Penetapan penambatan N 2 Rhizobacterium secara kuantitatif dengan teknik isotop 15 N
Quantitative assessment of N 2 fixing Rhizobacterium using the isotope 15 N technique
Laksmita Prima SANTI *)
Balai Penelitian Bioteknologi Perkebunan Indonesia, Jl. Taman Kencana No.1, Bogor 16128, Indonesia
Diterima tgl 8 April 2013/Disetujui tgl 12 Juni 2013

## Abstract
The ability to quantify the amounts of N 2 fixed in agri- cultural and crop plantation is critical to manage the N cycle for  optimal  food  and  crop  production.  Isotope  and  related nuclear technique such as 15 N isotope dilution technique has played a significant role in nutrient management analysis for quantify  of  biological  N 2 fixation.  The  largest  pool  of  N  in the  environment  is  atmospheric  N 2 and  it  has  a  constant natural  abundance  of  0.3663  %  atom 15 N. 15 N  is  a  stable isotope  of  N  and  used  as  a  unique  tracer  to  evaluate  the potential of N 2 fixing bacteria, especially symbiotic and non- symbiotic Rhizobacterium . Our  field  experiment  has  been initiated  at  IBRIEC  to  assess  the  N 2 fixing  capacity  of rhizobacterium  isolated  from  sandy  textured  soil  at  Central Kalimantan  and  evaluate  the  potential  of  N 2 fixing  bacteria on corn (Zea mays). Field experiment has been conducted at Ciomas  Research  Station,  IBRIEC-Bogor  for  four  months period.  The  field  experiment  has  been  organized  according to  the  method  of  Randomized  Complete  Blocks  Design  with six  treatments  and  three  replicates  respectively.  The  results of  this  study  suggested  that  the  method  is  reliable  for estimation of  %  Ndfa as well as  quantitative analysis of the amount  of  N  fixed.  The  proportion  of  N 2 uptake  that  was derived  from  the  atmophere  was  estimated  as  32%  on  the leaf, stem, and root plant basis. This fixed N 2 was equivalent to  approximately  5.9  kg  N/ha.  The  inoculation  process increased  the  dry  matter  of  the  corn  leaflets  and  root significantly.
[ Keywords: 15 N  isotope, Rhizobacterium , Zea  mays ,  N 2 fixation ]

## Abstrak
Penetapan  jumlah  N 2 yang  dapat  ditambat  secara kuantitatif  merupakan  suatu  hal  yang  penting  untuk mengatur  siklus  N  sebagai  upaya  mencapai  tingkat produktivitas  yang  optimal  di  bidang  pangan  dan perkebunan.  Teknik  isotop  atau  yang  berhubungan  dengan teknologi nuklir seperti isotop 15 N memiliki peran signifikan di  dalam  managemen  kebun  berbasis  nutrisi  untuk mengkuantifikasi  penambatan  N 2 secara  biologi.  Cadangan N  terbesar  di  dalam  lingkungan  adalah  N 2 atmosfer. Cadangan  ini  memiliki  kelimpahan  alami  yang  stabil  pada 0,3663  %  atom 15 N. 15 N  merupakan  isotop  yang  stabil  dan digunakan  sebagai tracer yang  bersifat  spesifik  untuk mengevaluasi  bakteri  penambat  N 2 potensial,  khusus-nya bakteri  di  daerah  perakaran,  baik  yang  bersifat  simbiotik ataupun  non  simbiotik.  Penelitian  terkait  dengan  uraian  di atas  telah  dilakukan  di  Balai  Penelitian  Bioteknologi  Per- kebunan Indonesia (BPBPI) dengan tujuan untuk menetapkan kemampuan menambat nitrogen dari
Rhizobacterium yang diisolasi dari tanah tekstur berpasir asal Kalimantan  Tengah  serta  mengevaluasi  potensi  bakteri dalam  menambat  N 2 pada  tanaman  jagung  ( Zea  mays ). Percobaan  lapang  dilakukan  di  Kebun  Percobaan  Ciomas, BPBPI  selama  empat  bulan.  Kegiatan  di  lapang  didesain dalam  Rancangan  Acak  Kelompok  dengan  enam  perlakuan dan  tiga  ulangan.  Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa metode isotop 15 N dapat diaplikasikan untuk memperkirakan persentase N 2 yang di-tambat dari atmosfer (Ndfa). Proporsi N yang diambil dari atmosfer diperkirakan sebesar 32% dari bagian  daun,  batang,  dan  akar  tanaman  jagung.  Jumlah penambatan  N 2 oleh  inokulan Rhizobacterium ini  setara dengan  5,9  kg  N/ha.  Perlakuan  inokulasi  dengan Rhizobacterium meningkatkan  bobot  kering  daun  dan  akar jagung secara signifikan.
[Kata  kunci:  Isotop 15 N, Rhizobacterium, Zea  mays , penambat N 2 ]

## Pendahuluan
Penambatan  N 2 secara  biologi  merupakan  suatu proses  yang  melibatkan  sejumlah  spesies  bakteri, khususnya  bakteri  rhizosfer  yang  memiliki  enzim nitrogenase  untuk  mengubah  N 2 atmosfer  ke  dalam bentuk  amonia  (NH 3 ).  Bentuk  nitrogen  (N)  tersebut kemudian  diinkorporasikan  ke  dalam  komponen senyawa  organik  seperti  protein  dan  asam  nukleat bakteri  atau  tanaman  inangnya.  Laju  penambatan  N 2 tertinggi  terjadi  pada  saat  ketersediaan  mineral  N  di dalam  tanah  dalam  jumlah  terbatas,  sementara  air  dan nutrisi  lainnya  cukup  tinggi.  Beberapa  kegiatan  pene- litian  telah  dilakukan  untuk  mengetahui  kemampuan menambat  N 2 secara  kuantitatif  dari  tanaman  legum dan  bakteri  rhizosfer  (Zakry et  al ,  2012;  Chalk et  al ., 2010;  Prodan et  al .,  2009;  Balog et  al .,  2004). Penghitungan kemampuan menambat N 2 secara biologi tersebut pada umumnya bertujuan untuk: (i) menetapkan kemampuan tanaman uji dalam menambat N 2 ,  (ii)  menetapkan  apakah  kegiatan  managemen pertanian  dan  perkebunan  secara  praktis  memberikan pengaruh  terhadap  penam-batan  N 2 ,  (iii)  menetapkan jumlah N 2 yang dapat ditambat oleh tanaman pertanian atau cover  crop perkebunan  di  lapang  (kg  N/ha),  dan (iv)  menetapkan  pentingnya  penambatan  N 2 terhadap fungsi  suatu  ekosistem  (Unkovich et  al .,  2008). Metodologi kuantifikasi penambatan N 2 dapat dilakukan  secara  cepat  dan  dalam  jangka  waktu periode  penelitian  yang  terintegrasi.  Periode  waktu yang  terintegrasi  dengan  penyiapan  analisis  N 2 pasca *) Penulis korespondensi: laksmita_69@yahoo.co.id
Penetapan penambatan N 2 Rhizobacterium secara kuantitatif dengan teknik isotop 15 N … (Santi)
panen  biomas  di  laboratorium  bertujuan  untuk mengetahui jumlah total penambatan N 2 dalam jangka waktu  spesifik  seperti  bulan,  siklus  pertumbuhan tanaman,  periode  tanam,  dan  lain  sebagainya (Unkovich et al ., 2008).
Metode larutan isotop 15 N telah digunakan secara intensif untuk mengkuantifikasi penambatan N 2 secara biologi.  Teknik  ini  terbukti  akurat  dalam  menetapkan penambatan  N 2 dari  atmosfer  dan  asimilasi  N 2 yang terjadi di dalam tanah (Zakry et al ., 2012). Isotop 15 N merupakan  isotop  yang  bersifat  stabil  dan  digunakan sebagai  penanda  yang  unik  untuk  mempelajari  peng- hitungan  penambatan  N 2 secara  biologi  pada  tanaman legum  dan  bakteri  (Balog et  al .,  2004).  Penggunaan pupuk  hayati  yang  mengandung  bakteri  penambat  N 2 non  simbiotik  untuk  menurunkan  dosis  pupuk  an- organik  tanpa  menurunkan  produktivitas  tanaman  dan sekaligus  mengurangi  biaya  pemupukan  telah  dibukti- kan oleh beberapa hasil penelitian, baik untuk tanaman pangan  maupun  tanaman  perkebunan  (Goenadi et  al ., 2005;  Adiwiganda et  al .,  2006;  Santi et  al. ,  2007; Goenadi  &  Santi,  2009).  Namun  demikian,  penelitian dan data mengenai jumlah N 2 yang dapat ditambat oleh bakteri  yang  berasosiasi  dengan  tanaman  non  legum pertanian  atau  perkebunan  di  daerah  tropis  jumlahnya sangat  terbatas  (Unkovich et  al .,  2008).  Penelitian mengenai  input  N  yang  berasal  dari  penambatan  N 2 oleh bakteri pada tanaman tebu (10-65 kg N/ha/tahun) dan jagung (4,48-6,16 kg N/ha/periode tanam) masing- masing  dilaporkan  oleh  Boddey et  al .,  (1995)  dan Balog et al ., (2004).
Penelitian  yang  dilakukan  di  Kebun  Percobaan Ciomas,  Balai  Penelitian  Bioteknologi  Perkebunan Indonesia ini bertujuan untuk mengetahui input N yang berasal  dari  penambatan  N 2 oleh  rhizobacterium pada  tanaman  jagung  secara  kuantitatif  dengan menggunakan teknik isotop 15 N.

## Bahan dan Metode

## Mikroorganisme
Rhizobacterium yang digunakan dalam penelitian ini  diisolasi  dari  tanah  tekstur  berpasir  di  Kalimantan Tengah.  Berdasarkan  penelitian  terdahulu, Rhizobac- terium memiliki  kemampuan  menambat  N 2 dengan nilai penetapan  analisis  reduksi  asetilen  ( Acetilen Reduction  Assay )  227,1  nmol/jam/mL  (Santi  & Goenadi,  2012).  Biakan  dipelihara  dalam  agar  miring berisi  medium  padat  ATCC  No.14  dengan  komposisi (per  liter  medium):  KH 2 PO 4 0,2  g;  K 2 HPO 4 0,8  g; MgSO 4 .7H 2 O 0,2 g; CaSO 4 .2H 2 O 0,1 g; FeCl 3 2,0 mg; Na 2 MoO 4 .  2H 2 O  (trace);  ekstrak  kamir  0,5  g;  sukrosa 20 g; dan bakto agar 15 g dengan pH 7,2. Perbanyakan Rhizobacterium dilakukan  dalam medium cair  ATCC No. 14, dengan  masa inkubasi 72 jam pada suhu ruang. Selanjutnya dilakukan inokulasi, inokulan  ke  dalam  bahan  pembawa  campuran  zeolit
granul, bahan humik, dan binding agent (90:2:5) yang sebelumnya  sudah  dipasterurisasi  terlebih  dahulu. Untuk  keperluan  aplikasi  dengan  isotop 15 N,  populasi Rhizobacterium minimal 10 9 cfu per gram produk.

## Uji efikasi penambatan N 2
Tanaman  jagung  yang  digunakan  adalah  varietas Bisma. Mikroplot pengujian  penambatan N 2 rhizobak- terium  secara  kuantitatif  dengan  teknik  isotop 15 N disajikan pada Gambar 1. Plot utama berukuran 4 m x 4 m,  sementara  plot  untuk  perlakuan  dengan  isotop 15 N (mikro-plot)  berukuran  0,8  m  x  0,8  m.  Percobaan dilakukan  dalam  pola  acak  kelompok  dengan  ulangan tiga kali di areal tanam dengan luas total lebih kurang 300 m 2 (4 m x 4 m x 6 perlakuan x 3 ulangan).
Tahap  awal  kegiatan  penelitian  penambatan  N 2 adalah  melakukan  analisis  kandungan  hara  tanah media  tanam  jagung  di  lapang.  Fraksi  tanah  Ultisol Ciomas  mengandung  klei  (50,1%);  pH  (5,2);  C- organik  (1,98);  N  (0,21%);  MgO  (0,052%);  CaO (0,048%); P 2 O 5 (0,085 ppm); P-Bray (0,32 ppm); K 2 O (0,27  ppm);  dan  KTK  (18,07  me/100  g).  Pelaksanaan pemupukan  tanaman  jagung  dilakukan  dua  kali, dengan  dosis  rekomendasi  ZA  400  kg/ha;  SP-18  300 kg/ha,  dan  KCl  100  kg/ha.  Pemupukan  tahap  pertama dengan pem-berian pupuk ZA, SP-18, dan KCl (100% dosis  standar)  masing-masing  2,5,  5,6,  dan  1,12 g/tanaman  di-laksanakan  tujuh  hari  setelah  tanam. Sedangkan tahap pemupukan kedua dengan pupuk ZA dan  KCl  masing-masing  5,0  dan  0,75  g/tanaman, dilakukan  30  hari  setelah  tanam.  Uji  efikasi,  larutan amonium  sulfat  yang  telah  diberi  label 15 N ( 15 NH 4 ) 2 SO4 dengan kelimpahan 10,13% diaplikasikan  secara  merata  pada  bagian  plot  yang telah dirancang sebagai plot pemberian isotop (mikro- plot)  dengan  dosis  rata-rata  5  kg  N/ha  atau  setara dengan 0,5 g N/m 2 .
Plot  kemudian  ditutup  dengan  lembaran  plastik jenis  polietilen  berwarna  hitam.  Dosis  aplikasi 15 N ( 15 NH 4 ) 2 SO4  dengan  kelimpahan  10,13%  perlakuan penutupan  dengan  lembaran  plastik  bertujuan  untuk
Gambar 1. Mikroplot (tanda panah)
Figure 1.   Microplot (arrow)
0,8 m 0,8 m
mengurangi  penguapan  dan run  off atau  infiltrasi  ke bagian  bawah  lapisan  tanah  yang  disebabkan  faktor lingkungan  pada  pupuk  berlabel 15 N.  Dosis  aplikasi pupuk  tunggal  dan  inokulan  untuk  pengujian  efikasi pada  tanaman  jagung  disajikan  secara  lengkap  pada Tabel  1.  Peubah  yang  diamati  meliputi:  (i)  tinggi tanaman, (ii) jumlah daun, dan (iii) bobot kering daun, batang,  akar.  Untuk  mengetahui  pengaruh  pemberian inokulan Rhizobacterium terhadap  respons  yang diamati,  maka  dilakukan  pengujian  statistik  dengan menggunakan  analisis  sidik  ragam,  kemudian  dilan- jutkan pengujian lanjutan dengan  uji Duncan Multiple Range Test ( DMRT ) dengan taraf uji 5 %. Pengamat- an  pertumbuhan  vegetatif  tanaman  jagung  (tinggi tanaman  dan  jumlah  daun)  dan  produktivitas  tanaman (bobot  biji  kering  pipil)  dilakukan  pada  satu  musim tanam.  Pengambilan  sampel  dilakukan  pada  saat pertumbuhan vegetatif jagung telah  mencapai puncak- nya  dan  mendekati  masa  panen  (75  hari  setelah tanam).  Sebanyak  empat  tanaman  jagung  dalam  areal mikro-plot  untuk  masing-masing  plot  percobaan dipanen secara terpisah pada bagian daun, batang, dan akar. Berat basah dan berat kering oven (70 o C selama 72  jam)  tanaman  jagung  dicatat  dan  disimpan  sebagai data pendukung pertumbuhan vegetatif. Sampel kering kemudian  digiling  sampai  berukuran  saring  80  mesh untuk  keperluan  analisis  total  N  dengan  metode
Kjeldahl  dan  analisis  kelimpahan  atom  % 15 N menggunakan  emisi  NOI-6PC  spektrometer.  Analisis dilakukan  di  Lembaga  Nuklir  Malaysia.  Penetapan penambatan N 2 di dalam bagian daun, batang, dan akar tanaman  jagung  diperhitungkan  dari  kelimpahan  berat atom  (WAE= weighted  atom  excess )  pada  perlakuan inokulasi  dengan Rhizobacterium  dan tanpa perlakuan inokulasi mengikuti persamaan [1] sampai [4].

## Hasil dan Pembahasan

## Uji efikasi penambatan N 2
Pada  umumnya  kegiatan  riset  untuk  menetapkan penambatan  N 2 dilakukan  pada  tanaman  berumur pendek  untuk  menghindari  kesalahan  prediksi  antara penambatan  N 2 yang  disimpan  di  dalam  perakaran, sebagai eksudat perakaran di dalam tanah, atau N yang dihasilkan  dari  pelapukan  akar.  Isotop 15 N  terdapat dalam N 2 atmosfer dengan kelimpahan yang stabil dan nilai  atom  0,3663%  (Mariotti,  1983).  Kelimpahan isotop 15 N  dinyatakan  sebagai  suatu  persentase  dari  N total  (atom% 15 N).  Jumlah  N 2 yang  dapat  ditambat utamanya  berpengaruh  terhadap  pertumbuhan  dan bobot kering tanaman. Lebih lanjut dikemukakan oleh Unkovich et  al .  (2008)  bahwa  penambatan  N 2 oleh bakteri  akan  optimal  jika  kandungan  C  organik  di
Tabel 1. Dosis pupuk NPK tunggal dan inokulan untuk tanaman jagung. Table 1. Single NPK fertilizer and inoculant dosages for corn.
Perlakuan Treatments Dosis (g/tanaman) 7 hari setelah tanam Dosis (g/tanaman) 30 hari setelah tanam Dosages (g/plant)7 days after planting Dosages (g/plant)30 days after planting ZA SP-18 KCl Inokulan Inoculant ZA SP-18 KCl Inokulan Inoculant P1 - - - 5 g carrier - - - - P2 2,50 5,6 1,12 - 5,0 - 0,75 - P3 1,25 2,8 0,30 - 2,5 - 0,60 - P4 2,50 5,6 1,12 5 5,0 - 0,75 - P5 1,25 2,8 0,30 5 2,5 - 0,60 - P6 - - - 5 - - - - WAE = AE (daun) x TN (daun) + AE (batang) x TN (batang) + AE (akar) x TN (akar) x 100 [1] TN (daun + batang + akar)
Dimana :  AE (%15N) dan TN (N total) diperoleh dari analisis dengan NOI-6PC spektrometer.
% Ndfa =   1 - WAE tanaman jagung yang diinokulasi    x 100 [2] (atmosfer) WAE tanaman jagung tanpa inokulasi % Ndff = 15 N atom excess tanaman jagung yang diinokulasi                  x 100 [3] (fertilizer) 15 N atom excess fertilizer  (10.13) - faktor koreksi (0.3663) %Ndfs =  100-%Ndfa-%Ndff [4] (soil)
Keterangan (Notes): WAE = Weight Atom Axcess AE    = Atom Axcess TN    = Total Nitrogen
Penetapan penambatan N 2 Rhizobacterium secara kuantitatif dengan teknik isotop 15 N … (Santi)
dalam  tanah  cukup  melimpah,  dan  mineral  N  terdapat dalam  jumlah  terbatas.  Berdasarkan  hasil  analisis tanah,  diketahui  bahwa  kadar  C-organik  di  lokasi pengujian  ini  tergolong  rendah  dengan  kadar  N  total tanah tergolong sedang. Berdasarkan hal tersebut maka dapat  dipastikan  kemampuan  menambat  N 2 dari inokulan Rhizobacterium juga akan tergolong rendah.
Penggunaan teknik radio isotop 15 N secara teoritis dapat  mengidentifikasi  penambatan  hara  N  dari  tanah dan  udara.  Teknik  ini  dapat  diterapkan  secara  praktis untuk pengujian di rumah kaca, pembibitan, dan lapang (Amir et  al ,  2003;  Samba et  al ,  2002).  Teknik  seder- hana  untuk  menetapkan  efektivitas  penambatan  N 2 di dalam  suatu  riset  adalah  dengan  membandingkan pertumbuhan  tanaman  melalui  perlakuan  pemupukan dan  tanpa  pemupukan  N  di  bawah  kondisi  tanah  yang miskin  N  mineral.  Tiga  hal  utama  yang  diperlukan dalam  mengkuantifikasi  penambatan  N 2 oleh  bakteri yaitu  data  bobot  kering  tanaman,  konsentrasi  N  di dalam  bobot  kering  tanaman,  dan  persentase  total  N tanaman yang diperoleh dari penambatan N 2 (%Ndfa). Pada  demplot  perlakuan  kegiatan  penelitian dengan menggunakan isotop 15 N diketahui bahwa total bobot  kering  tertinggi  tanaman  jagung  var.  Bisma diperoleh dari perlakuan pemberian 100% dosis standar atau setara dengan 7,5 g (ZA); 5,6 g (SP-18); dan 1,87 (KCl)  yang  dikombinasikan  dengan  penambahan  5  g inokulan/tanaman.  Pada  perlakuan  ini,  bobot  kering daun  dan  akar  meningkat  signifikan  masing-masing 33,3  dan  22,2  g  dengan  penambahan  inokulan  bakteri apabila  dibandingkan  dengan  perlakuan  100%  dosis standar  pupuk  NPK  tunggal  tanpa  inokulan  (28,0  dan 14,6  g).  Demikian  halnya  dengan  total  bobot  kering tanaman meningkat sebesar 2,9% (Tabel 2).
Serapan hara N sebagian besar (40,5 – 68,2%) ter- konsentrasi  pada  bagian  daun  tanaman  jagung,  diikuti pada bagian batang (18,3-51,6%) dan akar (7,9-14,7%). Serapan  N  total  tertinggi  diperoleh  dari  perlakuan 100% dosis standar atau setara dengan 7,5 g (ZA); 5,6 g  (SP-18);  dan  1,87  (KCl)  yang  dikombinasikan dengan  penambahan  5  g  inokulan.  Serapan  hara  N (total) ini meningkat sebesar 20,5% apabila dibanding- kan perlakuan 100% dosis standar pupuk NPK tunggal tanpa inokulan (Tabel 3). Nilai serapan hara N yang di label  menunjukkan  fenomena  yang  sama  yaitu  dengan distribusi  utama  terkonsentrasi  secara  berturut–turut  di bagian  daun,  batang,  dan  akar  (Tabel  4).  Konsentrasi hara  N  lebih  banyak  terdapat  di  bagian  daun  tanaman mendukung  hasil  penelitian  Dong et  al. (2003)  yang menyatakan  bahwa  konversi  hara  N  menjadi  asam amino terutama terjadi di bagian daun tanaman.
Perlakuan  100%  dosis  pupuk  NPK  tunggal  yang dikombinasikan dengan 5 g inokulan/tanaman menghasilkan nilai WAE ( weighted % 15 N atom excess ) yang  lebih  tinggi  apabila  dibandingkan  dengan perlakuan  yang  sama  tanpa  inokulan.  Nilai  WAE  ini menyatakan kelimpahan 15 N yang terkandung di dalam bahan  tanam  dari  suatu  perlakuan  yang  diberikan. Selanjutnya WAE diguna-kan untuk menetapkan peran Rhizobacterium dalam  menambat  N 2 dari  setiap perlakuan  yang  diberikan  (Tabel  5.).  Berdasarkan  data yang disajikan pada Tabel 5 diketahui bahwa kontribusi penambatan  N 2 oleh Rhizobacterium pada  kondisi lapang memiliki potensi 32% atau setara dengan 0,089 g  N/tanaman.  Dengan  asumsi  jumlah  tanaman  jagung sebanyak  66.666 tanaman/ha,  maka  kebutuhan N  yang dapat  dipenuhi  dari  penambatan  N 2 atmosfer  oleh aktivitas Rhizobacterium sebesar  5,9  kg  N/ha.
Tabel 2. Pertumbuhan vegetatif dan biomassa tanaman jagung var. Bisma, 75 hari setelah tanam.
Table 2. The vegetative growth and biomass of corn Bisma variety, 75 days after planting.
Perlakuan Treatments Hasil ( Results) Tinggi Height (cm) Jumlah daun Leaf number (helai) Rata-rata bobot kering (gram/tanaman) Dry weight average (gram/plant) Daun leaf Batang stem Akar root Total Total 5 g bahan pembawa ( carrier ) 78,2 c *) 11,2 b 5,1 d 11,4 c 3,0 d 19,5 100% dosis standar N (7,50 g ZA/tan) 100% of standard dosages of N (7.5 g ZA/plant) 156,6 a 14,4 a 28,0 b 41,4 a 14,6 b 84,0 50% dosis standar N (3,75 g ZA/tan) 50% standard dosages of N (3.75 g ZA/plant) 126,4 b 13,8 a 14,2 c 24,8 b 8,4 c 47,4 100% dosis standar + 5 g inokulan 100% of standard dosages of N + 5 g inoculant 150,8 a 14,0 a 33,3 a 31,0 b 22,2 a 86,5 50% dosis standar + 5 g inokulan 50% standard dosages of N + 5 g inoculant 141,2 ab 14,2 a 27,1 b 28,3 b 13,6 bc 69,0 5 g inokulan ( inoculant) 83,2 c 11,0 b 6,2 d 27,2 b 3,8 d 37,2 Koefisien keragaman (Coeficient variable ) (%) 11,7 4,1 13,6 11,1 11,7
*) Angka  dalam  kolom  yang  sama  yang  diikuti  dengan  huruf  yang  sama  tidak  berbeda  nyata  menurut  uji  jarak  ganda  Duncan (P<0,05). ( Numbers  in  the  same  column  followed  by  similar  letter(s)  are  not  significantly  different  according  to  Duncan Multiple Range Test ( P<0.05 )) .
Tabel 3. Serapan hara N (g/tanaman) dan distribusinya pada tanaman jagung varietas Bisma, 75 hari setelah tanam. Table 3. N nutrient absorbtion (g/plant) and their distribution in corn Bisma variety, 75 days after planting.
Perlakuan Treatments Serapan hara N (g/tanaman) Absorbtion of N nutrient (g/plant) Daun Leaf Batang Stem Akar Root N total Total of N 5 g bahan pembawa ( carrier ) 0,098 (52,4*) 0,069 (36,9) 0,020 (10,7) 0,187 100% dosis standar N (7,50 g ZA/tan) 100% of standard dosages of N (7.5 g ZA/plant) 0,431 (61,9) 0,195 (28,0) 0,070 (10,1) 0,696 50% dosis standar N (3,75 g ZA/tan) 50% standard dosages of N (3.75 g ZA/plant) 0,219 (57,3) 0,119 (31,2) 0,044 (11,5) 0,382 100% dosis standar N + 5 g inokulan 100% standard dosages of N + 5 g inoculant 0,573 (65,4) 0,174 (19,9) 0,129 (14,7) 0,876 50% dosis standar N + 5 g inokulan 50% standard dosages of N + 5 g inoculant 0,444 (68,2) 0,119 (18,3) 0,088 (13,5) 0,651 5 g inokulan ( inoculant) 0,113 (40,5) 0,144 (51,6) 0,022 (7,9) 0,279
* Nilai persen terhadap total seluruh bagian tanaman ( Percent value to the total of whole plant)
Tabel  4.  Distribusi  ekses  atom  % 15 N  pada  bagian  yang  berbeda  dan  kelimpahan  berat  atom  (WAE) untuk seluruh bagian tanaman jagung.
Table  4.  Distribution  of  % 15 N  atom  excess  in  different  plant  parts  and  the  average  weighted  atom excess (WAE) for the whole corn plant.
Perlakuan Treatments Rata-rata ekses atom % 15 N % 15 N atom excess average
Daun leaf Batang stem Akar Root WAE 5 g bahan pembawa ( carrier) 1,032 0,979 0,776 96,0 100% dosis standar N(7,50 g ZA/tan) 100% of standard dosages of N (7.5 g ZA/plant) 0,930 0,779 0,619 83,9 50% dosis standar N (3,75 g ZA.tan -1 ) 50% standard dosages of N (3.75 g ZA/plant) 0,979 0,801 0,723 89,0 100% dosis standar N + 5 g inokulan 100% standard dosages of N + 5 g inoculant 0,955 0,858 0,845 111 50% dosis standar N + 5 g inokulan 50% standard dosages of N + 5 g inoculant 0,975 0,706 0,704 87,1 5 g inokulan ( inoculant) 0,683 0,620 0,583 64,9
Tabel 5.  Pendugaan proporsi Ndf atmosfer (Ndfa), Ndf fertilizer (Ndff), dan Ndf soil (Ndfs) pada tanaman jagung dengan inokulasi Rhizobacterium . Table  5.  Estimates  of  proportion  Ndf  atmosfer  (Ndfa),  Ndf  fertilizer  (Ndff),  and  Ndf  soil (Ndfs) in corn with Rhizobacterium inoculation. Perlakuan Treatments Proporsi ( Proportion ) (%) Ndfa Ndff Ndfs 100% dosis standar N + 5 g inokulan 100% standard dosages of N + 5 g inoculant - 27,2 72,8 50% dosis standar N + 5 g inokulan 50% standard dosages of N + 5 g inoculant 3 24,4 72,6 5 g inokulan ( inoculant ) 32 19,3 48,7
Hasil  yang  diperoleh  dari  pengujian  penambatan  N 2 dengan  menggunakan  teknik  radioisotop  memperkuat asumsi  teoritis  bahwa  laju  penambatan  N 2 akan meningkat  ketika  ketersediaan  mineral  N  di  dalam tanah  untuk  tanaman  jumlahnya  terbatas  tetapi ketersediaan  air  dan  nutrisi  lainnya  cukup  terpenuhi.
Terdapat  mekanisme  timbal  balik  yang  cukup  efektif dalam proses penambatan N 2 dari atmosfer oleh bakteri dimana laju penambatan secara progresif akan menurun dengan meningkatnya ketersediaan mineral N di dalam tanah.  Penelitian  ini  mendukung  hasil  yang  diperoleh Balog et  al. (2004)  pada  pengujian  dengan  tanaman
Penetapan penambatan N 2 Rhizobacterium secara kuantitatif dengan teknik isotop 15 N … (Santi)
jagung  dan  diperoleh  hasil  penambatan  N 2 oleh aktivitas Azospirillum sp  sebesar  4,48-6,16  kg N/ha/periode tanam.
Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  kebutuhan N  untuk  tanaman  jagung  yang  dapat  dipenuhi  dari pemberian  pupuk  100  dan  50%  dosis  standar  tidak berbeda nyata, yaitu masing-masing menyumbang 27,2 dan  24,4%.  Sebagian  besar  hara  N  pada  perlakuan pemberian  pupuk  dipenuhi  dari  tanah  (72,6  –  72,8%). Kondisi  ini  dapat  dikoreksi  dari  nilai  Ndfs  pada perlakuan  pemberian  5  g  inokulan  tanpa  pupuk  an- organik  yang  menyumbang  hara  N  dari  tanah  sebesar 48,7%.

## Kesimpulan
Total  bobot  kering  biomassa  dan  serapan  hara  N tanaman jagung tertinggi pada uji efikasi dengan isotop dihasilkan  dari  perlakuan  100%  dosis  standar  yang dikombinasikan  dengan  pemberian  5  gram  inokulan/ tanaman.  Serapan  hara  N  terdistribusi  di  bagian  daun (40,5-68,2%),  batang  (18,3-51,6%)  dan  akar  (7,9- 10,1%).  Dengan  teknik  isotop 15 N  dapat  diperoleh konfirmasi  bahwa  sebaran  dan  akumulasi  hara  N terutama  terdapat  di  bagian  daun  tanaman  jagung. Peran  rhizobacterium  terhadap  penambatan  N 2 dari udara  terlihat  nyata  pada  perlakuan  pemberian  5  gram inokulan/tanaman dengan nilai Ndfatmosfer (Ndfa) 32; Ndffertilizer  (Ndff)  19,3,  dan  Ndfsoil  (Ndfs)  48,7%. Kebutuhan  N  untuk  tanaman  jagung  yang  dapat dipenuhi  dari  penambatan  N 2 atmosfer  oleh Rhizobac- terium setara  dengan  5,9  kg  N/ha  dalam  satu  periode tanam.

## Daftar Pustaka
Adiwiganda YT, B Tarigan & B Purba ( 2006). Effect of bio- fertilizer  on  mature  oil  palm  in  North  Sumatra  and Riau. Ind J Agric Sci 7(1), 20-26.
Amir  HG,  ZH  Shamsuddin,  MS  Halimi,  MF  Ramlan  &  M Marziah (2003). N 2 fixation, nutrient accumulation and plant  growth promotion  by  rhizobacteria  in  association with  oil  palm  seedlings. Pakistan  J  Biol  Sci 6,  1269- 1272.
Balog RM, CM Rosales, FG Rivera & JA Anarna (2004). The use  of  nuclear  techniques  in  the  assessment  of  Bio-N fertilizer  as  seed  inoculant  for  corn  in  the  province  of Isabela,  Philippines. FNCA  Biofertilizer  Workshop  in Vietnam . January 24-28, 2004.
Boddey  RM,  O  de  Oliveira,  B  Alves  &  S  Urquiaga  (1995). Field  application  of  the 15 N  isotope  dilution  technique for  the  reliable  quantification  of  plant-associated biological nitrogen fixation. Fertilizer Res 42, 77-87.
Chalk  PM,  BJ  R  Alves,  RM  Boddey  &  S  Urquiaga  (2010). Integrated  effects  of  abiotic  stresses  on  inoculant performance, legume, growth and symbiotic dependence  estimated  by 15 N  dilution. Plant  Soil 328, 1-16.
Dong  Y,  AL  Iniguez  &  EW  Triplett  (2003).  Quantitative assessments  of  the  host  range  and  strain  specificity  of endophytic  colonization  by Klebsiella  pneumoniae . Plant Soil 257, 49–59.
Goenadi  DH,  YT  Adiwiganda & LP  Santi  (2005). Development  technology  and  commercialization  of EMAS (Enhancing  Microbial  Activity  in  the  Soils) biofertilizer.  Forum  for  Nuclear  Cooperation  in  Asia Biofertilizer Newsletter . Issue No. 6, November 2005.
Goenadi  DH  (2006). Pupuk  dan  Teknologi  Pemupukan Berbasis  Hayati  :  dari  Cawan  Petri  ke  Lahan  Petani. Yayasan John Hi-Tech Idetama. 220p.
Goenadi  DH  &  LP  Santi  (2009).  Introduction  of  microbial inoculants  to  improve  fungsional  relationship  between above-  and  below-ground  bio-diversity. Menara Perkebunan. 77(1): 58-67.
Mariotti  A  (1983).  Atmospheric  nitrogen  is  a  reliable standard  for 15 N  natural  abundance  measurements. Nature 303, 685-687.
Prodan  I,  M  Prodan  &  A  Popescu  (2009). Quantitative assessment  of  biologically  fixed  nitrogen  by  some bacteria  strains  of  Rhizobium  for  beans,  using  the isotopic  method. Romanian  Agricultural  Research. Agriculture  Research  Station,  Teleorman  County, Romania. Pp. 85-97.
Samba  RT,  SN  Sylla,  M  Neyra,  M  Gueye,  B  Dreyfus  &  I Ndoye  (2002).  Biological  nitrogen  fixation  in Crotalaria species  estimated  using  the 15 N  isotope dilution method. African J Biotech 1, 7-22.
Santi  LP,  Sumaryono  &  DH  Goenadi  (2007).  Evaluasi aplikasi  biofertilizer emas pada  tanaman  jagung  di Pelaihari, Kalimantan Selatan. Bul Agr 35(1), 22-27.
Santi  LP  &  DH  Goenadi  (2012).  Analisis  Potensi  Mikro- organisme. Laporan  Akhir  Kerjasama  Riset  PT  Astra Agro Lestari, Tbk . Bogor, Balai Penelitian Bioteknologi Perkebunan Indonesia. 31p.
Unkovich M, D Herridge, M Peoples, G Cadisch, B Boddey,
K Giller, B Alves & P Chalk (2008). Measuring plant- associated  nitrogen  fixation  in  agricultural  systems. Australian  Centre  for  International  Agricultural Research (ACIAR) Monograph No. 136, 258 pp.
Zakry FAA, ZH Shamsuddin, K. Rahim, Z Z Zakaria &  AA Rahim  (2012).  Inoculation  of Bacillus  sphaericus UPMB-10  to  young  oil  palm  and  measurement  of  its uptake  of  fixed  nitrogen  using  the 15 N  isotope  dilution technique. Microbes Environ 27(3), 257-262.