I. PENDAHULUAN

Legurinosae (Polong-polongan) merupakan familia besar tanaman yar, bentuk dan sifat-sifatnya tersusun mulai dari herba, semak, peramtat dan pohon. Dari 14.000 species yang diperkirakan ada, antara 55 - 67% hidup didaerah tropis (Allen & Allen 1947, 1959). Ditinjau dari segi nodulasi, baru kira-kira 23% species Polong-polongan yang sudah diselidiki dan diketahui bentuk dan sifat nodulanya, yang umumnya merupakan spe-

^*) Hasil penelitian yang dibiayai oleh ITB 1971.

^**) Departemen Biologi ITB.

cies-species yang hidup didaerah temperate dan sub-tropis (Dawson 1970, Norris 1956).

Menurut Allen & Allen (1959) familia Papilionaceae (8.000 - 10.000 species) karena mempunyai banyak species yang bernilai ekonomi, merupakan familia yang paling banyak diselidiki bentuk dan nilai nodulasinya. Hasilnya lebih dari 80% dari familia tersebut bernodula secara positip. Untuk familia Mimosaceae (1.500 species) dan familia Ceasalpiniaceae (1.300 species) yang bernodula berkisar antara 15% dan kurang dari 10%.

Tinggi rendahnya nilai nodulasi di dalam Polong-polongan berpengaruh langsung terhadap nilai dari tanaman tersebut sebagai sumber protein nabati dan sebagai sumber pupuk hijau, sudah dibuktikan dimana-mana. Sehingga kemudian selalu diusahakan untuk dilakukan inokulasi silang dengan tujuan agar proses nodulasi yang terjadi secara baik dan efektip (Allen & Allen 1959, Burton 1967, Dixon 1969, Vincent 1967, 1970).

Penelitian ini dimaksudkan selain untuk mengetahui nilai nodulasi yang terjadi pada 102 species Polong-polongan yang dapat dikumpulkan selama tahun 1971 yang kebanyakan masih hidup liar dan belum diselidiki nilai nodulasinya, juga dimaksudkan untuk mendapatkan strain-strain Rhizobium sebagai sediaan untuk inokulasi silang agar nodulasi yang terjadi secara baik dan efektip.

II. BAHAN DAN TATAKERJA

37 tempat di Jawa Barat yang termasuk kabupaten-kabupaten Rangkasbitung (1), Bekasi (2), Karawang (1), Purwakarta (1), Subang (1), Cianjur (5), Sukabumi (3), Bandung (8), Garut (3), Tasikmalaya (2), Ciamis (5), Sumedang (2), Cirebon (1), Indramayu (1) dan Majalengka (1) telah digunakan sebagai tempat pengambilan dan pengumpulan bahan-bahan.

Sesuai dengan metoda-metoda dari Allen & Allen (1947), Beadle (1964) dan Vincent (1970) pengambilan bahan dilakukan dalam dua musim yang berbeda, yaitu musim kemarau dan musim hujan. Bahan-bahan yang diambil dan dikumpulkan berupa:

• (a) Nodula akar yang disesuaikan dengan tingkat pertumbuhan dari tanaman dan tingkat nodulasi,
• (b) Biji atau bibit,
• (c) Tanah tempat tanaman-tanaman yang diambil dan dikumpulkan tumbuh.

Untuk tempat-tempat yang banyak ditumbuhi oleh Polong-polongan, pengambilan dan pengumpulan bahan-bahan dilakukan secara random. Penentuan efektivitas nodulasi yang terjadi pada setiap tanaman yang terkumpulkan, dilakukan berdasarkan metoda-metoda dari Beadle (1964) dengan menghitung jumlah nodula pada suatu panjang tertentu dari akar secara random, dan berdasarkan Norris (1968) dan Vincent (1970) dengan melihat bentuk, slfat dan warna nodula yang ada. Gabungan metodanetoda diatas yang digunakan selana penelltlan inl dllakukan, nenberlkbn hasil yang leblh baik.

Isolasi, deternlnasl dan penentuan stralns Rhizobiwn dart dalan tlap-tlap noduLa yang diseltdlkl, dllakukan berdasarkan metoda Vlncent (1970) yaltu:

• (a) Penanggalan setlap nodula secara hatl-hbti dengan menyertakan sebagian darl Jaringan akarnya agar nodula tldak rusak,
• (b) Sterllisasl baglan luar nodula dengan menggunakan larutan AMC 0,12 yang terdlrl darl I gr llgCln dala:n 5 nl HCI- conc. dan 1.000 ml aquadest selama 3 : 5 menit dan alkohoL 987" sel-ama 30 detik,
• (c) Penanaman baglan-baglan dalan nodula yang benrarna (unurnnya uerah) kepada nedlum YI'IA yang terdlrl darl 0,5 gr K2HPO4, 0r2 gr MgSO4.7H20, 0,1 gr NaCl, 10 gr mannltol, 014 gr ekstrak ragl (dapat diganti dengan 100 ml alr ragl), L4 gt agar-agar dan 1.000 nl aquadest,
• (d) Isolasl kolonl/koloni-kolonl tersangka yang kenudlan dlbiakkan kemball dalan medla Y!1A atau YMB, sebagal sediaan untuk test-test bloklula, serologl/agglutlnasi.

Untuk lebih meyaklnkan bahwa kolonl tereangka betul--betul Rhizobium, dilakukan pula test lnokulasl terhadap Slratro (Plnseolus atropwpureus) sesuai dengan metoda Ireland (1955) pada medium agar.

Test kemarnpuhan berlnokulasl silang, dllakukan dengan dua cara, yaitu:

• (a) Penanarran bljt Polong-polongan yang dlselidlkl dalarn tanah buatan berdasarkan metoda Norrls (1968) r yang kenudlan kedalan tiap-tlap tanaman diinokulaslkan biakan Rhizobiun dalan nedium YMB. Tanah buatan yang digunakan adalah U.C. So11 Mlx.C (Matkln & Chandler' 1957) yang tersusun darlz 507" pasir sungai tanpa sunber-sr.nnber organis dan 507" tanah ganbut (digantl kemudian dengan tahl gergaji nenahun). Ke dalam tlap cubic-yard campuran tersebut kemudlan ditambahkan 250 gr K2so4, 1.135 gr single superphosphate, 3.405 gr kapur dolonite dan 1.135 gr CaCOr.
• (b) Penananan biji Polong-polongan kepada medium agar berdasarkan metoda Vlncent (1970) yang kemudian kepada tiap-tiap tanaman diinokulasikan biakan Rhizobiun dalan medium YMB. Medlum agar yang digunakan berupa medium Jensen (Vincent, 1970) yang tersusun dari: 1 gr CaHPO 4, 0,2 Br KTHPOO, Q,2 gx lleSOO.7HZO, O,2 gt

NaCl, 0,1 gr FeCl₃, 1 ml mikroelemen, 14 gr agar-agar dan 1.000 ml aquadest.

Untuk metoda (a) dilakukan secara semi-steril di dalam rumah kaca, sedang untuk metoda (b) dilakukan secara steril di ruang laboratoria.

Deteksi Rhizobium di dalam tanah dilakukan dalam dua cara, yaitu:

• (a) Dengan menggunakan metoda pengenceran 1:100, 1:1.000 dan 1:10.000, serta dari tiap-tiap pengenceran kemu-dian dibiakkan pada medium YMA (Vincent, 1970).
• (b) Dengan menggunakan tanaman Siratro sebagaimana dilakukan oleh Norris (1968).

III. HASIL DAN DISKUSI

Dari 37 tempat yang digunakan sebagai tempat untuk pengambilan dan pengumpulan bahan-bahan, didapatkan 102 species Polong-polongan yang terdiri dari 17 species termasuk familia Ceasalpiniaceae, 19 species termasuk familia Mimosaceae dan 66 species termasuk familia Papilionaceae (Daftar I.).

Persentase efektivitas nodulasi paling tinggi dicapai oleh Papilionaceae (57-21-22-0-0) kemudian oleh Mimosaceae (26,5-15,9-42,4-15,6-0) dan paling rendah oleh Ceasalpiniaceae (5,8-11,6-17,4-23,2-42) (Daftar II.).

Persentase hasil inokulasi silang paling tinggi dicapai oleh Crotalaria usaramuensis (42,8%) sedang paling rendah dicapai oleh Dolichos lablab, D. lablab var. typica, Pachyrrhizus erosus, Vigna catjang, Leucaena leucocephala, Parkia speciosa, dan Pithecolobium dulce yaitu 0% untuk masing-masing (Daftar III.).

Persentase nodulasi efektip paling tinggi (7,14%) dicapai oleh Mucuna pruriens, Phaseolus lunatus, P. radiatus, P. sublobatus, P. vulgaris dan Psophocarpus tetragonolobus. Untuk species lainnya nodulasi efektip dicapai antara strain-strain sejenis tetapi tidak dalam inokulasi silang (Daftar III.).

Hasil isolasi Rhizobium didapatkan 4 species serta 1 species yang tergolong Cowpea-rhizobia, dengan 26 strain, yaitu: 12 strain termasuk R. leguminosarum, 4 strain termasuk R. phaseoli, 3 strain termasuk R. lupini, 5 strain termasuk R. japonicum dan 4 strain termasuk Cowpea-rhizobia (Daftar IV.).

Berdasarkan kepada data yang sudah terkumpulkan (Backer & Backhuizen van den Brink, 1965) ternyata bahwa dari 102 species yang dapat dikumpulkan selama penelitian ini, tersusun 64,7% merupakan species yang masih tumbuh secara liar dan 35,3% merupakan species yang sudah umum ditanam atau dipelihara baik sebagai tanaman sambilan ataupun sebagai tanaman bernilai ekonomi. Diperkirakan (Daftar I.) lebih dari 50% diantara species-species yang masih tumbuh secara liar, mempunyai potensi tinggi sebagai sumber protein nabati atau sebagai

tanaman untuk pupuk hijau berdasarkan bentuk dan nilai dari nodulasinya.

Familia Papilionaceae disamping merupakan familia yang paling tinggi jumlah species yang didapatnya, juga merupakan familia yang paling tinggi efektivitas nodulasinya. Bahwa species-species dari familia ini merupakan inti dan sumber protein nabati dalam rangka menanggulangi masalah malnutrisi protein yang disebabkan oleh kekurangan protein (Dawson, 1970), hasil untuk nodulasi dan toleransinya dalam inokulasi silang paling tinggi. Selama dilakukannya penelitian, dari familia ini tidak didapatkan species yang mempunyai hasil tidak efektip atau meragukan, kalau dibandingkan dengan familia lainnya.

Terjadinya proses-proses nodulasi yang kurang atau tidak efektip sama sekali, kemungkinan besar disebabkan oleh beberapa faktor, antara lain:

• (a) Di dalam tanah tidak tersedia strain-strain Rhizobium yang mempunyai spesifitas tinggi, sehingga nodulasi alami terjadi kurang atau tidak efektip sama sekali,
• (b) Faktor lingkungan, terutama suhu dan pH tanah yang tidak memungkinkan proses nodulasi terjadi secara baik dan efektip.

Menurut Beadle (1964), Norris (1968) dan Vincent (1970), nodulasi digolongkan efektip kalau bagian dalam dari nodula berwarna merah darah, merah tua (untuk umumnya Polong-polong-an) atau warna-warna lainnya yang spesifik (misal hitam pada Dolichos lablab). Adanya warna-warna ini yang disebabkan oleh leghaemoglobin atau haemoglobin, disamping menentukan tinggi rendahnya efektivitas nodulasi juga berpengaruh terhadap kwalitas dan kwantitas penambatan nitrogen udara.

Untuk species Polong-polongan dengan nilai sangat efektip atau efektip (Daftar II.) didalamnya terkandung warna-warna tersebut di atas dengan jelas dan baik. Sedangkan nilai-nilai kurang efektip atau tidak efektip, disamping jumlah nodula sangat jarang, bentuk nodula lebih kecil dari batasan Norris (1968) dan Vincent (1970), juga warna-warna yang didapatkan kemerah-merahan atau terang sama sekali.

Bentuk nodula bulat (R), lonjong (E) atau bercabang (B) tidak ada sangkut pautnya dengan efektivitas atau tinggi rendahnya nilai penambatan dari Rhizobium didalam tiap-tiap nodula. Bentuk-bentuk tersebut umumnya untuk tiap-tiap familia sudah merupakan bentuk umum yang tetap, seperti Ceasalpinia-ceae bilat-lonjong (hanya beberapa yang bulat), Mimosaceae bulat-lonjong dan bercabang, sedang pada Papilionaceae hampir keseluruhan berbentuk bulat, hanya beberapa dengan bentuk bulat-lonjong.

Penggunaan Siratro sesuai dengan metoda Ireland (1965) untuk mendeteksi kehadiran Rhizobiwm didalam tanah secara kwalitatip, memberikan hasil yang lebih baik kalau dibandingkan dengan metoda pengenceran. Untuk deteksi species/strain Rhizo-bium tertentu masih harus digunakan species Polong-polongan yang spesifik untuknya, seperti yang dianjurkan oleh Vincent (1970).

IV. PUSTAKA

• Allen, O.N. & Allen, E.K. (1947). A survey of nodulation a-mong Leguminous plants. Proc. Soil Sci. Soc. Amer., 12, 203 208.
• Leguminosae. 9th Internat. Bot. Congr., 585 593.
• Backer, C.A. & Backhuizen van den Brink, R.C. (1965). Flora of Java, vol. I., Noordhoff:
• Beadle, N.C.W. (1964). Nitrogen economy in arid and semi-arid plant communities. III. The symbiotic nitrogen fixing organismes. Proc. Linn. Soc. NSW., 89, 270 288.
• Burton, J.C. (1967). Rhizobium culture and use. (didalam: Microbial technology, edit. H.J. Peppler). Reinhold Publ. Co. N.Y.
• Dawson, R.C. (1970). Potential for increasing protein production by legume inoculation. Plant & Soil, 32, 655 673.
• Dixon, R.O.D. (1969). Rhizobia. Ann. Rev. Microbiol., 23, 137 - 158.
• Ireland, J. (1965). Siratro (Phaseolus atropurpureus var. Siratro A.) as test host for rhizobia of summer legumes. Rhiz. Newslet., 10, 54 55.
• Kleczkowska, J. et al. (1968). The identification and classification of Rhizobium. (didalam: Identification methods for microbiologist, edit. B.M. Gibbs) Academic Press, Lond.
• Matkin, O.A. & Chandler, P.A. (1957). The U.C. Type soil mixes. (didalam: The U.C. System for producing healthy container grown plants, edit. K.F. Baker). Div. Agric. Sci. Univ. Calif., Man. 23, 68 87.
• Norris, D.O. (1956). Legumes and the rhizobia symbiosis. Emp. J. Exp. Agric., 24, 247 270.
• ----- (1968). Legume bacterfology. (didalam: Some concepts and methods in subtropical pasture research). Comm. Agric. Bur., Bull. 47, 102 117.
• ---- (1968). Techniques used in work with Rhizobium. Ibid., 47, 186 198.
• Vincent, J.M. (1967). Symbiotic specificity. Austral. J. Sci., 29, 192 197.
• ---- (1970). Manual for the practical study of root nodule bacteria. Blackwell Sci. Publ., Oxford.

Daftar I.: species Polong-polongan yang telah diselidiki nodul-asinya

Keterangan:

• *) : Masih terus diteliti
• N : Bernodula
• N(?) : Beberapa contoh tidak bernodula
  • : Nodulasi tidak efektip * : Nodul-asi kurang efektip
  • # : Nodulasi efektip
• |H : Nodulasi sangat efektip
  • R : Bentuk nodula bulat
  • E : Bentuk nodula lonjong
  • B : Nodula bercabang

Daftar II.: Bandingan nilai nodulasl

Keterangan:

S.E : sangat efektip

E : efektip

K.E : kurang efektip T.E : tidak efektip T.N : tanpa nodula

0 : tidak didapatkan.

Daftar III.: Toleransi nodulasi dari 26 species Polongpolongan berdasarkan hasil inokulasi silang

Daftar IV.: Strains Rhizobium yang dapat dipisahkan

^*) Berdasarkan Kleczkowska et al. (1968), Norris (1968) dan Vincent (1970).

(Received 11^th October 1972)