Isolasi, Identifikasi dan Efektivitas FMA serta Aplikasinya pada Tumpangsari Tebu–Kedelai dengan Sistem Budidaya Jenuh Air di Lahan Pasang Surut

Abstract

Tanaman tebu dan kedelai merupakan tanaman perkebunan dan tanaman pangan yang jumlah produksinya masih belum dapat memenuhi kebutuhan nasional, salah satu faktor penyebabnya adalah semakin berkurangnya areal penanaman tebu dan kedelai. Optimalisasi lahan tebu dengan tanaman kedelai secara tumpangsari merupakan upaya yang dapat dilakukan untuk pemanfaatan lahan secara optimal. Lahan suboptimal seperti lahan pasang surut memiliki potensi besar untuk dikembangkan sebagai lahan pertanian dikarenakan memiliki lahan yang luas, namun permasalahan lahan pasang surut adalah tingginya kadar pirit sehingga pH menjadi lebih rendah dan bersifat toksik bagi tanaman. Upaya yang dapat dilakukan untuk mengatasi permasalahan tersebut adalah dengan melakukan pengelolaan tata air mikro seperti penerapan sistem budidaya jenuh air (BJA) dan pemanfaatan mikroorganisme lokal seperti fungi mikoriza arbuskula (FMA). Tujuan penelitian ini adalah 1) menganalisis dan mengevaluasi keragaman isolat asal lahan pasang surut Desa Mulyasari Kecamatan Tanjung Lago Kabupaten Banyuasin Sumatera Selatan serta keragaman dan jumlah spora FMA dalam proses pemerangkapan FMA; 2) mengevaluasi kesesuaian beberapa sumber inokulan FMA pada tanaman tebu dan kedelai pada budidaya jenuh air; 3) menganalisis karakter agronomi dan fisiologi tanaman sebagai respon terhadap pertumbuhan tanaman tebu dan kedelai; 4) menguji peran FMA untuk meningkatkan efisiensi pemupukan P dan efisiensi lahan tanaman tebu dan kedelai pada budidaya jenuh air di lahan pasang surut Desa Mulyasari. Hasil penelitian menunjukkan bahwa ditemukan spora FMA di rizosfer tanaman jagung di lahan pasang surut, namun dalam jumlah sedikit dan dapat meningkat setelah dilakukan pemerangkapan. Spora FMA yang teridentifikasi memiliki bentuk beragam, antara lain bulat, lonjong, dan oval, dengan berbagai variasi warna mulai dari bening, kuning, hingga kecoklatan. Jenis spora FMA yang berhasil diidentifikasi berasal dari dua genus utama, yaitu Acaulospora (termasuk Acaulospora scrobiculata, Acaulospora bireticulata, Acaulospora mellea, Acaulospora laevis) dan Glomus (termasuk Glomus monosporum, Glomus constritum, Glomus manihotis). Setelah dilakukan pemerangkapan, ditemukan dua jenis spora FMA pada perakaran tanaman jagung, yaitu Acaulospora sp. dan Glomus sp. Akar tanaman inang seperti jagung, kedelai, dan tebu yang terkolonisasi FMA menunjukkan beragam struktur FMA seperti hifa, vesikel, dan arbuskula. Tanaman inang jagung menunjukkan potensi yang lebih tinggi dalam hal jumlah spora dan tingkat kolonisasi oleh FMA dibandingkan dengan kedelai, tebu, dan kombinasi tebu-kedelai, terutama pada fase generatif awal. Pemberian inokulan FMA, khususnya dari pemerangkapan dengan tanaman jagung dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman tebu yang terlihat pada peningkatan bobot kering tanaman tebu sekitar 45,44% jika dibandingkan dengan tanaman yang tidak diberi inokulan. Selain itu, lama penjenuhan selama 2 dan 4 bulan sejak tanam berpengaruh positif dalam meningkatkan pertumbuhan dan produktivitas tanaman tebu dibandingkan dengan sistem budidaya konvensional (tanpa penjenuhan). Persentase kolonisasi FMA dalam bentuk hifa internal lebih banyak ditemukan pada akar tanaman tebu, dengan nilai persentase kolonisasi tertinggi pada perlakuan inokulan FMA dari tanaman tebu yaitu 79,67%. Interaksi antara sumber inokulan dan lama penjenuhan tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan pada semua parameter kedelai yang diukur. Namun, sumber inokulan menunjukkan pengaruh yang signifikan terhadap beberapa parameter, seperti kandungan klorofil (a, b, dan total), serapan hara N, P, dan K, serta kandungan hara P dan K daun, tinggi tanaman dan jumlah daun pada 4 MST dan 6 MST, jumlah polong, jumlah bintil, bobot basah dari tajuk dan berangkasan tanaman, bobot kering dari tajuk dan berangkasan tanaman. Lama penjenuhan menunjukkan pengaruh yang signifikan terhadap kandungan klorofil (a dan total), serapan hara N, P, dan K daun, kadar hara N dan P daun, tinggi tanaman 2 MST, jumlah daun pada 2 MST hingga 6 MST, jumlah polong, jumlah bintil akar, jumlah stomata, bobot basah dan bobot kering dari tajuk, akar, dan berangkasan tanaman. Sumber inokulan asal tebu menunjukkan hasil terbaik jika dibandingkan dengan sumber inokulan dari inang tanaman lain, terutama ketika dibandingkan dengan tanaman kedelai tanpa inokulasi. Selain itu, perlakuan lama penjenuhan selama 2 BST dan 4 BST menunjukkan respons morfofisiologi yang lebih baik pada tanaman kedelai jika dibandingkan dengan budidaya konvensional. Sistem monokultur tebu, dengan penjenuhan 2 dan 4 bulan sejak tanam dan perlakuan inokulan FMA meningkatkan produksi tebu yang signifikan, yaitu sekitar 73,3-86,7% jika dibandingkan dengan tanaman yang tidak diberi inokulan. Penjenuhan 2 bulan sejak tanam dengan pemberian inokulan FMA menyebabkan terjadinya peningkatan produksi tebu sekitar 32,28% jika dibandingkan dengan penjenuhan 4 bulan sejak tanam yang juga diberi inokulan FMA. Pemberian pupuk fosfat dengan dosis 36 kg P2O5 mampu meningkatkan produksi tebu tumpangsari (7,07%) dan tebu monokultur (23,01%) jika dibandingkan dengan dosis 72 kg P2O5 pada 2 bulan penjenuhan. Pemberian pupuk fosfat dengan dosis 36 kg P2O5 mampu meningkatkan produksi tebu monokultur sekitar 5,5% jika dibandingkan dengan dosis 108 kg P2O5 pada 4 bulan penjenuhan. Tumpangsari tebu-kedelai dengan perlakuan inokulan FMA dan penjenuhan selama 2 bulan dapat meningkatkan produksi tebu sekitar 45,48% dibandingkan dengan tanaman yang tidak diinokulasi. Peningkatan produksi ini juga berlaku pada penjenuhan selama 4 bulan, yang terjadi peningkatan produksi tebu sekitar 34,82% dibandingkan dengan tanaman yang tidak diinokulasi. Penggunaan inokulan FMA meningkatkan produksi tebu, baik pada sistem monokultur maupun tumpangsari tebu-kedelai, terutama pada periode penjenuhan 2 bulan. Dalam penelitian ini juga ditemukan bahwa tumpangsari tebu-kedelai memiliki potensi untuk meningkatkan pemanfaatan lahan, dengan nilai NKL berkisar antara 1,44 - 1,73.

Sugarcane and soybeans are plantation crops and food crops whose production amounts are still unable to meet national needs, one of the contributing factors is the decreasing area of sugarcane and soybean planting. Optimization of sugarcane land with soybean plants in an intercropping way is an effort that can be done for optimal land use. Suboptimal land such as tidal swamp has great potential to be developed as agricultural land because it has a large area of land, but the problem with tidal swamp is high levels of pyrite so that the pH becomes lower and is toxic to plants. Efforts that can be made to overcome these problems are to carry out water and soil management such as the application of a saturated soil culture system (SSC) and the use of local microorganisms such as arbuscular mycorrhizal fungi (AMF). The objectives of this study were 1) to analyze and evaluate the diversity of isolates from tidal swamp in Mulyasari village and the diversity and number of AMF spores in the AMF pemerangkapan process; 2) evaluate the suitability of several sources of AMF inoculants on sugarcane and soybeans in water-saturated cultivation; 3) analyze the growth response of sugarcane plants and their breakdown through visual observation of agronomic and physiological characters; 4) apply the use of AMF to increase the efficiency of P2O5 fertilization and the efficiency of sugarcane and soybean plantations in saturated soil culture in the tidal swamp of Mulyasari village, Banyuasin Regency, South Sumatra. The results showed that AMF spores were found in the rhizosphere of corn plants in tidal fields, but in small numbers and could increase after trapping. The identified AMF spores have various shapes, including round, oval and oval, with various color variations ranging from clear, yellow to brownish. The types of AMF spores that were identified came from two main genera, namely Acaulospora (including Acaulospora scrobiculata, Acaulospora bireticulata, Acaulospora mellea, Acaulospora laevis) and Glomus (including Glomus monosporum, Glomus constritum, Glomus manihotis). After trapping, two types of AMF spores were found on the rhizosphere of corn plants, namely Acaulospora sp. and Glomus sp. In the roots of host plants such as maize, soybean, and sugarcane infected with AMF, there are various AMF structures, such as hyphae, vesicles, arbuscules, and spores. Maize host plants showed higher potential in terms of spore count and infection rate by AMF compared to soybean, sugarcane, and sugarcane-soy intercrops, especially in the early generative phase. Giving AMF inoculants, especially from corn sources, has a positive impact on increasing the growth of sugarcane plants, in the dry weight of sugarcane plants by around 45.44% when compared to plants that were not given inoculant. In addition, the duration of saturation for 2 and 4 months from planting also had a positive effect on increasing the growth and productivity of sugarcane compared to conventional cultivation systems. In this study, the percentage of AMF colonization in the form of internal hyphae was found more in the roots of sugarcane plants, with the highest percentage of colonization being treated with AMF inoculants from sugarcane, reaching 79.67%. The interaction between inoculant sources and saturation time did not show significant differences in all measured soybean parameters. However, the source of inoculant showed a significant effect on several parameters, such as chlorophyll content (a, b, and total), nutrient uptake of N, P, and K in leaves, as well as nutrient content of P and K in leaves, plant height at 4 WAP and 6 WAP, number of leaves at 4 WAP and 6 WAP, number of pods, number of nodules, wet weight of crown and plant stem, dry weight of canopy and plant stem. On the other hand, the treatment time factor of saturation showed a significant effect on chlorophyll content (a and total), absorption of N, P, and K nutrients, as well as N and P nutrient content, plant height at 2 WAP and number of leaves at 2 WAP, 4 WAP, and 6 WAP, the number of pods, the number of root nodules, the number of stomata, the wet weight and the dry weight of the shoots, roots and plant stems.. In this study, inoculant sources from sugarcane showed the best results when compared to inoculant sources from other plant hosts, especially when compared to soybean plants without inoculation. In addition, the long saturation treatment for 2 MAP and 4 MAP showed a better morphophysiological response in soybean plants when compared to conventional cultivation. In the monoculture system, saturation 2 and 4 months after planting with the addition of AMF inoculant resulted in a significant increase in sugarcane production, which was around 73.3-86.7% when compared to plants without inoculant. Furthermore, at saturation 2 months after planting which was given AMF inoculant, there was an increase in sugarcane production of around 32.28% when compared to saturation 4 months after planting which was also given AMF inoculant. Providing phosphate fertilizer at a dose of 36 kg P2O5 was able to increase the production of intercropping sugar cane (7.07%) and monoculture sugar cane (23.01%) when compared with a dose of 72 kg P2O5 at 2 months of saturation. Providing phosphate fertilizer at a dose of 36 kg P2O5 was able to increase monoculture sugar cane production by around 5.5% when compared to a dose of 108 kg P2O5 at 4 months of saturation. Meanwhile, in sugarcane-soybean intercropping, the addition of AMF inoculant and saturation for 2 months increased sugarcane production by about 45.48% compared to non-inoculated crops. This increase in production also applies to saturation for 4 months, where there is an increase in sugarcane production of around 34.82% compared to plants that were not inoculated. The results showed that the use of AMF inoculant made in increasing sugarcane production, both in monoculture systems and sugarcane-soybean intercropping, especially with the 2-month saturation period. In this study it was also found that sugarcane-soybean intercropping has the potential to increase land use, with a Land Equivalent Ratio value ranging from 1.44 - 1.73.