7
92 ABSTRAK Penambatan N simbiosis merupakan salah satu faktor kunci dalam sistem pertanian input rendah untuk mempertahankan kesuburan tanah jangka panjang. Penambatan N simbiosis terjadi melalui interaksi spesifik antara bakteri penambat N rhizo- bium dengan inangnya yaitu tanaman kacang- kacangan. Oleh karena itu strategi utama untuk meningkatkan penambatan N simbiosis adalah dengan inokulasi rhizobium. Namun inokulasi tidak selalu berhasil dan salah satu penyebabnya adalah populasi rhizobium indigenous atau rhizobium lokal yang terdapat dalam tanah. Rhizobium indigenous dapat berkompetisi dengan rhizobium inokulan mela- lui kerapatan populasi dan efektivitas. Tingginya populasi rhizobium indigenous di satu tempat ber- kaitan dengan jenis legum yang pernah tumbuh atau ditanam di tempat tersebut. Bila jumlah populasi indigenous rendah, tidak efektif atau tidak kompa- tibel dengan kacang-kacangan yang ditanam maka inokulasi rhizobium diperlukan. Sebaliknya bila jumlah populasi rhizobium indigenous tinggi (> 10.000/g tanah), efektif dan kompatibel dengan kacang-kacangan yang ditanam (berdasarkan pada pengamatan bintil akar dari tanaman yang ada), maka inokulasi rhizobium tidak bermanfaat. Kata kunci: rhizobium indigenous, inokulasi, kompetisi, penambatan N ABSTRACT Indigenous rhizobium and its effect on the success of inoculation. Symbiotic nitrogen fixa- tion is a key factor in the low-input farming system to sustain long time soil fertility. Symbiotic nitro- gen fixation involving host-specific symbiotic inter- actions between root nodule bacteria, termed rhizo- bia, and legumes. One of the major strategies for enhancing symbiotic nitrogen fixation by legumes in crop production systems is through rhizobial inoculation. But inoculation not always successful and one reason is the population of indigenous rhizo- bium contained in the soil. Indigenous rhizobium can compete with rhizobium inoculant through popula- tion density and effectiveness. The high population of rhizobium in one place relating to the type of legume that ever grew / grown. When the number of indigenous population is low, not effective or not compatible with legumes planted the rhizobium inoculation is required. But when the number of indigenous rhizobium population is high, effective and compatible with legumes that will be planted (based on observations of root nodules and existing plants), inoculation is not required. Key words: Rhizobium indigenous, inoculation, com- petition, N fixation PENDAHULUAN Tanaman kacang-kacangan sering tidak menunjukkan tanggapan terhadap pupuk ni- trogen, karena selain dapat memanfaatkan N dari dalam tanah, tanaman kacang-kacangan dapat bersimbiosis dengan bakteri rhizobium yang mampu mengikat N dari udara. Pada simbiosis yang efektif jumlah N yang diikat/ ditambat dapat mencapai 50–75% kebutuhan N tanaman (Salvagiotti et al. 2008). Strategi utama untuk meningkatkan penambatan N simbiosis adalah dengan inokulasi rhizobium. Inokulasi diperlukan bila rhizobium yang ada dalam tanah tidak kompatibel/sesuai dengan jenis kacang-kacangan yang akan ditanam, tidak efektif atau jumlahnya tidak memadai (Catroux et al. 2001; Musiyiwa et al. 2005). Rhizobium yang secara alami terdapat dalam tanah disebut sebagai rhizobium indigenous atau rhizobium lokal. Tanah dengan populasi rhizobium indigenous rendah dapat terjadi pada daerah dimana tanaman kacang-kacangan yang berkaitan tidak tersedia/tumbuh, atau pada pH, tekanan osmotik, temperatur, logam berat yang merugikan bagi rhizobium (Catroux et al. 2001). Keberadaan populasi rhizobium indigenous dapat menjadi kendala bagi keberhasilan inokulasi. Oleh karena itu sebelum melakukan inokulasi kita perlu mengenal rhizobium indig- enous yang ada dalam tanah dan mengetahui pengaruhnya terhadap inokulasi rhizobium. RHIZOBIUM INDIGENOUS Rhizobium indigenous atau rhizobium lokal adalah rhizobium yang terdapat secara alami di satu lokasi, dengan kata lain tidak melalui RHIZOBIUM INDIGENOUS DAN PENGARUHNYA TERHADAP KEBERHASILAN INOKULASI Suryantini 1 1) Balai Penelitian Tanaman Kacang-kacangan dan Umbi-umbian Jl. Raya kendal Payak, KM 8 Kotak Pos 66, Malang email:[email protected] Naskah diterima tanggal 20 Nov 2011, disetujui untuk diterbitkan tanggal 30 Juli 2012. Diterbitkan di Buletin Palawija No. 24: 92–98 (2012).

RHIZOBIUM INDIGENOUS DAN PENGARUHNYA ...balitkabi.litbang.pertanian.go.id/wp-content/uploads/...(2006) menunjukkan bahwa populasi rhizobium dalam tanah setelah dua kali musim tanam

  • Upload
    vanthuy

  • View
    231

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: RHIZOBIUM INDIGENOUS DAN PENGARUHNYA ...balitkabi.litbang.pertanian.go.id/wp-content/uploads/...(2006) menunjukkan bahwa populasi rhizobium dalam tanah setelah dua kali musim tanam

92

BULETIN PALAWIJA NO. 24, 2012

ABSTRAKPenambatan N simbiosis merupakan salah satu

faktor kunci dalam sistem pertanian input rendahuntuk mempertahankan kesuburan tanah jangkapanjang. Penambatan N simbiosis terjadi melaluiinteraksi spesifik antara bakteri penambat N rhizo-bium dengan inangnya yaitu tanaman kacang-kacangan. Oleh karena itu strategi utama untukmeningkatkan penambatan N simbiosis adalahdengan inokulasi rhizobium. Namun inokulasi tidakselalu berhasil dan salah satu penyebabnya adalahpopulasi rhizobium indigenous atau rhizobium lokalyang terdapat dalam tanah. Rhizobium indigenousdapat berkompetisi dengan rhizobium inokulan mela-lui kerapatan populasi dan efektivitas. Tingginyapopulasi rhizobium indigenous di satu tempat ber-kaitan dengan jenis legum yang pernah tumbuh atauditanam di tempat tersebut. Bila jumlah populasiindigenous rendah, tidak efektif atau tidak kompa-tibel dengan kacang-kacangan yang ditanam makainokulasi rhizobium diperlukan. Sebaliknya bilajumlah populasi rhizobium indigenous tinggi (>10.000/g tanah), efektif dan kompatibel dengankacang-kacangan yang ditanam (berdasarkan padapengamatan bintil akar dari tanaman yang ada),maka inokulasi rhizobium tidak bermanfaat.Kata kunci: rhizobium indigenous, inokulasi,

kompetisi, penambatan N

ABSTRACTIndigenous rhizobium and its effect on the

success of inoculation. Symbiotic nitrogen fixa-tion is a key factor in the low-input farming systemto sustain long time soil fertility. Symbiotic nitro-gen fixation involving host-specific symbiotic inter-actions between root nodule bacteria, termed rhizo-bia, and legumes. One of the major strategies forenhancing symbiotic nitrogen fixation by legumesin crop production systems is through rhizobialinoculation. But inoculation not always successfuland one reason is the population of indigenous rhizo-bium contained in the soil. Indigenous rhizobium cancompete with rhizobium inoculant through popula-tion density and effectiveness. The high population

of rhizobium in one place relating to the type oflegume that ever grew / grown. When the numberof indigenous population is low, not effective or notcompatible with legumes planted the rhizobiuminoculation is required. But when the number ofindigenous rhizobium population is high, effectiveand compatible with legumes that will be planted(based on observations of root nodules and existingplants), inoculation is not required.Key words: Rhizobium indigenous, inoculation, com-

petition, N fixation

PENDAHULUANTanaman kacang-kacangan sering tidak

menunjukkan tanggapan terhadap pupuk ni-trogen, karena selain dapat memanfaatkan Ndari dalam tanah, tanaman kacang-kacangandapat bersimbiosis dengan bakteri rhizobiumyang mampu mengikat N dari udara. Padasimbiosis yang efektif jumlah N yang diikat/ditambat dapat mencapai 50–75% kebutuhanN tanaman (Salvagiotti et al. 2008). Strategiutama untuk meningkatkan penambatan Nsimbiosis adalah dengan inokulasi rhizobium.Inokulasi diperlukan bila rhizobium yang adadalam tanah tidak kompatibel/sesuai denganjenis kacang-kacangan yang akan ditanam,tidak efektif atau jumlahnya tidak memadai(Catroux et al. 2001; Musiyiwa et al. 2005).Rhizobium yang secara alami terdapat dalamtanah disebut sebagai rhizobium indigenousatau rhizobium lokal. Tanah dengan populasirhizobium indigenous rendah dapat terjadi padadaerah dimana tanaman kacang-kacangan yangberkaitan tidak tersedia/tumbuh, atau pada pH,tekanan osmotik, temperatur, logam berat yangmerugikan bagi rhizobium (Catroux et al. 2001).Keberadaan populasi rhizobium indigenousdapat menjadi kendala bagi keberhasilaninokulasi. Oleh karena itu sebelum melakukaninokulasi kita perlu mengenal rhizobium indig-enous yang ada dalam tanah dan mengetahuipengaruhnya terhadap inokulasi rhizobium.

RHIZOBIUM INDIGENOUSRhizobium indigenous atau rhizobium lokal

adalah rhizobium yang terdapat secara alamidi satu lokasi, dengan kata lain tidak melalui

RHIZOBIUM INDIGENOUS DAN PENGARUHNYATERHADAP KEBERHASILAN INOKULASI

Suryantini 1

1) Balai Penelitian Tanaman Kacang-kacangan danUmbi-umbian Jl. Raya kendal Payak, KM 8 KotakPos 66, Malang email:[email protected] diterima tanggal 20 Nov 2011, disetujuiuntuk diterbitkan tanggal 30 Juli 2012.

Diterbitkan di Buletin Palawija No. 24: 92–98 (2012).

Page 2: RHIZOBIUM INDIGENOUS DAN PENGARUHNYA ...balitkabi.litbang.pertanian.go.id/wp-content/uploads/...(2006) menunjukkan bahwa populasi rhizobium dalam tanah setelah dua kali musim tanam

SURYANTINI: RHIZOBIUM INDIGENOUS DAN KEBERHASILAN INOKULASI

93

tumbuh dan bertahan hidup. Sedangkan liattanah berperan membentuk mikro agregat yangdapat melindungi rhizobium dari kondisi tanahyang buruk seperti temperatur tinggi.

Ada asumsi bahwa berdasarkan sifat rhizo-bium yang aerob maka penggenangan selamapertanaman padi akan menurunkan ketahananhidup rhizobium alam. Weaver et al. (1997)melaporkan bahwa pada lahan sawah denganpola tanam padi–kedelai, penggenangan selamapertanaman padi tidak menurunkan populasirhizobium. Namun hasil penelitian Suryantini(2006) menunjukkan bahwa populasi rhizobiumdalam tanah setelah dua kali musim tanam padimengalami penurunan dibanding setelah kede-lai dan jauh lebih rendah dibanding populasirhizobium dalam inokulan (Tabel 1). Didugahal ini disebabkan oleh kondisi reduktif saatpenggenangan dalam dua musim tanam padiyang berturut-turut sehingga menghambatpertumbuhan rizobium yang bersifat aerob.

EfektivitasPopulasi rhizobium dalam tanah dapat ter-

diri atas satu kisaran strain dari yang tidakefektif hingga sangat efektif. Rhizobium yangtidak efektif dapat membentuk bintil (infektif)namun tidak mampu menambat N. Dengandemikian tanaman kacang-kacangan yangditanam pada tanah yang mengandung rhizo-bium alam akan mengalami pembintilan olehbeberapa strain rhizobium yang tidak efektifmaupun yang efektif. Menurut Bergersen et al.(1998) pola efektivitas populasi rhizobium alamdalam tanah mengikuti sebaran normal denganrata-rata efektivitas hanya sekitar 50% dariefektivitas strain rhizobium inokulum yangterseleksi.

Tingkat keefektivan rhizobium alam/indig-enous di satu tempat dapat dilihat dari variasiwarna bintil yang terbentuk pada tanamankacang-kacangan yang tumbuh di tempat

inokulasi. Rhizobium indigenous dapat disama-kan dengan varietas lokal pada tanaman.Sedangkan rhizobium inokulan adalah rhizo-bium indigenous yang diisolasi dari tanah,dikumpulkan dan diseleksi melalui serangkaianpengujian (laboratorium, rumah kaca danlapang) hingga terpilih rhizobium terbaik dandikembangkan sebagai inokulan.

Rhizobium indigenous umumnya hidupsebagai saprofit bila tidak terdapat tanamankacang-kacangan inangnya (O'Hara (2001).Populasi rhizobium dalam tanah meliputi bebe-rapa spesies dan dalam tiap spesies dapat ter-diri dari banyak strain (Abaidoo et al. 2002).Begitu pula dengan jumlahnya dapat berkisardari nol hingga jutaan per gram tanah. MenurutSingleton (1998) ada beberapa hal penting ber-kenaan dengan rhizobium indigenus, yaitu (1)kerapatan populasi, (2) efektivitas, (3) kemam-puan berkompetisi dan (4) keragaman spesies.

Kerapatan PopulasiRhizobium indigenous dikenal mampu ber-

adaptasi dengan baik pada lingkungan tanahtempat hidupnya. Menurut Peng et al. (2002),faktor lingkungan yang berpengaruh terhadaprhizobium yang diinokulasikan belum tentuberpengaruh sama terhadap rhizobium indige-nous yang lebih adaptif terhadap lingkung-annya. Populasi rhizobium di dalam tanahdipengaruhi oleh faktor lingkungan sepertikelembaban (rata-rata curah hujan dan kapa-sitas tanah menahan air) dan tanaman legumpenutup tanah/yang pernah tumbuh di tempattersebut (Werner and Newton 2005). Perakaranlegum dan residunya sangat penting dalammempertahankan populasi rhizobium indige-nus. Tingginya populasi rhizobium di satutempat berkaitan dengan jenis legum yangpernah ditanam. Zhang et al. (2011) melaporkanbahwa tanah yang sering ditanami kedelaimempunyai populasi rhizobium lebih tinggidibanding tanah yang tidak pernah atau lamatidak ditanami kedelai.

Variasi jumlah rhizobium dipengaruhi secaranyata oleh perbedaan sifat tanah antara lainkadar liat dan karbon. Zengeni dan Mpepereki(2003) melaporkan bahwa populasi rhizobiummeningkat dengan meningkatnya kadar liat danc-organik tanah (p = 0,005 dan 0,003, dan r2 =0,95 dan 0,67). Menurut O'Hara (2001) bahanorganik mempunyai peranan penting dalampenyediaan makanan bagi rhizobium sebagaisumber C, N, Ca dan S yang diperlukan untuk

Tabel 1. Populasi Bradyrhizobium japonicumsebelum percobaan pada inokulan Legin,Rhizoplus dan tanah setelah pertanaman padidan kedelai. Ngale, MK II 2005.

Bahan Rhizobium/g bahanTanah setelah kedelai 5,2 x 10 5

Tanah setelah padi-padi 2,3 x 10 3

Inokulan Legin 1,1 x 10 8

Inokulan Rhizoplus 8,2 x 10 8

Sumber: Suryantini (2006).

Page 3: RHIZOBIUM INDIGENOUS DAN PENGARUHNYA ...balitkabi.litbang.pertanian.go.id/wp-content/uploads/...(2006) menunjukkan bahwa populasi rhizobium dalam tanah setelah dua kali musim tanam

94

BULETIN PALAWIJA NO. 24, 2012

Tabel 2. Jumlah bakteri rhizobium di tanahUltisol Lampung.

Tanah pH (H2O) Rhizobium(cfu/g tanah)

Bekas kedelai 4,50 1,7 x 10 6

Bekas non kedelai 4,50 5,8 x 10 4

Cfu (colony forming unit): satuan pembentuk koloni.Sumber: Suryantini dan Muchdar, 2006.

tersebut (merah yang efektif atau putih yangtidak efektif dalam penambatan N). MenurutO'Hara (2001) melimpahnya keragaman popu-lasi rhizobium alam memberi sumber dayaplasma nutfah yang besar untuk skriningkarakter yang diinginkan dari kelompok alamtersebut. Hal ini memerlukan skrining yangteliti untuk mendapatkan strain rhizobium yangefisien dan mampu beradaptasi pada kondisitanah yang berbeda. Untuk mencapai hal ini,rhizobium indigenous dapat dikarakterisasipada kondisi yang berbeda di laboratorium ke-mudian diuji efektivitasnya di lapang. Hal inimenunjukkan perlunya mempelajari pengaruhrhizobium indigenus terhadap pembintilan danpertumbuhan tanaman kacang-kacangan agarperan penambatan N biologi dapat sepenuhnyadirealisasi.

Kemampuan Berkompetisi

Kompetisi atau persaingan merupakan ciriutama rhizobium indigenous yang sangatberpengaruh terhadap keberhasilan inokulasi.Kompetisi ditentukan oleh kerapatan populasi.Strain inokulum seringkali gagal atau tidakmenunjukkan hasil karena kalah bersaingdengan rhizobium alam yang lebih adaptif ter-hadap lingkungannya dan mampu memperta-hankan populasinya tetap tinggi. Daya sainguntuk membentuk bintil dari rhizobium meru-pakan salah satu sifat penting, strain rhizo-bium harus berkompetisi dengan strain lain dilingkungan rhizosfer guna mendapatkantempat untuk membentuk bintil (Blanco et al.2010). Keberhasilan akan diperoleh bila strainrhiszobium selain mampu berkompetisi jugaefektif dalam simbiosis

Kompetisi merupakan fenomena komplekyang dipengaruhi oleh interaksi antara faktortanah, sifat genetik tanaman inang dan rhizo-bium simbion (Duodu et al. 2009). Hal yangsama dilaporkan oleh Graham (1992) bahwabeberapa karakter yang mempengaruhi dayasaing meliputi sifat yang berhubungan denganindividu strain, genotipe tanaman inang danlingkungan. Karakter yang berkaitan denganindividu strain meliputi motilitasnya, produksiantibiotik, selektivitas dalam penggunaansubstrat, kecepatan tumbuh dan berkoloni dirhizosfer, kecepatan menginfeksi dan efisiensipembentukan bintil akar (Sessitsch et al. 2002).Karakter yang berkaitan dengan genotipetanaman meliputi kecepatan, jumlah dankonsentrasi sekresi sinyal kimiawi (flavonoids,flavones and isoflavones) oleh tanaman inang

yang menginduksi terbentuknya "Nod factors"(faktor pembentuk nodul/bintil) oleh strainrhizobium (Kamboj 2008; Streng et al. 2011).Faktor lingkungan meliputi kelembaban danketersediaan hara-hara esensial (O'Hara 2001).

Keragaman Spesies

Menurut Singleton (1998) tanah-tanah didaerah tropis yang tidak digarap umumnya me-ngandung rhizobium yang kompatibel dengansejumlah spesies legum. Rhizobium tersebutBradyrhizobium spp atau cowpea rhizobiumdapat membentuk bintil pada kelompok tana-man "cowpea group" termasuk di dalamnyakacang tanah dan kacang hijau karena kelom-pok kacang-kacangan ini mempunyai sifat"cross inoculation" (inokulasi-silang), artinyarhizobium dari tanaman yang satu dapat meng-inokulasi tanaman lainnya dan sebaliknya.Kedelai yang tidak mempunyai sifat inokulasi-silang dengan kacang-kacangan lain tidaktermasuk dalam kelompok tersebut. Olehkarena itu dalam tanah umumnya tidak ter-dapat rhizobium untuk kedelai (Bradyrhi-zobium japonicum) kecuali kedelai pernahditanam di tempat tersebut.

Tanah pada daerah beriklim kering umum-nya mengandung sedikit rhizobium, sedangkanpada lokasi dengan curah hujan tinggi denganbanyak vegetasi dan kacang-kacangan mengan-dung rhizobium lebih banyak. Namun demikianpada daerah dengan iklim yang ekstrim, curahhujan sangat tinggi sehingga tanahnya menjadimasam, tanaman kacang-kacangan tidak dapattumbuh dengan baik maka jumlah populasi rhi-zobiumnya juga rendah. Suryantini (2006) mela-porkan pada tanah Ultisol Lampung bekastanaman kedelai maupun non kedelai terdapatpopulasi rhizobium yang dapat dianggap toleranmasam karena pada umumnya rhizobium hiduppada kisaran pH 6,5–7,5. Pada tanah bekaskedelai populasinya jauh lebih tinggi, sekitar1,7 juta cfu/g tanah dibanding non kedelai yanghanya sekitar 58.000 cfu/g tanah (Tabel 2).

Page 4: RHIZOBIUM INDIGENOUS DAN PENGARUHNYA ...balitkabi.litbang.pertanian.go.id/wp-content/uploads/...(2006) menunjukkan bahwa populasi rhizobium dalam tanah setelah dua kali musim tanam
Page 5: RHIZOBIUM INDIGENOUS DAN PENGARUHNYA ...balitkabi.litbang.pertanian.go.id/wp-content/uploads/...(2006) menunjukkan bahwa populasi rhizobium dalam tanah setelah dua kali musim tanam

96

BULETIN PALAWIJA NO. 24, 2012

PENGARUH RHIZOBIUMINDIGENOUS TERHADAP INOKULASI

Respons tanaman terhadap inokulasi diten-tukan oleh beberapa faktor, antara lain kebe-radaan dan kualitas rhizobium alam (Naeemet al. 2004), ketersediaan N-tanah (Voisin 2002),fisika-kimia tanah dan iklim (Al-Falih, 2002;Mohammadi et al. 2012). Semua faktor tersebutsecara nyata mempengaruhi kemampuantanaman untuk mendapatkan peningkatanhasil dari inokulasi. Melakukan inokulasi tanpamemperhatikan populasi rhizobium dalamtanah sama seperti melakukan pengapurantanpa memperhitungkan pH tanah. Rhizobiumdalam tanah semestinya dianggap sepertihalnya unsur hara tanah lainnya. Populasi rhi-zobium alam dapat mempengaruhi inokulasimelalui dua cara yaitu kompetisi dan efekti-vitas.

Di antara beberapa sifat populasi alam yangpaling berpengaruh dalam kompetisi adalahjumlah rhizobium per gram tanah. Terdapatnyarhizobium alam dalam jumlah yang besar dapatmempengaruhi penambatan N simbiosis dalamdua hal, yaitu (1) rhizobium alam membentukbintil pada tanaman kacang-kacangan tetapitidak menstimulasi penambatan N sebaliknyamenghambat pembentukan bintil dan penam-batan N oleh rhizobium dari inokulan, (2) rhizo-bium alam efektif menstimulasi penambatanN yang memadai untuk memenuhi kebutuhanN tanaman. Dalam hal yang terakhir tersebutmaka inokulasi rhizobium tidak akan mening-katkan hasil biji meskipun mampu membentukbintil.

Beberapa percobaan inokulasi menunjukkanbahwa keberhasilan strain inokulum untukmembentuk bintil sangat tergantung padajumlah saingannya, yaitu rhizobium indigenousdalam tanah (Mehrpouyan 2011). Ukuran popu-lasi rhizobium indigenus dapat digunakan seba-

gai indek yang layak untuk menentukan apakahtanaman kacang-kacangan akan tanggapterhadap inokulasi atau tidak. Thies et al. (1991)melaporkan bahwa inokulasi pada 8 jeniskacang-kacangan meningkatkan jumlah bintilakar hanya apabila tanah mengandung 10–100rhizobium indigenous/g tanah (Tabel 3).

Pada tanah yang mengandung kurang dari100 rhizobium/g tanah inokulasi pada kedelaimeningkatkan jumlah bintil, sedangkan bilapopulasi alam lebih dari 1 x 103 rhizobium/gtanah inokulasi tidak meningkatkan jumlahbintil meskipun dosisnya ditingkatkan hingga3,3 x 103 per 2,5 m baris tanaman (Thies et al.1991). Sebaliknya Suryantini (2008) mela-porkan bahwa di lahan sawah setelah kedelai(pola: padi–padi–kacang hijau) dengan jumlahpopulasi rhizobium indigenus 5,2 x 103 rhizo-bium/g tanah inokulasi rhizobium mampumeningkatkan hasil kacang hijau dibandingpada pola: padi–kedelai–kacang hijau (Gambar2). Hal ini mungkin disebabkan populasi rhizo-bium inokulan lebih kompetitif dibanding popu-lasi alam yang jumlahnya ribuan. Namun padalahan setelah kedelai dengan jumlah populasialam hingga ratusan ribu (3,5 x 105 rhizobium/g tanah) inokulasi tidak meningkatkan hasil.Hasil ini sejalan dengan Weaver et al. (1997)bahwa penggenangan selama satu musim perta-naman padi tidak menurunkan populasi rhizo-bium. Penggenangan yang berturut-turutselama dua kali musim tanam padi (pola padi–padi–palawija) mampu menurunkan jumlahrhizobium dalam tanah dan meningkatkantanggapan kacang-kacangan terhadap inokulasirhizobium (Suryantini 2006). Dengan demikianpada tanah dengan jumlah populasi rhizobiumyang tinggi (>10.000 rhizobia/g tanah) inokulasitidak meningkatkan hasil, sebaliknya padatanah dengan populasi rhizobium rendah

Tabel 3. Pengaruh inokulasi terhadap jumlahbintil akar dalam kaitannya dengan jumlahrhizobium indigenous.

Jumlah Bintil yang Peningkatanrhizobium dibentuk oleh hasil akibatindigenous strain inokulan inokulasi/g tanah (%) (%)0–10 89 12810–100 86 9>100 53 7Sumber Thies et al (1991).

Gambar 2. Pengaruh pola tanam dan inokulasirhizobium terhadap hasil kacang hijau(Sumber: Suryantini 2008).

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

Padi-kedelai-kacang hijau

Padi-padi-kacanghijau

Has

il (t

/ha)

Tanpa inokulasi Inokulasi

Page 6: RHIZOBIUM INDIGENOUS DAN PENGARUHNYA ...balitkabi.litbang.pertanian.go.id/wp-content/uploads/...(2006) menunjukkan bahwa populasi rhizobium dalam tanah setelah dua kali musim tanam

SURYANTINI: RHIZOBIUM INDIGENOUS DAN KEBERHASILAN INOKULASI

97

(<10.000 rhizobia/g tanah) inokulasi mampumeningkatkan hasil kacang hijau dibandingtanpa inokulasi.

Rhizobium yang diaplikasikan ke benih padadosis normal (kurang dari 1 x 105 per benih)umumnya tidak mampu bersaing dengan popu-lasi alam untuk membentuk bintil. Namundemikian bila strain inokulum tersebut mempu-nyai kemampuan kompetisi yang tinggi dalampembentukan bintil dan terutama mampu ber-tahan hidup dan memperbanyak diri dalamtanah maka strain tersebut akan semakin domi-nan seiring berjalannya waktu. Danso danOwiredu (1998) melaporkan bahwa pada tahunpertama inokulasi strain Bradyrhizobium 110membentuk kurang dari 10% bintil akan tetapipada tahun-tahun berikutnya jumlah bintilyanag dibentuk meningkat. Keberhasilan strainrhizobium yang efektif dalam persaingan danpembentukan bintil akan meningkatkan hasiltanaman. Jika populasi rhizobium tanah sangatefektif namun jumlahnya tidak banyak makaperlu dilakukan inokulasi untuk mendorongtersbentuknya bintil lebih awal.

Penambatan N pada tanaman kacang-kacangan dapat terjadi secara alami bila didalam tanah terdapat rhizobium indigenousdengan kapasitas yang baik yaitu efektif dankompatibel dengan tanaman tersebut. Namunbila tanah tidak mengandung rhizobium dengankapasitas seperti yang disebutkan tadi makaperlu dilakukan inokulasi rhizobium. Inokulandapat diberikan langsung ke tanah atau melaluibenih yang akan ditanam. Inokulasi rhizobiumdapat memberi manfaat bila nitrogen meru-pakan satu-satunya unsur hara pembatasproduksi tanaman, artinya unsur hara lainselain nitrogen tersedia dalam jumlah yangoptimal. Selain itu kebutuhan tanaman akanhara N tidak mampu dipenuhi oleh N-tanahmaupun N yang ditambat oleh rhizobium indi-genus. Namun bila rhizobium indigenus efektifmenambat N sehingga kebutuhan N tanamanterpenuhi maka inokulasi dengan rhizobiumyang sangat unggul sekalipun tidak akan ber-manfaat.

KESIMPULANPopulasi rhizobium indigenous di dalam

tanah dipengaruhi oleh faktor lingkunganseperti kelembaban, bahan organik tanah dantanaman kacang-kacangan yang pernah tum-buh di tempat tersebut. Tanah yang sering dita-nami kacang kacangan mempunyai populasi

rhizobium indigenous lebih tinggi dibandingtanah yang tidak pernah ditanami kacang-kacangan.

Keberhasilan inokulasi ditentukan oleh duakondisi populasi rhizobium indigenous, yaitu1) jumlah rhizobium indigenous yang mampumembentuk bintil kurang tersedia (<10.000rhizobium/g tanah) dan 2) efektivitasnya kurangmemadai untuk memenuhi kebutuhan Ntanaman. Bila salah satu kondisi atau keduanyaterjadi maka dapat diharapkan bahwa inokulasidengan strain efektif akan meningkatkan hasiltanaman.

DAFTAR PUSTAKA

Abaidoo R.C., Keyser H.H. and Singleton P.W. (2002).Population and symbiotic characteristics of indig-enous Bradyrhizobium spp. that nodulate TgXsoybean genotypes in Africa. Paper Presented atNinth Congress of the African Ass. for Biol. Ni-trogen Fixation, held in Nairobi, Kenya, 25–29September 2000. Pages 167–188.

Al-Falih, A.M.K. 2002. Factors affecting the efficiencyof symbiotic nitrogen fixation by rhizobium. Pa-kistan J. of Biol. Sci. 5 (11): 1277–1293.

Bergersen, F.J., J. Brockwell, R.R. Gault, L.J. Mor-thorphe, M.B. Peoples, and G.L. Turner. 1998. Ef-fect of available soil nitrogen and rates of inocu-lation on nitrogen fixation by irigated soybean andevaluation of N15 methods for measurement.Aust, J. Agric. Res. 40:763–80.

Blanco, R.A., Sicardi, M., Frioni, M., 2010. Competi-tion for nodule occupancy between introduced andnative strains for Rhizobium leguminosarumbiovar trifolii. Biology and Fertility of Soils 46,419–425.

Catroux G., Hartmann A. and Revelin C. (2001).Trends in rhizobial inoculant production and use.Plant and Soil 230, 21–30.

Gonzalez, T.O., J.C. Campanharo, E.G.M. Lemos.2008. Genetic characterization and nitrogen fixa-tion capacity of Rhizobium strains on commonbean. Pesq. agropec. bras. Brasilia. 43(9). 1177–1184.

Danso, S.K. and J.D.Owiredu. 1988. Competitivenessof Introduce and Indigenous cowpea in three soil.Soil Biology and biochemistry. 20:305–310.

Duodu, S., Brophy, C., Connolly, J., Svening, M.M.,2009. Competitiveness of a native Rhizobiumleguminosarum biovar trifolii strain for noduleoccupancy is manifested during infection. PlantSoil 318, 117–126.

Graham, P.H., 1992. Stress tolerance in Rhizobiumand Bradyrhizobium, and nodulation under ad-verse soil conditions. Canadian J of Microbiol 38,475–484.

Page 7: RHIZOBIUM INDIGENOUS DAN PENGARUHNYA ...balitkabi.litbang.pertanian.go.id/wp-content/uploads/...(2006) menunjukkan bahwa populasi rhizobium dalam tanah setelah dua kali musim tanam

98

BULETIN PALAWIJA NO. 24, 2012

Kamboj, D., R. Kumar, A. Kumari, B.S. Kundu, D.Pathak and P. K. Sharma. 2008. Rhizobia, NodFactors and Nodulation-A Review. Agric. Rev., 29(3): 200–206.

Khan, M.S., A. Zaidi and B.D. Lakhchaura. 2002.Replica Immunoblot Assay: A new method forquantification and specific determination of Rhizo-bium and Bradyrhizobium strains directly in le-gume nodules. Symbiosis. 32: 257–263.

Khokhar, S. N., Muzaffer, A. and Chaudhri, M. F.2001. Some characters of chickpea nodulatingrhizobia to Thal soil. Pakistan. J. Biol. Sci., 4 (8):1016–1019.

Mehrpouyan, M. 2011. Nitrogen fixation efficiencyin native strains compared with non-native strainsof Rhizobium leguminosarum. Internat Conf onEnvironment Sci and Engin. IPCBEE vol.8. 216–219.

Mohammadi, K., Y. Sohrabi, G. Heidari, S. Khalesroand M. Majidi. 2012. Effective factors on biologi-cal nitrogen fixation. African J. of Agric. Res. 7(12):1782–1788.

Musiyiwa, K., Mpepereki, S. and Giller, K. 2005. Sym-biotic effectiveness and host ranges of indigenousvarieties rhizobia nodulating promiscuous soya-bean in Zimbabwean soils. Soil Biol. and Biochem.37: 1169–1176.

Naeem, F.I., M.M. Ashraf, K.A. Malik, and F.Y.Hafeez. 2004. Competitiveness of introducedrhizobium strains for nodulation in fodder le-gumes. Pak. J. Bot., 36(1): 159–166.

O'Hara, G.W. 2001. Nutritional constraints on rootnodule bacteria affecting symbiotic nitrogen fixa-tion: a review. Australian J. of Exp. Agric. 41: 417–433.

Peng, G.X., Tan, Z.Y., Wang, E.T., Reinhold-Hurek,B., Chen, W.F., Chen, W.X. 2002. Identificationof isolates from soybean nodules in Xinjiang re-gion as Sinorhizobium xinjiangense and geneticdifferentiation of S. xinjiangense from Sinorhi-zobium fredii. Internat. J. of Systematic and Evo-lutionary Microbiol. 52: 457–462.

Salvagiotti, F., K.G. Cassman, J.E. Specht, D.T.Walters, A. Weiss, and A. Dobermann. 2008. Ni-trogen uptake, fixation and response to fertilizerN in soybeans: a review. Field Crops Res. 19 p.

Sessitsch, A., Howieson, J.G., Perret, X., Antoun, H.,Martinez-Romero, E., 2002. Advances in Rhizo-bium Research. Critical Reviews in Plant Sci. 21,323–378.

Singleton, P. W., and J. W. Tavares. 1998. Inocula-tion response of legumes in relation to the num-

ber and effectiveness of indigenous rhizobiumpopulation. Appl. Environ. Microbiol. 51:1013–1018.

Streng, A., R. Op den Camp, T. Bisseling, and R.Geurts. 2011. Evolutionary origin of rhizobiumNod factor signaling. Plant Signaling & Behav-ior. 6 (10): 1510–1514.

Suryantini. 2006. Pemupukan N dan Inokulasi Rhizo-bium pada Tanaman Kedelai di Lahan SawahSetelah Padi dan Setelah Kedelai. dalamSuharsono, A.K. Makarim, A.A. Rahmianna, M.M.Adie, A. Taufiq, F. Rozi, I K. Tastra, D. Harnowo(Edt). Prosiding Seminar Nasional Balitkabi 2006.

Suryantini dan Muchdar. 2006. Pengaruh varietaskedelai dan pemupukan terhadap efektivitasrhizobium endogen di tanah masam. LaporanHasil Penelitian Balitkabi. 2006: 112–120.

Suryantini. 2008. Peningkatan Produktivitas KacangHijau di Lahan Sawah Melalui Pemberian PupukP, Pupuk Organik dan Hayati. Jurnal Agritek16(5): 775–779.

Thies J.E., Singleton P.W., and Bohlool.B.B (1991).Influence of the Size of Indigenous Rhizobial Popu-lations on Establishment and Symbiotic Perfor-mance of Introduced Rhizobia on Field-GrownLegumes. Appl. Environ. Microbiol. 57 (1): 19–28.

Voisin, A.S., C. Salon, N.G. Munier-Jolain and B. Ney.2002. Quantitative effects of soil nitrate, growthpotential and phenology on symbiotic nitrogenfixation of pea (Pisum sativum L.). Plant and Soil.243 (1): 31–42.

Weaver, R. W, D. R. Morris, N. Boonkerd and J. Sij.1997. Populations of Bradyrhizobium japonicumin fields cropped with soybeab-rice rotations. SoilSci Soc. Am. J. Vol 51. p. 90–91.

Werner D, Newton WE. (2005). Nitrogen fixation inagriculture, forestry, ecology, and the environ-ment. Springer Publ. 4: 75–80.

Young, J.M., D. Park, B.S. WEIR. 2004. Diversity of16S rDNA sequences of Rhizobium spp. Implica-tions for species determinations. FEMS Microbiol.Letters, 238: 125–131.

Zengeni, R and S. Mpepereki. 2003. Manure and soilproperties effects on rhizobial survival and per-sistence in smallholder field environments of Zim-babwe. African Crop Sci. Conf. Proc. 6: 497–507.

Zhang, Y.M., L. J. Ying,1 W. F. Chen, E. T. Wang, C.F. Tian, Q.Q. Li, Y. Z. Zhang, X. H. Sui, and W. X.Chen. 2011. Biodiversity and Biogeography ofRhizobia Associated with Soybean Plants Grownin the North China Plain. Appl Environ Microbiol.77(18): 6331–6342.