Asosiasi mikoriza arbuskula pada jati (Tectona grandis Linn. f.) di dalam hutan tanaman jati :: Studi di RPH Tangen, BKPH Tangen, KPH Surakarta, Unit I Jawa Tengah, Perum Perhutani

CORRYANTI, Promotor Prof. Dr. Ir. Joedoro Soedarsono, M.Sc

2008 | Disertasi |

Penelitian bertujuan mengetahui informasi kepadatan dan keanekaragaman jenis jamur mikoriza arbuskula di hutan tanaman jati dengan sistem tumpangsari-tebu; mengetahui pengaruh jamur mikoriza arbuskula terhadap pertumbuhan jati; serta mengetahui besarnya aktivitas fosfatase alkalin terkait perannya dalam asosiasi mikoriza arbuskula. Contoh tanah berasal dari RPH Tangen, BKPH Tangen, KPH Surakarta, Unit I Jawa Tengah Perum Perhutani. Rangkaian penelitian dilakukan di persemaian, dari Februari 2004 hingga September 2006. Bibit jati berasal dari perkecambahan benih asal Kebun Benih Klon Padangan. Jamur mikoriza arbuskula yang dipakai sebagai inokulan adalah hasil isolasi dari penangkaran spora. Pengamatan meliputi kepadatan spora, keanekaragaman jenis jamur mikoriza arbuskula, kultur spora, pertumbuhan bibit, serapan hara (N, P, K dan Ca), perkembangan atribut asosiasi mikoriza, dan aktivitas fosfatase alkalin di dalam akar dan dalam zona rizosfer. Di tanah hutan tanaman jati yang ditumpangsari dengan tanaman tebu dijumpai lima tipe jamur mikoriza arbuskula, dua tipe masuk genera Gigaspora dan tiga tipe masuk genera Glomus. Pengamatan kepadatan spora antar lokasi tidak menunjukkan perbedaan signifikan, dan keanekaragaman jenisnya sama antar lokasi. Gigaspora sp. merupakan tipe jamur mikoriza arbuskula yang kerap dijumpai di semua lokasi, dengan jumlah paling banyak, 21 spora dalam 100g tanah. Tidak semua tipe jamur mikoriza arbuskula yang dijumpai dapat dengan berhasil dikultursporakan, dan antar tipe menunjukkan pola perkembangan yang bervariasi, yang ditunjukkan dengan keberhasilannya dalam pembentukan spora dan atau perkembangan hifa. Tipe Gigaspora sp. menunjukkan cenderung mudah bersporulasi. Medium tanam percobaan berasal dari lapangan didominasi tekstur lempung. Dalam pengkondisian pembibitan, sifat tanah ini memiliki banyak kendala, baik bagi pertumbuhan bibit jati maupun bagi perkembangan jamur mikoriza arbuskula. Pengaruhnya menghambat pertumbuhan bibit terlihat dalam penelitian ini, walaupun dilakukan penginokulasian jamur mikoriza arbuskula. Namun demikian, respon pertumbuhan bibit jati akibat diinokulasi jamur mikoriza arbuskula tampak berbeda signifikan dibandingkan tanpa diinokulasi. Perlakuan inokulasi jamur mikoriza arbuskula pada bibit jati meningkatkan pertumbuhan tinggi, bobot kering, dan serapan hara. Peranan jamur mikoriza arbuskula terhadap bibit tampak nyata pada keadaan medium-tanam kritis hara. Bibit yang diinokulasi dengan Gigaspora sp pada takaran pupuk 62,5 mg merupakan pertumbuhan tertinggi, meningkat 21,42% dibandingkan kontrol. Peningkatan bobot kering akar pada bibit yang diinokulasi mencapai kisaran 10,26-131,82% dibandingkan kontrol, sedangkan peningkatan tertinggi bobot kering pucuk hanya mencapai 94,33% dan terdapat perlakuan yang tidak memberi respon positip atas inokulasi spora jamur mikoriza arbuskula. Bobot akar terbesar terjadi pada bibit yang diinokulasi Gigaspora sp. dengan takaran pupuk rendah, 62,5 mg/ bibit. Di sisi lain, pertumbuhan akar bibit tidak menunjukkan perbedaan di antara perlakuan dengan takaran pupuk rendah, mencapai kisaran 190,30-231,30 cm/ 100g tanah. Sedang pada takaran pupuk lainnya, bibit yang diinokulasi Gigaspora sp. merupakan yang terpadat pertumbuhan akarnya. Serapan hara antar perlakuan inokulasi Gigaspora sp dan Glomus sp bervariasi satu dengan lain dan terkait takaran pupuk NPK yang diberikan. Serapan hara P selalu tampak dalam jumlah yang paling sedikit, 0,12-0,80 mg/ tanaman, dibandingkan serapan hara lainnya. Kegiatan inokulasi meningkatkan serapan hara N, 53,91-212,12%, serapan hara K, 1,60-63,14%, dan serapan hara Ca, 19,69-103,62%, masing-masing dibandingkan kontrol. Antar tipe jamur mikoriza arbuskula, Gigaspora sp dan Glomus sp menghasilkan respon pada terbentuknya infeksi akar, berkembangnya hifa dan terbentuknya spora. Dengan pertumbuhan yang lebih baik pada bibit yang diinokulasi Gigaspora sp., infeksi akar tampak lebih tinggi, mencapai 78,12%; pertumbuhan hifa mencapai 76,14 cm dalam 100g tanah; dan sporulasi lebih banyak, 159 spora dalam 100g tanah, dibanding perlakuan lainnya. Aktivitas fosfatase alkalin dalam jaringan akar terinfeksi meningkat lebih besar dibanding kontrol. Meningkatnya aktivitas fosfatase ini diikuti dengan meningkatnya pertumbuhan bibit akibat meningkatnya serapan hara, terutama fosfor tersedia. Bibit yang diinokulasi spora jamur mikoriza arbuskula menunjukkan aktivitas fosfatase dalam jaringan akar mencapai kisaran 14-64%, sedang kontrol dalam kisaran 11-35%. Meningkatnya aktivitas fosfatase ini diikuti dengan meningkatnya pertumbuhan bibit dan meningkatnya serapan hara. Perbedaan aktivitas fosfatase alkalin terjadi atas perlakuan dua tipe jamur mikoriza arbuskula, dan tipe Gigaspora sp menghasilkan aktivitas fosfatase yang lebih besar. Takaran pupuk menentukan respon yang searah antar kedua tipe, yaitu aktivitas fosfatase meningkat pada kondisi hara terbatas, ini tampak pada takaran pupuk NPK 62,5 mg/ bibit yang menghasilkan kuantitas aktivitas fosfatase alkalin tertinggi. Keterkaitan antara aktivitas fosfatase alkalin dengan asosiasi mikoriza tampak pada hasil penelitian, yang menunjukkan ketika infeksi akar meningkat maka aktivitas fosfatase alkalin cenderung menurun. Pada saat asosiasi mikoriza sudah berlangsung dan infeksi akar berkembang, peran jamur mikoriza dalam menstimulasi enzim fosfatase juga menurun. Pengamatan aktivitas fosfatase alkalin didalam zona rizosfer menunjukkan pola fluktuatif, yang sangat tergantung pada ketersediaan hara di dalam tanah dan peran jamur mikoriza arbuskula pada tingkat takaran pupuk tertentu. Dalam kondisi aplikasi pupuk takaran 62,5 mg, aktivitas meningkat, mencapai hingga 201,30 EU, sebaliknya dalam keadaan kekurangan atau melebihi, aktivitas menurun, masing-masing nilai tertinggi mencapai 160,20 dan 124,50 EU pada akhir pengamatan. Gigaspora sp merupakan tipe jamur mikoriza arbuskula yang memiliki tanggap positip terbesar dalam situasi lingkungan dengan medium grumusol asal tanah hutan jati Tangen. Dengan inokulasi aktivitas fosfatase alkalin dihasilkan lebih besar daripada tanpa diinokulasi. Pertumbuhan hifa lebih besar diiringi dengan aktivitas fosfatase yang meningkat. Dengan inokulasi Gigaspora sp. memberikan tanggapan peningkatan proporsi aktivitas fosfatase alkalin dalam-jaringan yang paling tinggi; hal ini merupakan karakter spesifik tipe jamur mikoriza arbuskula dalam asosiasi mikoriza arbuskula pada bibit jati. Dalam penelitian ini telah terbukti bahwa asosiasi jamur mikoriza arbuskula menunjukkan peningkatan aktivitas fosfatase. Hasil penelitian ini mempunyai implikasi, bahwa lahan-lahan hutan tanaman jati semacam di Tangen yang ditumbuhi tanaman tumpangsari kurang beragam dapat mengancam keberadaan mikrobia tanah, menurunkan fungsinya dalam ekosistem, bahkan dapat menghambat pertumbuhan tanaman hutannya. Praktik tumpangsari yang kurang beragam hendaknya tidak dibiarkan berkembang dalam tanah-tanah lain, karena akan berdampak negatif baik secara ekologis maupun sosial ekonomi masyarakat sekitar, terkait dengan keberhasilan tanaman. Upaya perbaikan sifat tanah secara fisik dan kimia pada tanah-tanah berat, mengandung lempung tinggi perlu dilakukan di lapangan.

The purposes of this research were to determine species abundance of arbuscular mycorrhizal fungi in teak plantation forest, to evaluate the effect of arbuscular mycorrhizal association on teak growth and to identify the activity of alkaline phosphatase related to the role in arbuscular mycorrhizal association. Soil samples were taken from teak plantation forest in Tangen sub sub-District, Tangen sub-District, Surakarta forest district, Unit I Central Java, Forestry State Enterprise. The series of this study were conducted in nursery, since February 2004 to September 2006. Teak seedlings were obtained from germinating seed, collected from Clonally Seed Orchard, Padangan. Arbuscular mycorrhizal fungus used as inoculants were isolated from spores trapping. The observations included spores abundance and heterogeneity of arbuscular mycorrhizal species, spores culture, seedling growth, N, P, K, and Ca uptake, mycorrhization, and alkaline phosphatase activity in roots and in rhizosphere zone. In soil originated from teak plantation forest with taungya planting system, using sugarcane, was found only five types of arbuscular mycorrhizal fungus, two types identified from genera Gigaspora and the other three from genera Glomus. The spore abundance among locations observed was not significant and there were same type variety of arbuscular mycorrhizal fungus. Gigaspora sp. was a type which the most frequent found, in all location observed, and the highest spore’s amount was 21 spores in 100g soil. It was not all of arbuscular mycorrhizal fungus found could be cultured and succeed, and inter-type showed development pattern varied in spores formation and or hyphae development. Gigaspora type showed easy to sporulate. Planting medium was originated from the field, and was dominated clay. In nursery, this soil condition has many limitations, either to grow teak seedling or to develop arbuscular mycorrhizal fungi. However, growth response of teak seedling inoculated arbuscular mycorrhizha fungi were higher compare to un-inoculated seedlings. Inoculation treatment enhanced height growth, biomass and nutrient absorption. The role of arbuscular mycorrhizal fungi was significant at the lower nutrient level. Seedling inoculated Gigaspora sp. at 62, 5 mg NPK level was the highest growth. Inoculation influence root biomass was weigher than shoot biomass was. Seedlings inoculated Gigaspora sp. at 62, 5 mg NPK level, were increased 21, 42% of control. The increasing of root biomass inoculated reached between 10,26-131,82% of control, meanwhile the highest increasing of shoot biomass reach 94,33% only, and there was occurred no positive respon after inoculation. The highest root biomass was occurred at inoculated Gigaspora sp. at 62, 5 mg NPK level. The other side, root growth was not showing significantly difference among lower level fertilization treatment, reached between 190,30-231,30cm in 100g soil, meanwhile at the others level fertilization, seedling inoculated Gigaspora sp. did the densest root growth. Nutrient absorption among either inoculated Gigaspora sp. or Glomus sp. was varied one to other related to NPK level applied. P nutrient absorption was show smaller quantity, 0,12-0,80 mg/ plant, compared to the other nutrients. Inoculation enhanced N absorption, 53, 91-212, 12%, K absorption, 1, 60-63, 14%, and Ca absorption, 19, 69-103, 62%, of control respectively. Among type of arbuscular mycorrhizal fungi were resulted a varied response for root infection, hyphae development, and sporulation. The better growth for seedling inoculated Gigaspora sp. at NPK 62, 5 mg was followed higher root infection, reached 78,12%; longer hyphae development, reached 76,14 cm in 100g soil; and bigger spores quantity, compared to others application. Alkaline phosphatase activities in root tissue infected were enhanced, much higher than control. This enhances followed seedling growth and nutrient absorption, mainly phosphorus. Seedlings inoculated mycorrhizal fungi spores showed phosphatase activities in root tissues between 14-64%, meanwhile the control between 11-35%. The increasing of phosphatase activities followed the enhancing of seedling growth and nutrient absorption. The differences of alkaline phosphatase activities were occurred between two types of arbuscular mycorrhizal fungi, and Gigaspora type tend to result higher phosphatase activities. Fertilizer level determined respond the activity in same way for two types, which activity increased at lower nutrient level. It was occurred at seedling fertilized NPK 62, 5 mg. Relationship between alkaline phosphatase activity and mycorrhizal association was seen in research result. The increasing of root infection was not followed in alkaline phosphatase activity. At the time mycorrhiza association developed that followed root infection increased, the role to stimulate activity of phosphatase enzyme decreased. Observation of this activity in rhizosphere showed fluctuated pattern related nutrient available in soil or plant medium and fungi respond to certain fertilizer level. In lower nutrient application, the activity increased, and reached 201, 30 EU, but in lacking or more, it would be decreased. The highest activity reached at 160,20, and 124,50 EU for the last observation. Gigaspora sp. type was arbuscular mycorrhizal type have a positive respond to the environment situation with grumusol soil type originated from Tangen teak forest soil. Through inoculation, alkaline phosphatase activities resulted higher than did uninoculated. The longer hyphae growth was followed enhanced phosphatase activities. Inoculation with Gigaspora sp. showed the highest alkaline phosphates activities response in root tissues. This thing is specific character of the type of arbuscular mycorrhizal fungi on teak. In this research, it proved that arbuscular mycorrhizal association enhanced alkaline phosphatase activities.

Kata Kunci : Jamur mikoriza arbuskula,Hutan tanaman jati,Gigaspora sp,Glomus sp,Pertumbuhan bibit,Perkembangan mikoriza,Aktivitas fosfatase alkalin,arbuscular mycorrhizal fungus, teak plantation forest, Gigaspora sp., Glomus sp., teak growth, mycorrhizal development,