PENGARUH PEMBERIAN KAPUR DAN ISOLAT RHIZOBIUM TERHADAPPENAMPILAN GALUR MUTAN KEDELAI PADA TANAH MASAM

Soertini Gandanegara *, Hendratno*, Yuiiiasti *, dan Nana Sumarna *

ABSTRAK

PENGARUH PEMBER IAN KAPUR DAN ISOLAT RHIZOBIUM TERHADAPPENAMPILAN GALUR MUTAN KEDELAI PADA TANAH MASAM. Telah dilaksanakan duapercobaan pot di rumah kaca untuk menguji pengaruh pemberian kapur terhadap penampilan galurmutan kedelai pad a tanah masam. Percobaan pertama ditujukan untuk melihat pengaruh lima tarafpemberian kapur (0-10 ton/ha) dan isolat Rhizobium terhadap pertumbuhan tanaman dan serapan haraN pada galur mutan No. 23 dan varietas Guntur pada tanah masam asal Jasinga yang mengandung AItinggi, yaitu 9,37 meq/IOO g pada stadium R6. Percobaan kedua ditujukan untuk melihat pengaru'tlempat taraf pemberian kapur yang lebili rendah (0,5-4 ton/ha) terhadap pembentukan bintil akar danpertumbuhan tanaman-galur mutan kedelai No. 23-D pada tanah masam asal Sembawa, Sumatra Sela­tan yang mengandung AI lebih rendah, yaitu 3,69 meq/IOO g. Hasil kedua percobaan menunjukkanbahwa strain/isolat tidak ~rpengaruh pada pertumbuhan tanaman ataupun serapan hara N pada perco­baan pertama. Pemberian kapur sampai dengan setara 10 ton/ha pada percobaan pertama dapat mem­perbailci kondisi tanah yang tercermin dari kenaikan bobot tanaman yang sejalan dengan kenaikan tarafpemberian kapur. Dengan melihat nilai %N, serapan N-total, dan %Nbdf tanaman, diduga pemberiankapur sampai dengan setara 4 ton/ha sudah mencukupi kebutuhan untuk pertumbuhan tanaman. Padapercobaan kedua, ketiga isolat Rhizobium yang digunakan sudah mampu menginduksi pembentukanbintil akar pada pemberian kapur yang rendah (I ton/ha) pada stadium pembungaan. Inokulasi denganbahan pembawa gambut netral menunjukkan hasil yang lebih baik dibandingkan dengan hasil padapercobaan pertama. Pertumbuhan tanaman dan pembentukan bintil akar yang optimal dicapai padapemberian kapur setara dengan 2 ton/ha.

ABSTRACTTHE EFFECT OF LIMING and RHIZOBIUM ISOLATES ON PLANT PERFORM­

ANCE OF SOYBEAN MUTANT LINES ON ACID SOIL. Two pot experiments were carried out tostudy the effect of liming on plant performance of soybean mutant lines on acid soil. The first experi­ment was carried out to study the effect of five liming rates (0-10 ton/ha) and Rhizobium isolates onplant performance and N uptake of soybean mutant lines No. 23 and Guntur variety on acid soil origi­nated from Jasinga which contained high AI 9,37 meq/IOO at R6 stage. Inoculum was given as liquidsuspension. The second experiment was caMed out to study the effect of four lower liming rates (0-4ton/ha) on nodulation and plant growth of mutant line No. 23-D on acid soil originated from Sembawa,South Sumatra with Al 3,69 meq/IOO g. Three isolates were applied as seed inoculant with peat ascarrier. Results from bt{h experiments showed that isolates did not affect plant growth or N uptake inthe first experiment. Liming rates up to eq. 10 ton/ha could improve soil condition which was shownby increasing of plant weight in accordance with the increase of liming rates, eventhough liming rateup to 4 ton/ha was enough for plant growth from N uptake view point. Three isolates used had capabili­ty of inducing nodulation at low liming rate at flowering stage. Optimum growth and nodulation wereachieved at liming rate of 2ton/ha.

PENDAHULUAN

Kepekaan tanaman legum terhadap kondisi masam dan Al tergantung darijenis tanaman. Pada tanaman kedelai, MUNNS dkk. (1) mengemukakan bahwa

• Pusat Aplikasi Isotop dan Radiasi, SATAN

21

toleransi tanaman inang merupakan masalah utama untuk memperoleh simbiosis

efektif yang toleran di lapang. Tanaman yang peka terhadap kondisi tanah masam/ Alakan memperlihatkan gejala keracunan AI, yang terlihat sebagai penebalan ujungakar dan pengerdilan tanaman (2), penghambatan' pembentukan bintil akar dan per­tumbuhan tanaman (3). Kondisi yang berlarut akan menyebabkan produksi menurun.

Pada percobaan dengan larutan hara, MUNNS dan MOHENBERG (3)mendapatkan bahwa hara kalsium dapat mengurangi pengaruh yang merugikan daripH rendah dan AI terhadap nodulasi dan pertumbuhan legum. Untuk percobaanlapang, suatu senyawa kalsium yaitu kapur telah lama dipakai untuk memperbaikikemasaman tanah. Pemberian kapur bukan saja ditujukan untuk menaikkan pHtanah, tetapi juga untuk pertumbuhan tan am an yang berhubungan erat denganbertambahnya ketersediaan hara Ca, P, dan Mo (4).

Percobaan terdahulu dengan sistem larutan hara (5) dan tanah mas am (6)memperlihatkan adanya asosiasi simbiotik yang baik antara galur mutan No. 23dengan isolat Rhizobium No. 06. Berdasarkan hasil tersebut, dilakukan dua perco­baan pot untuk melihat pengaruhpemberian kapur terhadap pertumbuhan tanaman

dan serapan N pada tanah masam Jasinga yang mengandung Aldd yang cukup tinggi,dan melihat pengaruh pemberian kapur pada taraf yang lebih rendah pada pemben­tukan bintil akar dan pertumbuhan tanaman galur No. 23-0 pada tanah masam asal

Sembawa yang mengandung Aldd yang lebih rendah.

BAHAN DAN METODE

Penelitian ini merupakan percobaan pot di rumah plastik dengan mengguna­kan tanah masam podzolic merah kuning (PMK) yang berasal dari Jasinga padapercobaan pertama dan tanah masam PMK asal Sembawa, Sumatra Selatan padapercobaan kedua. Tanah Jasinga mengandung 9,37 meq AI/100 g sedangkan tanahmasam Sembawa mengandung 3,25 meq Al/100 g.

Pada percobaan pertama sejumlah 2 kg tanah kering udara diisikan ke dalam

polybag berwarna hitam. Ada lima perlakuan pemberian kapur, yaitu dicampurmerata dan setara dengan 0, 2, 4, 8, dan 10 ton/ha. Setelah masa inkubasi empatminggu, tanah yang dikapur masing-masing mengandung 7,77, 4,29, 2,10, dan 0,86meq AI/100 g dan 0,152,0,157,0,121, dan 0,158 % N serta pH 4,52, 4,72, 5,12,dan 5,71.

Sehari sebelum penanaman biji, tanah diberi pemupukan dasar setara dengan60 kg P20S dan 50 kg K20.

Bahan tanaman yang digunakan adalah galur mutan No. 23 yang toleranterhadap pH rendah/AI (5, 6) dan induk mutan tersebut, yaitu varietas Guntur.Kedelai varietas Chippewa yang tak berbintil digunakan sebagai tanaman standardalam penentuan %Nbdp. Inokulasi isolat Rhizobium dilakukan pada waktu tan am

22

masing-masing dengan suspensi larutan strain Rhizobium TAL 102 dan isolat No.06 pada taraf 3 X 108 sel/pot.

Untuk penentuan %N dilakukan dengan metode Kjeldahl sedangkan N yangberasal dari pupuk digunakan metode pengenceran isolat 15N (7). Pada waktutanaman berumur seminggu tanaman varietas Guntur dan galur mutan No. 23 diberipemupukan setara dengan 20 kg N/ha dalam bentuk 15N-amonium sulfatdenganekses atom 15N 4,16%. Tanaman standar, varietas Chippewa diberi pemupukansetara dengan 100 kg N/ha dalam bentuk 15Namonium suifat dengan ekses atom 15N1,0%. Tanaman dipanen pada stadium R6.

Percobaan pertama merupakan percobaan faktorial yang dilaksanakandengan Rancangan Acak Lengkap yang terdiri dari dua faktor, yaitu perlakuan varie­tas/galur mutan yang diinokulasi oleh isolat Rhizobium dan empat tingkat penga­puran. Percobaan kedua juga merupakan percobaan faktorial yang dilaksanakandengan Rancangan Acak Lengkap dengan dua faktor, yaitu faktor isolat Rhizobiumdan faktor tingkat pengapuran.

Pada percobaan kedua dilakukan percobaan pot dengan pemberiankapurdengan kisaran taraf yang lebih rendah (0,4 ton/ha) pada tanah masam Sembawa

yang memiliki A1ddyang lebih rendah yaitu 3,25 meq AI/toO g. Inokulasi dilaksana­kan dengan cara mencampur benih dengan inokulum dengan bahan pembawa gambutsteril dengan pH 6,0 pada taraf 109 selig inokulum. Pemberian pupuk dasar dilaku­kan sehari sebelum tanam dengan taraf pupuk P dan K yang sarna dengan percobaanpertama, sedangkan taraf pupuk N diberikan lebih tinggi yaitu setara dengan 30 kgN/ha. Pembentukkan bintil akar dan pertumbuhan tanaman diamati pada dua stadia,yaitu pada waktu tanaman berbunga (R2) dan pada stadium awal pengisian polong(R5).

HASIL DAN PEMBAHASAN

Berbeda dengan hasil percobaan terdahulu (6) baik tanaman varietas Guntur,galur mutan No. 23 maupun varietas Chippewa tidak ada yang toleran terhadapkondisi tanah masam yang tidak dikapur. Diantara sepuluh hari sampai dengan duaminggu setelah tanam, tanaman memperlihatkan salah satu gejala keracunan AI,yaitu bagian batang di atas keping biji patah. Beberapa tanaman yang masih hidupsampai stadium R6 tumbuh kerdil dengan satu dan dua polong. Pada tanah yangmengandung Al yang lebih rendah, seperti yang terjadi pada percobaan lapang diSitiung gejala keracunan seperti ini terlihat pada stadium lebih lanjut, yaitu padawaktu tanaman berbunga (8).

Pertumbuhan tanaman yang bertambah baik karena pemberian kapur tampakpada stadium lanjut (R6) terlihat pada Tabel I, yaitu tercermin dari kenaikan bobot

biji, stover maupun keseluruhan tanaman yang bertambah seiring dengan kenaikan

23

taraf rmberian kafur. Pemberian karur setara ~en~~"1 Nq(n~~\}~Mi~~Y~Ym"~pertumbuhan tanaman yang optimal. Secara keseluruhan tanaman yang diinokulasidengan strain TAL 102 menunjukkan penampilan lebih baik. penampilan tan am anyang terbaik.

Pemberian kapur setara dengan 4 ton/ha sudah mampu menaikkan % N danserapan N-total biji dan stover, baik pada galur mutan No. 23 maupun varietasGuntur (Tabel 2). Pemberian kapur melebihi taraf tersebut akan menurunkan nilaikedua parameter tersebut.

Tabel 2 menyajikan persentase N dan serapan N-total dalam biji dan stover.Persentase N yang lebih rendah pada stover galur mutan No. 23 dan varietas Gunturberkaitan erat dengan warna kuning daun kedua jenis kedelai tersebut pada stadiumR6. Kekurangan N dalam stover diduga karena proses fiksasi N yang tidak efektif.Pada tanah masam, AI dan pH rendah menyebabkan pembentukan bintil akar ter­hambat. Bintil akar baru terbentuk pada stadium pembungaan (6, 8) dan sudah terli­hat efektif pada stadium awal pengisian polong (9). Mengenai hal ini, MUNNS dkk.(10) menerangkan bahwa kegagalan pembentukan bintil akar dan kekurangan N padatanaman dapat disebabkan antara lain karena Rhizobia yang kurang toleran, tarafinokulum yang rendah, tan aman inang yang lebih toleran terhadap AI atau tipecekaman yang berbeda. Diduga pada percobaan pertama teknik inokulasi yangdigunakan tidak cocok dan materi tanah yang berbeda dengan materi pada percobaansebelumnya. Inokulasi secara suspensi tidak menguntungkan untuk tanah masamkarena bakteri langsung berhadapan dengan keadaan tanah yang tidak serasi bagipertumbuhan bakteri. Bahan tanah yang digunakan dalam percobaan ini diambilselang beberapa waktu setelah percobaan terdahulu (6) dan diduga telah mengalamiperubahan menimbulkan cekaman yang berbeda. Hal ini dikaitkan dengan peracunanAI yang tampak sepuluh hari setelah tanam dan khlorosis pada stadium R6 yangtidak terjadi pada percobaan terdahulu (6).

Persentase N yang berasal dari pupuk (% Nbdp) dapat dilihat pada Tabel 2.Penambahan pemberian kapur lebih besar dari 2 ton/ha pada mutan No. 21 dan 4ton/ha pada varitas Guntur dan Chippewa menurunkan nilai % Nbdp. Pemberiankapur setara dengan 4 ton/ha diduga sudah cukup untuk pertumbuhan tanaman.Secara keseluruhan tanaman yang diinokulasi dengan strain TAL 102 memiliki Ntotal tanaman yang lebih tinggi dari tanaman yang diinokulasi dengan isolat No. 06.

Pada percobaan dengan tanah Sembawa terlihat bahwa pemberian kapurmemberikan perbedaan yang nyata (P < 0,05) pada pembentukan dan pertumbuhanbintil akar serta bobot tanaman (Tabel 3). Tidak terlihat perbedaan pada bobottanaman dan bintil akar yang disebabkan oleh ketiga isolat/ strain yang digunakan.Tampak isolat No. 09 dan 22 lebih toleran terhadap kemasaman tanah dari padastrain pembanding TAL 102. Tanaman yang diinokulasi dengan kedua isolat tersebuttelah menunjukkan pembentukan bintil akar pada pertumbuhan lanjut (R5). Kemam­

puan isolat tersebut menginfeksi akar tanaman diduga karena laju pertumbuhan isolat

24

yang lebih tinggi (5), walaupun bintil akar yang terbentuk dengan nilai distribusihanya 0,3 tidak mempunyai arti dalam nitrogen yang difiksasi.

Pada pemberian kapur yang lebih tinggi (1,0 ton/ha), ketiga isolat/strainsudah mampu menginduksi pembentukan bintil akar pada stadium pertumbuhan yanglebih dini (R2), dengan nilai distribusi antara 1,2 - 1,8 yang dikategorikan sebagaipembentukan bintil akar yang miskin dan tidak terjadi fiksasi N atau N yang difiksa­si sedikit. Nilai distribusi bintil akar optimal dicapai pada pemberian kapur 2,0ton/ha, yaitu 3,0 - 3,3 yang menunjukkan pembentukan bintil akar yang cukup baikdan berpotensi untuk memfiksasi N yang tinggi (9).

Inokulasi dengan bahan pembawa gambut netral pada percobaan ini menun­jukkan hasil yang lebih tinggi dari pada inokulasi dengan suspensi pada percobaanpertama. Menurut BONER (1960) yang dikutip dari SPARROW dan HAM (10),gambut berfungsi sebagai substrat bagi pertumbuhan dan kondisi netral melindungibakteri dari kondisi tanah yang tidak sesuai pada waktu antara inokulasi denganpembentukan bintil akar.

KESIMPULAN

Oari hasil percobaan diatas dapat ditarik kesimpulan:1. Percobaan tanah masam asal J asinga yang mengandung AI dengan pemberian

kapur 4 ton/ha sudah cukup untuk pertumbuhan optimal tanaman kedelai. StrainTAL 102 menunjukkan kemampuan yang lebih baik daripada isolat 06. Tanamanyang diinokulasi dengan strain tersebut menunjukkan penampilan tanaman danserapan N-total yang lebih tinggi daripada tanaman yang diinokulasi dengan isolatNo. 06.

2. Percobaan dengan tanah masam Sembawa yang mengandung AI yang lebihrendah pada pemberian kapur relatif rendah, yaitu 1,0 ton/ha sudah mampumenginduksi pembentukan bintil akar. Nodulasi optimal dicapai pada pemberiankapur 2,0 ton/ha. Isolat No. 09 dan No. 22 tampak lebih toleran terhadap kema­saman tanah daripada strain TAL 102. Tanaman mampu membentuk bintil akarpada pemberian kapur 0.05 ton/ha.

3. Inokulasi dengan bahan pembawa gambut pada tanah masam lebih menguntung­kan karena melindungi bakteri dari kondisi tanah yang tidak sesuai.

UCAPAN TERIMA KASIH

Ucapan terima kasih disampaikan kepada Sdr. Sudono Siamet, Nana Sumar­na, Yuliasti, Sarjiyo dan Amrin Djanawas yang telah ban yak membantu penelitianini terlaksana.

25

DAFfAR PUSTAKA

1. MUNNS, D.N., "Acid soil tolerance in legumes and rhizobia.", Adv. PI. Nutri­tion, Vol. 2, (rINKER, Band A. LAUCHLII, eds.), Praeger, NY (1986).

2. SAPRA, V.T., MEBRAHTU, and MUGRIWA, L.M., Soybean germplasm andcultivar aluminum tolerance in nutrient solution and Bladen clay loam soil,Agron. 1. 74 (1982) 687.

3. HOHENBERG, J.S., and MUNNS, D.N., Effect of soil acid factors on nodula­tion and growth of Vigna unguiculata in solution culture. Agron. 1. 76 (1984)477.

4. YUlDNO, "Inokulasi Rhizobium pada kedelai", Kedelai, Puslitbangtan, BadanPenelitian Pertanian, Bogor (1985).

5. GANDANEGARA, S., HARSOJO dan HENDRATNO, K., Toleransi beberapastrain/isolat Rhizobium dengan beberapa galur mutan kedelai (PAIR/P.23 111989), PAIR-BATAN, Jakarta (1989).

6. GANOANEGARA, S., dan HENORATNO, K., Nodulasi dan pertumbuhan dua

galur mutan kedelai di tanah masam (PAIR/P.228/1989), PAIR-BATAN,Jakarta (1989).

7. HADARSON, G., "Biological nitrogen fixation of grain legumes", The Use ofN Methodology to Assess N Fixation and Guidelines for Improvement of NFixation in Grain Legumes, FAO/IAEA Agriculture Biotechnology Laborato"ry, Seibersdorf (1985).

8. RASJID, H., Komunikasi pribadi.

9. GANOANEGARA, S., HENORATNO, dan SUBAGYO, T., "Interaksi simbio­tik galur mutan kedelai No. 23-0 dengan sejumlah isolat Rhizobium di lahan

masam", Aplikasi Isotop dan Radiasi (Ris. Simp. V, Jakarta, 1990), BATAN,Jakarta (1991) 285.

10. SPARROW Jr, S.D., and HAM, G.E., Nodulation, N., fixation, and seed yieldof navy beans and influenced by inoculant rate and Inoculant carrier, Agron.1. 75 (1983) 20.

26

Tabe1 1- pengaruh per1akuan terhadap berat kering biji,stover,dan tanaman pada stadium R6

pemberian

Bobot keringGa1ur strain

kapur,biji,stover,tanaman,ton/ha

999

23 TAL 102

21,031,762,794

0,981,922,908

0,881,882,7610

0,922,143,06

23 iso1at 06

20,671,702,374

1,001,282,288

1,061,872,9310

1,072,403,47

Guntur TAL 102

20,740,981,724

1,201,572,778

1,071,632,7010

1,181,833,01

Guntur iso1at 06

20,731,131,864

0,951,612,568

1,011,972,9810

1,292,043,33

Chippewa

20,882,102,984

1,313,064,378

1,233,654,8810

1,583,455,03

BNT per1akuan

(P) -0,800,44BNT Kapur

(K) 0,610,960,39BNT P x K

-1,05K.K.

(' ) 30,1714,3220,18

27

28

Tabel 2. Persentase N, serapan N-total, dan N yang berasal dari pupuk biji

dan stover pada stadium R6

Pemberian

Persentase N,Serapan N-totalNbdp,Galur Strain

kapur,%mg N/pot%ton/ha

bijistoverbijistoverbijistover

23 TAL 102

26,231,1964,4720,8610,1510,334

6,681,4460,0227,259,678,828

6,360,8466,0215,0210,339,9710

6,340,7354,2115,668,988,28

23 isolat 06

26,591,4041,4621,4010,6812,294

6,621,0966,1115,8110,159,988

6,281,3566,5524,989,978,5510

5,761,0261,5323,999,359,24

Guntur TAL 102

26,941,6151,4715,959,088,764

6,190,8673,7613,3312,8212,288

6,670,6266,669,9410,0910,0810

6,531,0076,1417,089,628,82

Guntur isolat 06

27,131,3851,3114,2211,8110,334

6,011,0760,3517,648,8711,228

6,400,6258,9112,0910,6810,7410

6,420,7580,0815,1810,339,08

Chippewa

27,082,4360,7451,0232,5036,254

6,191,6180,9450,5041,2536,758

5,802,0482,0474,0338,7535,0010

6,171,9702,2463,6136,6731,25

BNT Perlakuan (P)

-0,3214,926,521,682,32

BNT Kapur (K)

0,320,2813,34BNT P x K

13,033,37K.K. (%)

7,8635,7431,8935,3311,4322,04

Tabel 3. pengaruh pemberian kapur dan isolat Rhizobium terhadappembentukan dan bobot bintil akar serta bobot tanaman

Perlakuan

DistribusiBobotBobotbintil akar

bintil akartanaman,9R2

R5R2R5R2R5

Pemberian kapur,tonjha

isolat No.090,5

0,00,3a361,615,341,0

1,83,0254252,005,162,0

3,03,646511222,245,674,0

2,53,719812262,575,10isolat No.

220,5

0,01,4°401,555,761,0

1,22,0242642,036,112,0

3,33,547912312,275,544,0

2,94,018711132,415,10strain TAL 1020,5

0,00,3°361,095,671,0

1,52,3183561,785,542,0

3,13,548112412,294,704,0

2,73,51279812,526,73

K.K.

% 22,9323,41 39,3612,8223,15BNJ 5%

Kapur0,410,581142560,25t.nIsolat

t.nt.nt.nt.nt.nt.nK X I

t.nt.nt.nt.nt.nt.n

29