PENGARUH INOKULASI CENDAWAN ENDOFIT AKAR

Aspergillus niger DAN PERLAKUAN FOSFAT TERHADAP

PERTUMBUHAN TANAMAN PADI GOGO (Oryza sativa)

DAN JAGUNG (Zea mays)

SUYOTO

SEKOLAH PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2009

SURAT PERNYATAAN

Dengan ini menyatakan bahwa tesis dengan judul “Pengaruh Inokulasi

Cendawan Endofit Akar Aspergillus niger dan Perlakuan Fosfat Terhadap

Pertumbuhan Tanaman Padi Gogo (Oryza sativa) dan Jagung (Zea mays)” adalah

benar-benar hasil karya sendiri dan belum pernah dipublikasikan dalam bentuk apapun.

Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan penulis lain telah

disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam daftar pustaka di bagian akhir tesis ini.

Bogor, Agustus 2009

S u y o t o

G351060131

ABSTRACT SUYOTO. The Effect of Aspergillus niger Root Endophyte Inoculation and Phosphate Treatment on Growth of Upland Rice (Oryza sativa) and Corn (Zea mays). Under supervised by: NAMPIAH SUKARNO (chairman), UTUT WIDYASTUTI (members) and SUSTIPRIJATNO (members). Microorganisms utilization is one of alternatives to be used as biofertilizer. Aspergillus niger is one of potential microorganisms as biofertilizer. However, research on using A. niger as biofertilizer agents have not received adequate attention. The aim of the research was to study the role of application of root endophytic fungi A. niger in different levels of P application on growth of Oryza sativa and Zea mays. The research activities carried out in several phases which included production of endophyte of root fungus A. niger mycelia as inoculum and analysis of fungal colonization and growth response in liquid media and soil with different P concentrations. Production of fungal inoculum was carried out in two ways, Potato Dextrose Broth (PDB) and sterile maize media. Inoculum obtained in PDB was used to inoculate plants grown in liquid media whereas inoculum obtained on sterile maize media was used to inoculate plant grown in soil media. The experiments in the liquid media was done in sterile Johnson media. There are 2 types of inoculation treatments, without and with A. niger inoculation. Four different concentrations of P, P0%, P25%, P50% and P100%, were used plants were grown in 50 ml sterile media for 6 weeks. Parameters measured were the length of root, height of shoot, dry weight of root, dry weight of shoot, number of leaf, and root colonization. The experiments in soil media using sterile and non sterile soils. Media used to grow plants was a mixture of soil and sand with a compotition of 3: 1 in 3 and 6 kg pots. The soil in 3 kg pot was used to analyze the plant until 8 weeks whereas soil in 6 kg pot was used to analyze the plant until 16 weeks after planting. In sterile soil treatment, soil and sand were autoclaved first at a temperature of 1210C for 60 minutes. P treatments were the same as that of in liquid media. Parameters measured were productive sapling, dry weight of seed for Oryza sativa and diameter of corn cob, length of corn cob and dry weight of seed for Zea mays. Results showed that inoculation of A. niger influenced the growth of Oryza sativa and Zea mays on the liquid and soil media. The response of plants on inoculation and P treatments on both medium used had the same pattern. P Treatment increase colonization of A. niger, hight of shoot, root dry weight and dry weight of shoot. A. niger inoculation with the P50% treatment showed the highest response for almost all parameters excep root length. The length of the root at this treatment was declined with the vau even lower than P0% treatment. The application of P also increased the growth of Oryza sativa and Zea mays indenpendenly from inoculation. Key word :Aspergillus niger, phosphate , Oryza sativa, Zea mays.

RINGKASAN SUYOTO. Pengaruh Inokulasi Cendawan Endofit Akar Aspergillus niger dan Perlakuan Fosfat terhadap Pertumbuhan Tanaman Padi Gogo (Oryza sativa) dan Jagung (Zea mays). Dibimbing oleh: NAMPIAH SUKARNO (ketua), UTUT WIDYASTUTI (anggota) dan SUSTIPRIJATNO (anggota).

Pemanfaatan mikroorganisme menjadi salah satu alternatif dalam penggunaan pupuk hayati. Cendawan endofit akar Aspergillus niger merupakan salah satu contoh cendawan yang dapat dimanfaatkan sebagai agen pupuk hayati. Namun penelitian terhadap pemanfaatan cedawan tersebut sebagai agen pupuk hayati belum banyak dilakukan. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari peranan cendawan endofit akar A. niger pada berbagai taraf P terhadap pertumbuhan tanaman padi dan jagung.

Kegiatan penelitian dilakukan dalam beberapa tahapan yang meliputi produksi miselia sebagai inokulum dan analisis pertumbuhan cendawan dan respon tumbuh tanaman pada media cair dan tanah pada berbagai konsentrasi P. Produksi cendawan untuk inokulum dilakukan dengan 2 cara yaitu, pada media (PDB) dan media jagung steril. Inokulum yang ditumbuhkan pada media PDB digunakan untuk pengujian tanaman pada media cair sedangkan inokulum dari media jagung steril digunakan untuk pengujian tanaman pada media tanah.

Percobaan dalam media cair menggunakan media Johnson steril. Perlakuan yang digunakan ialah 2 taraf perlakuan inokulasi yaitu tanpa inokulasi dan dengan inokulasi A. niger serta 4 taraf konsentrasi P yaitu: P0%, P25%, P50% dan P100%. Tanaman ditumbuhkan pada media sebanyak 50 ml dan dipelihara selama 6 minggu. Parameter yang diukur meliputi panjang akar, tinggi tajuk, berat kering akar, berat kering tajuk, jumlah daun dan kolonisasi akar.

Percobaan pada media tanah menggunakan tanah steril dan tanah tidak steril. Media tumbuh tanaman yang digunakan ialah campuran tanah dan pasir dengan perbandingan 3 : 1 dalam pot berukuran 3 kg dan 6 kg. Tanah dalam pot 3 kg digunakan untuk uji tanaman sampai dengan umur 8 minggu setelah tanam dan dalam pot 6 kg digunakan untuk uji tanaman sampai dengan umur 16 minggu setelah tanam. Pada perlakuan tanah steril, tanah dan pasir sebelumnya disterilisasi dengan otoklaf pada suhu 1210C selama 60 menit. Taraf P yang digunakan sama seperti perlakuan pada media cair dan parameter yang diukur meliputi: anakan produktif, panjang malai dan berat kering biji untuk tanaman padi dan: diameter tongkol, panjang tongkol dan berat kering biji untuk tanaman jagung.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa inokulasi A. niger berpengaruh terhadap pertumbuhan tanaman padi dan jagung yang ditumbuhkan pada media cair dan media tanah. Respon tanaman terhadap inokulasi dan perlakuan P pada media tersebut memiliki pola yang sama. Perlakuan P meningkatkan kolonisasi A. niger, tinggi tajuk, berat kering akar dan berat kering tajuk. Respon tertinggi terdapat pada perlakuan inokulasi A. niger dengan konsentrasi P50%, tetapi pada perlakuan tersebut panjang akar tanaman menurun bahkan nilainya lebih terendah dari perlakuan P0%.

Perlakuan dengan inokulasi A. niger dan konsentrasi P50% pada tanaman padi umur 16 minggu setelah tanam pada media tanah tidak steril menghasilkan anakan produktif, panjang malai dan berat kering biji tertinggi dibandingkan dengan perlakuan lainnya. Hal yang sama pada tanaman jagung umur 16 minggu setelah tanam pada media

yang sama menghasilkan diameter tongkol, panjang tongkol dan berat kering biji tertinggi dibandingkan dengan perlakuan lainnya.

Inokulasi A. niger meningkatkan pertumbuhan tanaman padi dan jagung baik pada media cair maupun pada media tanah sampai tanaman berumur 8 dan 16 minggu setelah tanam. Hal yang sama terjadi pada pertumbuhan tanaman padi dan jagung pada perlakuan penambahan P. Perlakuan inokulasi A. niger dan konsentrasi P50% merupakan perlakuan paling optimal untuk pertumbuhan tanaman padi dan jagung.

Kata Kunci : Aspergillus niger, fosfat, Oryza sativa, Zea mays.

Judul Tesis : Pengaruh Inokulasi Cendawan Endofit Akar Aspergillus niger dan

Perlakuan Fosfat terhadap Pertumbuhan Tanaman Padi Gogo

(Oryza sativa) dan Jagung (Zea mays).

Nama : S u y o t o

NIM : G351060131

Disetujui

Komisi Pembimbing

Dr. Ir. Nampiah Sukarno

Ketua Dr. Ir. Utut Widyastuti Suharsono, M.Si Dr. Sustiprijatno Anggota Anggota

Diketahui

Ketua Program Studi Biologi Dekan Sekolah Pascasarjana

Dr. Ir. Dedy Duryadi Solihin, DEA Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, MS NIP.195611021984031003 NIP.195604041980111002

Tanggal Ujian: 21 Agustus 2009 Tanggal Lulus:

© Hak cipta milik Institut Pertanian Bogor , tahun 2009 Hak cipta dilindungi Undang-Undang

1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan

atau menyebutkan sumber. a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulis

karya ilmiah, penyusun laporan , penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah.

b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar Institut Pertanian Bogor.

2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB.

PENGARUH INOKULASI CENDAWAN ENDOFIT AKAR

Aspergillus niger DAN PERLAKUAN FOSFAT TERHADAP

PERTUMBUHAN TANAMAN PADI GOGO (Oryza sativa)

DAN JAGUNG (Zea mays )

S U Y O T O

Tesis

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Departemen Biologi

SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR 2009

PRAKATA Puji dan syukur selalu penulis panjatkan kepada Allah swt. karena telah

melimpahkan rahmat dan karunianya sehingga penelitian hingga penulisan tesis

berjudul:Pengaruh Inokulasi Cendawan Endofit Akar Aspergillus niger dan

Perlakuan Fosfat terhadap Pertumbuhan Tanaman Padi Gogo (Oryza sativa) dan

(Zea mays) Jagung dapat diselesaikan.

Ucapan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya penulis ucapkan kepada:

• Ibu Dr. Ir. Nampiah Sukarno, Ibu Dr. Ir. Utut Widyastuti dan bapak Dr. Sustiprijatno

selaku pembimbing, yang telah mencurahkan waktu dan tenaga sejak penulis masuk

IPB, penyusunan proposal, penelitian dan hingga penulisan tesis ini.

• Bapak Dr.Ir. Aris Tjahjoleksono, DEA sebagai anggota tim penguji yang telah ikut

mengoreksi dan memberi arahan yang berarti sehigga tulisan ini menjadi lebih baik lagi.

• Jajaran pimpinan di Departemen Agama Pusat yang telah mengadakan program

beasiswa kerja sama dengan IPB untuk Program Studi Pascasarjana dan jajaran

pimpinan di Kantor Wilayah Departemen Agama Propinsi Jawa Tengah yang telah

mendukung dan memberikan ijin belajar bagi penulis.

• Rektor Institut Pertanian Bogor, Dekan Sekolah Pascasarjana, Ketua Program Studi

Pascasarjana Biologi, Ketua Departemen Biologi, serta para dosen dan tenaga

administratif.

• Kerjasama kemitraan Penelitian Pertanian dengan Perguruan Tinggi (KKP3T) yang

diberikan kepada Dr. Ir. Nampiah Sukarno atas bantuan dana untuk melaksanakan

Penelitian ini.

• Kepala Pusat Penelitian dan Pengembangan Sumber Daya Hayati dan Bioteknologi

beserta seluruh pegawainya.

• Kepala MAN 2 Pekalongan dan seluruh guru dan tenaga administratif.

• Teman-teman pada Pogram Beasiswa Pascasarjana Departemen Agama.

• Khususnya kepada istri dan anak-anak tercinta.

Harapan penulis agar tesis ini dapat memberikan manfaat bagi penulis sendiri

maupun para pembaca pada umumnya.

Bogor, Agustus 2009

S u y o t o

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Pemalang pada tanggal 7 september 1968 sebagai anak

kedua dari pasangan Catur dan Sundari. Pada tanggal 5 maret 1995 penulis menikah

dengan Diah Puji alrianai tiga anak, yaitu Mardikho Priya Susetya (Laki-laki), Ardita

Sukma Salsabilla (Perempuan) dan Novendra Fajar Prasetya (laki-laki).

Penulis lulus dari SD Negeri Kaliprau tahun 1982, SMP Negeri Ulujami tahun

1985, SMA Negeri Comal tahun 1988. Penulis menyelesaikam program sarjana di

Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan (FKIP) Universitas Muhammadiyah Surakarta

pada tahun 1994 pada Jurusan Pendidikan Biologi. Tahun 1994, penulis bekerja sebagai

guru wiyata bakti bidang studi Biologi pada SMP Ulujami. Diangkat sebagai Pegawai

Negeri Sipil (PNS) sejak tahun 1997.

Pada tahun 2006 penulis mendapatkan beasiswa dari Departemen Agama untuk

melanjutkan studi pascasarjana di Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor dengan

mengambil program studi Biologi (Subprogram Mikrobiologi).

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR TABEL ..................................................................................................... x

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................. xi

DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................................... xii

PENDAHULUAN

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

Tujuan ............................................................................................................ 2

Hipotesis ........................................................................................................ 2

TINJAUAN PUSTAKA

Aspergillus niger ............................................................................................. 3

Peranan P Dalam Tanaman ........................................................................ 4

Senyawa P Dalam Tanah. ................................................................................ 5

Mikroorganisme Tanah Pelarut P .................................................................... 6

METODOLOGI PENELITIAN

Waktu dan Tempat ...................................................................................... 8

Bahan dan Alat.................................................................................................. 8

Metode Penelitian ............................................................................................ 8

Rancangan Percobaan dan Analisis ................................................................. 11

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil Penelitian .............................................................................................. 12

Pembahasan .................................................................................................... 27

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan ......................................................................................................... 30

Saran ............................................................................................................... 30

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................. 31

LAMPIRAN ................................................................................................................ 34

DAFTAR TABEL

Halaman

1. Pengaruh inokulasi A . niger dan perlakuan P pada tanaman padi umur

6 minggu setelah tanam dalam media cair............................................................... 14

2. Pengaruh inokulasi A . niger dan perlakuan P pada tanaman jagung umur

6 minggu setelah tanam dalam media cair. ............................................................... 16

3. Pengaruh inokulasi A . niger dan perlakuan P pada tanaman padi umur

8 minggu setelah tanam yang tumbuh pada media tanah steril ................................ 18

4. Pengaruh inokulasi A . niger dan perlakuan P terhadap pertumbuhan

tanaman jagung umur 8 minggu setelah tanam pada media tanah steril................... 20

5. Pengaruh inokulasi A . niger dan perlakuan P terhadap pertumbuhan

tanaman padi dalam media tanah tidak steril umur 8 dan 16 minggu

setelah tanam............................................................................................................. 22

6. Pengaruh inokulasi A . niger dan perlakuan P pada tanaman jagung

dalam media tanah tidak steril umur 8 dan 16 minggu

setelah tanam .......................................................................................................... 24

7. Pengaruh inokulasi A . niger dan perlakuan P pada pertumbuhan

generatif tanaman padi dalam media tanah tidak steril umur 16 minggu

setelah tanam............................................................................................................. 26

8. Pengaruh inokulasi A . niger dan perlakuan P pada pertumbuhan

generatif tanaman jagung dalam media tanah tidak steril umur 16 minggu

setelah tanam ............................................................................................................ 26

DAFTAR GAMBAR

Halaman

1. Diagram alir penelitian ............................................................................................. 8

2. Pengaruh pemberian P terhadap kolonisasi A. niger pada tanaman padi dan

jagung pada media cair, tanah steril dan tanah tidak steril ..................................... 13

3. Pertumbuhan tanaman padi pada umur 6 minggu setelah tanam pada media

cair dengan variasi konsentrasi P tanaman inokulasi A . niger dan

tanaman tanpa inokulasi............................................................................................ 15

4. Pertumbuhan tanaman jagung pada umur 6 minggu setelah tanam pada media

cair dengan variasi konsentrasi P tanaman inokulasi A . niger dan

tanaman tanpa inokulasi............................................................................................ 17

5. Pertumbuhan tanaman padi pada umur 6 minggu setelah tanam pada media

tanah steril dengan variasi konsentrasi P tanaman inokulasi A . niger

dan tanaman tanpa inokulasi.............................................................. ................... 19

6. Pertumbuhan tanaman jagung pada umur 6 minggu setelah tanam pada media

tanah steril dengan variasi konsentrasi P tanaman inokulasi A . niger

dan tanaman tanpa inokulasi…................................................................................ 21

7. Pertumbuhan tanaman padi pada media tanah tidak steril dengan variasi

konsentrasi P dan inokulasi A. niger umur 8 minggu setelah tanam dan

umur 16 minggu setelah tanam............................................................................... 23

8. Pertumbuhan tanaman jagung pada media tanah tidak steril dengan variasi

konsentrasi P dan inokulasi A. niger umur 8 minggu setelah tanam dan

umur 16 minggu setelah tanam................................................……….......……… 25

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

1. Media PDA ............................................................................................................... 35

2. Media PDB................................................................................................................ 36

3. Komposisi larutan baku hara johson ....................................................................... 37

PENDAHULUAN Latar Belakang

Fosfat (P) merupakan salah satu unsur hara makro yang sangat dibutuhkan oleh

tanaman. Tanaman menyerap P dari tanah dalam bentuk ion fosfat, terutama H2PO4-

(tanah masam) dan HPO42- (tanah basa) yang terdapat dalam larutan tanah. Bentuk P

lainnya yang diserap tanaman ialah dalam bentuk senyawa asam nukleat, fitin dan

fosfohumat (Havlin et al. 1999).

Pada tanah masam, P bersenyawa dalam bentuk-bentuk senyawa Fe-P, Al-P dan

Occluded-P, sedangkan pada tanah basa, pada umumnya P bersenyawa dengan Ca.

Adanya pengikatan-pengikatan P tersebut menyebabkan pupuk P yang diberikan dalam

bentuk P anorganik atau P tersedia menjadi tidak efisien, sehingga perlu diberikan dalam

takaran yang tinggi. Menurut Jones (1982), tanaman hanya memanfaatkan P sebesar

10%-30% dari pupuk P-anorganik yang diberikan, sedangkan 70% - 90% pupuk P

tersebut tetap berada di dalam tanah dalam bentuk terfiksasi atau tercuci ke dalam aliran

air. Kekurang efisienan penggunaan pupuk P tersebut dapat diatasi dengan berbagai cara,

salah satu diantaranya ialah memanfaatkan mikroorganisme pelarut P yang dapat

melarutkan P tidak tersedia. Penggunaan mikroorganisme pelarut P sebagai pupuk hayati

mempunyai keunggulan antara lain hemat energi, tidak mencemari lingkungan dan

mampu membantu meningkatkan kelarutan P yang terfiksasi (Suwarno et al. 2003).

Cendawan merupakan salah satu mikroorganisme yang dapat dikembangkan

sebagai pupuk hayati. Cendawan yang dapat digunakan sebagai pupuk hayati diantaranya

ialah Aspergillus. Aspergillus selain dilaporkan sebagai cendawan pelarut P juga dapat

membentuk kolonisasi pada akar tanaman sehingga disebut cendawan endofit akar

(Khastini 2007).

Sebagai pupuk hayati, cendawan Aspergillus mempunyai banyak keunggulan

dibandingkan dengan cendawan mikoriza. Cendawan tersebut umumnya tumbuh lebih

cepat, dapat diperbanyak dalam media buatan, mengkolonisasi hampir semua jenis

tumbuhan dan dapat mengkolonisasi hampir semua jenis tumbuhan termasuk tumbuhan

bukan inang mikoriza (non host) (Khastini 2007). Walaupun cendawan Aspergillus

mempunyai banyak keunggulan dibandingkan dengan cendawan mikoriza, namun

penelitian terhadap cendawan Aspergillus yang berhubungan dengan respon tumbuh

tanaman belum banyak dilakukan (Varma et al. 1999).

Peranan A . niger sebagai pelarut P sudah banyak diteliti pada media tanpa

tanaman. Namun peranan A . niger pada kondisi bersimbiosis belum banyak dilakukan

terutama peranannya dalam penyerapan P.

Tujuan

Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari peranan cendawan endofit akar A.

niger yang bersimbiosis dengan tanaman padi dan jagung terhadap pertumbuhan

tanaman tersebut pada berbagai konsentrasi P.

Hipotesis

Hipotesis yang akan diuji dalam penelitian ini yaitu cendawan endofit akar A. niger

dapat melarutkan P dan meningkatkan pertumbuhan tanaman inang melalui peningkatan

serapan fosfat.

TINJAUAN PUSTAKA

A. Aspergillus niger

Aspergillus niger banyak ditemukan sebagai cendawan tanah dan pada umumnya

bersifat saprofit. Penyebaran cendawan ini meliputi wilayah geografi yang luas terutama

di lingkungan mesofilik. Cendawan ini mengkolonisasi berbagai substrat diantaranya

ialah jaringan tanaman yang terdekomposisi, biji-bijian dan sisa makanan (Schuster et al.

2002).

A. niger ialah salah satu cendawan endofit yang hidup pada akar tanaman.

Cendawan endofit ialah cendawan yang sebagian besar atau seluruh siklus hidupnya

berada pada jaringan tumbuhan dan tidak menyebabkan penyakit pada tumbuhan tersebut

(Sinlair dan Cerkauskas 1997). Cendawan endofit pada umumnya merupakan cendawan

yang melakukan simbiosis mutualisme dengan tumbuhan inangnya. Cendawan endofit

sangat berperan dalam kesuburan tumbuhan inangnya karena dapat berfungsi sebagai

pupuk hayati, pengendali hayati hama dan penyakit, membantu penyerapan nutrisi,

mendekomposisi bahan organik dan melarutkan unsur hara yang terfiksasi seperti P

(Saeed et al. 2002; Zareen et al. 2001; Rubini et al. 2005).

Koloni A. niger pada media PDA berwarna putih atau putih kekuningan, ditutupi

dengan spora berwarna gelap (Debet et al. 1990). Secara morfologi cendawan ini

mempunyai hifa bersekat, halus dan hialin. Konidia tersusun radiat bentuknya lonjong

dengan ukuran konidia berkisar antara 3,5 - 5 µm, (Samson et al. 2007). Perkembang

biakannya dilakukan secara aseksual meskipun ditemukan juga berkembang biak secara

seksual (Schuster et al. 2002).

A. niger termasuk dalam kelompok cendawan ”Black Aspergilli”yang berperan

dalam industri makanan, obat-obatan dan enzim. Cendawan ini memproduksi enzim-

enzim hidrolitik seperti lipase, amilase, protease, selulase, pektinase serta invertase dan

mensekresikan protein tersebut ke dalam medium (Schuster et al. 2002). Selain itu juga

cendawan ini menghasilkan asam organik seperti asam sitrat (Ali et al. 2005). Samson et

al. (2007) melaporkan bahwa A. niger dapat menghasilkan tunalenon, ochtratoxin A,

malformin, dan pyronigrin.

A. niger juga dilaporkan dapat memecah logam-logam seperti Al. Cu, dan Ni, serta

menggunakan energi hasil pemecahan tersebut untuk mensintesis asam organik.

Cendawan ini juga menghasilkan enzim peroksidase yang penting pada industri pulp,

enzim phytase yang mampu menghidrolisis fosfat dari fitat (Schuster et al. 2002), dan

mampu mendegradasi batuan fosfat untuk kepentingan penyedian unsur P pada tanah

(Goenadi et al. 2000).

B. Peranan P Dalam Tanaman

Fosfat merupakan komponen penyusun beberapa enzim, protein, ATP dan RNA.

Unsur P juga berperan pada pertumbuhan benih, akar, bunga, dan buah. Bersama dengan

kalium, fosfor dipakai untuk merangsang pembungaan.

Fosfat anorganik banyak terdapat di dalam cairan sel sebagai komponen sistem

penyangga tanaman. Dalam bentuk organik, P terdapat sebagai: (1) fosfolipid, yang

merupakan komponen membran sitoplasma dan kloroplas; (2) fitin, yang merupakan

simpanan fosfat dalam biji; (3) gula fosfat, yang merupakan senyawa antara dalam

berbagai proses metabolisme tanaman; (4) nukleoprotein, komponen utama DNA, dan

RNA inti sel; (5) ATP,ADP,AMP dan senyawa sejenisnya sebagai senyawa berenergi

tinggi untuk metabolisme; (6) NAD dan NADP, merupakan koenzim penting dalam

proses reduksi dan oksidasi; dan (7) FAD dan berbagai senyawa lain, yang berfungsi

sebagai pelengkap enzim tanaman (Salisbury et al. 1995).

Fosfat pada tanaman berpengaruh dalam pembelahan sel, pembentukan lemak

albumen, pembungaan, pembuahan dan pengisian biji, perkembangan akar rambut,

pencegah kerebahan, membantu mempercepat kematangan tanaman dengan mengurangi

penggunaan N, meningkatkan ketahanan terhadap hama dan penyakit (Soepardi 1983).

Fosfat mempengaruhi proses metabolisme tumbuhan. Kekurangan fosfat

mengakibatkan pertumbuhan tanaman terhambat, perakaran tidak berkembang dengan

baik dan daun tua cepat rontok karena fosfat dalam tanaman bersifat mobil dan

beregerak dari daun tua ke daun muda. Gejala kekurangan P daun berwarna hijau tua dan

kadang-kadang bergelombang. Selain itu juga terjadi akumulasi karbohidrat yang dapat

mendorong terbentuknya antosianin, sehingga daun dan batang berwarna kemerahan

atau ungu ( Partohardjono dan Karama 1991).

C. Senyawa P Dalam Tanah

Pada pemupukan sebagian besar P menjadi tidak tersedia bagi tanaman karena

terikat dalam bentuk senyawa anorganik dan organik. Pada tanah-tanah masam yang

kandungan P-nya rendah, pupuk P yang umum digunakan adalah batuan fosfat alam

(rock phosphate). Pemupukan P kurang bermanfaat bila ketersediaan Al, Fe dan Mn pada

tanah tersebut (Horyono 2000).

Bentuk ion fosfat yang diserap oleh tanaman sangat ditentukan oleh pH tanah.

Apabila dalam keadaan alkalin bentuk HPO42- merupakan bentuk ion fosfat yang larut.

Bila pH menurun, akan ditemukan dua bentuk ion fosfat yaitu: H2PO4- dan PO4

2-. Makin

rendah pH makin dominant ion H2PO4-. Kedua bentuk ion fosfat itu diserap oleh tanaman

(Soepardi 1983, Havlin et al. 1999).

Pada tanah masam, P bersenyawa dalam bentuk-bentuk senyawa Fe-P, Al-P dan

Occluded-P, sedangkan pada tanah basa, pada umumnya P bersenyawa dengan Ca.

Adanya pengikatan-pengikatan P tersebut menyebabkan pupuk P yang diberikan dalam

bentuk P anorganik atau P tersedia menjadi tidak efisien, sehingga perlu diberikan dalam

takaran yang tinggi. Menurut Jones (1982), tanaman hanya memanfaatkan P sebesar

10%-30% dari pupuk P-organik yang diberikan, sedangkan 70% - 90% pupuk P tersebut

tetap berada di dalam tanah dalam bentuk terfiksasi atau tercuci ke dalam aliran air.

Kekurangefisienan penggunaan pupuk P tersebut dapat diatasi dengan berbagai cara,

salah satu diantaranya ialah memanfaatkan mikroba pelarut P yang dapat melarutkan P

tidak tersedia. Penggunaan mikroba pelarut P sebagai pupuk hayati mempunyai

keunggulan antara lain hemat energi, tidak mencemari lingkungan dan mampu

membantu meningkatkan kelarutan P yang terfiksasi (Suwarno et al. 2003).

D. Mikroorganisme Tanah Pelarut P

Cendawan endofit akar A. niger bersama-sama dengan Aspergillus flavus ,

Rhizophus stolonifer, Fusarium oxysporum dan Penicillium corylophyllum merupakan

salah satu cendawan endofit yang sering dijumpai tumbuh pada akar tumbuhan (Hasan

2002). Hasan (2002) melaporkan bahwa A. niger yang diisolasi dari akar, selain

menghasilkan hormon tumbuh, menghasilkan asam-asam organik seperti asam sitrat,

oksalat dan malat. Asam-asam organik tersebut dapat berfungsi sebagai enzim penting

dalam proses dekomposisi bahan organik dan proses meneralisasi unsur hara yang

terfiksasi seperti P.

Asam organik mampu meningkatkan ketersediaan P di dalam tanah melalui

beberapa mekanisme , diantaranya adalah :(1) anion organik bersaing dengan ortofosfat

pada permukaan tapak jerapan koloid yang bermuatan positif (Premono 1994); (2)

pelepasan ortofosfat dari ikatan logam P melalui pembentukan kompleks logam organik

(Beaucamp dan Hume 1997); dan (3) modifikasi muatan permukaan tapak jerapan oleh

ligan organik (Havlin et al. 1999).

Asam sitrat dan oksalat digolongkan sangat efektif dalam menurunkan retensi P

dari kaolinit dan gibsit, sedangkan asam malonat, tartat, dan malat berefektivitas sedang,

serta asam asetat dan suksinat digolongkan kurang efektif (Premono 1994). Disamping

meningkatkan P tersedia , beberapa asam organik berbobot molekul rendah juga

dilaporkan dapat mengurangi daya racun Al yang dapat dipertukarkan (Al-dd) pada

tanaman kapas. Hasil penelitian Premono (1994) menunjukkan bahwa cendawan pelarut

fosfat secara nyata mampu mengurangi Fe, Mn dan Cu yang terserap oleh tanaman

jagung yang ditanam pada tanah masam, sehingga berada pada tingkat kandungan yang

normal.

Cendawan menghasilkan asam-asam organik tersebut melalui proses katabolisme

glukosa dan siklus asam trikarboksilat (TCA), yang merupakan kelanjutan dari reaksi

glikolisis. Asam-asam ini merupakan substrat untuk proses anabolime dalam sintesis

asam amino dan makromolekul lain (Dawes dan Sutherland 1976).

Penelitian terhadap cendawan pelarut P banyak dilakukan menggunakan

Aspergillus sp. Anas et al. (1993) melaporkan peranan A. níger dalam pertumbuhan

tanaman. Hasilnya menunjukkan bahwa A. níger meningkatkan pertumbuhan batang 1º

kali lebih tinggi dari perlakuan kontrol.

Aspergillus ficum yang diteliti oleh Premono (1994) mampu meningkatkan

ketersediaan P pada tanah sebesar 25%, dan mampu melarutkan bentuk-bentuk Ca-P dan

Fe-P. Hasil penelitian Maningsih dan Anas (1996) menunjukkan bahwa cendawan A.

niger dapat meningkatkan kelarutan P dari AlPO4 sebesar 135% dan dapat meningkatkan

P larut pada tanah Ultisol sebesar 30,4% dibandingkan kontrol. Indikasi tersebut

menunjukkan bahwa kemampuan cendawan yang mempunyai spektrum lebar dalam

melarutkan beberapa bentuk senyawa P yang ada di dalam tanah.

Das (1963) melaporkan bahwa bahwa beberapa Aspergillus sp. dan Penicillium sp.

mampu melarutkan Al-P dan Fe-P. Jenis cendawan lain adalah Sclerotium dan Fusarium

(Alexander 1978). A. níger dapat melarutkan P dari bentuk trikalsium fosfat melalui

produksi asam-asam organik (Nampiah Sukarno, data tidak dipublikasikan).

Meningkatnya asam-asam organik tersebut biasanya diikuti dengan penurunan pH ,

sehingga mengakibatkan terjadinya pelarutan P yang terikat oleh Ca.

METODOLOGI PENELITIAN

Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian dilaksanakan pada bulan April 2007 sampai Maret 2008. Lokasi

penelitian dilaksanakan di rumah kaca, Pusat Penelitian Sumber Daya Hayati dan

Bioteknologi (PPSHB) Institut Pertanian Bogor, Bogor.

Bahan dan Alat

Bahan yang digunakan adalah cendawan endofit akar A. niger, tanaman padi gogo

varietas dodokan (Oryza sativa), tanaman jagung varietas pulut (Zea mays), tanah, pasir,

pupuk NPK, media cair, aquades, NBT, KOH 10%, formalsalin, HCl 2%, asam fuchsin

0,05%, botol bekas film, plastik tahan panas. Alat yang digunakan ialah meteran, koran,

timbangan, label, alat tulis, tustel, autoklaf, oven pengering dan mikroskop stereo.

Metode Penelitian

Langkah- langkah Penelitian

Gambar 1. Diagram alir penelitian

Kegiatan penelitian dilakukan dalam beberapa tahapan yang meliputi produksi

miselia A. niger dan analisis pertumbuhan cendawan dan respon tumbuh tanaman pada

media cair dan tanah pada berbagai konsentrasi P.

Produksi miselia cendawan endofit

akar A. niger

Media cair Media tanah

Analisis pertumbuhan cendawan dan respon tumbuh tanaman

Tidak steril Steril

A. Produksi Miselia Cendawan Endofit Akar A. niger sebagai Inokulum.

Produksi miselia untuk inokulum dilakukan dengan 2 macam media yaitu : PDA

(lihat lampiran 1) dan dilanjutkan dengan media jagung steril. Media kedua ialah dengan

menumbuhkannya pada media PDB(lihat lampiran 2) yang digunakan untuk produksi

untuk menginokulasi tanaman dalam media cair.

1. Produksi miselia pada PDB

Sebanyak 5 potong miselia A. niger berukuran 1 cm di tumbuhkan pada 250 ml

PDB. Kultur di inkubasi selama 15 hari dengan agitasi. Pada saat, panen miselia

disaring dan siap digunakan sebagai inokulum.

2. Produksi miselia pada PDA dan media jagung steril.

A. niger ditumbuhkan pada media Potato Dextrose Agar (PDA) selama 7 hari pada

suhu kamar. Miselium cendawan yang tumbuh selanjutnya digunakan untuk

menginokulasi media jagung steril. Dua ratus gram jagung di rebus dan disterilisasi

selama 60 menit pada suhu 1210C. Media diinkubasi selama 2-3 minggu sampai seluruh

bagian media di tumbuhi oleh cendawan. Selanjutnya cendawan dipanen dan siap

digunakan sebagai inokulum.

B. Analisisa Pertumbuhan Cendawan dan Respon Tumbuh Tanaman pada

Berbagai Konsentrasi P.

1. Media cair

Sebelum ditanam pada media cair, benih padi dan jagung ditumbuhkan pada media

zeolit steril dengan perlakuan tanpa dan dengan inokulasi A. niger secara terpisah.

Tanaman di tumbuhkan di dalam ruangan selama 2 minggu. Setelah tumbuh masing-

masing tanaman dipindahkan ke dalam botol yang mengandung media cair steril

sebanyak 50 ml. Terdapat 4 konsentrasi P sebagai perlakuan yaitu : P0%, P25%,

P50% dan P100%. Tanaman dipelihara selama 6 minggu dan dipupuk 1 minggu sekali

sesuai dengan perlakuan P. Pada saat panen, bagian tajuk dan akar dipotong kemudian

ditimbang bobot basahnya. Akar dibagi 2 menjadi bagian. Bagian pertama dikeringkan

dengan oven pada suhu 650C selama 7 hari selanjutnya ditimbang bobot keringnya.

Sedangkan sebagian lagi dipotong dan diwarnai untuk analisis pertumbuhan cendawan di

dalam akar.

2. Media tanah

Tanah ialah media tumbuh yang umumnya digunakan untuk pertumbuhan tanaman

di lapangan. Pada percobaan ini digunakan 2 macam media tanah yaitu tanah tidak steril

dan tanah steril.

2.1 Tanah steril

Media tumbuh tanaman yang digunakan adalah campuran tanah dan pasir steril

dengan perbandingan 3:1. Media dimasukkan ke dalam pot berukuran 3 kg. Selanjutnya

biji ditanam pada media tanah. Inokulasi cendawan endofit akar A. niger menggunakan

inokulasi sebanyak 10% (v/v) dari bobot media tumbuh. Terdapat 4 perlakuan

konsentrasi P yaitu, P 0 % (P0), P 25 % (P 25), P 50% (P 50) dan P 100 % (P 100).

Pemeliharaan tanaman dilakukan dengan penyiangan secara berkala dan penyiraman

menggunakan akuades sampai tanaman berumur 8 minggu. Pada saat panen, bagian tajuk

dan akar diperlakukan seperti pada percobaan media cair.

2.2 Tanah tidak steril

Media tumbuh tanaman yang digunakan adalah campuran tanah dan pasir tidak

steril dengan perbandingan 3:1. Media dimasukkan ke dalam pot berukuran 3 kg untuk

panen umur 8 minggu dan 6 kg untuk panen umur 16 minggu, benih padi dan jagung

ditanam pada pot secara terpisah. Inokulasi cendawan endofit akar A. niger dilakukan

dengan cara mencampur inokulum cendawan endofit akar A. niger sebanyak 10% (v/v)

dari bobot media tumbuh. Pada percobaan ini, seluruh pot diinokulasi dengan Aspergillus

niger. Pada panen umur 16 minggu dilakukan pengukuran terhadap anakan produktif,

panjang malai dan berat kering biji untuk tanaman padi dan diameter tongkol, panjang

tongkol dan berat kering biji untuk tanaman jagung.

3. Pewarnaan Akar dan Kolonisasi Cendawan

Pewarnaan akar dilakukan dengan menggunakan pewarnaan biru tripan yaitu: akar

dicuci dan direndam dalam KOH 10% (v/v). Selanjutnya KOH dibuang, dicuci dengan

air mengalir, kemudian direndam dalam HCl 1% (v/v) selama 12 jam. Setelah itu HCl

dibuang, dan terakhir akar diwarnai dengan pewarna biru trypan. Akar selanjutnya

direndam dalam larutan gliserol asam 50%. Pengamatan cendawan dan penghitung

persen kolonisasi cendawan dilakukan dengan menggunakan metode Brundrett et al

(1997).

Rancangan Percobaan dan Analisis

Hasil pengamatan dari peubah dianalisis berdasarkan sidik ragam. Jika hasil

analisis ragam menunjukkan F hitung > F tabel maka dilanjutkan dengan uji Duncan pada

taraf uji 5%. Pengolahan data dilakukan dengan menggunakan program komputer SAS

(Statistical Analysis System) versi 6.12.

Peubah lain yang juga diamati adalah panjang akar, panjang tajuk, berat kering

akar dan berat kering tajuk. Pengulangan dilakukan sebanyak lima kali ulangan. Tahap

kolonisasi Aspergillus sp. pada akar tanaman disusun berdasarkan rancangan acak

lengkap (RAL) dengan perlakuan jenis media tanam. Peubah yang diamati adalah

persentase kolonisasi. Persentase kolonisasi dihitung pada cawan gridline (arsiran)

dengan menggunakan rumus:

jumlah interseksi kolonisasi akar

% kolonisasi = x 100% jumlah total interseksi akar

Model linier rancangan penelitian adalah sebagai berikut (Mattjik dan Sumertajaya

2000) :

Yijk=μ+αi+βj+ (α(β)ij+δijk

Ket: Yijk : nilai respon pengaruh inokulum ke-i, pemberian P taraf ke-j, ulangan ke-k μ : rataan umum (αβ)ij: pengaruh inokulum dan pemberian taraf P βj : pengaruh inokulum taraf ke-j δijk : komponen acak perlakuan

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil Penelitian

A. Pengaruh inokulasi dan perlakuan P terhadap kolonisasi akar

Kolonisasi cendawan meningkat dengan peningkatan kandungan fosfat pada media

(Gambar 2). Pada pemberian P25%, kolonisasi meningkat 100% dibandingkan dengan

perlakuan tanpa pemberian fosfat (P0%). Peningkatan kolonisasi mencapai optimum pada

pemberian P50% yaitu terjadi kolonisasi 42,66% pada tanaman padi dan 44,2% pada

tanaman jagung. Pada pemberian P100%, kolonisasi cendawan menurun hingga 57%

pada tanaman padi dan 55,7% pada tanaman jagung.

Kemampuan kolonisasi A. niger tidak hanya terbatas pada media cair saja. Hal ini

dibuktikan adanya kolonisasi cendawan pada media tanah streril dan media tanah tidak

steril. Kolonisasi juga meningkat pada media tanah steril tetapi pengaruhnya tidak

setinggi pada media cair. Pada P25% terjadi peningkatan kolonisasi 4,6% pada padi dan

24% pada jagung dibandingkan dengan perlakuan tanpa pemberian P. Pengaruh optimal

dari pemberian P terhadap kolonisasi A. niger juga terjadi pada pemberian P50%.

Pemberian P100% pada tanah steril juga menurunkan kolonisasi, tetapi penurunannya

lebih kecil daripada pada media cair.

Pengaruh pemberian P25% tidak banyak berpengaruh terhadap kolonisasi akar

demikian pula dengan perlakuan P100%, juga tidak mempengaruhi kolonisasi. Pengaruh

yang paling optimal adalah pemberian P50%. Pengaruh tersebut terjadi baik pada tanah

yang diinokuasi A. niger maupun yang tidak.

Gambar 2. Pengaruh pemberian P terhadap kolonisasi A. niger pada tanaman padi dan

jagung (A) Media cair (B) tanah steril dan (C) tanah tidak steril.

C

A

B

B. Pengaruh inokulasi dan perlakuan P terhadap pertumbuhan tanaman pada

media cair

Berdasarkan data dari pertumbuhan tanaman padi yang ditumbuhkan dalam media

cair menunjukkan bahwa inokulasi A. niger memberikan respon tumbuh yang baik.

Pertumbuhan tanaman padi memberikan respon yang berbeda nyata bila diinokulasi A.

niger dibandingkan dengan perlakuan tanpa inokulasi. Namum demikian tanaman padi

dengan inokulasi pada taraf P50% mempunyai panjang akar yang pendek dan tidak

berbeda nyata dengan tanaman tanpa inokulasi pada taraf P0% (Tabel 1).

Tanaman padi yang diinokulasi A. niger dengan taraf P50% mempunyai panjang

akar, tinggi tajuk, berat kering akar, berat kering tajuk dan jumlah daun nyata

dibandingkan dengan tanaman diinokulasi A. niger dengan P0%, P25% dan P100%.

Hal yang sama terjadi jika perlakuan tersebut dibandingkan dengan tanaman yang tanpa

diinokulasi pada semua taraf pemupukan P.

Tabel 1. Pengaruh inokulasi A . niger dan perlakuan P pada tanaman padi umur 6 minggu setelah tanam dalam media cair.

Parameter Panjang

akar (cm)

Berat kering tajuk

Jumlah daun

(satuan) Perlakuan

Konsentrasi P(%)

Tinggi tajuk (cm)

Berat kering akar (g) (g)

inokulasi 0 10b1) 20.5a 0.12a 0.086a 2.33a A. niger 25 16.5c 33.83c 0.21a 0.123c 4b

50 3.2 a 47.5d 0.85c 0.44d 5c 100 8.5b 29.66b 0.54b 0.113b 3.66b

0 3.0a 20.16a 0.21b 0.02a 2.33a 25 7.66b 33.16c 0.19b 0.22c 2.33a 50 9.5b 29b 0.39c 0.18b 5.33c Tanpa

inokulasi 100 16.3c 41.5c 0.09a 0.19b 3.33b Keterangan:1) Angka dalam kolom yang sama pada masing-masing kelompok yang

diikuti huruf sama tidak berbeda nyata berdasarkan uji jarak berganda Duncan (P < 0,05).

Tinggi tajuk tanaman padi dengan pemberian P dan inokulasi A. niger

mempunyai daun lebih hijau dibandingkan dengan tanaman padi tanpa inokulasi.

Pertumbuhan tanaman pada taraf P50% dengan inokulasi A. niger lebih tinggi

dibandingkan dengan taraf P lainnya (Gambar 3).

Gambar 3 .Pertumbuhan tanaman padi pada umur 6 minggu setelah tanam pada media

cair dengan variasi konsentrasi P. (A) Tanaman inokulasi A . niger dan (B) Tanaman tanpa inokulasi.

P100% P25%P50% P0%

Tanaman jagung yang diinokulasi cendawan endofit akar A. niger dengan taraf

P50% mempunyai akar yang pendek dibandingkan dengan perlakuan P lainnya dan

tidak berbeda nyata dengan tanaman tanpa inokulasi pada P0%. Pada tanaman jagung

dengan inokulasi pada taraf P50% mempunyai panjang akar yang pendek dan tidak

berbeda nyata dengan tanaman tanpa inokulasi pada taraf P0%. Pada taraf P50%

mempunyai tanaman yang diinokulasi tinggi tajuk, berat kering akar, berat kering tajuk

serta jumlah daun yang berbeda nyata dibandingkan taraf P0%, P25% dan P100%

(Tabel 2).

Tabel 2. Pengaruh inokulasi A . niger dan perlakuan P pada tanaman jagung umur 6 minggu setelah tanam dalam media cair.

Parameter

Panjang akar

Tinggi tajuk

Berat kering akar

Berat kering tajuk

Jumlah daun

(satuan) Perlakuan

Konsentrasi P(%) (cm) (cm) (g) (g)

inokulasi 0 29.3b1) 20.67a 0.06a 0.17a 3.33a A. niger 25 27.1b 26.67b 0.19ab 0.25b 5ab

50 19.7a 41.33d 1.17c 0.47c 6.33c 100 38.3c 35.67c 0.54b 0.32b 6.b

0 19.2a 20a 0.06a 0.16a 3.33a 25 26.3b 25.66b 0.18a 0.25ab 4ab 50 27.7b 35.33c 0.53b 0.31b 5b Tanpa

inokulasi 100 37.3c 40.5d 1.16c 0.44c 4.33b Keterangan:1) Angka dalam kolom yang sama pada masing-masing kelompok yang

diikuti huruf sama tidak berbeda nyata berdasarkan uji jarak berganda Duncan (P < 0,05).

Inokulasi A. níger selain meningkatkan pertumbuhan tanaman juga menyebabkan

tanaman jagung memiliki tajuk lebih segar dibandingkan dengan tanaman tanpa inokulasi

(Gambar 4).

Gambar 4 .Pertumbuhan tanaman jagung pada umur 6 minggu setelah tanam pada media

cair dengan variasi konsentrasi P (A) Tanaman inokulasi A . niger dan (B) Tanaman tanpa inokulasi.

P0% P25% P100%P50%

P0% P100% P25% P50%

C. Pengaruh inokulasi dan pemberian P terhadap pertumbuhan tanaman pada

media tanah

Tabel 3 menunjukkan pertumbuhan tanaman padi memberikan respon yang

berbeda.

Secara umum pada perlakuan P0%, P25% dan P100%, inokulasi tidak berpengaruh

terhadap panjang akar, tinggi tajuk, berat kering akar, berat kering tajuk dan jumlah

anakan. Sedangkan perlakuan P50% meningkatkan tinggi tajuk, berat kering akar dan

berat kering tajuk. Pada perlakuan ini panjang akar lebih pendek dari pada P0%, P25%

dan P100%. Sedangkan jumlah anakan tidak berbeda nyata (Tabel 3).

Pada tanaman tanpa inokulasi, penambahan P meningkatkan seluruh parameter

yang diamati kecuali panjang akar. Pemberian P pada tanaman yang tidak diinokulasi

tidak berpengaruh terhadap panjang akar (Tabel 3).

Tabel 3. Pengaruh inokulasi A . niger dan perlakuan P pada tanaman padi umur 8 minggu setelah tanam yang tumbuh pada media tanah steril.

Parameter

Perlakuan Konsentrasi P(%)

Panjang akar (cm)

Tinggi tajuk (cm)

Berat kering akar (g)

Berat kering tajuk (g)

Jumlah anakan (satuan)

0 9.87c1) 39.12a 0.51a 0.74a 4.5a 25 8.87ab 47.62b 0.62ab 1.04ab 6.75b 50 7.37a 54.62c 1.7c 2.04c 11c

Inokulasi A. niger

100 11.12c 47.75b 1.05b 1.17b 7.5b 0 9.12ab 36.87a 0.43a 0.68a 3a 25 8.12ab 46.87b 0.57a 1.01b 4ab 50 7.75a 46.5b 0.91b 1.1b 9.75c

Tanpa inokulasi

100 10.12ab 52.87c 1.27c 1.79c 6b Keterangan: 1) Angka dalam kolom yang sama pada masing-masing kelompok yang

diikuti huruf sama tidak berbeda nyata berdasarkan uji jarak berganda Duncan (P < 0,05).

Pertumbuhan tanaman padi yang diinokulasi A . niger terlihat tajuk lebih tinggi,

daunnya lebih hijau dan jumlah anakannya lebih banyak dibandingkan dengan tanaman

padi tanpa inokulasi pada pemberian P yang setaraf (Gambar 5).

Gambar 5 .Pertumbuhan tanaman padi pada umur 6 minggu setelah tanam pada media

tanah steril dengan variasi konsentrasi P (A) Tanaman inokulasi A . niger dan (B) Tanaman tanpa inokulasi.

B

A

Perlakuan pemberian P memberikan pengaruh yang berbeda pada tanaman yang

diinokulasi dan yang tidak diinokulasi. Pada tanaman yang diinokulasi penambahan P

meningkatkan tinggi tajuk, berat kering akar, berat kering tajuk dan jumlah anakan

dengan nilai tertinggi diperoleh pada perlakuan P50%. Panjang akar pada perlakuan ini

paling rendah jika dibandingkan dengan perlakuan P0%, P25% dan P100% (Tabel 4).

Pada tanaman tanpa inokulasi, perlakuan P meningkatkan panjang akar kecuali pada

P50%, tinggi tajuk, berat kering akar, berat kering tajuk dan jumlah anakan. Nilai

tertinggi diperoleh pada perlakuan P100% (Tabel 4).

Kolonisasi A. niger pada tanaman jagung yang diinokulasi mempunyai pola yang

sama dengan tanaman padi. Kolonisasi meningkat sampai pada perlakuan P50%. Pada

perlakuan P100% kolonisasi akar menurun mendekati nilai pada perlakuan P25%

(Gambar 2).

Tabel 4. Pengaruh inokulasi A . niger dan perlakuan P terhadap pertumbuhan tanaman jagung umur 8 minggu setelah tanam pada media tanah steril.

Parameter

Perlakuan Konsentrasi P(%)

Panjang akar (cm)

Tinggi tajuk (cm)

Berat kering akar (g)

Berat kering tajuk (g)

Jumlah daun

(satuan)

0 38.5b1) 94.25a 2.31a 8.63a 8.5a 25 45.62c 109.5b 3.31b 16.98b 10.25b 50 27.62a 152d 5.21c 26.09c 12.5c

Inokulasi A. niger

100 43.1bc 133.5c 3.21b 14.77b 10.5b 0 36.5b 94.25a 2.16a 8.23a 7.5a 25 43.87b 109.5b 3.06b 15.73b 9.25b 50 29.12a 133.5c 3.03b 13.77b 11.5c

Tanpa inokulasi

100 40.62b 151d 4.21c 23.84c 10.25b Keterangan:1) Angka dalam kolom yang sama pada masing-masing kelompok yang

diikuti huruf sama tidak berbeda nyata berdasarkan uji jarak berganda Duncan (P < 0,05).

Pertumbuhan tanaman jagung yang diinokulasi A. niger mempunyai daun lebih

hijau dan jumlah daun lebih banyak dibandingkan dengan tanaman jagung tanpa

inokulasi (Gambar 6).

Gambar 6 .Pertumbuhan tanaman jagung pada umur 6 minggu setelah tanam pada media

tanah steril dengan variasi konsentrasi P (A) Tanaman inokulasi A . niger dan (B) Tanaman tanpa inokulasi.

A B

P0% P25% P50% P100% P0% P25% P50% P100%

Pertumbuhan tanaman padi dan jagung yang ditanam dalam media tanah tidak steril

mempunyai respon yang berbeda terhadap inokulasi dan perlakuan P. Tanaman yang

diinokulasi A. niger dengan taraf P50% pada umur 8 minggu mempunyai tinggi tajuk

dan berat kering akar tertinggi bila dibandingkan dengan tanaman dengan P0%, P25%

dan P100%. Namun demikian, berat kering tajuk dan jumlah daun dari perlakuan

tersebut tidak berbeda nyata (Tabel 5).

Pada umur 16 minggu, setelah tanam tanaman padi yang mendapatkan taraf P50%

mempunyai akar yang paling pendek. Sedangkan tinggi tajuk, berat kering akar, berat

kering tajuk dan jumlah daun lebih tinggi dibanding dengan tanaman yang diinokulasi A.

niger dengan P0%, P25% dan P100% (Tabel 5).

Tabel 5. Pengaruh inokulasi A . niger dan perlakuan P terhadap pertumbuhan tanaman padi dalam media tanah tidak steril umur 8 dan 16 minggu setelah tanam.

Parameter

Umur tanaman Konsentrasi

P(%)

Panjang akar (cm)

Tinggi tajuk (cm)

Berat kering akar (g)

Berat kering tajuk (g)

Jumlah anakan (satuan)

0 15.3ab1) 50.5a 0.61a 1.11a 2.75a 25 19.5bc 53.37a 0.87ab 1.81a 3.75a 50 11.12a 64.62c 2.43de 3.62ab 9c

8 minggu

100 23.37c 59.5b 1.56bc 2.81a 5.5b 0 35.88de 84.5d 2.3cd 10.9b 4.25a

25 31.5d 91.75e 3.12ef 18.4c 6.5b 50 24.63c 106.75g 5.37g 26d 12c

16 minggu

100 40.5e 99.37f 3.59f 18.5c 9.7c Keterangan: 1) Angka dalam kolom yang sama pada masing-masing kelompok yang

diikuti huruf sama tidak berbeda nyata berdasarkan uji jarak berganda Duncan (P < 0,05).

Pertumbuhan tanaman padi umur 8 minggu setelah tanam dan 16 minggu setelah

tanam. Tanaman yang memdapatkan P50% dan inokulasi A. niger mempunyai tinggi

tajuk tertinggi dan jumlah anakan lebih banyak dibandingkan dengan konsentrasi P0%,

P25% dan P100% dan diinokulasi A. niger (Gambar 7).

Gambar 7. Pertumbuhan tanaman padi pada media tanah tidak steril dengan variasi

konsentrasi P dan inokulasi A. niger (A) Umur 8 minggu setelah tanam dan (B) Umur 16 minggu setelah tanam.

B

A

Tanaman jagung yang berumur 8 dan 16 minggu setelah tanam pada taraf P50%

baik yang diinokulasi maupun yang tidak diinokulasi mempunyai akar yang paling

pendek jika dibandingkan dengan perlakuan lainnya. Tanaman yang diinokulasi A. niger

dengan taraf P50% mempunyai tinggi tajuk, berat kering akar, berat kering tajuk dan

jumlah daun lebih tinggi dibandingkan dengan tanaman dengan P0%, P25% dan P100%

(Tabel 6).

Tabel 6. Pengaruh inokulasi A . niger dan perlakuan P pada tanaman jagung dalam media tanah tidak steril umur 8 dan 16 minggu setelah tanam.

Parameter Umur

tanaman Konsentrasi P(%)

Panjang akar (cm)

Tinggi tajuk (cm)

Berat kering akar(g)

Berat kering

tajuk(g)

Jumlah daun

(satuan) 0 34.7b1) 95.25a 2.8a 6.85a 7a 25 40.2bc 145.5c 3.51a 11.7bc 8.75b 50 27.25a 153.3c 5.55c 23.7e 11c

8 minggu

100 46.12d 135.3c 3.91ab 17.54d 9b 0 41.75cd 115.6b 3.09a 9.63ab 8a 25 46.75d 151.3c 5.1bc 17.9d 9.75b 50 30.25ab 207e 6.87d 28.46f 12c

16 minggu

100 46.16d 179.2d 4.98bc 15.71cd 10b Keterangan: 1) Angka dalam kolom yang sama pada masing-masing kelompok yang

diikuti huruf sama tidak berbeda nyata berdasarkan uji jarak berganda Duncan (P < 0,05).

Pertumbuhan tanaman jagung umur 8 minggu setelah tanam dengan konsentrasi

P50% dan inokulasi A. niger mempunyai tinggi tajuk tertinggi dan jumlah daun lebih

banyak dibandingkan dengan konsentrasi P0%, P25% dan P100%. Pada umur 16 minggu

setelah tanam tanaman jagung yang mendapat perlakuan konsentrasi P50% dan inokulasi

A. niger selain memiliki tinggi tajuk tertinggi juga mempunyai daun lebh hijau

dibandingkan dengan konsentrasi P lainnya(Gambar 8).

Gambar 8 .Pertumbuhan tanaman jagung pada media tanah tidak steril dengan variasi

konsentrasi P dan inokulasi A. niger (A) Umur 8 minggu setelah tanam dan (B) Umur 16 minggu setelah tanam.

A B

Tanaman padi pada umur 16 minggu setelah tanam yang diinokulasi A. niger

dengan taraf P50% mempunyai anakan produktif, panjang malai dan berat kering biji

lebih tinggi dibandingkan tanaman dengan P0%, P25% dan P100% (Tabel 7).

Tabel 7. Pengaruh inokulasi A . niger dan perlakuan P pada pertumbuhan generatif tanaman padi dalam media tanah tidak steril umur 16 minggu setelah tanam.

Parameter Konsentrasi P

(%) Anakan produktif

(satuan)

Panjang malai

(cm)

berat kering biji

(g)

0 5.8a1) 17a 11.8a

25 8ab 23bc 13a

50 21c 27.3c 30.5c

100 11b 21.6ab 22.7b

Keterangan: 1) Angka dalam kolom yang sama pada masing-masing kelompok yang diikuti huruf sama tidak berbeda nyata berdasarkan uji jarak berganda Duncan (P < 0,05).

Pertumbuhan tanaman jagung pada umur 16 minggu memiliki pola yang sama

dengan tanaman padi. Diameter tongkol, panjang tongkol dan berat kering biji tanaman

jagung pada perlakuan taraf P50% dan mendapat inokulasi A . niger lebih tinggi dari

perlakuan P lainnya (Tabel 8).

Tabel 8. Pengaruh inokulasi A . niger dan perlakuan P pada pertumbuhan generatif tanaman jagung dalam media tanah tidak steril umur 16 minggu setelah tanam..

Parameter Konsentrasi P

(%) Diameter tongkol

(cm)

Panjang tongkol

(cm)

berat kering biji

(g)

0 1.72a1) 4.87a 11.36a

25 2.82b 8.12b 23.41b

50 4.6d 12.25d 38.92c

100 3.75c 9.87c 29.63b

Keterangan: 1) Angka dalam kolom yang sama pada masing-masing kelompok yang diikuti huruf sama tidak berbeda nyata berdasarkan uji jarak berganda Duncan (P < 0,05).

Pembahasan

A. niger yang digunakan dalam penelitian ini dapat mengkolonisasi akar

tanaman padi dan jagung. Kolonisasi cendawan pada akar tanaman padi dan jagung

tersebut dipengaruhi oleh konsentrasi P pada media tumbuh. Penambahan P sampai

P50% pada media menunjukkan kolonisasi akar, namun penambahan P lebih lanjut yaitu

P100% menurunkan kolonisasi. Hasil yang sama juga dilaporkan oleh Khastini 2007

pada berbagai macam tanaman pertanian dan perkebunan seperti jagung, kedelai, kunyit,

coklat dan sengon. Hal ini diduga pada penambahan P sampai konsentrasi P50%

ketersediaan P pada media tumbuh masih menjadi faktor pembatas pertumbuhan

tanaman, namun penambahan lebih lanjut telah menyebabkan kesediaan P pada media

berlimpah. Berlimpahnya P yang tersedia menyebabkan ketergantungan tanaman

terhadap cendawan dalam penyerapan P menurun.

Pada media tanah tidak steril ternyata inokulasi A. niger juga mampu

mengkolonisasi akar padi dan jagung, karena A. niger mampu tumbuh baik pada berbagai

tanah terutama yang kaya bahan organik (Schuster et al. 2002). Pengaruh P terhadap

kolonisasi mulai terlihat nyata pada perlakuan P50%, tetapi pada tanah steril dan media

cair kemampuan kolonisasi menurun pada P100%. Pada konsentrasi tertentu unsur P

justru menghambat perkecambahan spora dan pertumbuhan hifa. Mosse (1981)

melaporkan pengaruh yang merugikan tingkat P tanah yang tinggi pada simbiosis

cendawan, terutama disebabkan oleh konsentrasi P yang tinggi di akar. Tingginya P

menghambat cendawan secara langsung dengan menekan perkecambahan spora dan

pertumbuhan hifa dari spora yang berkecambah (Smith et al. 2003).

Hasil panen tanaman padi dan jagung yang ditumbuhkan pada media cair dan tanah

menunjukkan inokulasi A. niger dapat mengkolonisasi akar tanaman dan mampu

memberikan respon pertumbuhan yang baik, dibandingkan dengan tanpa inokulasi.

Semakin tinggi tingkat kolonisasi akar tanaman oleh A. niger semakin tinggi tingkat

pertumbuhannya. Peningkatan pertumbuhan ini dikaitkan dengan kemampuan A. niger

melarutkan P dari batuan fosfat yang tidak tersedia bagi tanaman (Kaldorf dan Muller

2000).

Dari parameter pertumbuhan hanya panjang akar yang tidak menunjukkan

perbedaan nyata antara perlakuan inokulasi dengan yang tanpa inokulasi. Hal ini diduga

tanaman yang diinokulasi mendapatkan hara P yang cukup dari cendawan sehingga

pertumbuhan biomassa tanaman tersebut lebih dialokasikan ke bagian tajuk (Smith dan

Read 1997).

Kolonisasi A. niger meningkat seiring umur tanaman baik padi maupun jagung.

Pertumbuhan tanaman meningkat dengan pemberian P, dan mencapai pertumbuhan

optimal pada perlakuan P50%. Hasil ini menunjukkan bahwa inokulasi cendawan A.

niger dan konsentrasi P50% lebih efektif dibandingkan dengan konsentrasi P0% , P

25% dan P100% dan inokulasi cendawan A. niger khususnya dalam meningkatkan

pertumbuhan tanaman padi dan jagung. Mosse (1981) melaporkan bahwa tingkat P tanah

yang tinggi pada simbiosis cendawan mikoriza arbuskula, menyebabkan konsentrasi P di

dalam jaringan akar meningkat dan akan menurunkan kolonisasi cendawan.

Inokulasi cendawan dapat meningkatkan berat kering akar tanaman yang

disebabkan oleh perubahan kandungan hara terutama P yang dapat mempercepat

pembentukan akar dan meningkatkan berat kering akar Kaldorf dan Muller (2000). Hal

ini disebabkan cendawan A. niger dapat melarutkan fosfat tanah yang tidak dapat

langsung dimanfaatkan oleh tanaman. Chuang (2006) melaporkan bahwa A. niger dapat

mensekresikan asam glukonat pada media tumbuh yang mengandung Ca3(PO4)2 dan

mensekresikan asam oksalat pada media tumbuh yang mengandung FePO4.7H2O dan

Na2EDTA.2H2O.

Hasil yang sama juga dilaporkan oleh Khastini (2007) yang menyatakan bahwa

perlakuan inokulasi A. niger memberikan respon pertumbuhan vegetatif yang lebih

tinggi dibandingkan dengan perlakuan tanpa inokulasi. Pertumbuhan akar yang tinggi

pada tanaman yang tidak dipupuk menunjukkan bahwa tanaman menderita kekurangan

hara P sehingga terjadi aliran fotosintat ke bagian akar (Kaldorf dan Muller 2000).

Respons tanaman terhadap inokulasi cendawan A. niger dan konsentrasi P lebih

tinggi dan konsisten. Pada perlakuan tanpa inokulasi cendawan A. niger pertumbuhan

maksimum dicapai dengan konsentrasi P100%, sedangkan dengan inokulasi cendawan A.

niger pertumbuhan maksimum dapat dicapai dengan konsentrasi P50%. Pertumbuhan

optimum dapat dicapai dengan penambahan P50% bila tanaman dinokulasi.

Proses kolonisasi A. niger pada Jaringan akar tanaman yang diamati dengan

pewarnaan biru tipan menunjukkan tahapan yang hampir sama dengan proses kolonisasi

cendawan mikoriza arbuskula. Namun terdapat beberapa faktor yang membedakan proses

kolonisasi tersebut yaitu pada A. niger proses kolonisasi berlangsung secara interseluler

dan tidak membentuk struktur arbuskula dan vesikula, sedangkan pada cendawan

mikoriza berlangsung baik secara interseluler maupun intraseluler dan membentuk

struktur khas arbuskula dan vesikula.

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Perlakuan penambahan P dalam percobaan ini dapat meningkatkan pertumbuhan

tanaman padi dan jagung. A. niger yang diuji dalam penelitian ini dapat mengkolonisasi

akar tanaman padi dan jagung pada media cair dan media tanah. Kolonisasi cendawan A.

niger pada akar tanaman padi dan jagung dapat meningkatkanh pertumbuhan vegetatif

pada umur 8 minggu dan generatif umur 16 minggu setelah tanam dari tanaman tersebut.

Saran

Perlu dilakukan penelitian lanjut untuk melihat peran A. niger dalam melarutknan P

pada berbagai tipe tanah.

DAFTAR PUSTAKA

Alexander M. 1978. Introduction to Soil Microbiology. 2nd ed. Willey Estern Limited.

New Delhi. Ali S, Haq I, Qadeer MA, and Iqbal J. 2002. Production of citric acid by Aspergillus

niger using cane molasses in a stired fermentor. Electronic J of Biotechnology 5(3):258-271.

Anas I, Premono E dan Widyastuti R. 1993. Peningkatan Efesiensi Pemupukan P dengan

Menggunakan Mikroorganisme Pelarut P. Pusat Antar Universitas IPB. Bogor. Brundrett M, Melvielle L, Peterson L, editor. 1997. Practical Methods in Mychorriza

Research. Canada: Mycologue Publications. Chuang CC, Yu-Lin K, Chao CC, Chao WL. 2006. Solubilization of inorganic

phosphates and plant growth promotion by Aspergillus niger. Bio Fertils Soil: DOI 10.1007/s00374-006-0140-3.

Das AC. 1963. Utilization of insoluble phosphate by soil fungi. J Indian Soc Soil Sci 11:

203-207. Debets A, Holub E, Swart K, Van den Broek H, Bos C. 1990. An electrophoretic

karyotype of Aspergillus niger. Molecular and Generall Genetics 224: 1432-1474. Goenadi DH., Siswanto, Sugiarto Y. 2000. Bioactivation of poorly soluble phosphate

rock with a Phosphorus-solublizing fungus. J Soil Sci Soc Am 64: 927-932. Haryono B . 2000. Pemupukan tanaman jarak. Monografi Balittas No.6: jarak. Balittas.

Malang. Hal 53. Hasan HAH. 2002. Giberellin and Auxin Production by Plant Root-Fungi and Their

Biosynthesis under Salinity-Calcium Interaction. Rostlinna Vyroba 48 (3) : 101-106.

Havlin JL, Beaton JD, Tisdale SL, Nelson WL. 1999. Soil Fertility and Fertilizers. An

Introduction to Nutrien Management Sixth ed. Prentice Hall, New Jersey. Jones US. 1982. Fertilizers and Soil Fertility. 2nd ed. Reston Publ. Co. Reston. Virginia. Kaldorf M. dan Ludwig-Muller J. 2000. AM fungi might affect the root morphology of

maize by increasing indole-3-butyric acid biosynthesis. Physiol. Planta 109, 58-67. Khastini RO. 2007. Isolasi, Penapisan, Respon Tumbuh dan Proses Kolonisasi Cendawan

Mutualistik Akar [tesis]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.

Mattjik AA dan Sumertajaya M. 2000. Perancangan Percobaan Dengan Aplikasi SAS dan Minitab. Jilid 1. Bogor: IPB Press.

Mosse B. 1981. Advances in the study of vesicular arbuscular mycorrhiza. Ann

Rev Phytopathol 11:171-196. . Partohardjono MIS dan Karama AS. 1991. Fosfor Peranan dan Penggunaannya dalam

Bidang Pertanian. Kerjasama PT Petrokimia Gresik (Persero) dengan Balai Penelitian Tanaman Pangan Bogor. Bogor. Hal 70.

Premono EM. 1994. Jasad Renik Pelarut Fosfat, Pengaruhnya Terhadap P Tanah dan

Efisiensi Pemupukan P Tanaman Tebu. Disertasi. Program Pascasarjana IPB. Rubini MR, Silva-Ribeiro RT, Pomella AWV, Maki CS, Araujo WL, Santos DR, and

Azevedo JL. 2005. Diversity of endophytic fungal community of cacao and biological control of Crinipellis perniciosa causal agent of witches broom disease. Int J Biol Sci 1:24-33.

Saeed S, Bhatti H N, Batti T M. 2002. Bioleaching Studies of Rock Phosphate Using

Aspergillus niger . J of Bio Sci 2 (2) : 76-78. Salisbury FB dan Ross CW. 1995. Fisiologi Tumbuhan. Terjemahan D.R.Lukman dan

Sumaryono. Penerbit ITB. Bandung. Samson RA, Noonim P, Menjer M, Houbraken J, Frisvad JC and Varga J. 2007.

Dignostic tools to identify black aspergilli. Studies in Micology 59:129-145. Schuster E, Dunn-Coleman N, Frisvad J, Van Dijck P. 2002. On the safety of

Aspeergillus niger-A review. Appl Microbiol and Biol 59: 426-435. Sinclair JB, Cerkaukas RF. 1997. Latent infection vs. Endophytic colonization by fungi.

In Endophytic Fungi in Grasses and Woody Plants. Scott C. Redlin lori M. Carris (eds). APS Press St Paul Pp. 3-30.

Smith SE, Smith FA, Jacobsen I. 2003. Mycorrhizal fungi can dominate phosphate

supply to plants irrespective of growth responses. Plant Physiol 133, 16-20. Smith SE dan Read DJ. 1997. Mycorrhizal Simbiosis. Second edition Academic Press.

London. Soepardi G. 1983. Sifat dan Ciri Tanah. IPB. Bogor. Suwarno, Wahjudin UM, Leiwakabessy FM. 2003. Kesuburan Tanah. Departemen Ilmu-

ilmu Tanah, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Bogor.237.

Varma A, Verma S, Sudha, Sahay N, Butehorn, Franken P. 1999. Piriformospora indica, a Cultivable Plant-Growth-Promoting Root Endophyte. Appl Environ Microbial 65 (6):2741-2744.

Zaeen A, Zaki MJ, Khan NJ. 2002. Effect of Fungal filtrates of Aspergillus Species on

Development of Root-knot Nematodes and Growth of Tomato (Lycopersicon esculentum Mill.) Pakistan J of Bio Sci 4 (8) : 995 -999.

LAMPIRAN

Lampiran 1. Bahan-bahan pembuatan PDA

Media PDA (Potatoes Dextrose Agar) Komposisi

Kentang………………………………………………….200g

Dekstrose……………..…………………………………20g

Agar…..…………………………………………………20g

Akuades..………………………………………………..1 liter

Lampiran 2. Bahan-bahan pembuatan PDB Media PDB (Potatoes Dextrose Broth) Komposisi

Kentang………………………………………………….200g

Dekstrose………...………………………………………20g

Akuades…………………………………………………1 liter

Lampiran 3 .Komposisi larutan baku hara Johson

Hara makro Senyawa Konsentrasi larutan

stok(M) Konsentrasi larutan

stok(g/l) Volume larutan

stok/ larutan final(ml)

KNO3 1.00 101.10 6.0 Ca(NO)3.4H2O 1.00 236.16 4.0

NH4H2PO4 1.00 115.08 2.0 MgSO4.7H2O 1.00 246.49 1.0

Hara mikro Senyawa Konsentrasi larutan

stok(M) Konsentrasi larutan

stok(g/l) Volume larutan

stok/ larutan final(ml)

KCL 50.0 3.728 H2BO3 25.0 1.546

MnSO4.H2O 2.0 0.338 ZnSO4.7H2O 2.0 0.575 CuSO4.5H2O 0.5 0.125

H2MoO4(85%MoO3) 0.5 0.081

10

Fe-EDTA 20.0 6.922 1.0