enkapsulasi cendawan mikoriza arbuskula (cma) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral...

53
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user i ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) DENGAN CAMPURAN NATRIUM ALGINAT-LIDAH BUAYA SERTA UJI INFEKTIVITAS PADA INANG TOMAT (Lycopersiconesculentum) TESIS Disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Magister Program Studi Biosain Oleh Hesti Nurlaeli S901008010 PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2012

Upload: vumien

Post on 06-Mar-2019

241 views

Category:

Documents


3 download

TRANSCRIPT

Page 1: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

i

ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA)

DENGAN CAMPURAN NATRIUM ALGINAT-LIDAH BUAYA

SERTA UJI INFEKTIVITAS PADA INANG TOMAT

(Lycopersiconesculentum)

TESIS

Disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Magister

Program Studi Biosain

Oleh

Hesti Nurlaeli

S901008010

PROGRAM PASCASARJANA

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2012

Page 2: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

ii

Page 3: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

iii

Page 4: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

iv

Page 5: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

v

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-

Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis yang berjudul : Enkapsulasi

Cendawan Mikoriza Arbuskular (CMA) Dengan Campuran Natrium

Alginat-Lidah Buaya Serta Uji Infektivitas Pada Inang Tomat

(Lycopersiconesculentum). Tak lupa penulis mengucapkan banyak terima kasih

setulus-tulusnya kepada:

1. Hibah Pascasarjana, yang telah memberikan dana demi terlaksana penelitian

ini dan bisa berjalan dengan lancar.

2. Prof. Dr. Sugiyarto, M.Si, selaku Kepala Program Studi Biosain, sekaligus

sebagai pembimbing yang telah banyak memberikan bimbingan dan masukan

mulai dari awal penelitian hingga penelitian dapat diselesaikan.

3. Dr. Edwi Mahajoeno M. Si., selaku pembimbing yang telah memberi

masukan, bimbingan dan dukungan dari awal penelitian hingga penelitian

hingga tesis ini bisa diselesaikan.

4. Dr. RatnaSetyaningsih M. Si dan Dr. Ari Susilowati S. Si, M. Si,

selakutimpenguji yang banyakmembantudalamrevisilaporan,

memberibanyakmasukandan saran.

Akhirnya kepada semua pihak yang telah banyak membantu dan tak

dapat penulis urutkan namanya satu demi satu, penulis ucapkan terima kasih.

Surakarta, Agustus 2012

Penulis

Page 6: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

vi

Hesti Nurlaeli. 2012. Enkapsulasi Cendawan Mikoriza Arbuskula (CMA)

Dengan Campuran Natrium Alginat-Lidah Buaya Serta Uji Infektivitas Pada

Inang Tomat (Lycopersiconesculentum).Pembimbing I: Prof. Dr. Sugiyarto, M.

Si.Pembimbing II : Dr. Edwi Mahajoeno, M. Si. Program Studi Biosain, Program

Pasca Sarjana, Universitas Sebelas Maret Surakarta.

ABSTRAK

Enkapsulasi merupakan teknik pembuatan inokulum cendawan mikoriza

antara lain menggunakan Na-alginat. Na-alginat di pasaran cukup mahal, sehingga

perlu dicari bahan alternatif antara lain gel lidah buaya. Tujuan penelitian ini

adalah mengetahui potensi Na-alginat lidah buaya sebagai bahan enkapsulasi

Cendawan Mikoriza Arbuskular (CMA), dan infektivitasnya pada tanaman tomat

(Lycopersicon esculentum Mill).

Tahapan pertama penelitian ini yaitu mencari komposisi bahan enkapsulasi

spora CMA Na-alginat lidah buaya dengan perlakuan 1,75% Na-alginat

ditambahkan masing-masing 10%, 30%, dan 50% ekstrak lidah buaya. Uji

kualitatif dengan melihat bentuk morfologi kapsul dan kekenyalannya. Tahap

kedua yaitu penentuan jumlah spora dalam bahan enkapsulasi Na-alginat lidah

buaya yang terbaik, dengan perlakuan hasil dari tahapan pertama ditambahkan

masing-masing 900, 675, dan 450 spora/9ml. Uji kualitatif dengan melihat

presentase kapsul yang berisi spora dan efisiensi jumlah spora yang diberikan.

Tahap selanjutnya yaitu infektivitas CMA pada tanaman tomat, dengan

membandingkan tomat dengan bahan enkapsulasi Na-alginat lidah buaya dan

kontrol. Uji kualitatif dengan melihat ada tidaknya organ CMA (vesikula,

arbuskula, dan hifa).

Hasil penelitian menunjukkan bahwa lidah buaya dapat digunakan sebagai

bahan pencampur Na-alginat dalam proses enkapsulasi CMA, dengan komposisi

terbaik yaitu 1,75% Na-alginat + 10% ekstrak lidah buaya memperlihatkan bentuk

kapsul bulat seragam, kekenyalan yang baik. Spora hasil bahan enkapsulasi Na-

alginat lidah buaya mampu menginfeksi perakaran tomat (L. esculentum Mill),

dengan terbentuk organ CMA yaitu hifa, arbuskula.

Kata kunci : CMA, enkapsulasi, Na-alginat, lidah buaya, tomat

Page 7: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

vii

Hesti Nurlaeli. 2012. Encapsulation of Mikoriza Arbuskula (MA) Fungi with

Mixture of Natrium Alginate-Aloe vera and Infectiveness Test of Tomato

(Lycopersicon esculentum). Counselor I: Prof. Dr. Sugiyarto, M Si; Counselor II:

Dr. Edwi Mahajoeno, M. Si. Bioscience Study Program of Postgraduate Program,

Sebelas Maret University of Surakarta

ABSTRACT

Encapsulation is one of techniques of making inoculums for mikoriza

fungus id Na-alginat. Na-alginate is expensive enough in market, so need

alternative such as aloe vera gel. Purpose of the research is to know capability of

Na-alginate-aloe vera mixture as encapsulation material of Mikoriza Arbuskular

(MA) fungus, and infectivenesly of tomato plant (Lycopersicon esculentum MIll).

First stage of the research is to find correct composition of encapsulation of

MA spores-Na-alginate-aloe vera with treatment of 1.75%. Extracted aloe vera

leave of 10%, 30%, and 50% are added in Na-alginate. Qualitative test is

performed by observing morphological shape of the capsule and its plasticity.

Second stage is looking for determination the number spores of the encapsulation

material of Na-alginate-aloe vera, with treatment of first stage result, 900, 675,

and 450 spores/9ml. Qualitative test is by observing percentage capsule

containing the spores and eficiensy of given the number spores. Next stage is

infectiveness of MA on tomato plant by comparing tomato with encapsulation

material of Na-alginate-aloe vera and control. Qualitative test is performed by

observing existence of MA fungi’s organ (vesicle, arbuscule, and hypha)

Results of the research indicated that Na-alginate-aloe vera can be used as

encapsulation material of Mikoriza arbuscular (MA) fungi, with best composition

of spore encapsulation material made of Na-alginate-aloe vera was 1.75% Na-

alginate and 10% extracted aloe vera. In infectiveness test, tomato plant with

spore encapsulation material of Na-alginate-aloe vera was able to infect roots of

the tomato plant and arbuscula and hypha were formed.

Key words: MA fungi, encapsulation, Na-alginate, aloe vera, tomato

Page 8: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

viii

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ………………………………………………… i

PENGESAHAN PEMBIMBING …………………………………… ii

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

PERNYATAAN ORISINALITAS DAN PUBLIKASI........................ iv

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

ABSTRAK ............................................................................................ vi

ABSTRACT ......................................................................................... vii

DAFTAR ISI ……………………………………………..................... viii

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

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

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

BAB I.PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah …………………………………. 1

B. Perumusan Masalah ……………………………………… 5

C. Tujuan Penelitian ………………………………………… 6

D. Manfaat Penelitian ………………………………………. 6

BAB II. DASAR TEORI

A. TinjauanPustaka ………………………………………. 7

1. Cendawan Mikoriza Arbuskular ………………………… 7

2. Enkapsulasi ........................................................................ 12

3. Na-alginat .......................................................................... 14

4. Lidah buaya (Aloe vera) ………………………………… 16

5. Tomat (Lycopersicon esculentum Mill) ………………… 17

B. KerangkaPenelitian …………………………………….. 18

C. Hipotesis ........................................................................ 19

Page 9: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

ix

BAB III. METODE PENELITIAN

A. Waktu dan tempat penelitian ……………………………. 20

B. Alat dan bahan penelitian ………………………………. 20

C. Rancangan penelitian ……………………………………. 18

D. Prosedur penelitian ……………………………………… 21

E. Analisis Data …………………………………………….. 30

BAB IV.HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................ 31

A. Komposisi Terbaik, Katagori bentuk dan

Kekenyalan Bahan Enkapsulasi Na-alginat

Lidah Buaya .................................................................... 31

B. Penentuan Persentase Kapsul Yang Berisi Spora

Dan Efisiensi Jumlah Spora Yang Diberikan Dalam

Na-alginat Lidah Buaya .................................................. 34

C. Infektivitas bahan Enkapsulasi Na-alginat Lidah Buaya

Pada Tanaman Tomat ..................................................... 37

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN .............................................. 41

A. Kesimpulan .................................................................... 41

B. Saran ................................................................................ 41

DAFTAR PUSTAKA ……………………………………………… 42

SURAT PERNYATAAN ..................................................................... 48

LAMPIRAN ......................................................................................... 49

Page 10: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

x

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Komposisi Na-alginat lidah buaya yang terbaik .................... 31

Tabel 2. Presentase Kapasul Yang Berisi Spora dalam Na-alginat

Lidah Buaya ............................................................................ 34

Table 3. Efisiensi Jumlah Spora Yang Diberikan Dalam Na-alginat

Lidah Buaya ............................................................................ 35

Page 11: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

xi

DAFTAR GAMBAR

Halaman

1. Proses pertukaran makanan antara CMA dan tanaman.................. 7

2. Organ-organ khusus CMA ............................................................. 9

3. Spora dari kelompok CMA .......................................................... 10

4. Ilustrasipersebaransporadalamenkapsulasi ………………….. 13

5. Na-alginat sebagai bahan enkapsulasi spora CMA. A) 1,5%,

B) 1,75%, C) 2% ......................................................................... 15

6. Kerangka Berfikir ....................................................................... 19

7. Tanaman inangperbanyakansporadari

Pueraria sp, dan Sorgum .............................................................. 21

8. PemanenansporadariPuerariaspdanSorgum ……………….. 22

9. Pemberianlarutanguladansentrifugasi ………………………. 23

10. Stok ekstrak lidah buaya ........................................................... 24

11. Larutan Na-alginat ……………………………………………… 24

12. Kapsul dari bahan enkapsulasi Na-alginat lidah buaya ............... 25

13. Sterilisasi media tanah …………………………………………. 27

14. Sterilisasi benih tomat ............................................................ 27

15. Tonaman tomat ditanam dimedia tanah ....................................... 28

16. Kerangka penelitian ................................................................. 29

17. Enkapsulasi spora CMA bahan enkapsulasi Na-alginat

Lidah buaya dengan perlakuan 1,75% Na-alginat dan 10%,

30%, dan 50% ekstrak lidah buaya ........................................... 32

18. Infektivitas spora CMA pada tomat ........................................ 37

Page 12: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

xii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Biodata Mahasiswa .................................................... 49

Lampiran 2. Perhitungan presentase efisiensi

jumlah spora yang diberikan ..................................... 50

Lampiran 3. Pergitungan presentase efisiensi

spora yang terenkapsulasi ......................................... 50

lampiran 4. Benih tomat dan pestisida yang digunakan ............... 50

Page 13: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

1

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Cendawan Mikoriza Arbuskular (CMA) merupakan salah satu cendawan

simbiotik obligat, karena sangat tergantung pada tanaman inang. Hubungan yang

terjalin antara CMA dan tanaman adalah simbiosis mutualisme. Prinsip kerjanya

yaitu mikoriza menginfeksi sistem perakaran tanaman inang dan memproduksi

jalinan hifa secara intensif sehingga tanaman yang mengandung mikoriza akan

mampu meningkatkan kapasitas dalam penyerapan unsur hara. Pada saat

mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza

mengambil keuntungan dari senyawa karbon yang disediakan tanaman (Chalimah,

2007).

Hifa intesif yang terbentuk dalam simbiosis tanaman dan mikoriza adalah

hifa yang tumbuh diantara sel kortek akar, tidak bersekat dan bercabang-cabang di

dalam. Hifa ini yang akan menembus ke dalam sel kortek tetapi jarang menembus

sel endodermis ke silinder pusat. Hifa dibagi menjadi 2 kelompok yaitu hifa

eksternal dan hifa internal. Tipe hifa eksternal dibagi menjadi dua yaitu absorber

hyphae (hifa bercabang halus) dan runner hyphae (hifa dengan diameter lebih

besar). Absorber hyphae ini berfungsi mengabsorbsi nutrien, sedang runner

hyphae merupakan jalur utama translokasi dalam miselium akar (Smith dan Read,

1997). Setelah terbentuk hifa kemudian terbentuk arbuskula yang berperan

sebagai pemindah hara dari mikoriza ke tanaman. Selain itu sering dijumpai

terbentuknya vesikula yang mengandung lemak dan berfungsi sebagai organ

Page 14: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

2

penyimpanan (Gunawan, 1993). Beberapa tanaman yang telah terinfeksi CMA

yaitu tanaman jagung (Shamdas, 2007), tanaman kedelai (Widawati, 1999),

tanaman jati (Corryanti et al., 2007) dan tanaman manggis (Muas et al., 2002).

Beberapa kelebihan penggunaan CMA yaitu dapat meningkatkan unsur

hara (P, N, K, Mg, Zn, Cu, Ca, Fe, Cd, Ni dan U) (Quilambo, 2003; Jawal dan

Syah, 2008). Menurut Quilambo (2003), efisiensi penyerapan hara meningkat

pada akar yang mengandung mikoriza daripada akar tanpa mikoriza. Kelebihan

CMA yang lain yaitu dapat meningkatkan ketahanan tanaman terhadap

kekurangan air serta serangan patogen tanah (Quilambo, 2003), dapat mengurangi

penggunaan pupuk kimia yang berbahaya jika digunakan terus-menerus (Santoso

et al., 2007), sebagai biofertilizer (pupuk hayati) yang efektif dan tidak

mencemari lingkungan sehingga aman digunakan, dapat meningkatkan produksi

hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya seperti auxin (Nuhamara,

1994). Selain itu juga dapat mengatasi masalah semakin berkurangnya produksi

pertanian, perkebunan, kehutanan, serta meningkatnya jumlah kritis (marjinal)

(Muas et al., 2002).

CMA sangat cocok untuk tanah di Indonesia karena hampir 30% luas

daratan Nusantara bereaksi masam dengan pH 4,0 – 5,5 dan jenis tanah yang

paling banyak adalah tanah podzolik merah kuning (PMK) (Hardjowigeno, 1995).

Tanah marjinal adalah tanah yang bermasalah untuk pertumbuhan dan

perkembangan tanaman, kurang mampu menyerap unsur P. CMA memiliki

enzim fosfatase yang mampu menghidrolisis senyawa fitat yang terdapat dalam

tanah. Fitat dapat dihidrolisis menjadi myoinositol, fospor bebas dan mineral

Page 15: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

3

dengan bantuan enzim fosfatase sehingga ketersediaan fospor dan mineral dalam

tanah terpenuhi (Hardiatmi, 2008). Contoh kerusakan yang terjadi dalam tanah

yaitu, kerentanan yang lebih tinggi terhadap kekeringan dan keefektifan yang

lebih rendah dalam menghasilkan panen (Nasahi, 2010).

Penyediaan inokulum CMA umumnya menggunakan tanah, pasir, dan

zeolit, namun hal ini kurang efisien karena sangat voluminus dengan bobot yang

cukup berat sehingga tidak efisien dalam pengiriman terutama jarak jauh. Selain

itu tidak dapat diketahui secara pasti jumlah spora yang digunakan (Jawal, 2007 ;

Syah et al., 2006). Teknik inokulasi CMA pada tanaman dengan bahan

konvensional ini kurang efektif yaitu dengan cara meletakkan inokulum CMA ke

bidang perakaran pokok. Enkapsulasi merupakan salah satu teknik penyediaan

inokulum CMA yang dianggap lebih efisien dan efektif, spora akan lebih

terlindungi, tidak mudah rusak, dan kemudahan dalam pengiriman walaupun itu

jarak jauh. Selain itu spora yang dienkapsulasi akan lebih meningkatkan nilai jual

dipasaran karena lebih menarik dan orang akan lebih mudah membeli karena

sudah jelas diketahui ada tidak spora dan jumlah spora. Na-alginat adalah bahan

enkapsulasi yang efektif untuk CMA, hal ini karena Na-alginat mempunyai

kenampakan transparan, sehingga dapat diketahui ada tidaknya spora dan jumlah

spora dengan jelas, serta mempunyai bobot masa rendah, sehingga mudah dalam

pengiriman atau transportasi (Chalimah, 2007).

Harga Na-alginat di pasaran cukup mahal dan ketersediaan Na-alginat

cukup sulit didapatkan karena Na-alginat diperoleh dari alga coklat. Sekarang ini

banyak laut yang terkena pencemaran, sehingga banyak biota laut yang rusak atau

Page 16: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

4

mati. Dalam penelitian ini lidah buaya digunakan sebagai bahan pencampur Na-

alginat. Bagian lidah buaya yang digunakan adalah gel lidah buaya, yang

merupakan cairan bening transparan hasil dari sayatan daging lidah buaya yang

banyak dimanfaatan berbagai macam industri. Alasan inilah mengapa lidah buaya

sebagai bahan pencampur enkapsulasi spora Na-alginat, dapat dimungkinkan

spora yang terbentuk tetap dapat diketahui jumlahnya. Selain itu tanaman lidah

buaya mudah didapat, dibudidayakan, yang merupakan salah satu syarat sebagai

carier (pembawa), selain itu lidah buaya mempunyai sifat antibakteri yang jika

hasil enkapsulasi itu diujikan pada tanaman inang tidak menyebabkan kematian

pada tanaman (Padmadisastra et al., 2003).

Tomat merupakan sayuran yang banyak dikonsumsi masyarakat karena

banyak manfaat yang dapat diambil, contohnya tomat dapat sebagai penangkal

radikal bebas dengan adanya licopen. Tomat mengalami permasalahan pada hasil

panen yang rendah yaitu tomat mudah rusak dan busuk setelah pemanenan

(Hasanah, 2009), pemupukan untuk meningkatkan penyerapan unsur hara, serta

adanya serangan hama penyakit (Wijayani dan Wahyu, 2005). Tomat mudah

terserang oleh nematoda dalam tanah, seperti Meloidogyne javanica yang

umumnya berkumpul disekitar akar dan secara langsung memakan jaringan

tanaman tomat. Dengan demikian, nematoda tersebut akan selalu ditemukan

berasosiasi dengan akar tomat, menjadikan pertumbuhan terhambat, bahkan bisa

mengalami kematian (Sudirman, 2010).

Bengkulu, sebuah kota dimana tomat ditanam di tanah marjinal, yaitu

ultisol yang rendah kesuburan, pH 4,5, kadar Al yang tinggi sehingga

Page 17: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

5

menyebabkan keracunan dan fiksasi fosfor tidak terlalu kuat. Umumnya masalah

ini diatasi dengan menambahkan pupuk NPK yang sangat banyak, sehingga

terjadi pemborosan dan tidak efektif (Purwanto, 2005). Selain itu untuk

meningkatkan produksi tomat menggunakan teknik hidroponik, namun hal ini

juga kurang efisien dan bagi para petani sangat kesulitan mendapatkan bahan

kimia karena harganya mahal, selain itu juga belum diketahui dosis unsur hara

yang optimal bagi pertumbuhan tomat. Jika terlalu rendah, pengaruh larutan hara

tidak nyata, sedangkan jika terlalu banyak akan menyebabkan keborosan dan

mengakibatkan mengalami plasmolisis (Wijayani dan Wahyu, 2005). Kajian

teknologi CMA sangat penting untuk mengatasi permasalahn pada tomat,

sehingga produksi tomat dapat meningkat dan membantu terutama petani kecil

dan masyarkat umum.

B. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas, dapat dirumuskan masalahan yaitu :

1. Apakah kombinasi Na-alginat lidah buaya dapat digunakan sebagai bahan

enkapsulasi CMA?

2. Berapakah komposisi terbaik bahan enkapsulasi Na-alginat lidah buaya?

3. Berapakah persentase kapsul yang berisi spora dan efisiensi jumlah spora

yang diberikan dalam bahan enkapsulasi Na-alginat lidah buaya?

4. Bagaimana bentuk infektivitas hasil bahan enkapsulasi Na-laginat lidah buaya

pada tanaman tomat (Lycopersicon esculentum Mill)?

Page 18: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

6

C. Tujuan Penelitian

Berdasarkan rumusan permasalahan, tujuan penelitian ini yaitu :

1. Mengetahui kemampuan Na-alginat lidah buaya sebagai bahan enkapsulasi

CMA.

2. Mnegetahui komposisi terbaik bahan enkapsulasi Na-alginat lidah buaya?

3. Mengetahui persentase kapsul yang berisi spora dan efisiensi jumlah spora

yang diberikan dalam bahan enkapsulasi Na-alginat lidah buaya?

4. Mengetahui bentuk infektivitas hasil bahan enkapsulasi Na-laginat lidah

buaya pada tanaman tomat (Lycopersicon esculentum Mill).

D. Manfaat Penelitian

Penelitian ini diharapkan dapat memberi pengetahuan tentang

pemanfaatan enkapsulasi sebagai penyedia inokulum CMA yang lebih baik dari

zeolit, tanah, pasir, dan lain sebagainya. Selain itu dapat diketahui manfaat lain

lidah buaya sebagai bahan enkapsulasi spora CMA.

Page 19: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

7

BAB II. DASAR TEORI

A. Tinjauan Pustaka

1. Cendawan Mikoriza Arbuskula (CMA)

Nama mikoriza pertama kali dikemukakan oleh ilmuan dari Jerman,

Frank tanggal 17 April 1885, dan disepakati pada tanggal itu sebagai awal mula

sejarah mikoriza. Mikoriza berasal dari 2 kata yaitu myces (cendawan) dan rhiza

(akar) (Sieverding, 1991). CMA sangat bergantung pada tanaman karena CMA

adalah kelompok endomikoriza yang tidak bisa hidup tanpa tanaman inang.

Mikoriza mendapatkan makanan yang disediakan tanaman seperti fruktosa,

manosa, glukosa dan perakaran tanaman yang terinfeksi terjadi peningkatan dan

penyerapan hara (Husna et al., 2007) (Gambar 1).

Gambar 1. Proses pertukaran makanan antara CMA dan tanaman

Terjadinya pertukaran makanan terjadi disebuah ruang yang disebut

ruang interfase. Hasil analisis aktivitas ATPase menunjukkan bahwa

kemungkinan membran disekitar cendawan sangat berperan untuk transport hara.

Sebagian dari aktivitas ini disebabkan oleh adanya H+/ATPase terdapat

Tanaman

CMA

Penyerapan atau peningkatan hara

tanaman

Fruktosa, glukosa, manosa

Page 20: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

8

dimembran sekitar cendawan yang mengalami invaginasi disekitar arbuskula.

Membran ini merupakan bagian penting karena pada membran ini terjadi transfer

dua arah antara tanaman dan mikoriza (Smith dan Smith, 1990). Menurut

Gianinazzi-Pearson (1994) dalam Chalimah (2007), berdasarkan konsistensi

aktivitas H+/ATPase, pertukaran terjadi baik pada interfase arbuskula maupun

interfase antara dinding sel kortek dan hifa interseluler. Adanya aktivitas

H+/ATPase mencirikan simbiosis mutualisme, sebagaimana dijumpai membran

tanaman sekitar bakteri bintil akar (Bonfante dan Perotto, 1995).

Mikoriza adalah suatu struktur yang khas mencerminkan adanya interaksi

fungsional yang saling menguntungkan antara tanaman dengan mikoriza

(Nuhamara, 1993 dalam Dewi, 2007). Berdasarkan struktur tubuh dan cara

infeksi terhadap tanaman inang, mikoriza dibagi menjadi 2 kelompok besar yaitu

ektomikoriza dan endomikoriza (Cahyani, 2000; Smith dan Read, 1997 ; Rao,

1994). Namun menurut Harley dan Smith (1983) dalam Rosalita (2008),

mikoriza dibagi menjadi 3 kelompok yaitu ektomikoriza, endomikoriza, dan

ektendomikoriza (peralihan dari 2 bentuk ekto dan endomikoriza). Pada

ektomikoriza, jaringan hifa cendawan tidak sampai masuk ke dalam sel tapi

berkembang diantara sel kortek akar, kemudian biasanya menyusun jaringan hifa

dengan sangat rapat pada permukaan akar yang disebut selubung. Pada

endomikoriza, jaringan hifa cendawan masuk ke dalam sel kortek akar dan

membentuk struktur khas berbentuk oval disebut vesikula dan sistem percabangan

hifa disebut arbuskula (Kabirun, 1994), adanya hifa eksternal (Mosse, 1981)

(Gambar 2) dan spora (Jolocoeur et al., 1998).

Page 21: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

9

Gambar 2. Organ khusus CMA (Brundret et al., 1994).

1. Abuskula: struktur hifa yang bercabang seperti pohon-pohon kecil membentuk

pola dikotom, berfungsi sebagai tempat pertukaran nutrisi antara tanaman

inang dan jamur. Arbuskula sangat penting untuk identifikasi terjadinya

infeksi pada akar tanaman (Bonfante dan Scannerini, 1992 dalam Chalimah,

2007)

2. Vesikula: suatu struktur berbentuk lonjong atau bulat mengandung cairan

lemak, berfungsi sebagai organ penyimpanan makanan atau berkembang

menjadi klamidospora, berfungsi sebagai organ reproduksi. Vesikula terdapat

baik di dalam maupun di luar lapisan kortek parenkim, dan tidak semua CMA

membentuk vesikula dalam akar inang. Fungsi lain vesikula yaitu sebagai

organ istirahat, karena jumlahnya meningkat pada saat tanaman tua atau saat

tanaman menuju kematian (Abbot dan Gazey, 1994).

3. Hifa eksternal: struktur lain dari CMA yang berkembang di luar akar. Hifa ini

berfungsi menyerap hara dan air dalam tanah. Hifa ini yang berasosiasi dengan

Page 22: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

10

tanaman berfungsi dalam perluasan bidang absorbsi akar sehingga

memungkinkan akar menyerap hara dan air dalam jangkauan lebih jauh

(Mosse, 1981).

4. Spora: propagul yang bertahan hidup sampai berbulan-bulan, bahkan bertahun-

tahun. Spora terdapat di ujung eksternal (Jolocoeur et al., 1998).

Endomikoriza banyak mendapat perhatian karena hampir 80 - 90% dapat

berasosiasi dengan tanaman tingkat tinggi, sehingga tidak mempunyai inang

spesifik (Cruz et al., 2000 ; Reddy et al., 2005). Kelompok endomikoriza antara

lain yaitu genus Gigaspora sp, Acaulospora sp, (Gambar 3), Diversispora sp,

Scutellospora sp, Pacispora sp, Entrophospora sp, Glomus sp, Archaeospora sp,

dan Paraglomus sp.

Gambar 3. Spora dari Kelompok CMA , A) Acaulospoa tuberculata, B)

Acaulospora rehmi, C) Gigaspora misporophora, D) Gigaspora albi ((Pattimahu,

2004).

Beberapa kelebihan penggunaan CMA yaitu tanaman yang terinfeksi

menjadi tahan terhadap serangan patogen dan kekeringan. Hal ini terlihat saat

ditanam di lapangan, kekeringan menyebabkan kerusakan jaringan kortek

sehingga perakan mati, hanya saja tidak berpengaruh permanen pada akar yang

Page 23: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

11

bermikoriza. Akar akan cepat memulihkan kembali kondisi stres setelah periode

kekeringan berlalu. Hifa cendawan masih mampu menyerap air saat akar tanaman

tidak mampu lagi melakukannya. Hifa cendawan memiliki radius yang cukup

luas, sehingga kebutuhan air dapat terpenuhi (Ezawa et al., 2002).

CMA dapat berperan sebagai biofertilizer (pupuk hayati) yang dapat

mengatasi masalah semakin tingginya tanah marjinal sehingga menyebabkan

rendahnya produksi pertanian, perkebunan, dan kehutanan (Smith dan Read, 1997

; Marschner dan Dell, 1994), dapat untuk mengurangi penggunaan pupuk kimia

yang berbahaya jika terus digunakan (Nasahi, 2010), dapat meningkatkan

penyerapan unsur hara (Quilambo, 2003 ; Jawal dan Syah, 2008).

Peran mikoriza tidak hanya mempunyai arti potensial untuk melestarikan

produksi tanaman, tetapi juga mengkonservasi lingkungan. CMA di negara

Jepang sudah digunakan untuk reboisasi (penanaman kembali) lahan-lahan yang

rusak akibat aktivitas gunung berapi, aktivitas pertambangan dan industri yang

menimbulkan banyak kerusakan lingkungan (Marumoto, 1999 dalam Septiyani,

2010). Beberapa contoh tanaman yang terinfeksi hebat oleh CMA yaitu jagung,

kedelai, bawang, kacang tunggak, nenas, padi gogo, pepaya, selada, singkong dan

Sorgum (Chairuman, 2008). CMA mampu menginfeksi perakaran sirsak dan

meningkatkan pertambahan tinggi, serta jumlah daun (Sukarmin dan Dewi, 2011).

Widiastuti et al., (2005), menyatakan bahwa Gigaspora margarita dan

Acaulospora tuberculata bersimbiosis dengan kelapa sawit dapat meningkatkan

penyerapan P. Pada tanaman manggis, menggunakan campuran CMA dari daerah

Padang, Sawahlunto Sinjunjung dan Limapuluh Kota mampu mempercepat

Page 24: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

12

pertumbuhan semaian manggis 40% dibanding semaian manggis tanpa inokulasi

CMA (Muas et al., 2002).

2. Enkapsulasi

Imobilisasi sel yaitu proses menghentikan pergerakan molekul enzim

atau sel. Imobilisasi ada karena mikrorganisme sangat kecil dan mempunyai

densitas yang mendekati air, sehingga kemungkinan mikroorganisme akan terikat

dalam aliran produk. Teknik imobilisasi sel ada 4 yaitu attazchment

(penempelan), aggregratin (penggumpalan), entrapment (penangkapan), dan

encapsulation (enkapsulasi). Dari keempat teknik imobilisasi sel ini, enkapsulasi

dianggap paling prospektif karena mempunyai permukaan matriks yang lebih luas

untuk area kontak, daya ikat sel yang lebih besar, meningkatkan nilai jual yang

tinggi, serta tersedianya microenviromen (lingkungan kecil) bagi sel di dalam

mikrokapsul sehingga terlindung dari denaturasi atau kehilangan viabilitas akibat

kontak dengan pelarut (Mardliyati, 2007). Maggies et al., (2005) menyatakan

bahwa mikroenkpsulasi adalah suatu pendekatan alternatif gen terapi. Sel

genetikal dimasukkan ke dalam mikrokapsul untuk pengiriman produk obat

rekombinasi yang efektif untuk manusia.

Enkapsulasi adalah proses pembentukan kapsul yang menyelubungi suatu

bahan. Enkapsulasi bertujuan sebagai pengemas spora CMA, karena CMA adalah

cendawan simbion obligat, yang hanya bisa hidup dan tumbuh dalam jaringan

tanaman yang masih hidup, sehingga tidak mungkin di kemas di luar jaringan

(Jawal, 2007). Selain itu inokulasi CMA umumnya dilakukan langsung pada

Page 25: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

13

perakaran tanaman inang sehingga tidak efektif (Mardliyati, 2007). Enkapsulasi

terdiri dari 2 bagian yaitu core (isi) dan shell atau wall (pembungkus). Core (isi)

dalam penelitian ini adalah spora CMA, dan shell atau wall (pembungkus) bisa

berupa zeolit, tanah, dan pasir namun hal ini kurang efektif karena sangat

voluminus dengan bobot yang cukup berat sehingga tidak efisien dalam

pengiriman terutama jarak jauh. Selain itu tidak dapat diketahui secara pasti

jumlah spora yang digunakan (Jawal, 2007 ; Syah et al., 2006 ; Chalimah, 2007).

Spora yang terenkapsulasi dapat terletak tepat ditengah-tengah kapsul dan

bertindak sebagai inti, atau tersebar diseluruh kapsul (Gambar 4).

A B

Gambar 4. Ilustrasi persebaran spora dalam kapsul. A) di tengah kapsul, B)

tersebar diseluruh kapsul (Rosalita, 2008).

Beberapa keunggulan penggunaan enkapsulasi yaitu spora tidak mudah

rusak walaupun spora disimpan dalam jangka waktu lama. Spora hasil

enkapsulasi disimpan selama 4 bulan tetap utuh (Chalimah, 2007 ; Jawal, 2007 ;

Bobtsov et al., 2002 dalam Rosalita, 2008). Selain itu dapat meningkatkan nilai

jual CMA karena dikemas dengan sangat menarik. Teknik enkapulasi banyak

digunakan pada berbagai mikroorganisme, termasuk jamur yang berfungsi sebagai

biokontrol, biopestisida, seperti Bacillus thuringiensis israelensis (Bti) dan

Trichoderma harzianum (Benita, 1996). Spora hasil enkapsulasi diujikan pada

tanaman bawang Bombay, dan terjadi kolonisasi akar sebesar 35,8%. Hal ini

Page 26: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

14

menunjukkan bahwa spora yang dienkapsulasi tetap bisa kompatibel menginfeksi

perakaran tanaman (Calvet dan Camprubi, 1996).

3. Na-alginat

Na-alginat merupakan salah satu bentuk dari alginat yang sering

digunakan. Na-alginat termasuk kelompok polisakarida yang terbentuk dalam

dinding sel alga coklat (Rasyid, 2003). Pada dasarnya, semua jenis alga coklat

mengandung alginat, namun demikian kebanyakan alginat yang diproduksi secara

komersial, diekstraksi hanya dari sejumlah kecil spesies, misalnya di Amerika,

alginat diekstraksi hanya dari Macrocystis pyrifera yang tumbuh disepanjang

pantai barat kepulauan Amerika Utara. Bali adalah kota di Indonesia yang banyak

membudidayakan Na-alginat (Kaban, 2005). Alga coklat yang diperoleh dari

sediaan alami untuk diolah menjadi alginat di Indonesia adalah Sargassum sp,

Turbinaria sp, Hormophysa sp, dan Padina sp (Rasyid, 2003). Na-alginat adalah

koloid bersifat kental dan tidak beracun, sehingga banyak digunakan dalam

industri makanan, minuman, kosmetik, tekstil, kertas, farmasi dan kedokteran

(Yulianto, 1999 ; Rosalita, 2008). Na-alginat yang diberikan pada tikus untuk

membantu menurunkan kadar kolesterolnya terbukti tikus tersebut tidak mati dan

kadar kolesterolnya menurun (Wikanta et al., 2003).

Na-alginat dikembangkan sebagai bahan pembungkus spora (kapsul),

bahan penyedia inokulum CMA yang lebih efektif dan efisien (Chalimah, 2007 ;

Biosseson et al., 2004). Hal ini karena Na-alginat mempunyai kenampakan

transparan sehingga jumlah spora dapat diketahui dengan jelas, mempunyai bobot

Page 27: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

15

masa yang rendah sehingga mudah dalam pengiriman. Selain itu bahan

enkapsulasi Na-alginat tahan terhadap tekanan osmotik yang tinggi (Chalimah,

2007 ; Bangun et al., 2005). Sebelumnya Na-alginat digunakan dalam

enkapsulasi seperti hormon insulin, obat ibuprofen, maupun bakteri hidup dengan

tanpa kehilangan aktivitas biologisnya (Rosalita, 2008).

Na-alginat 1,75% adalah komposisi terbaik sebagai bahan enkapsulasi

spora CMA (Chalimah, 2007), dengan memperlihatkan bentuk morfologi

seragam, teratur dan kekenyalan yang baik. Hal ini berbeda dengan komposisi

2% Na-alginat dan 1,5% Na-alginat yang mempunyai bentuk tidak seragam dan

keeknyalan yang kurang baik (Gambar 5).

Gambar 5. Na-alginat sebagai bahan enkapsulasi spora CMA. A) 1,5%, B) 1,75%,

C) 2% (Chalimah, 2007).

Na-alginat dan amilum digunakan sebagai bahan enkapsulasi Beauveria

bassiana, jamur entomopatogen (mikroorganisme yang keberadaannya patogen

terhadap jenis-jenis serangga). Na-alginat disini berperan untuk menjebak B.

bassiana dalam sediaan mikroinsektisida, dengan demikian jumlah propagulnya

masih efektif untuk membunuh serangga target saat diaplikasikan di lapangan

(Wahyudi, 2008).

Karakteristik fisik garam alginat yaitu berupa tepung atau serat, berwarna

putih sampai dengan kekuningan, hampir tidak berbau, dan berasa. Alginat

Page 28: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

16

memiliki afinitas (daya ikat) yang tinggi terhadap logam berat dan unsur-unsur

radioaktif. Oleh karena itu penggunaan alginat sangat membantu membersihkan

polusi logam berat dan unsur radioaktif (Astawan, 1997).

4. Lidah Buaya (Aloe vera)

Lidah buaya (Aloe vera), merupakan 10 jenis tanaman terlaris di dunia

yang telah dikembangkan di negara-negara maju, seperti Amerika, Australia,

negara di Eropa sebagai bahan baku industri farmasi dan pangan. Bagian lidah

buaya yang berperan penting adalah gel lidah buaya, yang merupakan cairan

bening hasil sayatan daging lidah buaya, yang mempunyai kandungan zat

antibakteri yang dapat menyembuhkan luka dengan cepat (Furnawanthi, 2002).

Hartono dan Lubis (2002), menambahkan bahwa lidah buaya mempunyai

kelembaban yang tinggi sehingga dapat menahan kehilangan cairan yang terlalu

banyak. Gel lidah buaya mengandung lignin yang mampu meresap ke dalam kulit

(Forumtabloidnova, 2008 dalam Syahputra, 2008), berarti dapat juga meresap dan

menembus jaringan pada tanaman.

Teknologi yang berkembang untuk meningkatkan pemanfaatan lidah

buaya yang lebih efektif yaitu dengan teknik enkpasulasi membuat tepung lidah

buaya. Tepung lidah buaya berbentuk butiran-butiran kecil mengandung amilosa

dan amilopektin, besarnya butiran untuk setiap jenis tepung berbeda-beda

(Moehyi, 1992). Keuntungan tepung lidah buaya ini yaitu bahan dalam kapsul

tidah mudah rusak, serta mudah dalam penyimpanan dan pengiriman

(Furnawanthi, 2002 ; Rahayuni et al., (2002) ; Syahputra et al., 2008). Proses

Page 29: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

17

enkapsulasi lidah buaya yang lain dibuat serbuk (butiran-butiran kecil) dalam

campuran pakan ternak, sebagai pengganti antibiotik. Gel lidah buaya ini lebih

efektif untuk memperbaiki konversi pakan, terutama pada kondisi lingkungan

pemeliharaan yang kurang baik (Hartono dan Lubis, 2002).

5. Tomat (Lycopersicon esculentum Mill)

Tomat merupakan kelompok Solanaceae, tumbuhan asli Amerika Tengah

dan Selatan, dari Meksiko sampai Peru (Tugiyono, 1995). Teknologi pertanian

yang berkembang guna meningkatkan pertumbuhan dan produksi tomat, yaitu

dengan teknik budidaya hidroponik. Namun hal ini tidak efektif, terutama bagi

petani kecil, karena bahan-bahan yang diperlukan terlalu mahal, selain itu belum

diketahui dosis unsur hara yang optimal bagi pertumbuhan tomat. Jika dosis

terlalu rendah, pengaruh larutan hara tidak nyata, sedangkan jika terlalu banyak

akan menyebabkan keborosan dan mengakibatkan mengalami plasmolisis

(Wijayani dan Wahyu, 2005). Di Bengkulu tomat ditanam di tanah ultisol yang

rendah hara, kandungan Al yang tinggi menyebabkan keracunan dan fiksasi fosfor

tidak terlalu kuat. Umumnya masalah ini diatasi dengan menambahkan pupuk

NPK yang sangat banyak, sehingga terjadi pemborosan dan tidak efektif

(Purwanto, 2005). Pemanfaatan CMA pada tomat pada tanah marjinal,

menunjukkan terjadi penyerapan hara P meningkat, namun belum berpengaruh

nyata pada pertumbuhan atau hasil tomat. Untuk bobot kering tanaman, bobot

buah total per petak (15 m2) dan jumlah buah per petak (15 m

2) (Gunadi dan

Subhan, 2007).

Page 30: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

18

B. Kerangka Berpikir

CMA adalah kelompok endomikoriza yang sangat tergantung pada

tanaman inang. CMA mampu meningkatkan penyerapan unsur P pada tanaman.

Penyediaan inokulum CMA umumnya menggunakan zeolit, pasir, tanah, namun

hal ini kurang efektif karena sangat voluminus dengan bobot yang cukup berat

sehingga tidak efisien dalam pengiriman terutama jarak jauh. Selain itu tidak

dapat diketahui secara pasti jumlah spora yang digunakan. Na-alginat sebagai

bahan enkapsulasi penyedia inokulum yang lebih efisien dan efektif, karena

mempunyai kenampakan transparan dan bobot masa rendah sehingga mudah

dalam pengiriman. Na-alginat cukup mahal di pasaran, sehingga dalam penelitian

ini memilih lidah buaya sebagai bahan pencampur bahan enkapsulasi spora CMA,

dengan alasan lidah buaya mempunyai kenampakan transparan sama seperti Na-

alginat. Spora yang telah dienkapsulasi Na-alginat lidah buaya akan diujikan pada

tanaman tomat, untuk melihat adanya infeksi akar, ada tidaknya vesikula,

arbuskula, dan hifa.

Page 31: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

19

CMA tanaman peningkatan unsur hara

Zeolit, tanah, pasir kurang efektif

Penyediaan

Inokulum CMA

Na-alginat efektif

Na-alginat cukup mahal lidah buaya

Tomat

Infeksi akar

(spora, vesikula, arbuskula)

Gambar 6. Kerangka Berfikir

C. Hipotesis

1. Lidah buaya dapat digunakan sebagai bahan pencampur Na-alginat dalam

enkapsulasi spora CMA.

2. Komposisi terbaik bahan enkapsulasi Na-alginat lidah buaya yaitu 1,75% Na-

alginat + 30% ekstrak lidah buaya.

3. Persentase efisiensi jumlah spora yang diberikan dan persentase kapsul yang

berisi spora terbaik adalah perlakuan 900 spora/9ml.

4. Spora hasil enkapsulasi Na-alginat lidah buaya mampu menginfeksi

perakaran tomat dengan terbentuk organ khusus CMA dengan melihat hifa,

vesikula, arbuskula.

Page 32: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

20

BAB III. METODE PENELITIAN

A. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilakukan di desa Demakan, Kecamatan Mojolaban,

Kabupaten Sukoharjo selama 5 bulan dari bulan Mei sampai November 2011,

kemudian dilanjutkan di laboratorium jurusan Biologi FMIPA UNS Sebelas

Maret, selama 5 bulan dari bulan Desember 2011-April 2012.

B. Alat dan Bahan Penelitian

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu CMA stok dari yang

dibeli Puslitbang Keteknikan Kehutanan dan Pengolahan Hasil Hutan Bogor,

larutan gula 50%, ekstrak lidah buaya 100%, Na-alginat 1,75%, pupuk hiponek

merah, zeolit, benih tomat, Pueraria sp dan Sorgum, air, aquades, alkohol 70%,

fungisida.

Alat yang digunakan yaitu saringan bertingkat dengan ukuran 1000, 250,

dan 45 µm, sentrifuse, cawan petri, stirer, pipet mikrometer, shaker, timbangan

elektrik, polibag, label, seedbox, alat tulis, mikroskop, botol film, tabung

sentrifuse, hotplate, tabung erlenmeyer.

C. Rancangan Penelitian

Penelitian ini terdiri dari 3 tahapan yaitu, penentuan komposisi terbaik

bahan enkapsulasi Na-alginat lidah buaya dengan 4 ulangan, penentuan jumlah

Page 33: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

21

spora, dan infektivitas spora hasil bahan enkapsulasi Na-alginat lidah buaya pada

tanaman tomat (L. esculentum Mill), masing-masing dilakuan dengan 4 ulangan.

D. Prosedur penelitian

1. Perbanyakan spora CMA

a. Produksi spora dari Pueraria sp dan Sorgum

Benih Pueraria sp., dan Sorgum diseleksi dengan cara merendam

dalam air, biji yang tenggelam diambil dan disemai dalam arang sekam

selama 7-10 hari. Setelah keluar 2 daun Pueraria sp., dan Sorgum

dipindahkan ke gelas plastik yang berisi CMA dari zeolit, dan ditambah

sedikit tanah (1 : 3 sendok plastik). Tanaman dipelihara sampai 5 bulan.

Pada 1,5 bulan kedua Pueraria sp., dan Sorgum diberi pupuk hiponek

merah selama 2 kali selang 2 minggu (Gambar 7). Penyiraman dilakuakn

setiap 2-3 hari sekali.

A B

Gambar 7. Tanaman inang perbanyakan spora. A) Pueraria sp, B) Sorgum

Page 34: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

22

b. Pemanenan spora dari Pueraria sp., dan Sorgum

Setelah 5 bulan, Pueraria sp., dan Sorgum dipanen dengan cara

menimbang tanah dengan timbangan analitik dalam setiap gelas plastik

yang digunakan, kemudian dilakukan sieving (penyaringan), dengan

teknik tuang saring Pacioni (1992), kemudian disaring dengann saringan

bertingkat. Setelah itu tanah yang terjebak disaringan paling bawah

dimasukan ke dalam wadah plastik, diberi label atau nama (Gambar 8).

A B

C D

E

Gambar 8. Pemanenan spora dari Pueraria sp dan Sorgum. A) penimbangan tanah

Pueraria sp dan Sorgum dengan timbangan analitik, B) pengadukan tanah sampai

larut, C) pemasukan air dari toples ke saringan bertingkat, D) saringan di semprot

sampai bersih, E) hasil saringan dimasukkan dalam wadah atau plastik.

Page 35: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

23

Hasil saringan dimasukkan ke dalam tabung sentrifuse ditambakan

larutan gula 50% sampai volume 45 ml. Kemudian larutan disentrifugasi

dengan kecepatan 200 rpm, selama 5 menit. Selanjutnya hasil yang

diperoleh disaring dengan saringan berukuran 45 µm dan dicuci dengan

air mengalir sampai larutan gula hilang (Brundrett et al., 1996) (Gambar

9). Setelah diamatai spora dan jumlahnya.

A B C

Gambar 9. Pemberian larutan gula dan sentrifugasi. A) Hasil seiving

(penyaringan) dimasukkan ke dalam tabung sentrifuse ditambakan larutan gula

50% sampai volume 45 ml , B) larutan disentrifugasi dengan kecepatan 200 rpm,

selama 5 menit, C) hasil yang diperoleh disaring dengan saringan berukuran 45

µm dan dicuci dengan air mengalir sampai larutan gula hilang (Brundrett et al.,

1996).

2. Enkapsulasi spora CMA

a. Pembuatan ekstrak lidah buaya 100%

Lidah buaya yang sudah dicuci bersih, kemudian dikupas kulitnya

dan diambil dagingnya. Kemudian daging lidah buaya dihaluskan

(blender), hasilnya lalu disaring dan ditimbang dengan timbangan

analitik 100% sebagai stok (Gambar 10).

Page 36: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

24

Gambar 10. Stok ekstrak lidah buaya

b. Pembuatan Na-alginat 1,75%

Na-alginat ditimbang dengan timbangan teknikal sebanyak 1,75 gr,

lalu dimasukkan ke dalam tabung erlenmeyer kemudian ditambahkan

aquades 100 cc, kemudian dengan menggunakan hotplate dan diatur

suhunya, stirer di dalamnya agar Na-alginat cepat larut dengan aquades

(Gambar 11).

Gambar 11. Larutan Na-alginat

c. Pembuatan larutan CaCl sebagai pembentuk kapsul

CaCl ditimbang sebanyak 3% dengan timbangan teknikal, lalu

dimasukkan ke dalam tabung erlenmeyer, kemudian ditambahkan

aquades 100 cc. Lalu tabung digoyang-goyang sampai menjadi larut.

Page 37: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

25

d. Pembuatan kapsul

Larutan Na-alginat yang sudah jadi, masih di atas hotplate lalu

ditambahkan larutan ekstrak lidah buaya sesuai perlakuan yaitu 10%,

30% dan 50%. Setelah larut campuran Na-alginat lidah buaya diangkat,

lalu larutan CaCl diletakkan di atas hotplate dan dimasukkan stirer di

dalamnya. Dengan menggunakan pipet mikrometer, diambil campuran

Na-alginat lidah buaya sedikit demi sedikit diteteskan pada CaCl, maka

akan terbentuk butiran kapsul (Gambar 12). Kemudian diamati dibawah

mikroskop bentuk morfologi kapsul dan kekenyalannya masing-masing

perlakuan.

A B

Gambar 12. Kapsul dari bahan enkapsulasi Na-alginat lidah buaya. A) kapsul

disimpan dalam gelas plastik, B) perbesaran kapsul dari kapsul dalam gelas

plastik.

e. Penentuan jumlah spora dalam bahan enkapsulasi Na-alginat lidah buaya

Hasil tahapan pertama, kemudian digunakan untuk tahap penentuan

jumlah spora. Setelah diketahui komposisi terbaik bahan enkapsulasi

Na-alginat lidah buaya, kemudian dengan menggunakan pipet mikropipet

diambil 9 ml, diletakkan pada cawan petri. Spora perlakuan dimasukkan

ke cawan berisi bahan enkapsulasi tersebut (900, 675, dan 450

Page 38: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

26

spora/9ml). Selanjutnya cawan petri diletakkan dalam shaker agar

tercampur merata (± 5 menit). Setelah itu dengan menggunakan pipet

mikrometer diteteskan pada larutan CaCl, di atas hotplate dan stirer di

dalamnya. Butiran kapsul yang sudah terbentuk lalu diamati dibawah

mikroskop sesuai perlakuan, diamati masing-masing spora dalam 1

kapsul dan jumlah spora yang terkapsul atau terjebak. Kemudian

dihitung presentase efisiensi spora yang terbentuk dan efisiensi

presentase jumlah spora yang diberikan.

Persentase kapsul yang berisi spora =

jumlah kapsul berisi spora x 100%

jumlah total spora yang diberikan

Persentase jumlah spora yang diberikan =

Jumlah spora yang terenkapsulasi x 100%

Jumlah spora total

f. Uji infektivitas spora CMA pada tomat (Lycopersicon esculentum Mill)

1). Persiapan media tanah

Tanah yang digunakan disterilisasi dengan cara dijemur

dibawah terik matahari sampai kering, setelah itu disangrai diatas

bara api dan dibolak-balik. Setelah itu tanah ditumbuk, dihaluskan

dan disaring. (Gambar 13).

Page 39: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

27

A B

Gambar 13. Sterilisasi media tanah

2). Pembenihan tomat dan penanaman kapsul ke perakaran tomat

Benih tomat (Hybrid F1 Tomat Tia) disterilisasi sederhana

dengan merendam benih tomat dalam fungisida (Saromyl 35) selama

± 5 menit (Gmabr 14). Setelah itu benih tomat disemai pada arang

sekam ± 7 hari sampai muncul 2 daun. Kemudian tomat dipindah ke

polibag ukuran 15x15 cm, yang sudah berisi tanah. Selanjutnya

setiap polibag dibuat lubang sekitar 1cm kedalaman untuk tempat

disemainya kapsul spora, yang masing-maisng jumlah spora 4, 7,

dan 10 spora. Tomat yang lain tidak menggunakan kapsul spora

(kontrol) sebagai pembanding. Masing-maisng perlakuan sebanyak

4 ulangan. Tomat disiram setiap 2-3 hari sekali selama 6 minggu.

Setiap perlakuan diberi label (Gambar 15).

Gambar 14. Sterilisasi benih tomat

Page 40: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

28

Gambar 15. Tomat ditanam dimedia tanah

3). Pengecatan akar tomat

Setelah 6 minggu, tomat dipanen, dengan memotong batang

tomat. Tanah dari setiap polibag dibuka dan diambil akarnya,

selanjutnya dilakukan pengecetan akar (Giovannetti dan Mosse,

1980) dalam Ana (2003). Akar dipotong-potong sepanjang 1 cm,

lalu dimasukan dalam wadah berisi alkohol 70%. Potongan akar lalu

dimasukkan dalam larutan KOH 10% selama 5 menit, kemudian

dicuci dengan air mengalir. Setelah itu akar dicelupkan pada larutan

HCl 2% selama 10 menit. Akar dicelupkan pada larutan TB (tryplan

blue lactophenol) 0,05% yang dipanaskan, setelah itu akar dicuci

dengan air mengalir. Setelah itu dicelupkan pada larutan tryplan

blue yang tidak dipanaskan, kemudian dicuci dengan air mengalir.

Terakhir akar dimasukkan dalam larutan glicerin50%, akar

kemudian diletakkan di objek glass dan ditutup oleh cover glas untuk

diamati infeksi akar, melihat ada tidaknya hifa, vesikula, spora dan

arbuskula.

Page 41: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

29

Kerangka Penelitian

Gambar 4. Kerangka Pene

lita

Gambar 17 . Kerangka penelitian

Perbanyakan spora CMA

Output : diperoleh komposisi Na-

alginat lidah buaya terbaik.

Indikator: bentuk bulatan,

kekenyalan

Penentuan jumlah spora bahan enkapsulasi Na-alginat

lidah buaya : komposisi bahan enkapsulasi Na-alginat

lidah buaya terbaik ditambahkan dengan 900 spora,

675 spora dan 450 spora, masing-masing per 9 ml.

Komposisi bahan enkapsulasi Na-alginat lidah

buaya yang terbaik

1,75% Na-alginat + 50% ekstrak lidah buaya

1,75% Na-alginat + 30% ekstrak lidah buaya

1,75% Na-alginat +10% ekstrak lidah buaya

Uji infektivitas pada tomat (Lycopersicon esculentum Mill)

Zeolit, pasir, tanah

efisien

Stok ekstrak lidah buaya 100 cc

Na-alginat + lidah buaya

Penyediaan inokulum (CMA)

Kurang efisien

Output: semakin banyak spora yang

diberikan semakin banyak yang

terenkapsulasi

Indikator: presentase spora

terenkapsulasi Na-alginat lidah buaya

Tanpa enkapsulasi

Dengan enkapsulasi

infektivitas CMA (terbentuk organ

khusus CMA)

Output : adanya perbedaan jelas antara tomat dengan bahan

enkapsulasi dan tidak menggunakan bahan enkapsulasi

Indikator : terbentuk adanya organ khusus CMA (hifa, arbuskula,

vesikel)

4 spora

7 spora

10 spora

Page 42: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

30

E. Analisis Data

Data hasil tahapan komposisi terbaik bahan enkapsulasi Na-alginat lidah

buaya, penentuan jumlah spora dalam bahan enkapsulasi Na-alginat lidah buaya,

dan infektivitas spora hasil bahan enkapsulasi Na-laginat lidah buaya pada

tanaman tomat (Lycopersicon esculentum Mill) dianalisis dengan menggunakan

uji kualitatif.

Page 43: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

31

BAB IV. HASIL DAN PEMABAHASAN

A. Komposisi Terbaik, Katagori bentuk dan Kekenyalan Bahan

Enkapsulasi Na-alginat Lidah Buaya

Komposisi terbaik dalam bahan enkapsulasi Na-alginat lidah buaya yaitu

1,75% Na-alginat + 10% ekstrak lidah buaya. Hal ini terlihat dari bentuk

morfologi yaitu bulat teratur, seragam dan kekenyalannya yang baik. Perlakuan

1,75% Na-alginat + 30% ekstrak lidah buaya mempunyai kekenyalan kurang baik,

sedangkan komposisi 1,75% Na-alginat + 50% ekstrak lidah buaya mempunyai

bentuk morfologi dan dan kekenyalan yang kurang baik (lembek) (Tabel 1).

Tabel 1. Komposisi bahan enkapsulasi spora CMA Na-alginat lidah buaya

Komposisi Na-alginat Lidah

Buaya (%)

Nilai Katagori Bentuk dan Kekenyalan

Enkapsulasi

Bentuk Morfologi

(+)

Kekenyalan

(+)

1.75% Na alginat + 10% ekstra

lidah buaya +++

+++

1.75% Na alginat + 30% ekstra

lidah buaya +++

++

1.75% Na alginat + 50% ekstra

lidah buaya + +

Keterangan : +++ : Bentuk dan kekenyalannya baik, ++ : Bentuk dan

kekenyalannya cukup baik, + : bentuk dan kekenyalan tidak baik (lembek)

Penilaian bentuk morfologi dan kekenyalan ini diamati dengan

menggunakan mikroskop, dan dengan menggunakan pinset kapsul di tekan untuk

melihat kekenyalannya. Perlakuan 1,75% Na-alginat + 30% ekstrak lidah buaya

dan 1,75% Na-alginat + 50% ekstrak lidah buaya yang mempunyai kekenyalan

kurang baik dan kekenyalan tidak baik (lembek), sehingga bukan komposisi yang

terbaik, dikhawatirkan spora akan lepas sebelum diinokulasikan pada perakaran

Page 44: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

32

tanaman, sehingga menjadi tidak diketahui secara pasti jumlah spora dalam 1

kapsul. Dalam industri perdagangan akan menjadikan nilai jual yang rendah

karena penampilan kurang bagus. Spora dalam komposisi 1,75% Na-alginat +

10% ekstrak lidah buaya adalah komposisi terbaik dan kekenyalan yang baik

sehingga spora akan terlindungi dan tahan terhadap tekanan osmotik tinggi. Spora

dapat bertahan hidup selama berbulan-bulan bahkan bertahun-tahun (Jolocoeur et

al., 1998). Spora yang sudah dalam kapsul, kemudian dihitung dan dipisahkan

sesuai jumlahnya untuk memudahkan dalam penjualan, sehingga orang akan lebih

mudah saat membeli. Selain pengamatan bentuk dan kekenyalan kapsul,

dilakukan pengukuran diameter kapsul dengan menggunakan penggaris biasa

(Gambar 17).

A B

C

Gambar 17. Enkapsulasi spora CMA bahan Na-alginat lidah buaya. A). 1,75%

Na-alginat + 10% ekstrak lidah buaya. B). 1,75 % Na-alginat + 30% ekstrak lidah

buaya. C). 1,75% Na-alginat + 50% ekstrak lidah buaya.

Page 45: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

33

Berdasarkan gambar 17 di atas, perlakuan komposisi 1,75% Na-alginat

dengan 10% dan 30% ekstrak lidah buaya mempunyai diameter yang sama yaitu

sebesar 0,2 cm, sedangkan komposisi 1,75% Na-alginat dna 50% ekstrak lidah

buaya sebesar 0,3 cm. Hal ini karena bentuknya yang tidak beraturan dan

kekenyalan yang kurang baik (lembek). Penentuan komposisi terbaik Na-alginat

lidah buaya ini menunjukkan terbentuknya kapsul, sehingga dapat disimpulkan

bahwa lidah buaya terbukti dapat menjdi pencampur dalam pembuatan

enkapsulasi spora CMA. Na-alginat dan lidah buaya dapat berkorelasi positif,

walaupun hanya 10% lidah buaya yang digunakan. Lidah buaya mempunyai

kenampakan transparan sama seperti Na-alginat sehingga kapsul yang terbentuk

berisi spora, tetap dapat diketahui dan jumlah sporanya.

Menurut Syah et al., (2006) diantara syarat sebagai carier (pembawa)

dalam enkapsulasi adalah bahan mudah diperoleh, dengan harga murah, dan

mudah diolah. Lidah buaya adalah bahan enkapsulasi yang mudah diperoleh,

mudah dibudidayakan dan mudah diolah (Syah et al., 2006). Na-alginat adalah

kelompok polisakarida yang terbentuk dalam dinding sel alga coklat (Rasyid,

2003). Lidah buaya juga merupakan polisakarida. Hal ini terlihat pada teknologi

lidah buaya sebagai pelapis buah-buahan seperti Parika dan tomat agar tidak cepat

rusak atau busuk pasca pemanenan (Hasanah, 2009 ; Valverde et al., 2005).

Lidah buaya mempunyai sifat antibakteri, sehingga saat kapsul spora Na-alginat

lidah buaya diinokulasikan pada tanaman, perakaran tomat tidak akan mudah

terserang penyakit. Lidah buaya tidak beracun bagi manusia dan hewan, banyak

Page 46: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

34

produk makanan dan industri yang menggunakan lidah buaya, sehingga ada

kemungkinan lidah buaya juga tidak beracun bagi tanaman (Sulaeman, 2008).

B. Penentuan Persentase Kapsul Yang Berisi Spora dan Efisiensi Jumlah

Spora Yang Diberikan Dalam Na-alginat Lidah Buaya

Hasil tahapan pertama diperoleh 1,75% dan 10% ekstrak lidah buaya

sebagai komposisi terbaik bahan enkapsulasi Na-alginat buaya yang terbaik.

Hasil ini lalu digunakan pada tahap kedua dengan perlakuan penambahan 900,

675, dan 450 spora/9 ml. Berdasarkan persentase kapsul yang berisi spora

perlakuan yang terbaik adalah pada pemberian jumlah spora 675 spora/9ml (Tabel

2), sedangkan berdasarkan persentase efisiensi jumlah spora yang diberikan,

perlakuan terbaik adalah pada pemberian 900 spora/9ml (Tabel 3).

Tabel 2. Persentase Kapsul Yang Berisi Spora

Jumlah spora

dalam 1 kapsul

Jumlah spora perlakuan dan presentase jumlah

spora

900 spora/9 ml 675 spora/9ml 450 spora/9 ml

jumlah

enkapsulasi

jumlah

enkapsulasi

jumlah

enkapsulasi

0 59 65 143

1 89 77 47

2 52 46 20

3 31 21 7

4 12 10 4

5 7 11 4

6 5 3 1

7 0 5 2

8 2 0 0

Jumlah spora

yang

terenkapsulasi

257 238 228

Kapsul yang

berisi spora

46,11% 56% 36,11%

Page 47: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

35

Tabel 3. Efisiensi jumlah spora yang diberikan

Jumlah spora dalam

1 kapsul

Jumlah spora perlakuan dan presentase jumlah

spora

900 spora/9 ml 675 spora/9ml 450 spora/9 ml

jumlah

enkapsulasi

jumlah

enkapsulasi

jumlah

enkapsulasi

0 59 65 143

1 89 77 47

2 52 46 20

3 31 21 7

4 12 10 4

5 7 11 4

6 5 3 1

7 0 5 2

8 2 0 0

Jumlah spora yang

terenkapsulasi

257 238 228

efisiensi jumlah spora

yang diberikan

77,04% 73% 37,28%

Berdasarkan Tabel 2, dapat dijelaskan bahwa perlakuan 675 spora/9ml,

adalah jumlah pemberian spora yang paling efisien. Hal ini karena dari jumlah

675 spora/9ml kapsul yang berisi spora sebesar 56%, tidak banyak spora yang

terbuang, dibandingkan perlakuan 900 spora/9ml jumlah kapsul yang berisi spora

hanya sebesar 46,11%, sehingga banyak spora yang terbuang atau tidak

terenkapsulasi. Pada perlakuan 450 spora/9ml, hanya 36,44% jumlah kapsul

berisi spora. Hal ini disebabkan karena jumlah spora yang diberikan paling

sedikit dari dua perlakuan yang lain.

Berdasarkan Tabel 3, terlihat perlakuan jumlah spora 900 spora/9ml

adalah efisiensi jumlah spora yang diberikan terbaik, yaitu sebesar 77,04%.

Sehingga tidak banyak kapsul yang kosong (59 butir). Pada perlakuan 675

spora/9ml, efisiensi jumlah spora yang dihasilkan sebesar 73% dengan jumlah

Page 48: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

36

kapsul kososng 65 butir dan perlakuan 450 spora/9ml efisiensi jumlah spora yang

diberikan hanya 37,28% dengan jumlah kapsul kosong terbanyak yaitu 143 butir.

Berdasarkan kedua tabel di atas, dapat disimpulkan secara umum bahwa

perlakuan jumlah spora yang terbaik adalah pemberian jumlah spora 675

spora/9ml. Hal ini dapat dilihat dari persentase kapsul yang berisi spora yaitu

sebesar 56%, walaupun pada perlakuan 900 spora/9 ml memperlihatkan efisiensi

jumlah spora yang diberikan mempunyai nilai tertinggi yaitu 77,04%, namun

tidak efisien dilihat dari kapsul yang berisi spora, karena hanya 46,11% banyak

spora dari pemberian 900 spora yang terbuang atau tidak terenkapsulasi. Hal ini

dimungkinkan karena terlalu tingginya kepadatan spora yang diberikan. Untuk

pemberian spora 450 spora/9ml baik melihat persentase efisiensi jumlah spora

yang diberikan atau persentase kapsul yang berisi spora menghasilkan nilai paling

kecil yaitu 37,28% dan 36,44%, hal ini dikarenakan jumlah spora yang paling

sedikit, dan dimungkinkan tidak seimbang dengan jumlah bahan enkapsulasi yang

diberikan, sehingga banyak spora yang tidak terenkapsulasi (kosong).

Selain penjelasan di atas, perlakuan 675 spora/9ml sebagai yang terbaik

dapat dilihat dari jumlah kapsul 1-8 hampir semua kapsul terisi, walaupun jumlah

spora terenkapsulasi keselurahan hanya 238 spora. Hal ini berbeda dengan

perlakuan 900 spora/9 ml yaitu sebesar 257 spora dan perlakuan 450 spora/9ml

sebesar 228 spora. Dengan melihat hasil yang ditunjukkan, mungkin untuk

penentuan keefisienan jumlah spora yang diberikan dan persentase kapsul yang

berisi spora dcoicobakan dengan perlakuan jumlah spora sebesar 100 spora, 75

spora dan 50 spora/1ml.

Page 49: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

37

C. Infektivitas Bahan Enkapsulasi Na-laginat Lidah Buaya Pada Tanaman

Tomat (Lycopersicon esculentum Mill).

Dalam uji infektivitas spora dengan bahan enkapsulasi Na-alginat

menggunakan perbandingan jumlah spora 4, 7, dan 10 spora. Menurut penelitian

Chalimah (2007), jumlah spora 5-8 adalah yang representatif untuk diberikan

pada perakaran tanaman. Hal ini karena apabila spora terlalu sedikit kurang

mampu menginfeksi, apabila terlalu padat akan mengganggu kativitas yang ada di

dalamnya.

Setelah dilakukan pengecatan akar dan pengamatan infeksi akar,

diketahui bahwa jumlah spora 4, 7, dan 10 spora mampu menginfeksi perakaran

tomat yaitu dengan terbentuknya hifa dan arbuskula. Hal ini berarti bahwa spora

dalam bahan enkapsulasi Na-alginat lidah buaya mampu berkorelasi dengan

tanman tomat dan tetap bisa menginfeksi. Pada perlakuan jumlah spora 4, baru

terbentuk hifa. Hal ini dimungkinkan karena jumlah spora terlalu sedikit sehingga

proses infeksi akar sedikit terlambat belum sampai terbentu arbuskula atau

vesikula, sedangkan pada perlakuan jumlah spora 10 juga terlihat adanya

pembentukan hifa, hal ini mungkin karena kepadatan yang ada dalam kapsul

sehingga terjadi persaingan sehingga sedikit terlambat menginfeksi akar, belum

sampai terbentuk arbuskula atau vesikula (Gambar 18).

Menurut Astutik (2010), menyatakan bahwa kepadatan spora yang tinggi

tidak menjamin tingkat infeksi spora mikoriza pada akar tanaman juga tinggi.

Dari ketiga perlakuan 4, 7, dan 10 spora belum sampai terbentuk spora atau

produksi spora (sporulasi). Menurut Johnson et al., (1982), sporulasi terjadi

sebagai respon terhadap fluktuasi pertumbuhan akar, akan tetapi produksi spora

Page 50: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

38

mungkin meningkat setelah periode pertumbuhan akar yang ekstensif atau

penuaan pada tanaman inang

A B

C D

Gambar 18. Infektivitas spora CMA (A) terbentuk hifa dan arbuskula, dengan

jumlah spora 7 , (B) terbentuk hifa dengan jumlah spora 4, C) terbentuk hifa

dengan jumlah spora 10, D) tidak terbentuk apa-apa (kontrol) (Perbesaran 40X).

Devid et al., (2000) dalam Chalimah (2007), menyatakan bahwa

kesuksesan infeksi akar oleh mikoriza salah satunya diitentukan oleh tanaman

inang. Tanaman berfungsi untuk terbentuknya eksudat yang akan merangsang

pembentukan hifa sebagai awal terjadinya infeksi akar. Eksudat inang ini

berpengaruh terhadap lingkungan dan mampu merangsang perkecambahan.

Sedangkan Secara umum ada dua faktor yang mempengaruhi infeksi akar yaitu

faktor dalam dan faktor luar. Faktor luar yaitu fotosintat yang dihasilkan oleh

tanaman inang. Inang yang kompatibel mampu memacu pertumbuhan dan

perkembangan CMA melalui pembentukan struktur CMA dalam akar. Fotosintat

merupakan faktor eksternal yang berpengaruh terhadap penyebaran hifa. Faktor

Jaringan akar tomat

hifa

Jaringan akar tomat

arbuskula

hifa hifa

Page 51: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

39

internal (dalam) yang berpengaruh yaitu infektivitas, penyerangan, agresif dan

kepadatan spora. Infektivitas adalah jumlah akar tanaman yang terinfeksi oleh

CMA tanpa melihat kemampuannya dalam emnginfeksi dan penyebaran hifa.

Gambar 18 di atas, menunjukkan bahwa tomat dapat menjadi inang CMA

untuk memproduksi spora CMA dan mengatasi permasalahan pada tomat. CMA

mampu menjadi agen hayati yang mampu mengendalikan hama dan penyakit pada

tomat, misalnya mengendalikan nematoda Meloidogyne javanica, sehingga

pertumbuhan dan perkembangan tanaman tomat tidak terganggu (Sudirman,

2010). Selain itu enkapsulasi spora yang lebih efisien ini dapat menjadi pengganti

teknik hidroponik yang tidak efektif dan merugikan bagi petani kecil (Wijayani

dan Wahyu, 2005), serta sebagai pupuk hayati untuk meningkatkan penyerapan

hara ditanah marjinal, sehingga bagi daerah-daerah yang banyak tanah marjinal

dan ingin membudidayakan tanaman tomat tidak menjadi masalah, tidak

menggunakan pupuk buatan, kimia, atau NPK yang banyak atau pemborosan,

serta pertumbuhan tomat dan hasil tomat meningkat (Purwanto, 2005 ; Gunadi

dan Subhan, 2007).

Sebelumnya tomat mampu menjadi tanaman inang dalam penggunaan

Mycorirrhiza fertilizer (mycofer), pupuk hayati yang dikembangkan dari

konsorsium beberapa jenis Fungi Mikoriza Arbuskula (FMA) terpilih yaitu

Gigaspora rosea (FL-105), Glomus manihotis (INDO-1), Glomus etunicatum

(NPI), dan Acaulospora tuberculata (INDO-2). Mycofer ini mempunyai fungsi

sama dengan CMA (Nurmalasari, 2009). Umumnya spora yang diinokulasikan

pada tanaman akan berbeda dengan yang tidak diinokulasi CMA, biasanya unsur

Page 52: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

40

hara yang tersedia menjadi meningkat (Cahiruman, 2008 ; Widiastuti et al., 2005).

Secara umum mekanisme infeksi CMA yaitu, sebelum terjadi infeksi spora

berkecambah dan terjadi pertumbuhan hifa, selanjutnya hifa akan kontak dengan

perakaran tanaman inang dan membentuk hifa interseluler, hifa eksternal,

arbuskula dan dalam beberapa spesies membentuk vesikula. Hanya jaringan akar

spesifik seperti epidermis dan korteks yang dikolonisasi, sedang jaringan

pembuluh dan meristem resisten terhadap infeksi CMA. Hal ini karena CMA

tidak mempunyai enzim yang dapat mendegradasi lignin dan suberin yang

merupakan penyusun meristem (Chalimah, 2007).

Menurut Chairuman (2008), mikoriza secara efektif meningkatkan

infektivitas melalui jaringan hifa eksternalnya. Dalam proses simbiosis

mutualisme dengan tanaman, CMA melalui hifa eksternal mampu menjelajah

daerah di antara partikel tanah, melampaui jarak yang dapat dicapai akar biasa

(rambut akar), kecepatan translokasinya enam kali kecepatan rambut akar

(Nursanti dan Rohim, 2009 ; Adinurani et al., 1999). Hal ini diperkuat oleh

pendapat Abbot dan Robson (1984), waktu hidup akar yang dikolonisasi

diperpanjang dan derajat percabangan serta diameter akar diperbesar, sehingga

luas permukaan absorbsi akar diperluas. Imas et al., (1989), menyatakan bahwa

CMA dapat meningkatkan produksi hormon pertumbuhan seperti auksin,

sitokinin, dan giberelin bagi tanaman.

Page 53: ENKAPSULASI CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) …... · mikoriza mengangkut air dan hara mineral dari tanah ke tanaman, mikoriza ... hormon pertumbuhan dan zat pengatur tumbuh lainnya

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

commit to user

41

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil dan pembahasan di atas, dapat disimpulkan bahwa :

1. Kombinasi Na-alginat lidah buaya dapat digunakan sebagai bahan enkapsulasi

spora CMA.

2. Komposisi terbaik bahan enkapsulasi spora Na-alginat lidah buaya yaitu yaitu

1,75% Na-alginat + 10% ekstrak lidah buaya dengan memperlihatkan bentuk

kapsul bulat seragam, kekenyalan yang baik.

3. Persentase kapsul yang berisi spora dan efisiensi jumlah spora yang diberikan

terbaik adalah 675 spora/9ml

4. Spora hasil bahan enkapsulasi Na-alginat lidah buaya mampu menginfeksi

perakaran tomat (L. esculentum Mill), dengan terbentuk organ CMA yaitu

hifa, arbuskula.

B. SARAN

1. Perlu adanya penelitian lebih lanjut dengan penggunaan lidah buaya sebagai

bahan pencampur dalam pembuatan enkapsulasi spora CMA.

2. Perlu penelitian lebih lanjut tentang infektivitas dan efefktivitas spora bahan

enkapsulasi Na-alginat lidah buaya pada tanaman lain.