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