksi oleh bakteri

tersebut menjadi NH3. Unsur NH3 akan direduksi menjadi NH4 dan selanjutnya akan

digunakan untuk membentuk protein dan biomassa bakteri.

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Page 11: Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat N2 dan ...blogs.unpad.ac.id/mieke/files/2010/12/Artikel-Ilmiah-Andalan08-new... · Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat

11

Tabel 3. Aktivitas nitrogenase akibat perbedaan konsentrasi fosfat dan molibdat

Konsentrasi K2HPO4 (P) Aktivitas nitrogenase (nmol C2H4 g-1 BK jam-1 )

0,2 g/L (p1) 1.0168 a

0,4 g/L (p2) 1.2823 a

0,6 g/L (p3) 1.5587 b

0,8 g/L (p4) 1.6432 b Konsentrasi Na2MoO4 2H2O (M) 0,00l g/L (m1) 1.2799 a

0,0l g/L (m2) 1.5093 b

0,l g/L (m3) 1.2377 a

1,0 g/L (m4) 1.0972 a Keterangan : Angka yang ditandai dengan huruf yang sama tidak berbeda nyata

menurut uji Duncan pada taraf 5 %.

2. Masa simpan pupuk hayati cair.

Populasi Bakteri dan Aktivitas Nitrogenase Endofitik Penambat N2 Selama Masa Simpan

Populasi dan aktivititas nitrogenase bakteri endofitik yang diamati selama tiga

bulan penyimpanan memperlihatkan perubahan yang signifikan. Secara garis besar

terdapat peningkatan populasi dan aktivitas nitrogenase selama penyimpanan.

Karakteristik Pertumbuhan dan aktivitas nitrogenase selama masa simpan

ditampilkan pada Gambar 2, 3 dan 4.

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Page 12: Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat N2 dan ...blogs.unpad.ac.id/mieke/files/2010/12/Artikel-Ilmiah-Andalan08-new... · Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat

12

Diagram Populasi dan ARA Bulan Agustus 2008

00,20,40,60,8

11,21,41,61,8

p1m1p1

m2p1

m3p1

m4p2

m1p2

m2p2

m3p2

m4p3

m1p3

m2p3

m3p3

m4p4

m1p4

m2p4

m3p4

m4

Perlakuan

Popu

lasi

x10

9

0

0,5

1

1,5

2

2,5

ARA

Populasi x109ARA

Gambar 2. Diagram Populasi dan ARA bakteri endofitik penambat N2 dalam pupuk hayati cair setelah satu bulan masa simpan

Pada perlakuan p1m1, p1m2, p2m2, p3m2, p2m3, p4m3 dan p4m4

menunjukkan bahwa aktivitas nitrogenase menunjukkan kecenderungan meningkat

sesuai pertumbuhan isolat. Akan tetapi pada perlakuan p2m1, dan p4m2

menunjukkan karakteristik aktivitas nitrogenase yang tidak meningkat meskipun

populasi meningkat. Artinya pada perlakuan tersebut hanya memberikan efek pada

peningkatan populasi tetapi aktivitas nitrogenase menunjukkan kecenderungan

menurun. Dari hasil uji masa simpan satu bulan menunjukkan bahwa perlakuan

terbaik meningkatkan pertumbuhan yang sejalan dengan peningkatan nitrogenase

tertinggi adalah p4m2 (pupuk hayati cair dengan konsentrasi K2HPO4 (P) 0,8 g/L dan

konsentrasi molibdat 0,01 g/L).

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Page 13: Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat N2 dan ...blogs.unpad.ac.id/mieke/files/2010/12/Artikel-Ilmiah-Andalan08-new... · Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat

13

Diagram Populasi dan ARA Bulan September 2008

00,5

11,5

22,5

33,5

44,5

p1m1

p1m2

p1m3

p1m4

p2m1

p2m2

p2m3

p2m4

p3m1

p3m2

p3m3

p3m4

p4m1

p4m2

p4m3

p4m4

perlakuan

Popu

lasi

x10

9

00,511,522,533,544,5

ARA Populasi x109

ARA

Gambar 3. Diagram Populasi dan ARA bakteri endofitik penambat N2 dalam pupuk

hayati cair setelah dua bulan masa simpan

Pada penyimpan pupuk cair selama 2 bulan (Gambar 3) tampak bahwa

populasi menunjukkan kecenderungan meningkat untuk tiap perlakukan. Hal ini

menunjukkan bahwa pada penyimpan selama 2 bulan, viabilitas isolat masih tinggi

bahkan cenderung meningkat, demikian juga aktivitas nitrogenasenya menunjukkan

peningkatan. Namun demikian pola peningkatan pertumbuhan dan aktivitas

nitrogenase belum dapat dipastikan. Namun pada perlakukan p1m3, p3m4, p4m2,

p4m3 dan p4m4 menunjukkan aktivitas yang meningkat sejalan dengan peningkatan

populasi. Pada perlakuan p4m2 memberikan efek stabil pada peningkatan aktivitas

nitrogenase dan pertumbuhan. Dan perlakuan tersebut merupakan perlakuan terabaik

yang memberikan efek tertinggi terhadap pertumbuhan dan aktivitas nitrogenase pada

masa simpan 2 bulan.

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Page 14: Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat N2 dan ...blogs.unpad.ac.id/mieke/files/2010/12/Artikel-Ilmiah-Andalan08-new... · Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat

14

Diagram Populasi dan ARA Bulan Oktober 2008

00,5

11,5

22,5

33,5

44,5

5

p1m1

p1m2

p1m3p1

m4p2

m1p2

m2p2

m3p2

m4p3

m1p3

m2p3

m3p3

m4p4

m1p4

m2p4

m3p4

m4

Perlakuan

Pop

ulas

i x10

9

00,511,522,533,544,55

AR

A Populasi x109ARA

Gambar 4. Diagram Populasi dan ARA bakteri endofitik penambat N2 dalam pupuk hayati cair setelah tiga bulan masa simpan

Pada masa simpan 3 bulan (Gambar 4), tampak untuk semua perlakuan

cenderung tidak memberikan efek peningkatan populasi dan aktivitas. Pada masa

simpan 3 bulan cenderung menunjukkan karakteristik stationer, dan perlakukan yang

memberikan pertumbuhan dan aktivitas nitrogenase tertinggi adalah pada p4m2.

Dengan demikian pada perlakauan p4m2 merupakan perlakauan yang memberikan

efek stabil pada pertumbuhan dan aktivitas nitrogenase isolat Pseudomonas sp,

dimana pada perlakuan p4m2 dalam masa simpan selama 3 bulan masih

menunjukkan aktivitas nitrogenase dan stabilitas isolat yang terjaga.

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Page 15: Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat N2 dan ...blogs.unpad.ac.id/mieke/files/2010/12/Artikel-Ilmiah-Andalan08-new... · Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat

15

3. Penentuan dosis pupuk hayati cair dengan dua teknik aplikasi di rumah kaca

3.1. Pertumbuhan Tanaman

Tinggi tanaman padi setiap kombinasi perlakuan yang diamati dari 2 sampai 8

mingu setelah tanam tidak memperlihatkan perbedaan yang mencolok. Perlakuan

teknik aplikasi bakteri endofitik penambat N2 dengan direndam, disemprot, dan

kombinasinya tidak menyebabkan perbedaan terhadap tinggi tanaman. Akan tetapi

tampaknya pupuk hayati cair dengan konsentrasi 75 dan 100 ml/L menunjukkan

kecenderungan meningkatkan tinggi tanaman padi selama pengamatan (Gambar 5).

G rafik T ing g i T anaman

0

20

40

60

80

100

120

a1d1

a1d2

a1d3

a1d4

a2d1

a2d2

a2d3

a2d4

a3d1

a3d2

a3d3

a3d4

P e rla kua n

Tin

gg

i T

anam

an

Tinggi tanaman 2 MS T

Tinggi tanaman 4 MS T

Tinggi tanaman 6 MS T

Tinggi tanaman 8 MS T

Gambar 5. Diagram tinggi tanaman padi yang diberi perlakuan berbagai teknik

aplikasi dan konsentrasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat N2

Berdasarkan deskripsi tanaman padi Ciherang (Lampiran 9) tinggi tanaman

padi berkisar 107-115 cm. Tinggi tanaman padi pada percobaan di rumah kaca pada

umur 8 MST umumnya dibawah 100 cm. Diduga penyinaran di rumah kaca yang

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Page 16: Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat N2 dan ...blogs.unpad.ac.id/mieke/files/2010/12/Artikel-Ilmiah-Andalan08-new... · Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat

16

sebagian terhalangi rangka atap menjadi penyebab kurang optimum sinar matahari

yang menyinari tanaman padi selama percobaan.

3.2. Jumlah Anakan

Jumlah anakan padi mulai menunjukkan perbedaan akibat kombinasi

perlakuan yang diberikan terlihat pada umur 6 MST. Pada umur 8 MST, diperoleh

jumlah anakan tanaman padi yang maksimum. Jumlah anakan padi ciherang pada

umur 8 MST rata-rata dibawah 20 buah. Akan tetapi tananan padi yang diberi pupuk

hayati cair dengan konsentrasi 100 ml/L yang diaplikasikan dengan cara disemprot

pada daun menunjukkan jumlah anakan lebih dari 25 buah.

Bakteri endofitik penambat N2 yang diberikan dengan disemprot pada tajuk

tanaman akan mengkolonisasi jaringan tanaman melalui stomata. Bakteri tersebut

akan berkembang biak dan memberikan N yang ditambatnya langsung kedalam

jaringan tanaman. Nitrogen akan memacu pertumbuhan bagian vegetatif tanaman

terutama pembentukan anakan.

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Page 17: Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat N2 dan ...blogs.unpad.ac.id/mieke/files/2010/12/Artikel-Ilmiah-Andalan08-new... · Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat

17

Gambar 6. Diagram jumlah anakan tanaman padi yang diberi perlakuan berbagai

teknik aplikasi dan konsentrasi pupuk hayati cair bakteri endofitik penambat N2

Jumlah anakan yang terbentuk selama masa vegetatif tanaman sebagian

akan menghasilkan anakan produktif. Anakan produktif ini yang menghasilkan malai

dan menentukan hasil tanaman padi. Anakan produktif tanaman padi varietas

Ciherang menurut deskripsi (Lampiran 1) sebanyak 14-17 batang. Ternyata setelah

fase geratif, jumlah anakan produktif tanaman padi berkisar antara 13-15 batang (data

tidak ditampilkan). Jumlah anakan produktif tanaman padi akibat berbagai kombinasi

perlakuan yang diberikan pada percobaan ini tidak memperlihatkan perbedaan yang

mencolok.

3.3. Bobot Kering Tanaman

Ketiga teknik aplikasi pupuk hayati cair yang dilakukan pada percobaan

rumah kaca tidak memberikan perbedaan yang nyata terhadap bobot kering tanaman

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Page 18: Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat N2 dan ...blogs.unpad.ac.id/mieke/files/2010/12/Artikel-Ilmiah-Andalan08-new... · Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat

18

padi yang dihasilkan. Teknik aplikasi pupuk hayati cair dengan perendaman sekaligus

dengan penyemprotan (a3) tidak menyebabkan bobot kering tanaman meningkat

dibandingkan teknik aplikasi yang lainnya, meskipun kombinasi aplikasi tersebut

dapat meningkatkan kolonisasi bakteri endofitik pada jaringan daun selain batang dan

akar.

Tabel 4. Bobot kering tanaman akibat perbedaan teknik aplikasi dan konsentrasi pupuk hayati cair bakteri endofitik

Teknik Aplikasi (A) Bobot Kering Tanaman (gram)

Perendaman (a1) 23.94 a Penyemprotan (a2) 22.12 a Perendaman dan penyemprotan (a3) 21.55 a Konsentrasi Pupuk (D) 25 ml/L (d1) 17.52 a 50 ml/L (d2) 25.9 ab 75 ml/L (d3) 18.88 ab 100 ml/L (d4) 27.84 b

Keterangan : Angka yang ditandai dengan huruf yang sama tidak berbeda nyata menurut uji Duncan pada taraf 5 %.

Konsentrasi aplikasi pupuk hayati cair bakteri endofitik penambat N2 yang

tertinggi (100 ml/L) menghasilkan bobot kering tanaman yang lebih tinggi

dibandingkan dengan konsentrasi 25 ml/L. Pemberian konsentrasi bakteri endofitik

penambat N2 yang paling tinggi pada perlakuan yang diberikan menyebabkan bakteri

tersebut dalam kuantitas yang tinggi mempunyai kesempatan mengkolonisasi

jaringan tanaman baik melalui benih atau stomata jaringan tanaman. Bila jaringan

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Page 19: Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat N2 dan ...blogs.unpad.ac.id/mieke/files/2010/12/Artikel-Ilmiah-Andalan08-new... · Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat

19

tanaman secara signifikan terkolonisasi oleh bakteri endofitik penambat N2, maka N2

yang ditambat bakteri tersebut segera diubah menjadi NH4 dan digunakan untuk

membentuk asam amino yang merupakan komponen pembentuk biomassa tanaman.

Semakin banyak asam amino yang terbentuk maka semakin besar pula bobot kering

tanaman yang dihasilkan.

3.4. Populasi Bakteri Endofitik Penambat N2

3.4.1. Populasi Bakteri Endofitik pada Daun Padi

Terdapat pengaruh interaksi teknik aplikasi dan konsentrasi pupuk hayati cair

yang diberikan terhadap populasi bakteri endofitik penambat N2 pada daun padi.

Aplikasi bakteri endofitik penambat N2 pada daun dengan direndam dan disemprot

menyebabkan populasi bakteri endofitik yang tertinggi (Tabel 5). Konsentrasi bakteri

endofitik penambat N2 yang tertinggi dan diberikan pada dua kali aplikasi yaitu

direndam dan disemprot memberi lebih besar kesempatan bakteri tersebut masuk

kedalam jaringan tanaman dan mengkolonisasi jaringan tanaman.

Pada tabel di atas dapat dilihat populasi bakteri endofitik penambat N2

meningkat seiring dengan meningkatnya konsentrasi pupuk hayati cair yang

diberikan. Sedangkan populasi bakteri endofitik penambat N2 di daun lebih sedikit

bila menggunakan teknik aplikasi dengan perendaman dibandingkan dengan teknik

aplikasi lainnya. Tampaknya untuk meningkatkan populasi bakteri endofitik

penambat N2 di daun perlu diberi perlakuan penyemprotan pupuk hayati cair pada

tajuk tanaman padi pada fase vegetatif.

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Page 20: Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat N2 dan ...blogs.unpad.ac.id/mieke/files/2010/12/Artikel-Ilmiah-Andalan08-new... · Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat

20

Tabel 5. Populasi bakteri endofitik (x109) pada daun padi akibat perbedaan teknik aplikasi dan konsentrasi pupuk hayati cair bakteri endofitik

Teknik

Aplikasi (A) Konsentrasi Pupuk Hayati Cair ml/L (D)

25 ml/L (d1) 50 ml/L (d2) 75 ml/L (d3) 100 ml/L (d4) Direndam (a1) 536.33 a 581.67 a 801.67 a 874.33 a

A A B B Disemprot (a2) 572.33 ab 614.33 a 845.33 a 947.00 a

A A B C Direndam dan Disemprot (a3) 630.67 b 695.33 b 830.33 a 1101.00 b

A A B C Keterangan : Angka yang ditandai dengan huruf kecil yang sama (vertikal) dan huruf

kapital yang sama (horizontal) tidak berbeda nyata menurut Uji Duncan pada taraf 5 %.

3.4.2. Populasi Bakteri Endofitik pada Batang Padi

Populasi bakteri endofitik penambat N2 pada batang padi dapat berasal dari

bakteri yang diaplikasikan melalui perendaman dan terbawa melalui xylem dan

berkembang selama pertumbuhan di jaringan batang. Disamping itu bakteri endofitik

penambat N2 yang diberikan melalui penyemprotan dapat masuk kedalam batang

melalui stomata yang jumlahnya lebih sedikit dari daun.

Pada Tabel 6 dapat dilihat dengan teknik aplikasi direndam dan konsentrasi

bakteri endofitik penambat N2 yang tertinggi (100ml/L) menyebabkan populasi

bakteri di batang paling tinggi. Pada konsentrasi pupuk hayati cair dibawah 100 ml/L

menunjukkan bahwa dengan teknik perendaman menghasilkan populasi bakteri

endofitik penambat N2 di batang lebih tinggi daripada teknik aplikasi lainnya.

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Page 21: Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat N2 dan ...blogs.unpad.ac.id/mieke/files/2010/12/Artikel-Ilmiah-Andalan08-new... · Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat

21

Peningkatan konsentrasi pupuk hayati cair yang diberikan secara nyata dapat pula

meningkatkan populasi bakteri endofitik penambat N2 pada batang

Tabel 6. Populasi bakteri endofitik (x109) pada batang padi akibat perbedaan teknik aplikasi dan dosis pupuk hayati cair bakteri endofitik

Teknik Aplikasi (A)

Konsentrasi Pupuk Hayati Cair ml/L (D) 25 ml/L (d1) 50 ml/L (d2) 75 ml/L (d3) 100 ml/L (d4)

Direndam (a1) 354.33 b 423.33 b 512.33 c 549.00 b

A B C C

Disemprot (a2) 305.667 ab 369.00 a 458.00 b 471.00 a

A B C C

Direndam dan Disemprot (a3)

262.67 a 377.33 ab 334.00 a 441.33 a A B B C

Keterangan : Angka yang ditandai dengan huruf kecil yang sama (vertikal) dan huruf kapital yang sama (horizontal) tidak berbeda nyata menurut Uji Duncan pada taraf 5 %.

3.4.3. Populasi Bakteri Endofitik pada Akar Padi

Populasi bakteri endofitik penambat N2 di akar tanaman padi terutama berasal

dari bakteri yang diaplikasikan dengan cara perendaman benih. Sehingga teknik

aplikasi perendaman dan diberikan dengan dosis yang tertinggi, memberi kesempatan

bakteri tersebut berkembang biak di jaringan akar.

Dengan teknik aplikasi penyemprotan pada tajuk tanaman, bakteri endofitik

masih dapat ditemui di jaringan akar walaupun jumlahnya lebih rendah dari teknik

aplikasi lainnya. Bakteri ini dapat berpindah dari jaringan daun ke jaringan akar

bersamaan dengan aliran fotosintat melalui phloem. Konsentrasi pupuk hayati cair

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Page 22: Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat N2 dan ...blogs.unpad.ac.id/mieke/files/2010/12/Artikel-Ilmiah-Andalan08-new... · Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat

22

yang mengandung bakteri endofitik penambat N2 yang semakin tinggi dapat

meningkatkan populasi bakteri tersebut pada jaringan akar tanaman padi.

Tabel 7. Populasi bakteri endofitik (x109) pada akar padi akibat perbedaan teknik

aplikasi dan dosis pupuk hayati cair bakteri endofitik Teknik

Aplikasi (A) Dosis Pupuk Hayati Cair ml/L (D)

25 ml/L (d1) 50 ml/L (d2) 75 ml/L (d3) 100 ml/L (d4) Direndam 921.00 b 1021.67 b 1295.67 b 1511.00 c

(a1) A A B C Disemprot 756.67 a 842.33 a 1009.67 a 1102.00 a

(a2) A A B B Direndam dan

Disemprot 869.00 b 972.67 b 1045.00 a 1279.33 b

(a3) A AB B C Keterangan : Angka yang ditandai dengan huruf kecil yang sama (vertikal) dan huruf

kapital yang sama (horizontal) tidak berbeda nyata menurut Uji Duncan pada taraf 5 %.

3.5. Konsentrasi N Tanaman Padi

Berbagai teknik aplikasi dan konsentrasi pupuk hayati cair bakteri endofitik

penambat N2 yang digunakan, tidak menyebabkan perbedaan pada konsentrasi N

pada tanaman padi (Tabel 8). Walaupun populasi bakteri endofitik penambat N2 pada

tajuk tanaman lebih tinggi dengan teknik aplikasi perendaman dan penyemprotan,

akan tetapi teknik aplikasi tersebut belum dapat meningkatkan konsentrasi N

tanaman. Hal ini diduga konsentrasi N tanaman tidak hanya diperoleh dari aktivitas

bakteri endofitik penambat N2 yang ada pada tajuk tanaman, tetapi juga melalui aliran

massa dari larutan yang mengandung NO3 dan NH4 ke perakaran tanaman.

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Page 23: Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat N2 dan ...blogs.unpad.ac.id/mieke/files/2010/12/Artikel-Ilmiah-Andalan08-new... · Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat

23

Tabel 8. Konsentrasi N tanaman padi akibat perbedaan teknik aplikasi dan konsentrasi pupuk hayati cair bakteri endofitik

Konsentrasi N Tanaman (% N)

Teknik Aplikasi (A) Perendaman (a1) 1.48 a

Penyemprotan (a2) 1.40 a

Perendaman dan penyemprotan (a3) 1.43 a

Konsentrasi pupuk hayati (D) 25 ml/L (d1) 1.39 a

50 ml/L (d2) 1.38 a

75 ml/L (d3) 1.55 a

100 ml/L (d4) 1.60 a Keterangan : Angka yang ditandai dengan huruf yang sama tidak berbeda nyata

menurut uji Duncan pada taraf 5 %.

Pengaruh mandiri konsentrasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat N2

juga tidak memperlihatkan perbedaan dengan peningkatan konsentrasi larutan yang

diberikan. Dengan peningkatan konsentrasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat

N2 cenderung meningkatkan konsentrasi N tanaman walaupun peningkatannya

berbeda tapi tidak nyata.

Jones et al. (1991) menyatakan bahwa kandungan N pada tanaman padi

dalam keadaan cukup adalah sebesar 2,60 sampai 3,20 %. Dibawah dari 2,40 % N

tanaman padi termasuk dalam kategori kekurangan. Sedangkan De Datta (1981)

menyatakan konsentrasi kritis unsur N pada tanaman padi sebesar 2,5 %. Dari Tabel 8

terlihat kandungan (konsentrasi) N pada tanaman padi berada dalam keadaan

kekurangan. Artinya aktivitas bakteri endofitik penambat N2 belum optimal dalam

meningkatkan kandungan N tanaman padi. Berbagai faktor dapat menyebabkan hal

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Page 24: Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat N2 dan ...blogs.unpad.ac.id/mieke/files/2010/12/Artikel-Ilmiah-Andalan08-new... · Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat

24

tersebut, diantaranya adalah proses respirasi tanaman di rumah kaca sangat tinggi

akibat tingginya suhu rumah kaca (pada siang hari 39 - 42° C). Respirasi yang tinggi

menyebabkan pembentukan fotosintat terhambat, sehingga suplai energi bagi bakteri

endofitik dari tanaman berkurang akibatnya bakteri tersebut kurang optimal

aktivitasnya.

3.6. Serapan N Tanaman Padi

Teknik aplikasi bakteri endofitik penambat N2 yang berbeda tidak

memberikan pengaruh yang berbeda terhadap serapan N tanaman padi. Berdasarkan

kandungan (konsentrasi) N yang tidak berbeda antar perlakuan teknik aplikasi (Tabel

8) mengakibatkan serapan N tidak berbeda.

Tabel 9. Serapan N tanaman padi akibat perbedaan teknik aplikasi dan konsentrasi pupuk hayati cair bakteri endofitik

Teknik Aplikasi (A) Serapan N (g/tanaman)

Perendaman (a1) 0.345 a

Penyemprotan (a2) 0.300 a

Perendaman dan penyemprotan (a3) 0.268 a

Konsentrasi Pupuk (D)

25 ml/L (d1) 0.237 a

50 ml/L (d2) 0.343 b

75 ml/L (d3) 0.290 ab

100 ml/L (d4) 0.347 b Keterangan : Angka yang ditandai dengan huruf yang sama tidak berbeda nyata

menurut uji Duncan pada taraf 5 %.

Serapan N tanaman padi berbeda akibat perbedaan konsentrasi pupuk hayati

cair bakteri endofitik penambat N2 yang diberikan. Walaupun konsentrasi N tanaman

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Page 25: Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat N2 dan ...blogs.unpad.ac.id/mieke/files/2010/12/Artikel-Ilmiah-Andalan08-new... · Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat

25

padi tidak nyata berbeda akibat pemberian konsentrasi pupuk hayati cair bakteri

endofitik penambat N2, tetapi karena perbedaan bobot kering tanaman yang diperoleh

akibat perlakuan tersebut menyebabkan perbedaan dalam serapan N pada tajuk

tanaman. Peningkatan konsentrasi pupuk hayati cair bakteri endofitik penambat N2

yang diberikan menyebabkan peningkatan serapan N tanaman.

3.7. N total tanah

Terjadi efek interaksi antara teknik aplikasi dan konsentrasi pupuk hayati

bakteri endofitik penambat N2 terhadap N total tanah. N total tanah yang tertinggi

dihasilkan oleh perlakuan teknik aplikasi perendaman dengan konsentrasi pupuk

hayati bakteri endofitik yang paling rendah (25 ml/L). Pada kombinasi perlakuan

tersebut (a1d1), populasi bakteri endofitik pada jaringan daun tanaman padi paling

rendah.

Tabel 10. N total tanah akibat perbedaan teknik aplikasi dan konsentrasi pupuk

hayati cair bakteri endofitik

Konsentrasi Pupuk (ml/L)

N-Total (%) Teknik Aplikasi

a1 a2 a3

25 ml/L (d1) 0.3887 c 0.2525 a 0.2807 b

B A A

50 ml/L (d2) 0.2455 a 0.1964 a 0.2900 b

AB A B

75 ml/L (d3) 0.2453 a 0.2531a 0.2717 ab

A A A

100 ml/L (d4) 0.3096 b 0.3437 b 0.2149 a

B B A Keterangan : Angka yang ditandai dengan huruf yang sama tidak berbeda nyata

menurut uji Duncan pada taraf 5 %.

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Page 26: Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat N2 dan ...blogs.unpad.ac.id/mieke/files/2010/12/Artikel-Ilmiah-Andalan08-new... · Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat

26

Akibat rendahnya populasi bakteri endofitik penambat N2 menyebabkan

biomassa tanaman dan perkembangan tanaman menjadi rendah. Tanaman yang tidak

berkembang akan mengambil unsur hara dalam jumlah terbatas. N tanah yang diserap

oleh tanaman yang tidak berkembang diduga dalam jumlah sedikit sehingga residu N

total yang masih terdapat dalam tanah dalam jumlah yang lebih besar (tinggi)

daripada yang diserap oleh tanaman yang berkembang dengan baik.

Tanaman yang menggunakan teknik aplikasi direndam dan disemprot dengan

konsentrasi pupuk hayati bakteri endofitik yang tertinggi (100ml/L) menyebabkan

tanaman berkembang dengan baik, dengan bobot kering tanaman yang tinggi (Tabel

4). Akibat dari itu perakaran berkembang dengan baik sehingga peyerapan N tinggi

dan total N tanah (sebagai residu) menjadi rendah (Tabel 10).

Faktor media tanam berupa tanah Inseptisol dalam kondisi tergenang dapat

mengakibatkan perubahan sifak fisik, kimia dan biologi pada tanah. Hal ini dapat

menyebabkan timbulnya perubahan hubungan antara tanah dan tanaman padi yang

tidak dapat diikuti oleh kemampuan fisiologis tanaman. Khususnya nitrogen dapat

menyebabkan terjadinya reduksi NO3- dan NO2

- menjadi N2 dan N2O (volatilisasi).

Akibatnya tanah sebagai media tanam padi sawah dalam keadaan kekurangan N

disebabkan adanya reaksi denitrifikasi (reduksi NO3- dan NO2

- ) .

3.8. Bobot Gabah Kering Panen

Bobot gabah kering panen tidak berbeda akibat berbagai teknik aplikasi yang

digunakan. Konsentrasi N dan serapan N tanaman yang tidak berbeda nyata akibat

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Page 27: Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat N2 dan ...blogs.unpad.ac.id/mieke/files/2010/12/Artikel-Ilmiah-Andalan08-new... · Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat

27

berbagai teknik aplikasi yang digunakan tanpak nya berkorelasi positif dengan hasil

(bobot gabah kering panen) tanaman padi. Dari tabel di bawah ini dapat disimpulkan

bahwa ketiga teknik aplikasi bakteri endofitik penambat N2 dapat digunakan dengan

mempertimbangkan segi kepraktisan aplikasi di lapangan. Dengan hasil yang tidak

berbeda nyata antara ketiga teknik aplikasi tersebut, aplikasi dengan perendaman

merupakan cara yang paling praktis mengingat peralatan yang digunakan lebih

sederhana dan murah dibandingkan dengan teknik aplikasi dengan penyemprotan.

Tabel 11. Bobot Gabah Kering Panen akibat perbedaan teknik aplikasi dan dosis pupuk hayati cair bakteri endofitik

Berat Gabah (gram/pot) Teknik Aplikasi (A) Perendaman (a1) 82,3984 a Penyemprotan (a2) 85,8554 a Perendaman dan penyemprotan (a3) 79,8213 a Konsentrasi pupuk hayati (D) 25 ml/L (d1) 84,5819 ab 50 ml/L (d2) 79,2095 a 75 ml/L (d3) 81,0759 ab 100 ml/L (d4) 85,8997 b

Keterangan : Angka yang ditandai dengan huruf yang sama tidak berbeda nyata menurut uji Duncan pada taraf 5 %.

Konsentrasi pupuk hayati cair bakteri endofitik penambat N2 yang paling

tinggi (100ml/L) menghasilkan bobot gabah kering panen yang lebih tinggi dari

konsentrasi setengahnya (50ml/L) pupuk hayati bakteri endofitik penambat N2.

Pemberian inokulan pupuk hayati cair bakteri endofitik penambat N2 dengan

konsentrasi 25ml/L menghasilkan gabah yang besarnya tidak berbeda nyata dengan

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Page 28: Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat N2 dan ...blogs.unpad.ac.id/mieke/files/2010/12/Artikel-Ilmiah-Andalan08-new... · Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat

28

pemberian pupuk hayati dengan konsentrasi 100ml/L. Hal ini menunjukkan bahwa

dengan pemberian pupuk hayati cair bakteri endofitik penambat N2 dengan

konsentrasi yang paling rendah menghasilkan gabah yang bobotnya tidak jauh

berbeda dengan konsentrasi yang tertinggi. Sehingga untuk aplikasi yang efisien

dianjurkan menggunakan konsentrasi yang terendah.

Bila dibandingkan dengan hasil tanaman padi yang tidak diberi pupuk hayati

bakteri endofitik penambat N2 (data control tidak ditampilkan), peningkatan padi

yang diberi pupuk hayati endofitik dengan konsentrasi 100ml/L meningkat 42.4 %.

Rata-rata bobot gabah kering yang tidak diinokulan bakteri endofitik sebesar 49.44

g/tanaman. Hasil gabah kering panen dengan pemberian pupuk hayati bakteri

endofitik penambat N2 bila dikonversikan dengan populasi tanaman padi per hektar

(160.000 tanaman dengan jarak tanam 25 x 25 cm) diperoleh hasil sebesar 10,13 -

10,99 ton/ha gabah kering panen. Bila dikonversikan kedalam gabah kering giling

hasil percobaan sekitar 8,11 ton/ha. Pada deskripsi tanaman padi varietas Ciherang

rata-rata produksi tanaman padi tersebut sebesar 5-8,5 ton/ha. Hal tersebut

menandakan bahwa hasil gabah kering panen pada percobaan rumah kaca telah

melebihi kriteria hasil deskripsi. Faktor pencahayaan yang tidak penuh dan suhu

rumah kaca yang tinggi tampaknya tidak menjadi hambatan bagi proses fotosintesa

yang terjadi selama pengisian bulir padi yang maksimal. Sehingga fotosintat yang

disimpan dalam bulir padi selama fase generatif masih optimal dan menyebabkan

bulir padi berisi penuh dan sedikit yang hampa.

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Page 29: Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat N2 dan ...blogs.unpad.ac.id/mieke/files/2010/12/Artikel-Ilmiah-Andalan08-new... · Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat

29

KESIMPULAN

Dari hasil pemabahasan dapat dirangkumkan kesimpulan sebagai berikut:

1. Pseudomonas sp merupakan isolat bakteri endofitik yang memiliki aktivitas

nitrogenase yang paling stabil dibandingkan Burkholderia cepacia dan

Acinetobacter sp.

2. Pseudomonas sp. peka terhadap konsentrasi natrium molibdat yang tinggi,

kebutuhan molibdat bagi Pseudomonas sp adalah 0,01 g/L.

3. Produksi biomassa dari Pseudomonas sp maksimal terjadi pada jam ke 12,

hal ini dapat diakatakan bahwa masa inkubasi untuk produksi inokulan bakteri

endofitik dari Pseudomonas sp sebaiknya dilakukan tidak melebihi dari 12jam.

4. Masa simpan inokulan dapat berlangsung sampai 3 bulan, dengan aktifitas

nitrogenase dan viabilitas yang masih terjaga. Dan perlakukan terbaik yang dapat

meningkatakan pertumbuhan dan aktivitas nitrogenase adalah K2HPO4 0,8 g/L

dan Na2MoO4 2H2O 0,0l g/L (p4m2).

6. Jumlah anakan produktif tanaman padi akibat berbagai kombinasi perlakuan yang

diberikan pada percobaan ini tidak memperlihatkan perbedaan yang mencolok.

7. Demikian juga dengan peningkatan konsentrasi pupuk hayati bakteri endofitik

penambat N2 cenderung meningkatkan konsentrasi N tanaman walaupun

peningkatannya berbeda tapi tidak nyata, tetapi dapat menyebabkan peningkatan

serapan N tanaman secara signifikan.

8. Pemberian inokulan pupuk hayati cair bakteri endofitik penambat N2 dengan

konsentrasi 25ml/L menghasilkan gabah sebesar 84,58 g/pot yang besarnya tidak

berbeda nyata dengan pemberian pupuk hayati dengan konsentrasi 100ml/L.

Perlakuan perendaman dan penyemprotan tidak memberikan efek pada serapan

N, kandungan N tanaman maupun hasil gabah. Dengan demikian aplikasi

dilapangan dapat dilakukan dengan cara disemprot ataupun perendaman benih.

SARAN

1. Untuk efisiensi aplikasi pupuk hayati cair bakteri endofitik penambat N2 pada

tanaman padi yang dapat disarankan adalah perendaman benih.

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Page 30: Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat N2 dan ...blogs.unpad.ac.id/mieke/files/2010/12/Artikel-Ilmiah-Andalan08-new... · Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat

30

2. Untuk memperoleh data kontribusi bakteri endofitik penambat N2 dalam

meningkatkan hasil gabah masih perlu dilakukan pengujian yang

dikombinasikan dengan variasi dosis pupuk urea.

Ucapan Terimakasih

Ucapan tarima kasih kami sampaikan kepada Rektor Universitas Padjadjaran dan

DIPA Universitas Padjadjaran atas dana yang diberikan untuk keberlangsungan

penelitian Andalan Unpad ini. Terimakasih disampaikan pula kepada mahasiswa Sri

Agustini dan Arie Pratama yang membantu pelaksanaan penelitian ini

Daftar Pustaka Baldani, J.L., L. Caruso, V.L.D. Baldani, S.R. Goi, and J. Dobereiner. 1997. Recent

advances in BNF with non-legum plants. Soil. Biol. Biochem. 29 : 911-922. Dawe, D. 2000. The potential role of biological nitrogen fixation in meeting future

demand for rice and fertilizer in Nitrogen Fixation in Rice. IRRI. Donahue, R.L., R.W. Miller, and J.C. Shickluna. 1993. Soils, an introduction to soil

and plant growth. 5th ed. Prentice Hall Inc. New Jersey. Ladha, J.K., and R.M Reddy. 2000. Step toward nitrogen fixation in rice. In Nitrogen

Fixation in Rice. International Rice Research Institute Philippines. McInroy, J.A., and J.W. Kloepper. 1995. Survey of indigenous bacterial endophytes

from cotton and sweet corn. Plant and Soil. 173 : 337-342. Setiawati, M.R., D.W. Santosa, T. Simarmata, Y. Sumarni, and D.H. Arief. 2003a.

The contribution of nitrogen-fixing endophytic bacteria to increase the growth of upland rice. LISA International Seminar. UNPAD. Bandung.

Setiawati, M.R., D.W. Santosa, T. Simarmata, Y. Sumarni, and D.H. Arief. 2003b. Peranan bakteri endofitik pemfiksasi N dalam meningkatkan fiksasi N2 dan serapan N tanaman padi gogo. Prosid. Kongres HITI 2003 di Padang ISBN 979-95354-3-3.

Setiawati, M.R., R. Hindersah, dan B.F. Natalie. 2002. Penggalian Potensi Bakteri Endofitik Pemfiksasi N dalam Meningkatkan Fiksasi N dan Serapan N Tanaman Padi Gogo. Laporan Penelitian Litmud, Dikti. Lembaga Penelitian UNPAD

Setiawati, M.R., D.W. Santosa, T. Simarmata, Y. Sumarni, and D.H. Arief. 2005. Kon-sorsium Bakteri Endofitik Penambat N2 Asal Keragaman Hayati Ekosistem Air Hitam Kalimantan Tengah sebagai Sumber Inokulan dalam Meningkatkan Hasil Tanaman Padi Gogo. Proceeding 9th National Congress of Indonesian Society for Lactic Acid Bacteria, 25-26 Agustus 2005. Bandung.

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Page 31: Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat N2 dan ...blogs.unpad.ac.id/mieke/files/2010/12/Artikel-Ilmiah-Andalan08-new... · Formulasi pupuk hayati bakteri endofitik penambat

31

Setiawati, M.R. 2006a. Pengaruh Teknik Aplikasi dan Kepadatan Suspensi Bakteri Endofitik N terhadap Fiksasi Nitrogen, Serapan Nitrogen dan Bobot Kering Tanaman Padi Gogo. Jurnal Budidaya Pertanian Vol.2 No.1.

Setiawati, M.R. 2006b. Peningkatan Aktivitas Nitrogenase, Kandungan N Tanah dan Tanaman serta Hasil Padi Gogo Akibat Aplikasi Pupuk N dan Konsorsium Bakteri Endofitik Penambat N2. Jurnal Agrikultura Vol.17 No.2 Agustus 2006.

Setiawati, M.R., P. Suryatmana, dan R. Hudaya. 2007a. Peningkatan Kandungan N Tanaman dan Hasil Padi Gogo akibat Aplikasi Bakteri Endofitik Penambat N2 dan Pupuk Anorganik pada Tanah Salin. Jurnal Himpunan Mahasiswa Pascasarjana Maluku (HMPM) Bandung Vol.3 No.1.

Setiawati, M.R., P. Suryatmana, dan R. Hudaya. 2007b. Kontribusi Bakteri Endofitik Penambat N2 dalam Mensubstitusi Pupuk N Anorganik untuk Tanaman Padi Gogo pada Lahan Salin. Prosiding Seminar dan Kongres Nasional Masyarakat Konservasi Indonesia (MKTI), Bogor 17-18 Desember 2007.

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com