interaksi simbiotik galur mutan kedelai …digilib.batan.go.id/e-prosiding/file...
TRANSCRIPT
INTERAKSI SIMBIOTIK GALUR MUTAN KEDELAI No. 23-D DENGANSEJUMLAH ISOLAT Rhizobium DI LAHAN MASAM
Soertini Gandanegara*, Hendratno*, dan Tantono Subagyo**
ABSTRAK
INTERAKSI SI"BIOTIK GALUR "UTAH KEDELAI No. 23-D DENGAN SEJU"LAH ISOLAT
Bhizobi ••• DI LAIIAN ms~. Sebuah percobaan telah dilakukan untuk melihat interaksi
simbiotik antara galur mutan kedelai No. 23-D yang dikembangkan untuk lahan masam
dengan sejumlah strain/isolat Rhizobium di Sembawa, Sumatera Selatan, di tanah
dengan pH 4,5 dan Aldd 3,69 meq/lOO gram. Delapan strain isolat diinokulasikanpada waktu tanam pada taraf O,3xI08 selIg disertai dua perlakuan kontrol tanpa ino
kulasi, tanpa N dan dengan pemupukan N yang setara dengan 130 kg N/ha. pH tanah yang
rendah dan Al yang dikandung tanah mempengaruhi pembentukan bintil akar. pembentuk
an bintil akar baru terlihat pada stadium R2 dan terlihat bahwa isolat No. 22 mampu
menginduksi pembentukan bintil akar lebih awal. Pada stadium R5 terlihat bahwa
isolat No. 16 dan 22 lebih efektif daripada isolat lain. Tanaman yang diinokulasi
dengan kedua isolat tersebut memperlihatkan pertumbuhan, jumlah polong maupun N yang
difiksasi lebih baik daripada tanaman pembanding yang diberi pupuk N maupun tanaman.
yang diinokulasi dengan strain kontrol TAL 102.
ABSTRACT
SYMBIOTIC INTERACTION BETWEEN SOYBEAN "UTANT LINE No. 23-D AND SEVERAL
Bhizobi •• ISOLATES IN ACID SOIL. A field experiment has been carried out to study
the symbiotic interaction between soybean mutant line No. 23-D which was developed
for acid soils and several Rhizobium strain/isolates at Sembawa, South Sumatera, in
soil with pH 4,5 and exchangeable Al 3,69 meq/lOO g. Eight strain/isolates were
inoculated at O,3Xl08/g level. Two treatments without inoculation, without Nand
with N fertilizer at 100 kg N/ha were served as control. Results showed that nodula
tion was delayed by acidity and Al contents in the soil and only started at R2
stadium. Isolate No. 22 had a capability to induce early nodulation. Isolates No. 16
and 22 were more effective than the others. Plants inoculated with these two
isolates grew better and produced more pods. The N derived from fixation in those
p~ants were higher than that of the N - control and the TAL 102 inoculated plants.
* Pusat Aplikasi Isotop dan Radiasi, Batan
** Pusat Penelitian Perkebunan Sembawa
285
PENDAHULUAN
Pengembangan penanaman varietas kedelai di tujukan untuk
memanfaatkan lahan marginal di luar Jawa agar dapat mendukung
peningkatan produksi kedelai di Indonesia. Kebutuhan akan kedelai
meningkat tajam dari tahun ke tahun yang tidak dapat dipenuhi oleh
produksi lokal. Pada tahun 1980 diimpor 194.000 ton kedelai untuk
mencukupi konsumsi dan pada tahun 1984 impor naik menjadi 401.000
ton (1).
Beberapa kendaia yang menghambat peningkatan produksi kedelai
di Iahan masam adalah tidak tersedianya beberapa unsur hara yang
penting bagi pertumbuhan tanaman (2), pH tanah dan Al yang dikan
dungnya (3). Tidak tolerannya jenis kedelai yang digunakan akan
menyebabkan pertumbuhan tanaman terhambat dan produksi terganggu.
Galur mutan kedelai No. 23-D hasil iradiasi varietas Guntur
telah menunjukkan indikasi cocok untuk dikembangkan di Iahan masam.
Untuk memperoleh penampilan simbiosis yang toleran diperlukan
strain/isolat Rhizobium yang sesuai (2,4). Keserasian simbiotik
antara tanaman inang dan bakteri Rhizobium akan mempengaruhi per
tumbuhan dan jumiah N yang difiksasi tanaman (3).
Pada penelitian ini telah diuji interaksi simbiotik galur
mutan kedelai No. 23-D dengan sejumiah strain/isolat Rhizobium di
Iahan masam di Sembawa, Sumatera Selatan.
BAHAN DAN METODE
Percobaan dilaksanakan di Iahan masam podzolik merah kuning di
Pusat Penelitian Perkebunan Sembawa dengan sifat kimia tanah sebagaiberikut:
pH (H20)(KCL)
ALdd
N (%)
P (Olsen):
4,52
3,67
3,69 meq/100 g
0,191
8,45 ug/g
Bahan organik (%):
C organik (%)
NNH4
NN03
3,87
2,25
0,675
0,347
Percobaan dilaksanakan diantara barisan pohon karet yang
berumur dua tahun dengan tajuk yang belum bertemu satu sama lain
sehingga tanaman kedelai menerima cahaya matahari penuh. Tiap petak
286
pereobaan berukuran 6x2,5 m dengan jarak tanam 40x10 em. Diantara
petak pereobaan dibuat gawangan selebar 50 em.
Benih kedelai yang digunakan adalah galur mutan No. 23-D yang
berasal dari iradiasi varietas Guntur yang dikembangkan untuk lahan
masam.
Beberapa perlakuan dilakukan sebelum tanam, yaitu pemberian
kapur yang setara dengan 1000 kg N/ha diberikan dua minggu sebe
lumnya, sedangkan herbisida glyphosate diberikan seminggu sebelum
Tabel 1. Perlakuan dan asal strain/isolat yang digunakan
Per lakuan
Inokulasi i1i2
i3i4
i5i6i7
iB
Tanpa inokulasi**i9i10
Strain/isolat*
Isolat No. 15
16
17
19
2122
06Strain TAL 102
Asal
galur AVRDC No. 169
galur mutan No. 52
galur No. 103-B-1galur No. 214galur 57-C-1galur mutan No. 43
galur AVRDC No. 10050
NifTAL, Hawaii
alang-alang dengan dosis 5 L/ha. Pemupukan
kg P205/ha dan 50 kg K20/ha diberikan sehari
Keterangan * : merupakan hasil isolasi dari bintil akargalur kedelai yang ditanam di Pasar Jumat
** : i9 = tanpa N
i10 = diberi N setara dengan 130 kg N/ha
tanam untuk membasmi
dasar setara dengan 60
sebelum tanam.
Sepuluh perlakuan yang terdiri dari delapan perlakuan inokulasi
dengan strain/isolat Rhizobium dan dua perlakuan kontrol dapat
dilihat pada Tabel 1. Kedua perlakuan kontrol tidak mendapat per
lakuan inokulasi (i9 dan i10). Pada perlakuan i1G, diberikan N setara
dengan 130 kg N/ha. Seperempat dosis diberikan pada waktu tanam di
antara baris kedelai dan sisanya diberikan pada waktu tanaman ber
umur sebulan.
287
Biji kedelai diinokulasi dengan strain/isolat Rhizobium seperti
tercantum pada Tabel 1 dengan cara mencampurnya dengan inokulum
yang disiapkan sebelumnya. lnokulum dibuat dad gambut yang telah
disterilkan dengan iradiasi gamma dengan dosis 50 kGy dan dicampur
dengan strain/isolat tertentu sehingga memiliki kadar 0,3 x 108
sel/g.
Tanaman dipanen pada stadia pembungaan (R2) dan awal pengisian
polong (R5) untuk melihat pembentukan bintil akar dan pertumbuhan
tanaman. Estimasi kemampuan tanaman memfiksasi N dilakukan pada
stadium R5 dengan cara membandingkannya dengan tanaman pada perla
kuan i9 sebagai kontrol (5), yaitu dengan membandingkan serapan N
total pada tanaman yang diuji dengan tanaman yang tidak mampu
memfiksasi nitrogen, atau tanaman tanpa inokulasi. Analisis N dila
kukan dengan metode Kjeldahl.
HASIL DAN PEMBAIIASAN
Penghambatan pembentukan bintil akar tanaman kedelai yang
disebabkan oleh kondisi kemasaman dan Al (2,4,6) dapat dilihat pada
Tabel 2. Terlihat bahwa bintil akar baru terbentuk pada saat
Tabel 2. Distribusi bintil akar pada stadia R2 dan R5
Perlakuan R2 R5
lnokulasi
Isolat No. 1516
17
1921
22
06Strain TAL 102
Tanpa inokulasii9ilO
288
° 1,6
0,3
2,1
1,1
2,6
1,4
1,9
1,3
3,2
1,7
3,5
0,7
1,6
0,1
1,1
°
°0,1
0,2
pembungaan. Tanaman yang diinokulasi dengan isolat No. 17, 19, 21
dan 22 memiliki nilai distribusi bintil akar lebih tinggi yang
berarti bintil akar terbentuk lebih awal. Walaupun demikian tanaman
dinilai belum mampu memfiksasi nitrogen, karena nilai distribusi
bintil akar antara 0 dan 2 dikategorikan sebagai tingkat pembentukan
bintil akar yang rendah dan tidak mampu memfiksasi nitrogen (5).
Pada stadium pengisian polong (R5) pemhentukan bintil akar
telah lebih sempurna. Pembentukan bintil akar lebih lanjut terlihat
pada tanaman yang diinokulasi dengan isolat No. 21 dan 22. Menurut
DART (7) pertumbuhan bintil akar tergantung dari strain/isolat. Pada
percobaan ini isolat No. 21 dan 22 membentuk bintil akar lebih cepat
dari isolat yang lain sehingga tanaman yang diinokulasi dengan kedua
isolat tersebut memperlihatkan nilai distribusi yang lebih tinggi.
Pada stadium awal pengisian polong terlihat perbedaan yang
sangat nyata (P<O.01) pada bobot tanaman, serta bobot dan jumlah
polong antara berbagai perlakuan (Tabel 3). Persentase N dalam
stover dan polong tidak berbeda nyata antar perlakuan. Perbedaan
yang sangat nyata pada bobot tanaman, baik pada stover maupun pada
Tabel 3. Bobot dan % N stover dan po long pada stadium R5
Perlakuan Bobot,g
stover polong
Kandungan N,%
stover polong
lnokulasilsolat No.
1518,24,63,373,4116
42,917,52,763,3517
18,44,93,603,5319
19,16,63,193,4621
23,710,92,823,0222
51,926,92,943,4106
22,59,92,603,46Strain TAL 102
29,59,02,713,45
Tanpa inokulasi
i921,07,52,273,07
ilO29,08,73,123,18
------------------------------------------------------------BNJ 0,0114,26,6
K.K.(% ) 21,9126,5615,169,40
289
polong pada perlakuan inokulasi tertentu menyebabkan serapan N total
kedua bagian tanaman tersebut berbeda mencolok (Tabel 4}. r~~~Oambar i terllhat penampilan yang sangat mencolok adalah pada
tanaman yang diinokulasi dengan isolat No. 16 (i2) dan 22 (i6) yang
mampu melebihi hasil tanaman yang diberi pemupukan N setara dengan
130 kg N/ha (i10). Strain TAL 102 yang dipakai sebagai kontrol
ternyata hanya mampu menyamai hasil yang diperoleh perlakuan i10.
Tabel 4. Serapan N total dan N yang berasal dari fiksasi
pada tanaman yang diinokulasi dengan 8 strain/isolat Rhizobium.
Strain/isolatSerapan N total,
stover polong tanaman
N bdfik*,
•....... mg N/10 tanaman •.......••.
Isolat No. 15 654245827 114
16
10375931629 916
17
597165763 50
19
605230835 122
21
648261909 196
22
15579342491 1778
06
529342872 159
Strain TAL 102
8123091121 408
Tanpa inokulasi (i9)
476237713
------------------------------------------------------------
BNJ (%) 0,05K.K. (%)
428
31,92
16226,22
51
28,33------------------------------------------------------------
Keterangan *:
Nbdfik = N yang berasal dari fiksasi
= Serapan N total tanaman yang diinokulasi Serapan N total tanaman yang tidak diinokulasi
Pada percobaan ini, lahan di Sembawa yang digunakan untuk
percobaan tidak mengandung bakteri Rhizobium japonicum alam seperti
yang terlihat pada nilai distribusi bintil akar pada perlakuan i9
(Tabel 2). Menurut RENNIE dan DUBETZ (8) berhasilnya inokulasi pada
290
saat tanam pada tanah yang tidak memiliki Rhizobium alam merupakan
keadaan yang kritis bagi pemantapan simbiosis fiksasi nitrogen.
Tidak adanya Rhizobium alam disertai tidak efektifnya beberapa
isolat yang diinokulasikan menyebabkan pertumbuhan tanaman yang
kurang baik, yaitu tanaman yang diinokulasi dengan isolat No. 15,
17, 19, 06 dan 21. Tidak efektifnya mereka di lapang diduga karena
ada faktor lain dalam tanah yang belum diketahui.
Estimasi N yang difiksasi tanaman dapat dilihat pada Tabel 4.
Isolat No. 16 dan 22 terlihat mampu memfiksasi nitrogen lebih baik
(916 dan 1778 mg N/10 tanaman) dibandingkan dengan tanaman yang
diinokulasi dengan strain TAL 102 yaitu 408 mg N/10 tan.
Lebih rendahnya N yang berasal dari fiksasi pada tanaman yang
diinokulasi dengan isolat no. 15, 17, 19, 06 dan 21 disebabkan oleh
karena kurang efektifnya isolat-isolat tersebut.
KESIMPULAN
Dari hal-hal diatas dapat ditarik kesimpulan:
1. Pada pengujian delapan strain/isolat Rhizobium pada galur mutan
kedelai No. 23-D di lahan masam, isolat No. 16 dan No. 22
memperlihatkan interaksi simbiotik yang paling baik ( pertumbuhan
tanaman dan N yang difiksasi paling tinggi).
2. Beberapa strain/isolat Rhizobium yang digunakan, yaitu isolat
No. 15, 17, 19, 06 dan 21 tidak efektif dalam memfiksasi nitrogen
pada kondisi lapangan di lahan masam Sembawa, Sumatera Selatan.
UCAPAN TERlMA KASIH
Ucapan terima kasih disampaikan kepada Direktur Pusat Peneli
tian Perkebunan Sembawa dan Kepala PAIR-Batan yang telah mengizin
kan dilakukannya percobaan ini.
Ucapan terima kasih disampaikan pula kepada Sdr. Nana Sumarna,
Harry Is. Mulyana, Sudono Slamet, Ellya Refina dan Suhanda di PAIR
Batan serta Sdr Suwarno dan Asmadi di Puslitbun Sembawa yang telah
banyak membantu dalam pelaksanaan peneli tian ini.
291
DAFTAR PUSTAKA
!. ~~mi~~,J., "~tit~~U~ !~m~~U~!!~~~of goyLn :nsJpests in Indonesia",Soybean Research and Development in Indonesia (BOTTEMA, J.W.T., DAUPHIN, F., and GIJSBERG, G., eds.)
CGPRT, (1987) 217.
2. MUNNS, D. N., "Effect of soil acidity on nodulation", Mineral
Nutrition of Legumes in Soils of Tropics and Subtropics,(ANDREW,C.S., and KAMPRATH, E.J., eds.) CSIRO, Melbourne (1978)247.
3. YUTONO, "Inokulasi Rhizobium pada kedelai", Kedelai, Pusli t
bangtan, Badan Penelitian Pertanian, Bogor (1985).
4. MUNNS, D.N., Acid Soil Tolerance in Legumes and Rhizobia, Adv.PI. Nutrition, Vol. 29 (TINKER,B., and LAUCHLI, Aeds.), Pra
eger, New York (1986) 63.
5. ACIAR, Methods for Evaluating Nitrogen Fixation by Nodulated
Legumes in the Fields (PEOPLES, M.B., FAIZAH,A,W., RERKASEM,B.,and HERRIDGE, D., eds.), James Ferguson Pty., Hamilton, Qld(1989).
6. GANDANEGARA, S., dan HENDRATNO, K., Nodulasi dan pertumbuhan duagalur mutan kedelai di tanah masam, PAIR-BATAN, Jakarta (1989).
7. DART, P., "Infection and development of leguminous nodules", ATreatise in Dini trogen Fixation, Sect. III, Biology (HARDY,
R.W.F., and SILVER, W.S., eds.), John Wiley, New York (1977)367.
8. RENNIE,R.J., and DUBETZ, S., Effect of fungicides and herbicides
on nodulation and N2 fixation soybean fields lacking indigenousRhizobium japonicum, Agron. J. 76 (1984) 451.
292
60
c:
50B a~
40"- en.:
.30~ 0
.•..UI
.•..
20
0.00.0
10
0
::::: ".'::
7: {: ~ .:.:TI
:::: ::::: .:::: \:........... .. ... .. .. '0 •••••••............ ., .., ... ,.. .. ... .. .. ... .. ... ...'0 •••••••• ,
........... ,.. ,.... , ..... ,... ,.. ... .. .. ... ........... .. .. .. .. .. .. ... .... ... .. .. ... .. ... .. .... .. .. .. .. ... .. .. ...., ......... .. ... .. .... .. .., .... ..... ., ......
.. .., ....... " .......
Perlakuan inokulasi (i)
co .300 .•..a~ t~"-
co
20
en
0
:.:.:
.•..
0.
20 :=:::
"-
c:
:::=:
en
~
c:
I :::::
0
0~~
••...
"0
a.
:;:;:a.
.•..
;~::0
10
.c
10
.0
:.:~......Q
0
::::~~ E
.0
:;,
o
Perlakuan inokulasi (i)
o
Perlakuan inokulasi (i)
Gombar 1. Penampilan galur mutan kedelai No. 23-D yangdiinokulasi dengan sejumlah strain/isolat Rhizobium
i1 = Isolat No. 15 i6 = Isolat No. 22i2 = Isolat No. 16
i7 = Isolat No. 06i3 = Isolat No. 17
i8 = Strain TAl 102i4 = Isolat No. 19
i9 = Kontrol, tanpa Ni5 = Isolat No. 21
i10 = Kon~rol, diberi N
293
DI SKUSI
TUTI RAIS
1. Hasil akhir suatu penelitian diharapkan dapat menghasilkan berat
biji kedelai yang eukup tinggi di lahan masam, untuk menunjang
peningkatan produksi kedelai dalam upaya meneapai swasembada
kedelai.
2. Dari penelitian yang Anda lakukan kami ingin mengetahui isolat
mana yang efektif pada galur-galur yang diuji dan berapa potensi
hasil kedelai yang bisa dieapai pada galur tersebut.
SOERTINI GANDANEGARA
1. Pereobaan ini ditujukan untuk meneari isolat yang memi liki
kemampuan fiksasi N yang tinggi yang umumnya diukur pada stadium
R2 dan R5. Pada stadium pertumbuhan tersebut fiksasi N adalah
paling tinggi.
2. Pereobaan untuk melihat isolat yang berinteraksi baik dengan
galur tertentu dan potensi hasil akan dilakukan pada pereobaan
yang akan datang.
ELSJE L. SISWORO
Apakah dalam aplikasinya nanti di lapangan, yang akan Anda gunakan
strain tunggal atau sekumpulan strain. Bila strain tunggal apa
alasannya.
SOERTINI GANDANEGARA
Di lapangan pada masa dekat akan dilakukan pereobaan dengan menggu
nakan strain tunggal maupun inokulum komposi t komersial yang ada
di pasaran (Rhizogen).
DWI RETNO L.
Efektivi tas fiksasi N di lahan masam pada isolat tertentu adalah
tinggi. Apakah itu berarti isolat tersebut mampu menambat fosfat di
294
lahan masam, karena fiksasi N tidak terlepas dari ketersediaan unsur
P, yang di lahan masam diikat oleh Al atau Fe.
SOERTINI GANDANEGARA
Bakteri Rhizobium tidak menambat P.
HARRY IS M.
1. Bagaimana caranya menyeleksi strain-strain Rhizobium di labora
torium ?
2. Bagaimana penerapannya di Iapangan untuk Iokasi bermasalah.
3. Untuk mendapatkan strain-strain Rhizobium itu apakah menggunakan
jasa radiasi ?4. Apakah strain Rhizobium No. 22 bisa dipakai/sesuai untuk galur
galur kedelai varietas yang lain selain galur No. 23 ?
SOERTINI GANDANEGARA
1. Untuk menyeleksi strain/isolat Rhizobium yang tahan terhadap pH
rendah/A1 digunakan metode MUNNS & AGANATA dengan menggunakan
media agar pada cawan petri.
2. Di lapangan inokulasi dilaksanakan di lahan pembawa gambut. Untuk
mengatasi Iingkungan tanah yang mengganggu pertumbuhan bintil
akar digunakan cara khusus antara lain bij i yang diinokulasi
dilapisi kapur atau bahan berkapur.
3. Jasa iradiasi tidak digunakan, iradiasi gamma digunakan hanya
untuk memperoleh gambut steril.
4. Uji isolat No. 22 dengan beberapa galur mutan baru akan
dilaksanakan pada musim tanam 1990.
295