The Role of Azolla microphylla on Indonesian Organically Rice Production

The Role of Azolla microphylla on Indonesian Organically Rice Production

(Peranan Azolla microphylla Dalam Penyelenggaraan Produksi Padi Organik)

Oleh:

Ir. R.M. Purwandaru Widyasunu Tondakusuma, MSc.Agr.

Laboratorium Tanah/Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Unsoed

Telpon/HP/E-mail: 082138733784/purwandaru.widyasunu@google.com

September 2016

Abstrak

Sejak tahun 2001 Pemerintah telah mencanangkan budidaya tanaman pangan dengan tatakelola organik dan telah ditegaskan lagi bahwa pada tahun 2010 lalu harus mulai Go Organik. Namun demikian petani dan penyuluh pertanian mengalami kegalauan terutama untuk mendapatkan material pembuatan pupuk organik untuk meningkatkan kandungan ideal (5 persen) bahan organik tanah. Tatakelola budidaya organik salah satu intinya adalah pengelolaan kesuburan tanah secara organik-biodinamik. Azolla microphylla adalah tanaman paku air yang di dalamnya hidup simbionnya Anabaena azollae. Paku air tersebut telah diteliti oleh penulis dan peneliti lain pada budidaya tunggalnya maupun budidaya tumpangsari antara tanaman Padi-Azolla dan mempunyai manfaat luar biasa untuk ketahanan pangan berbasis penggunaan lahan sawah. Manfaat luar biasanya adalah: menurunkan volatilisasi amoniak dari perairan dan tanah sawah, menambat N₂ atmosfer, kandungan hara makro dan mikro biomassnya tinggi sampai cukup tinggi, mudah menggandakan diri dalam 2 malam, prospek produksi biomass maksimal di tropika bisa mencapai 20-30 ton/ha kering tiris dalam 20 hari, tumpangsari dengan padi bermanfaat pengelolaan keharaan autogenik in-situ, meningkatkan produksi padi, dan prospek tinggi biomassnya untuk pembuatan pupuk bokhasi dan pupuk organik cair di tingkat petani maupun industri. Pengelolaan Azolla microphylla memerlukan rekayasa:  teknis, tata ruang, rekayasa sosial-budaya, agronomis, dan keindustrian berbasis pemberdayaan kelompok tani.. Transformasi iptek dan riset dengan metode parisipatif on-farm akan mendorong petani untuk segera go padi organik.

Key words:  Azolla microphylla, go organik, biomass, manfaat.

Abstract

Since 2001 the Government of Indonesia was stated to begun go organic for food crop, but it had no vast area were cropped organically, though in 2005 Government restated that go organically must be begun on 2010.  Unfortunately, farmer and agricultural extensions officer have been had doubt and difficulty of how will the bulkiness of organic fertilizer material be fulfilled. To go organically, farmer must have compost or green fertilizer to increase tropical soil to have ideally 5 % of soil organic matter. To manage of organic farming, the core soil fertility management is organic bio-dynamic. The water fern Azolla microphylla (Am) with it’s symbion Anabaena azollae is powerful tool to achieve it. The writer was achieved a lot of  it’s function though says Am has  great function as go organic rice technology. The great functions are: high rate of atmospheric N₂ fixation, multiplication in only two night, maximal biomass in tropical climate 20-30 ton/ha only in 20 days, it’s dual cropping with rice creates the in-situ autogenic paddy soil’s nutrient cycle, and though it all have great prospectus to develop organic fertilizer in the basis of Am for farmer and small village industry. Therefore, it use and functionality for go rice organically thus need design engineering: biomass technical development, space ordinary, social-culture, agronomy, and industrial based farmer small group.  

Key words:  Azolla microphylla, go organic, biomass, function.

Pendahuluan

Teknologi revolusi hijau di Indonesia dimulai pada tahun enam puluhan dan memang kerawanan pangan telah hilang (1970an), kemudian disusul pencapaian swasembada pangan (1980), dan mencapai klimaks produksi terutama beras pada tahun 1986-1987. Dalam kurun waktu tersebut negara-negara industri mulai berpendapat bahwa paket pertanian modern telah berdampak merusak lingkungan (McGuinness, 1993 dalam Sutanto, 2002). Di Indonesia sendiri selama era revolusi hijau (35 – 40 tahun) dipenuhi dengan kebijakan dan tindakan praktis pemupukan dan penggunaan pestisida kimia pabrikan. Pengaruhnya adalah kerusakan bagian tanah atasan (top-soil) dengan komponen biotiknya, kerusakan biotik lahan (luar tubuh tanah), kerusakan kearifan IPTEK dan budaya leluhur (lokal), dan ketergantungan terhadap pupuk N,P, K dan pestisida pabrikan yang berefek instan. Dalam era post pandora (pasca puncak swasembada pangan) mulai tahun 1990an, Pemerintah mulai menyadari fenomena levelling-off produksi terutama tanaman pangan pada lahan sawah. Levelling-off adalah akibat pemupukan kimia pabrikan terus-menerus, tanpa atau sedikit pengembalian biomass dan pupuk organik oleh petani, demikian juga merupakan dampak merusak dari pestisida membunuh biota tanah pertanian tanpa ampun.

Bandul pemberat masalah kepada petani pada tahun 2000 bertambah lagi. Pemerintah mulai “kewalahan” menyelenggarakan pupuk NPK dan manajemennya, maka mulai dipikirkanlah mengurangi subsidi pupuk kimia NPK (reguler) pabrikan dan menggantinya dengan subsidi pada pupuk organik. Pada masa itu petani negara maju telah go organik dengan baik karena infrastruktur, iptek dan keorganisasiannya telah mapan sehingga go organik tidak banyak masalah (IFOAM, 1996; FAO, 1990; Sutanto, 2002). Sementara di Indonesia, langkah Pemerintah untuk memperketat peredaran pupuk NPK, adanya batasan jumlah pupuk yang diterima “petani penggarap”, dan adanya pengurangan subsidi sehingga harga pupuk kimia pabrikan naik adalah fenomena lampu hijau diperbolehkannya budidaya organik oleh Pemerintah. Pada tahun 2001 Pemerintah telah mulai melaksanakan kegiatan pengembangan pertanian organik melalui Ditjen PPHP (Pengolahan dan Pemasaran Hasil Pertanian), dan pada tahun 2010 ini mulai dicanangkannya Go Organic (Damardjati, 2005). Namun demikian kontroversi dan kesulitannya tergambarkan seperti pertanyaan berikut: (i) sudah siapkah masyarakat tani untuk membuat pupuk organik sendiri dengan perolehan jumlah kecukupan untuk tiap tahunnya?, (ii) sudah cukupkah keruahan material pupuk organik?, (iii) sudah siapkah infrastruktur, peruangannya, dan SDM (petani) di pedesaan untuk kesiapan pengelolaan kesuburan tanah?, dan (iv) sudah siapkah kompetensi para Penyuluh untuk mulai go organic? Pertanyaan paling urgen sesuai dengan kondisi/masalah faktual adalah sudah cukupkan keruahan material pupuk organik yang ada di pedesaan atau dikuasai oleh petani/kelompok tani untuk mulai go organic? Itulah yang terutama ingin penulis kupas dalam tulisan ini.

Keinginan Pemerintah melalui program “go organic” sebenarnya merupakan program yang cukup berat karena harus menyiapkan pupuk (bahan) organik yang cukup banyak.  Menurut perhitungan Ismangil (2010), untuk meningkatkan 1 %  kandungan C-organik tanah mineral pada 1 ha lahan dibutuhkan 24 ton C-organik.  Mengacu standar baku mutu pupuk organik (SK Permentan tahun 2009), yaitu harus mempunyai kandungan C-organik minimal 12 %, maka kebutuhan 24 ton C-organik  tersebut harus dipasok dari 200 ton pupuk organik (Ismangil, 2010).  Kondisi tersebut harus dipenuhi karena menurut Simanungkalit et al., (2006), sebagian besar lahan pertanian intensif Indonesia produktivitasnya menurun karena kandungan C-organik tanah  < 2 % (rendah), bahkan tanah sawah di pulau Jawa kandungan C-organik tanahnya < 1 %.  Hal sama dilaporkan oleh Ismangil (2009), yaitu kandungan C-organik pada top soil (horizon O dan A) tanah lempung aktivitas rendah antara 0,5 dan 1 %.  Apabila diperlukan kompos 200 ton/ha dengan asumsi dilaksanakan 3-4 musim tanam, maka tiap musim tanam diperlukan 50-65 ton pupuk organik/ha/musim. Apabila diproyeksikan material ruah campur pengkomposan mengalami penyusutan 50 %, maka dari manakah didapatkan material dengan keruahan 100-130 ton/ha/musim oleh petani? Program Go Organic yang mem-berdayakan adalah apabila petani atau paling tidak tiap kelompok tani mampu mengusahakan materialnya dan membuat komposnya sendiri sehingga ada kedaulatan tani dan ada input dalam yang tinggi.

Mengacu pada kondisi faktual ketersediaan material pembuatan pupuk organik di pedesaan, maka yang tersedia adalah: (i) kotoran ternak (terutama sapi, kambing dan ayam), (ii) sisa-sisa panenan terutama jerami padi, klobot dan tongkol jagung, berangkasan kedelai atau tanaman pangan lainnya, (iii) sampah rumah tangga masyarakat desa, dan (iv) biomass tanaman/vegetasi (BNF dan non-BNF) yang berprospek di pedesaan. Banyak ahli dan pengamat pertanian menyatakan bahwa sampah kota dan pabrik kompos besar bermanfaatnya bagi budidaya tanaman pangan. Namun cukupkah keruahan sampah kota yang telah dikomposkan atau kompos jadi produk pabrik untuk budidaya tanaman pangan di pedesaan?; bisakah harganya dijangkau oleh petani? Jawabannya adalah kompos asal sampah kota atau kompos pabrikan besar keruahannya tidak cukup dan mahal harganya. Pertanyaan yang kemudian bisa difokuskan adalah apakah jenis vegetasi yang berprospek baik dan tinggi keruahannya sebagai material pupuk hijau atau material pengkomposan yang jumlah keruahannya mudah disediakan untuk go organik? Jawabannya masih sulit dan belum cukup ruah, untuk mengantisipasinya butuh waktu paling tidak 1–5 tahun.

Apabila semua jenis material tersebut di atas belum tersedia, belum cukup keruahannya, dan kesulitan pengadaannya, maka apa biomass alternatif yang bisa cepat disediakan? Salah satu alternatif jawabannya adalah Azolla sp., yaitu tanaman paku air yang mampu hidup di perairan tawar dengan ketebalan air optimal 3-5 cm atau bahkan pada permukaan tanah yang lembab. Azolla bersimbiosis dengan simbionnya yaitu Cyanobakteri Anabaena azollae, sehingga mampu memfiksasi N₂ (BNF= biological nitrogen fixation) dari atmosfer. Penulis cukup lama  (1996 – 2010) meneliti potensi Azolla (tanaman paku air) yaitu spesies Azolla  microphylla.  Pada penelitian awal (1996-1997, 2001, 2003, 2006) diketahui bahwa pada tumpangsari Padi-Azolla Azolla  microphylla mampu menurunkan volatilisasi NH₃ (93-97%) lahan basah, meningkatkan produktivitas tanah sawah, dan menyediakan biomassa untuk pembuatan pupuk organik.  Selain itu penelitian lain menyatakan produksi biomassa Azolla pada lahan sawah adalah antara 15-20 ton kering tiris/ha/2 minggu, nisbah C/N 14-15, C-organik 40-43 %. Kandungan biomassa Am  kering mengandung total N basah tiris 2,80 – 3,04 % (kering 5 – 6 %), P₂O₅ 2,02 – 2,10 %; K₂O 9,06 – 9,72 %, Ca total 5,88 – 6,20 %; Mg total 0,06 – 0,09 % dan  C-organik 40,75 – 42,88 % (data primer Widyasunu, 2009). Dengan demikian, Azolla sangat prospektif untuk mendukung pertanian organic atau program “ go organic 2010”.

Dasar Pemikiran

Pemupukan kimia pabrikan masa revolusi hijau telah menyebabkan: kerusakan tanah dan keragaman hayati, ketergantungan petani akan pupuk NPK efek instan, dan melupakan teknologi kearifan budidaya leluhur. Sejak dekade lalu petani sulit memperoleh pupuk karena subsidi dikurangi drastik oleh Pemerintah, parahnya ke depan diyakini tambang bahan pupuk P dan K akan habis, sedangkan pupuk N (urea dan ZA) ongkos energinya akan mahal sekali. Penyelesaian yang arif adalah memulai go budidaya organik tanaman pangan yang salah satunya memerlukan teknologi pengelolaan kesuburan tanah yang bijak namun efektif. Dalam hal go budidaya organic Pemerintah langkahnya sudah tepat, namun perlu ditunjang dengan program lebih meluas terutama penguatan petani dan kepenyuluhan untuk penyelengaraan pengelolaan kesuburan tanah dan pengedalian OPT bermodel tatakelola organik-biodinamik. Salah satu unsur teknologi yang berprospek untuk dimasukkan adalah Azolla microphylla. Produksi ruah biomassnya sebesar 10 – 30 t/ha/25 hari dapat dicapai oleh petani namun diperlukan rekayasa teknik, tataruang, dan sosial-budaya di pedesaan terutama yang sawahnya beririgasi alam maupun teknis.

Teknologi pengelolaan kesuburan tanah alami yang belum banyak diadopsi dan populer oleh petani namun secara sains dan teknologi telah diketahui banyak manfaatnya  adalah tanaman paku air Azolla. Spesies Azolla yang telah dikuasai iptek utilisasinya (Widyasunu, 1997; Widyasunu et al., 1988a, 1988b, 2006; data primer Widyasunu, 2009, 2010) adalah Azolla microphylla (Am). Azolla tersebut dapat dibudidayakan bersama padi sehingga dapat disebut teknologi budidaya tumpangsari padi organik-azolla. Teknologi ini akan menolong petani mengelola kesuburan tanah sawahnya untuk produksi padi dan tanaman pangan organik berikutnya setelah padi. Teknologi ini akan signifikan menghasilkan keberlanjutan usahatani pada lahan sawah.  Teknologi tersebut akan menghasilkan input keharaan autogenik karena materi pemupukannya adalah biotik dan mampu menstimulasi keragam-biotikan lahan.

Ada dua sisi penunjang atau akselerator keuntungan penggunaan Am pada saat ini yaitu: (i) Pemerintah telah mencanangkan go budidaya tanaman secara organik dan (ii) iptek pengembangan Am telah tersedia. Guna menghantarkan Am sampai pola pemanfaatan kegiatan agronomisnya maka penulis ingin membawa pembaca atau penelaah dan penerap gunaannya melalui: (i) review singkat padat kemajuan penelitian tentang manfaat Am dan Azolla sp. lainnya untuk agronomi tanaman padi, dan (ii) narasi tatakelola pemanfaatan Am di pedesaan dalam rangka go budidaya padi organik. Kelemahan pemanfaatan Azolla sp. selama ini di Indonesia disebabkan oleh deru alasan/pertimbangan politik, sosial, budaya dan ekonomi yang sulit melepaskan diri bangsa ini dari aplikasi paket teknologi revolusi hijau. Oleh karenanya riset tentang Azolla di Indonesia tergolong sedikit karena sulit termanfaatkan pada era keemasan revolusi hijau. Sekaranglah saatnya untuk mengembangkan pertanian organik, terutama tujuannya untuk mengembalikan kedaulatan usahatani dan eksistensi petani di Indonesia dan mulai memperbaiki agroekosistem. Pemanfaatan Am di dalamnya penulis yakini sangat diperlukan untuk memulai go organic 2010. Tujuan narasi dalam tulisan ini adalah: (i) mengenalkan manfaat Azolla microphylla untuk penyelenggaraan budidaya tanaman pangan berkelanjutan berbasis penggunaan lahan sawah dan (ii) meyakinkan prospek kesuksesan go budidaya padi organik dengan alternatif tatakelola kesuburan tanah sawah menggunakan Azolla microphylla.

Pembahasan

1.  Review Kemajuan Riset Dasar dan Agronomis Azolla

Azolla merupakan tanaman paku air yang menghendaki lingkungan berair yang tenang (placid) namun tetap bisa hidup pada permukaan tanah yang lembab. Habitat Azolla adalah lingkungan air terutama kolam, sawah dan saluran-saluran air (Lumpkin dan Plucknett, 1982), dilaporkan pula terdapat pada rawa-rawa dekat pantai dan pada sungai-sungai di benua Amerika maupun benua Asia dan kawasan kepulauannya.  Nama daerah (lokal) Azolla tentunya di seluruh dunia berbeda, di pulau Jawa khususnya di Jawa Tengah terkenal namanya dengan apon-apon dan di Banyumas namanya apu-apuhan. Azolla, azo artinya mau kering dan ollyo artinya akan terbunuh, jadi artinya bila biomassnya menjadi kering tanaman tidak akan hidup. Azolla adalah genus dari paku air dengan heterospora yang berkembang dari satu sel awalan (leptosporangiate) (Lumpkin dan Plucknett, 1982). Ada tujuh spesies Azolla yaitu A. caroliniana, A. filiculoides, A. mexicana, A. microphylla, A. rubra, A. nilotica, dan A. pinnata. Azolla microphylla  dicirikan oleh trichome hanya pada lembar daunnya, kondisi masih berkembang tiap frond-nya berdiameter horisontal 1-3 cm dan mempunyai dua atau lebih flabelliform rhizome utama dengan cabang lateral. Warnanya hijau muda sampai hijau agak tua dengan sedikit warna lebih kuning dari spesies lainnya; akar panjangnya bisa 1-2 cm bila tumbuh subur. Temperatur udara yang sesuai untuk Azolla berkisar antara 20-35°C, sedangkan keperluan pH air/lumpur  juga juga bervariasi antara 4-7 dan bertahan pada penerimaan pencahayaan > 25 % (Lumpkin, 1987). A. microphylla dapat berkembang dengan optimal di wilayah kabupaten Banyumas baik pada saat musim hujan maupn kemarau asalkan ada suplai air di sawah, pada kondisi sedikit melumpur masih bertahan untuk berkembang, pH air antara 6,0-8,5 masih berkembang baik, temperatur udara 28-30C belum menunjukkan daur terbakar (Widyasunu, 1997), namun bila penyinaran sampai permukaan frond (populasi) melebihi 70-80% A. microphylla menunjukkan daun coklat dan terbakar sehingga pertumbuhan dan perkembangan juga terhambat (data primer Widyasunu, 2009), namun dapat diperbaiki dengan pemberian fosfat dan glukosa (data primer Widyasunu, 2010). Menurut Tel Or et al. (1991), gula (sukrosa, fruktosa dan glukosa) mampu meningkatkan fiksasi N udara oleh Cyanobacteria simbion dari Azolla karena alga biru hujau tersebut memerlukan gula sebagai sumber karbon. Mekanisme penggunaan gula oleh Cyanobacteria dalam Azolla dapat direview dalam tulisan berbagai tim peneliti dalam Tel Or et al. (1991).

Azolla micropylla mampu menghasilkan N dalam ekosistem perairan karena dalam rongga-rongga kamar daunnya tersimpan hidup Anabaena Azollae secara mutualistik yang mampu memfiksasi N₂ udara (Lumpkin dan Plucknett, 1982).  Oleh karena itu, Azolla-Anabaena Azollae mampu menyumbang N-BNF bagi padi sawah (Lumpkin, 1987; Mabbayad, 1987; Johal, 1986; Roger dan Ladha, 1992).  Di samping itu Azolla juga dilaporkan oleh banyak peneliti mampu meningkatkan efisiensi pemupukan urea (Moeller, 1994; Vlek et al., 1995; Widyasunu, 1997; Widyasunu et al., 1998). Di Thailand (Loudhapasitiporn dan Kanareugsa, 1987), Filipina (Roger dan Watanabe, 1977; Mabbayad, 1987), India (Kannaiyan, 1987), Cina (Zhang et al., 1987), dan banyak negara lainnya (IRRI, 1987), Azolla telah lama dikembangkan dan hasilnya mendongkrak produksi padi nasional negara-negara tersebut karena tingginya efisiensi pemupukan nitrogen-urea, bahkan masih berlangsung hingga saat ini.  Di Indonesia Azolla juga pernah dikembangkan namun belum mendapatkan perhatian serius oleh Departemen Pertanian walaupun telah diketahui manfaat yang luar biasa dari Azolla. Penelitian manfaat agronomis Azolla di Indonesia belum banyak ditemukan setelah tahun 1990 (studi jurnal SSAJ 1990– 2000), namun di Jerman (Cisse dan Vlek, 2003) dan di Filipina (De Macale dan Vlek, 2004) pada tahun-tahun tersebut masih menelitinya. Sudah saatnya sekarang di Indonesia dikaji manfaat Azolla namun lebih ditekankan untuk pemanfaatannya sebagai biomass pembuatan pupuk organik, sebagai metode BNF dalam dual cropping padi organik-azolla dan perencanaan ke arah manfaatnya mengatasi pemanasan global.

Kalau manfaat luarbiasa Azolla microphylla bagi dunia pertanian dan lingkungan tidak segera dikaji sampai advance, maka hal itu akan menunda keputusan kita untuk segera memandirikan petani dan pertanian dan menunda upaya kita melindungi planet bumi kita dari cepatnya peningkatan pemanasan global. Azolla di China utara (You, et al., 1982), penangkapan N₂ udara (BNF) oleh azolla pada sistem dual crop padi-azolla adalah sebesar 40-60 %/musim atau hitungannya setara 5 kg N/ha/5-6 hari pada kondisi iklim optimal. Pada tahun 2009 (data primer Widyasunu, 2009), Azolla microphylla yang di kembangkan secara mini bank di Purwokerto, kandungan N nya sebesar 5 – 6 % biomass kering udara, hitungan kemampuan fiksasi N₂ adalah 500 – 600 kg N/musim.

Kemampuan Azolla microphylla memfiksasi N lebih tinggi dibandingkan dengan Crotalaria rostrata yang hanya sebesar 303 kg N/ha/th (Roger dan Ladha, 1992).  Potensi itu menjadikan Azolla sangat strategis dikembangkan sebagai sumberdaya basis pengembangan pupuk organik di pedesaan. Potensi memfikasasi Azolla paling mutakhir dapat didekati dengan persen kandungan N yaitu 5 – 6 % dalam biomassanya (Widyasunu, 2009), apabila dianggap pembebasan N bersih sebesar 70 % nya maka N terbebas autogenik potensinya bisa sebesar 350–420 kg N/ha/musim tanam padi. Selain pemfiksasi N jumlah tinggi, Azolla juga mudah berkembangbiak pada lahan sawah, namun tidak merupakan saingan padi dalam hal penggunaan hara kalium, biomassanya yang tenggelam pada lumpur mudah terdekomposisi dan membebaskan amonium sebanyak 62-75 % dari total N dalam waktu 6 minggu (Watanabe et al., 1977). Widyasunu (1998) mendapatkan waktu dekomposisi N dari biomass Azolla juga tidak lebih dalam 6 minggu. Azolla hidup mampu mengikat N udara karena Anabaena, namun juga mampu mengimobilisasi 68 % N pupuk-¹⁵N, namun 45 % nya mengalami re-mineralisasi setelah panenan padi (Cisse dan Vlek, 2003).  De Macale dan Vlek (2004), melaporkan bahwa pupuk-¹⁵N terserap 77 – 99 % oleh padi yang dibudidayakan tumpangsari dengan Azolla. Data nisbah C/N Azolla microphylla paling akhir menunjukkan kisaran 14,09 – 14,57 kondisi kering oven, sehingga Azolla microphylla memang cepat terdekomposisi (Widyasunu, 2009). Narasi sejarah antara tahun 1995 – 2009 tersebut menunjukkan bahwa Azolla masih sangat baik untuk menolong petani dalam menghambat volatilisasi amoniak dan berpotensi besar sebagai pabrik N-BNF hidup dan keharaan makro dan mikro lahan sawah yang berkelanjutan. Data dan informasi riset dasar dan aplikatif agronomis/lingkungan terdokumentasi dengan baik oleh penulis.

2. Tatakelola pemanfaatan Azolla microphylla untuk Go Organic: prospek, ke-lemahan, dan terobosan

Potensi Azolla tersebut di atas menjadi alasan kuat bagi Azolla untuk dikembangkan di lahan persawahan menjadi sumber hara N pengganti pupuk urea dan sebagai sumber hara makro lainnya dan hara mikro (Johal, 1986). Guna memperkaya kandungan hara kompos asal Azolla tinggal ditambahkan dengan bahan lain yang sudah tersedia di pedesaan (kotoran ternak, sisaan tanaman) dan menggiatkan lagi pengembangan Crotalaria sp. Widyasunu (1997), telah membuktikan bahwa Azolla microphylla sangat baik dikembangkan pada sawah wilayah iklim tropika dan telah berhasil didayagunakan dalam penelitian untuk menekan tingkat volatilisasi amoniak pupuk urea sehingga meningkatkan efisiensi pemupukan urea. Azolla microphylla sangat layak untuk didayagunakan sebagai agen fiksasi N atmosfer dan efisiensi penggunaan hara untuk tanaman padi dan tanaman lainnya pada lahan sawah.

Azolla microphylla telah diidentifikasi oleh Watanabe et al. (1992) dalam Roger (1995), sebagai spesies Azolla yang toleran dikembangkan pada sawah wilayah tropik bersuhu tinggi (kisaran 37° C siang hari - 29° C malam hari). Hasil pengamatan mutakhir (data primer: Widyasunu, 2010) menunjukkan Azolla microphylla mampu menghadapi panas lingkungan siang hari dan dingin lingkungan sekitar sawah malam hari lebih baik setelah diberikan living organism basic organic + glukosa. Hal tersebut merupakan perbaikan terhadap kelemahannya di tropika yang selain oleh panas berlebihan juga harus suplai fosfat tinggi  (Lumpkin dan Plucknett, 1982); fosfat bisa diantisipasi oleh P-organik (Widyasunu, 2006).

Tatakelola pemanfaatan Azolla microphylla sebagai subyek pengelolaan kesuburan tanah organik-biodinamik untuk go budidaya padi organik meliputi pendekatan: (i) teknis, (ii) tata ruang, (iii) rekayasa sosial-budaya, (iv) agronomis, (v) keindustrian berbasis pemberdayaan kelompok tani, dan (vi) penata layanan sistem budidaya organik-biodinamik. Aspek-aspek pendekatan tersebut selanjutnya difungsikan dalam bentuk program kegiatan sistem pertanian organik yang padu sehingga terjadi sinergi pelaksanaannya. Pemaparannya disajikan pada paragraf-paragraf berikut.

  Metode teknis yang dipergunakan untuk pengembangan Azolla sebagai basis pengelolaan kesuburan tanah yang organik-biodinamik dapat didekati dengan model percontohan bank mini Azolla di pedesaan, demplot budidaya Azolla di persawahan secara tunggal maupun tumpangsari padi-Azolla, dan percontohan pembuatan bokhasi dan pupuk organik cair berbasis biomass Azolla. Inti metode ini adalah transformasi iptek budidaya Azolla, pemanfaatan agronomis dan produksi pupuk organik. Metode ini akan sangat berkaitan dengan tatakelola berikutnya terutama tataruang, dan seterusnya pada paragraf di atas. Pengembangan bank Azolla akan sangat penting karena merupakan infrastruktur konservasi biomassa hidup Azolla.

Tatakelola pengembangan Azolla microphylla juga memerlukan regulasi tataruang lahan sawah dan pekarangan kelompok tani. Kelompok tani merupakan inti pengembang iptek Azolla, sehingga pengerahan SDM dan rembug desa tentang tataruang sangat krusial. Bank Azolla berupa petak kecil dari kayu atau kolam kecil di pekarangan rumah petani andalan dan petak pembiakan ruah Azolla pada tiap musim tanam padi pada lahan petani andalan harus disepakati, didukung dan dibiayai oleh kelompok tani. Pembiakan ruah biomassa Azolla perlu disiapkan tiap musim tanam untuk inokulasi Azolla pada teknologi budidaya tumpangsari padi organik-Azolla. Produksi padi organik memerlukan iptek tatakelola khusus menyangkut teknik perbanyakan Azolla dan produksi bokhasi/POC berbasis Azolla. Menurut pengalaman penulis, inokulasi awal Azolla microphylla 1 t/ha kering tiris akan menghasilkan 10-20 t/ha kering tiris dalam waktu rata-rata rentang 10-20 hari, sedangkan bila awalnya 1,5 t/ha pencapaiannya bisa kurang dari 20 hari. Hitungan tersebut bisa dijadikan dasar pendekatan rekayasa jumlah sub kelompok tani go padi organik yaitu per 10 hektar (20-40 petani). Ketersediaan inokulan multiplikasi Azolla microphylla sebesar 1-1,5 t/musim bisa untuk memulai go organik paling tidak untuk 10 ha lahan sawah. Sumber inokulan multiplikasi adalah bank Azolla sub kelompok tani.

Rekayasa sosial-budaya petani adalah proses modifikasi kelembagaan unit kecil kelompok tani menjadi sel organisasi terkecil yang akan dijadikan pusat transformasi iptek teknologi pemanfaatan Azolla microphylla. Modifikasi kelembagaan memerlukan pendekatan partisipatif tokoh tani sel organisasi yang bisa berwujud sub kelompok tani. Tujuan modifikasi adalah kesuksesan transformasi iptek, kesepakatan pelaksanaan bank Azolla dan multiplikasinya yang berkaitan erat dengan tataruang, dan sukses rencana go budidaya padi organik.

Pendekatan agronomis adalah proses transformasi iptek khusus budidaya tumpangsari Padi organik-Azolla microphylla (Am), termasuk pula pola tanam tanaman pangan organik pasca musim padi. Karakter kehidupan Am dan varietas padi organik lokal, dan pembelajaran bioteknologi tanah dan ekologi tanah/lahan perlu dilaksanakan. Jarak waktu inokulasi Am dengan waktu tanam padi, jarak tanam padi (model SRI/non-SRI), dan prinsip tatakelola keharaan biodinamik perlu akurasi sehingga tidak berbeda antara riset dengan faktual on-farm. 

Pengembangan industri pupuk organik berbasis biomassa Am yang dikembangkan sendiri oleh sub kelompok tani atau minimal kelompok tani akan menunjang pengadaan pupuk organik secara kolektif. Namun demikian semakin banyak jumlah anggota yang dilayani maka akan bisa semakin kompleks manajemen dan masalah yang muncul. Industri pupuk organik yang dimunculkan bisa berupa produksi pupuk organik padat dan pupuk organik cair, sangat dimungkinkan pula dirangkaikan dengan produksi pestisida hayati atau organik karena prinsipnya sama yaitu fermentasi bahan pupuk dan pestisida. Biomassa Am dapat dijadikan bahan ruah utama produksi pupuk organik, dengan demikian produksi biomass Am sangat dibutuhkan mutlak. Pupuk hayati atau bisa disebut agensia hayati yang akan digunakan sebagai biang pengkomposan dapat dibuat sendiri oleh kelompok tani maupun memakai produk pabrikan. Namun demikian harus jelas komposisi mikroba yang terkandung untuk memproses material organik menjadi pupuk organik berkualitas.

Penata layanan sistem budidaya organik-biodinamik diperlukan untuk merancang tatalaksana dan tatakelola budidaya tanaman pangan berbasiskan penggunaan lahan sawah beririgasi karena pemanfaatan Am lebih tepat dan paling mudah pada lahan tersebut. Pada saat musim penghujan atau selama ada air irigasi mencukupi maka dikembangkan budidaya multiplikasi Am dan tumpangsari padi organik-Am. Setelah musim tanam padi (bisa satu atau dua kali) adalah pembudidayaan tanaman pangan non-padi yang sebaiknya berkaidah organik-biodinamik. Oleh karena itu sangat diperlukan ketersediaan bokhasi dan pupuk organik cair berbasiakan Am karena biomassanya telah disediakan pada teknologi go organik berbasis Azolla microphylla.

Kesimpulan

1.     Azolla microphylla adalah paku air yang mudah dikembangkan petani sawah yang berprospek besar untuk pengelolaan hara berkelanjutan untuk go padi organik.

2.      Tatakelola pengembangan Azolla microphylla dapat ditempuh melalui rekayasa sinergisme: (i) teknis, (ii) tata ruang, (iii) sosial-budaya, (iv) agronomis, (v) keindustrian berbasis pemberdayaan kelompok tani, dan (vi) penata layanan sistem budidaya organik-biodinamik.

Daftar Pustaka Acuan:

Anas, I. 1989. Biologi Tanah dalam Praktek. Petunjuk Laboratorium. IPB, Bogor.

Cisse, M., and Paul L.G. Vlek. 2003. Conservation of Urea-N by Immobilization-Remobilization in a Rice-Azolla Intercrop. Plant and Soils 250: 95-104. 

De Macale, Maria Andrea, R. And Paul. L.G. Vlek. 2004. The Role of Azolla Cover in Improving The Nitrogen Use Efficiency of Lowland Rice. Plant and Soils 263: 311-321.

Etika N., D., P. Widyasunu., T. Agustono. 2009. Identification of Upland Characteristics for Land Degradation Potential of Logawa Sub-River Basin Banyumas Regency to Encourage It’s Rehab-ilitation Trough Conserv-ation Crop Livestock Farming System. Proceeding of Inter-national Seminar on Upland For Food Security. Sub Topic: Cropping System and Land Conserv-ation. Held in Agricultural Faculty of Unsoed. Nov., 7-8, 2009 (In Preparation to Press By Organizing Committee).

Handoko, I., Y. Sugiarto., dan Y. Syaukat. 2008.  Keterkaitan Perubahan Iklim dan Produksi Pangan Strategis: Telaah kebijakan independent dalam bidang perdagangan dan pembangunan. SEAMEO BIOTROP, Bogor, Indoensia.

He, Z.L., A.K. Alva, D.V. Calvert, and D.J. Banks.  1999.  Ammonia Volatilization from Different Fertilizer Sources and Effects of Temperatur and Soil.  Soil Science.  Oct’1999.  Vol. 164, No. 10: 750-758.

Heni, P., 2006. Kajian Pemanfaatan Bahan Organik Berbasis Azolla dan Batuan Fosfat Alam Terhadap Keharaan P Pada Tanah yang Disawahkan. Skripsi. Fakultas Pertanian, Unsoed, Purwokerto.

IHSS, 2000. IHSS 10.  Proceedings of 10^th International Meeting of The International Humic Substances Society: Entering the Thrid Millenium with a Common Approach to Humic Substances and Organic Matter in Water, Soil and Sediments. 24-28 July 2000 in Touloese, France. Two Volumes.

Ismangil. 2009.  Potensi Batu beku, Kalsit, dan Campurannya Sebagai Amelioran pada Bahan Tanah Lempung Aktivitas Rendah. Disertasi. Program Pasacasarjana, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. 395 hal.

Johal, C.S.  1986.  Studies on The Utilization of Azolla-Anabaena Symbiosis by Flooded Rice.  Dissertation.  Georg-August University, Goettingen, Germany.

Kannaiyan, S.  1987.  Use of Azolla in India. In: Azolla Utilization.  Proceeding of The Workshop on Azolla Use.  Fozhon, Fujian, China. 31 March-5 April 1985. Pp. 109-117.

Kroeck, T.J., J. Alkamper, and I. Watanabe.  1988.  Effect of an Azolla Cover on The Conditions in Floodwater.  J. Agron and Crop Sci. 161: 185-189.

Kurnia Sari, 2006. Kajian Pemanfaatan Bahan Organik Berbasis Azolla dan Pupuk Urea Terhadap Keharaan N Tanah Sawah. Skripsi. Fakultas Pertanian, Unsoed, Purwokerto.

Kurniawan, Ruly E.K., and P, Widyasunu. 2009. Characterization of Volcanoes Upland Degradation Caused By Stone and Sand Mining and It’s Reclamation Scenario for Biomass Production. Proceeding of Inter-national Seminar on Upland For Food Security. Sub Topic: Agriculture Manage-ment. Held in Agricultural Faculty of Unsoed. Nov., 7-8, 2009 (In Preparation to Press By Organizing Committee).

Loudhapasitiporn, L., and C. Kanareugsa.  1987.  Azolla Use in Thailand. In: Azolla Utilization.  Proceeding of The Workshop on Azolla Use.  Fozhon, Fujian, China. 31 March-5 April 1985. Pp. 119-122.

Lumpkin, T.A., and D.L. Plucknet.  1982.  Azolla as Green Manure:  Use and Management in Crop Production.  Westview Press/Boulder, Colorado.

Lumpkin, T.A.  1987.  Environmental Requirement for Succesful Azolla Growth.  In:  Azolla Utilization.  IRRI, Manila, Philippines.

Mabbayad, B.B.  1987.  The Azolla Program of The Philippines.  In:  Azolla Utilization.  IRRI, ManilaPhilippines. Proceeding of The Workshop on Azolla Use.  Fozhon, Fujian, China. 31 March-5 April 1985. Pp. 189 – 195.

MÜLLER, H.A. 1994.  Nitrogen dynamics and losses in a urea fertilized Azolla-Rice system.  Thesis.  Georg-August University, Göttingen, Germany.

Noviyanti, H. 2003. Manfaat Pemberian Azolla dan Zeolite untuk Konservasi Amonium dalam Lumpur Sawah.  Skripsi. Fakultas Pertanian, Universitas Jenderal Soedirman, Purwokerto.

Nurois. 2003.  Manfaat Pemberian Azolla dan Zeolite terhadap Konservasi Amonium dalam Air Sawah Setelah Pemupukan N. Skripsi. Fakultas Pertanian, Universitas Jenderal Soedirman, Purwokerto.

Roger, P.A., R. Jimenez, and S.S. Ardales.  1991.  Methods for Studying Blue-Green-Algae in Ricefield: Distributional Ecology, Sampling Strategies, and Estimation of Abundance.  IRRI. Los-Banos

Roger, P.A.  1982.  Research on Algae, Blue-Green-Algae, and Phototrophic Nitrogen Fixation at IRRI.  IRRI.  Los-Banos.

Roger, P.A., and J.K. Ladha.  1992.  Biological N₂ Fixation in Wetland Rice Field: Estimation and Contribution to Nitrogen Balance.  Plant and Soils.  141: 41-45.

Simanungkalit, R.D.M., D. A. Suriadikarta, R. Saraswati, D. Setyorini, dan W. Hartatik. 2006.  Pupuk Organik. Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Sumber Daya Lahan Pertanian, Bogor.

Stevenson, I.L. and J.W. Rouatt. 1953.  Qualitative studies of soil micro-organisms. Canadian Journal Botany 31: 438-447.

Tel-Or, E., E. Bar, C. Watad, O. Klein, and C. Forni. 1991.  Structure, Metabolism and Nitrogenase Regulation in The Azolla-Anabaena Association.  In: M. Polsinelli, R. Materassi, and M. Vincenzinni (Eds.). 1991. Nitrogen Fixation. Proceeding of The Fifth International Symposium on Nitrogen Fixation with Non-Legumes,  Florence, Italy, 10-14 Sept. 1990. Kluwer Academic Publishers. Pp. 388-398.

Vlek, P.L.G., M.Y. Diakite, and H. Moeller.  1995.  The Role of Azolla in Curbing Ammonia Volatilization from Flooded Rice System.  Fertilizer Research.  42:165-174.

Walker, L.R., and R. del Moral. 2003. Primary Succession and Ecosystem Rehabilitation. Cambridge University Press. Cambridge, New York, Melbourne, Madrid, Cape Town, Singapore, Sao Paulo.

Watanabe, I., K.K. Lee, B.V. Alimagno, M. Sato, D.C. del Rosario, and M.R. de Guzman.  Biological Nitrogen Fixation: In Paddy Field Studied by In Situ Acetylene-Reduction Assays.  IRRI Research Paper Series.  No. 3, 1977.  The IRRI, PO Box 933, Manila, Philippines.

Watanabe, I., and W. Cholitkul.  1979.  Field Studies on Nitrogen Fixation in Paddy Soils.  In: Nitrogen and Rice.  IRRI, Los Banos, Philippines. P.p. 223-239.

Watanabe, I., S.K. De Datta, and P.A. Roger.  1987.  Nitrogen Cycling in Wetland Rice Soils.  In:  Wilson, J.R. (Ed.).  1987.  Advances in Nitrogen Cycling in Agricultural Ecosystems.  Proceeding of the Symposium on Advances in Nitrogen Cycling in Agricultural Ecosystem held in Brisbane, Australia, 11-15^th May 1987.  C.A.B.  International, Wallingford, UK. P.p. 239- 256.

Widyasunu, P.  1997.  The Role of Azolla microphylla in Reducing The Ammonia Volatilization in Flooded Rice Fertilized with Urea.  Thesis. Georg-August University, Goettingen, Germany.

Widyasunu, P., P.L.G. Vlek, A.M. Moawad, and I. Anas.  1998.  Ability of Azolla in Reducing Ammonia Volatilization in Waterfed Rice Field.  Agrin. Vol. 2 No. 4 April 1998. P.p. 24-38.

Widyasunu, P., Bondansari, M. Rif’an.  2000.  Penilaian Kualitas Tanah Berdasarkan Dinamika Bahan Organik Tanah di Lereng Selatan Gunung Slamet Wilayah Kabupaten Banyumas.  Laporan Hasil Penelitian. Fakultas Pertanian UNSOED, Purwokerto.

Widyasunu, P., Bondansari, M. Rif’an.  2000.  Pengujian Status Asam Amino Tanah dan Korelasinya dengan Bahan humik Tanah pada Lahan Kering untuk Mendukung Rekomendasi Pemupukan Nitrogen.  Laporan Hasil Penelitian.  Fakultas Pertanian UNSOED, Purwokerto.

Widyasunu, P., Bondansari, M. Rif’an.  2001.  Pengujian Hubungan Diantara: Humifikasi Bahan Organik Tanah, Tingkat Degradasinya, dan Aktivitas Pertanian dalam Ekosistem yang Berbeda.  Laporan Hasil Penelitian.  Fakultas Pertanian UNSOED, Purwokerto.

Widyasunu, P., M. Rif’an, dan Bondansari. 2003. Meningkatkan Sinergisme Batuan Fosfat Alam dengan M-Bio Melalui Pemanfaatan Bahan Humik dari Kompos Centrosema pubescens Ultisol yang Ditanami Kedelai. Laporan Hasil Penelitian. Universitas jenderal Soedirman. Purwokerto.

Widyasunu, P, Kurnia Sari, dan H. Purwanti. 2006.  Pemanfaatan Kompos Berbasis Biomassa Azolla microphylla, Pemupukan Urea dan Batuan Fosfat Alam Terhadap Keharaan N dan P Tanah Sawah. Kolaborasi Riset. (belum dipublikasikan).

Widyasunu, P. dan S. Atmodjo. 2009. Manfaat Pemberian Pupuk Organik dan Mikoriza untuk Reklamasi Lahan Bekas Penambangan Pasir Batu pada Fisiografi Perbukitan Kabupaten Banyumas. Laporan Hasil Penelitian. Fakultas Pertanian, Universitas Jenderal Soedirman, Purwokerto.

You, C., R. Zhang, and W. Song.  1987.  Some Aspect of Rice-Azolla Association in Northern China.  In: Azolla Utilization.  Proceeding of The Workshop on Azolla Use.  Fozhon, Fujian, China. 31 March-5 April 1985. Pp. 189-195.

Wolf, S., and Georg, H. Snyder. 2002. Sustainable Soils The Place of Organic Matter in Sustaining Soils and Their Productivity. Food Product Press. Imprint of The Haworth Press, Inc. New York, London, Oxford.

Yusnaini, S.  1995.  Peranan Azolla dalam Mensubstitusi Kebutuhan Nitrogen Padi Sawah IR-64.  Thesis.  Program Pasca Sarjana, IPB, Bogor.

Zhang Zhuang-Ta, Ke Yu-Si, Ling De-Quan, Duan Bing-Yuan, and Liu Xi-Lian.  1987. Utilization of Azolla in Agricultural Production in Guangdong Province, China. In: Azolla Utilization.  Proceeding of The Workshop on Azolla Use.  Fozhon, Fujian, China. 31 March-5 April 1985. Pp. 141-145.

Manfaat Futuristik si Cantik Azolla dan Lemna

untuk Pertanian dan Lingkungan

Oleh:

Ir. R.M. Purwandaru Widyasunu Tondakusuma, MSc.Agr.

(Laboratorium Tanah/Manajemen Sumberdaya Lahan, Faperta -  Universitas Jenderal Soedirman - Purwokerto)

 (E-mail: purwandaru.widyasunu.com)

30 Januari 2016.

Abstrak

Penulis selama 16 tahun ini melakukan riset dan Pengabdian Kepada Masyarakat secara terstruktur menggunakan biomassa Azolla microphylla (Am), terakhir pada tahun 2012 dengan Tim melaksanakan riset dayaguna Lemna polyrhiza (Lp). Keduanya adalah tanaman air, bisa digunakan sebagai inputan pertanian baik pupuk dan pakan, maupun sebagai bio-massa regulasi cemaran kimia, pengawetan N air, dan prospektus untuk ikut meredam pemanasan global. Prospek paling akhir ini memerlukan kerja besar bersama petani, pakar, dan pemerintah. Futurologi penting lainnya adalah prospektus sebagai bahan karbon mudah luruh untuk biomassa energi. Hal ini juga memerlukan berbagai riset terstruktur bersifat fundamen-tal dan praktikal. Mengingat prospek fungsinya untuk Clean-Agriculture yang begitu luas, maka penulis menganggap perlu menuliskan dalam makalah ini review manfaat prospektus Am dan Lp hasil kerja riset dan PKM 16 tahun dan diperkuat dengan review jurnal, prosiding, dan bahan primer lainnya baik nasional maupun internasional. Si cantik perlu dipergunakan secara luas sebagai salah satu input untuk pertanian dan penyelesai masalah lingkungan.

Kata kunci: Azolla microphylla, Lemna polyrhiza, prospektus.

Abstract

The Futuristic Use of Pretties “Azolla and Lemna” to Agriculture and Envinronment

During research and extension activities as long as 16 years, first writter has used biomass of Azolla microphylla (Am), and by end of 2012, the tim have done  the powerful exploratory used of Lemna polyrhiza (Lp), although it was still prolonged until this manuscript is writting. Those two plants are part of water surface as “beauty plant” for organic fertilizer and animal feed making. The another important function as they used is to regulate water chemical condition and pollution, and is to conserv water N. In addition, it have hipotetically prospectous to decline global warming. This ultimate function has need the big help, coordination and work among farmer, scientist, and goverment. The most ultimate functionality will lay on their prospect on how the carbon of atmospher can be suquestered. To more same futurology, the biomass will also prominent to be used as carbon resources for organic energy. This need more research fundamentally as well as that of practically. Concerning to those prominently prospects, however, the writter would like to write and draw those futurist need and research that of collected from 16th years of research, wether those from national or international journal, from the proceeding as well, and from many of primary manuscripts. The data, information and theory need to build the important of Clean-Agriculture. Though the pretty is mean Am and Lp need to be practically used as part of national agricultural cycling input and biomass environment problem solver.

Key words: Azolla microphylla, Lemna polyrhiza, prospectous.

I.  Pendahuluan

Tulisan ini adalah tentang manfaat Azolla microphylla (Am) dan Lemna polyrhiza (Lp) untuk masa depan pertanian dan lingkungan. Dalam makalah ini dituliskan hasil riset sendiri manfaat Am antara tahun 1997-2012 dan manfaat Lp khususnya sebagai bahan pupuk organik (bokashi basis Lp) tahun 2012 sebagai pembanding dan ekplorasi baru Am sebagai bahan basis bokashi. Pemanfaatan Am sebagai biomassa pengelolaan hara sawah berlangsung antara tahun 1997-2008, mulai 2009 panenan biomassa Am dimanfaatkan dibuat untuk membuat bokashi. Bokashi Am didefinisikan sebagai pupuk organik basis Am yang kaya agensi hayati (Widyasunu et al., 2011). Pada tahun 2012 biomassa Lp panenan riset eksplorasi digunakan untuk basis bokashi Lp (Supartoto et al., 2012). Tata laksana pembuatan bokashi basis Am 60 % dapat dilihat pada blog penulis (http://Purwandaru-Widyasunu.blogspot.com:  Rumah PurwandaruWidyasunu). Pengertian manfaat futuristik bagi pertanian dan lingkungan adalah: (i) Am dan Lp sebagai material pupuk organik padat maupun cair, (ii) biomassa pengumpul N₂ diubah menjadi N-Am sehingga sangat baik sebagai pupuk hijau, (iii) dual crops Padi-Am mengkonservasi NH₄⁺ air sehingga penguapan N-NH₃ direduksi; manfaat dual crops Padi-Lp tahun 2013 akan dieksplorasi, (iv) pada dua crops Padi-Am, produksi padi meningkat, (v) bokashi basis Am 60 % dan POC basis Am 40 % meningkatkan hasil padi, (vi) biomassa Am pernah diuji mampu menyerap hara N, P, K, S, Ca, Mg air (replika sawah), sehingga mampu mengkonservasinya tidak ikut mengair bebas di persawahan, (vii) Am sebagai material 15 % pakan itik dan meningkatkan hasil, (viii) Am dan Lp mampu mengkondisikan sifat kimia dan fisika air habitat mikronya di bawah “frond-nya” ideal untuk kehidupan ikan dan potensial menghambat difusi gas NH₃ dan CH₄ berlebihan, dan (ix) Biomassa Am doubling-timenya hanya 2 malam (uji 1996 s/d 2012 konsisten di sekitar Purwokerto), biomassa Lp doubling-timenya hanya semalan; hal tersebut prospektus sebagai biomassa pensekuestrasi CO₂ sehingga bisa ikut meredam pemanasan global. Manfaat-manfaat tersebut akan dibahas singkat dalam artikel prosiding ini.

Azolla microphylla adalah tanaman paku air, hidupnya mengambang di permukaan air dengan lembaran dan kumpulan daunnya menyembul di atas permukaan air, mendapatkan nutrisi (hara) dari air atau tanah berlumpur, memerlukan cahaya matahari dan menyerap CO₂ udara agar dapat melakukan fotosintesis. Daun tanaman air ini bertumpuk-tumpuk kalau sudah dewasa namun kalau masih muda lembaran daunnya belum bertumpukan, satu kumpulan tanaman (clump) bisa berdiameter 1-2 cm dan bertumpukan setinggi 0,5-1 cm, warna daunnya hijau muda saat muda dan akan berubah hijau agak tua pada saat dewasa. Tanaman air ini berkembang biak dengan mudah secara vegetative namun juga bisa menggunakan sporanya. Dalam lingkungan iklim tropika Azolla microphylla (Am) mudah dibiakkan hanya secara vegetative, sehingga dalam agronomi (pertanian) sangat berprospek tinggi sebagai bahan pupuk organic (padat kering, curah dan cair), inokulan penambat N₂ menjadi sumber utama hara N padi sawah, pakan ikan, pakan ternak hewan (sapi, ayam, bebek), dan laporan terakhir cocok untuk diet manusia (Widyasunu 2010, Widyasunu et al., 2010 a, b, c; www.probiotikorganik.blogspot.com).

Am merupakan salah satu spesies dari Azolla sp. yang diseluruh dunia ada 7 spesies yang diketahui populer, barangkali masih ada lain spesies namun belum dilaporkan (FAO, 2009). Azolla didefinisikan FAO (2009) sebagai tumbuhan makro yang hidupnya mengambang pada permukaan air dengan akar yang masuk ke air;  akar berada tepat di bawah batang dan cabang batang dan kumpulan laminar yang mengambang (pen.). Karena Azolla adalah tumbuhan fotosintetik dan simbionnya dapat menambat N₂ udara maka Azolla dapat disebut sebagai tanaman air CELSS (a controlled ecological life support system) (Liu et al, 2008) atau dibahasa Indonesiakan menjadi tanaman yang berfungsi sebagai kontrol keekologian yang mendukung sistem kehidupan di planet bumi (pen.). Daya fotosintetiknya sangat-sangat kuat sehingga mampu menyerap CO₂ udara dan membebaskan O₂ ke udara, suatu kapasitas yang sangat-sangat besar untuk ikut mensukseskan program penurunan pemanasan global secara nyata.

II. Tujuan Penulisan

1. Memberikan informasi manfaat Azolla dan Lemna untuk kegiatan pertanian (budidaya tanaman, peternakan, perikanan, dan lingkungan).

2. Azolla dan Lemna bisa dijadikan komoditas baru untuk bisnis inputan pertanian.

3. Azolla bisa dijadikan sebagai bahan peredaman pemanasan global (carbon credit IPCC) dan sangat cocok untuk penyelenggaraan clean agriculture input probiotik organic.

III. Khalayak Sasaran Strategis

1.  Petani dan unsur SDM penyuluhan pertanian.

2.  Para stake holder pertanian organic.

3.  Masyarakat umum, teknolog, swasta.

4.  Pemerintah Pusat maupun Daerah.

IV.  Uraian Teknologi Manfaat Azolla microphylla (Am) dan Azolla sp.

Kemampuan fiksasi (pengikatan) N₂ udara termasuk tinggi-sangat tinggi yaitu 2-3 kg/ha/hari (Pullin dan Almazan, 1983), menurut pengamatan penulis Am dapat menghasilkan N total biomass sebesar 500-800 kg/N/musim padi. Melihat potensi ini kita dapat mengatakan Am mampu dimanfaatkan untuk menggantikan pupuk urea dan ZA termasuk pula pupuk fosfat dan kalium, sehingga akan segera membebaskan petani sawah tergantung pada pupuk pabrikan. Ini akan memberi arah kemandirian pertanian.

Azolla sp. diseluruh dunia juga telah dimanfaatkan untuk beberapa kegiatan produksi biomassa tanaman baik serealia, legume dan hortikultura, caranya adalah dengan membuat bokhasi berbiomassa Azolla (FAO, 2009). Am telah dimanfaatkan menjadi basis biomass tanaman material bokhasi dan pupuk organic cair sampai dengan 40-70 % material oleh tim penulis (pen.; Widyasunu, 2010 a). Tahun 2010 Am telah sukses dipelajari sebagai material hijauan baik segar maupun silase kepada ikan nila dan lele dumbo di sekitar Purwokerto (Widyasunu, 2010 b). Am juga telah diketahui mampu memelihara pH air sekitar netral di bawah populasi Am (Widyasunu, 2010 a), disamping itu telah sukses menurunkan volatilisasi amoniak pupuk mengandung nitrogen baik organic maupun pupuk N pabrikan (urea)  (Widyasunu et al., 1998; Widyasunu, 1997). Hasil pengamatan praktikal terakhir (Widyasunu et al., 2010) menunjukkan bahwa air kolam di bawah Am mempunyai tanda-tanda sifat kimia, fisika dan biologis yang baik untuk kehidupan ikan (lele dan nila); kondisi kolam adalah mendapatkan pencahayaan matahari penuh. Di bawah populasi Am hidup mikroba,hewan messo air, fito dan zoo-plankton yang sangat penting sebagai pakan alami ikan (Widyasunu et al., 2011 d).

Manfaat biomassa Azolla microphylla sebagai basis pupuk organic:

Am biomassanya mengandung unsur hara makro dan mikro penting. Hara makro (NPK) umumnya lebih tinggi dari hijauan lainnya (Widyasunu, 2009). Hasil analisis Laboratorium terhadap pupuk Bokhasi basis Am 60 % dan POC basis Am 40 dan 100 % yang dibuat oleh mahasiswa Prodi Ilmu Tanah  menunjukkan  sifat fisika dan kimia pupuk organic yang masuk criteria persyaratan pupuk organic menurut Permentan No 28/Permentan/OT.140/2/2009 (Widyasunu et al., 2011 c). Pupuk Bokhasi-Am dan POC-Am yang disuplementasi dengan beberapa nutrisi organic hasil fermentasi aneka sayur, buah, asam amino ikan local Kabupaten Banyumas telah berhasil menjadi nutrisi budidaya padi Pandanwangi model SRI “full organic” dengan hasil konversi per hektar antara 6,0-8,0 ton (Widyasunu et al., 2011: data primer). Tabel 1 menyajikan informasi hara produk pupuk organic basis Am tahun pelaksanaan riset 2010-2011.

Tabel 1.  Kandungan hara produk bokashi dan POC, dan air kolam lele basis bahan dan pakan dari biomassa Azolla microphylla (Am)

Keharaan	Bokashi-Am 60 %		POC-Am 40 %		POC-Am 100 (ppm)		AK Lele pakan Am 25 % (ppm)
	a)	b)	a)	b)	a)	b)	a)	b)
C -organik	26,83	14,71	17,16	m.a.	-	1766,13	134,11	83,17-86,05
B.O.	46,27	25,45	29,58	m.a.	-	3055,40	231,23	143,88-148,87
N-total	2,09	1,64	0,21	m.a.	-	2433,72	44,43	68,56-63,27
P2O5 total	2,48	1,08	0,19	m.a.	-	102,02	30,58	109,19-110,83
K2O total	0,65	163	0,35	m.a.	-	214,13	24,64	165,87-178,51
C/N	12,84	9,54	82,48	m.a.	-	0,726	3,02	1,21-1,36
pH	7,38	6,8	4,01	m.a.	-	6,86	6,77	6,78-7,45
Bahan ikutan (plastic, kerikil)	-	-	-	-	-	-	-	-

^a) data riset Widyasunu et al. (2010); ^b) data PKM Riset Widyasunu et al., 2011 b.(m.a.= masih dilakukan analisis di Lab. Tanah).

Uji produk bokhasi-Am 60%, POC-Am 40 %, dan air kolam ikan lele pakan basis Am untuk padi, jagung dan sayuran (Widyasunu et al., 2011 d):

Rangkaian budidaya padi-jagung-sayuran-Am-ikan-itik memberikan gambaran mudahnya pengelolaan pertanian terpadu menggunakan lahan pekarangan dan sawah. Pertumbuhan yang pesat dari ikan lele dan ikan local berprobiotik pakan alami dan pakan basis Am 20 % dan seringkali basis mencapai 50 % menunjukkan Am sangat prospektif untuk masa depan pertanian. Semua kolam ikan yang dicontohkan (PKM)merupakan kolam air statis (tidak mengalir); ikan lele, nila, gurameh, mujaher local semuanya tumbuh dengan pesat. Bahkan ikan mujaher local dan nila mudah berkembang biak hanya dengan pemberian pakan sayur (Am 50 % dan sayur lokal lainnya 50 %). Sayur local lain yang diberikan adalah kangkung, daun-daun ubi jalar singkong, kerokot, papaya, dan rumput.

Padi organic melebihi konvensional oleh perlakuan pupuk organik basis Am (bokashi-Am 60%, POC-Am 40 %, air kolam lele basis Am 20 -50 %). Padi IR-64 dan Pandanwangi (polybag) desainnya digenangi air 5 cm air kolam lele. Namun demikian, kenyataannya polybag baru dari toko 95 % nya bocor halus sehingga justru menjadi praktik budidaya padi aerobic. Penambahan air kolam lele dan mujaher menjadikan peningkatan jumlah anakan padi melebihi standar anakan petani local (10-14 anakan). Percontohan baik budidaya padi SRI (satu bibit) dan non-SRI 3 bibit semuanya anakannya berkisar antara 15–40 anakan. Distribusinya 70 % populasi terdapat 15-25 anakan dan populasi dengan jumlah anakan di atas 25 adalah 30 %). Jumlah anakan produktif berkisar 10-25 anakan yang menunjukkan keberagaman tinggi namun masuk standar nasional anakan produktif. Masih perlu formulasi lanjut terhadap pupuk organic Am.

Jagung pemupukan organic penuh (pupuk organik basis Am (bokashi-Am 60%, POC-Am 40 %, air kolam lele basis Am 20-50 % + kompos kohe ayam; total 40 ton/ha), hasilnya melebihi jagung berpemupukan konvensional (NPK 400-600kg/ha). Diameter tongkol jagung tengah berkelobot perlakuan pemupukan berkisar 4,5-6,0 cm sedangkan yang berpemupukan konvensional berkisar 3,5-5,5 cm. Hasil pengukuran jagung organic luasan lahan 20 m², bobot basah lapangan jagung berkelobot adalah 23 kg, sedangkan jagung pemupukan konvensional 22 kg. Pertumbuhan vegetatif dan perkembangan generative jagung pemupukan organik penuh menunjukan lebih baik dibanding jagung berpemupukan NPK. Bahan pupuk organic mengandung hara dan asam humat yang cukup untuk proses pembenahan tanah Inseptisols dan member hara cukup bagi tanaman jagung hibrida.

 

        

   Gambar 1 (a)                                              Gambar 1 (b)

Gambar 1. (a): Jagung berkelobot muda pemupukan organic penuh diameter 4,5-6,0; (b) Jagung berkelobot muda pemupukan NPK diameter 3,5-5,5 cm.

Sayuran organik basis pemupukan bokashi-Am 60%, POC-Am 40 %, air kolam lele basis Am 20 -50 % menunjukkan manfaatnya bagi pertumbuhan dan perkembangan pak-choy dan tomat. Seperti manfaat pada tanaman padi dan jagung pemupukan organic basis bahan dari biomassa Am juga mampu menjadi pupuk pengganti inorganic-NPK pabrikan. Peran dari asam humat yang diproduksi dari fermentasi bahan pupuk organic basis Am menunjang proses perbaikan bekas tanah sawah tadah hujan yang memadat. Asam humat memperbaiki struktur tanah sehingga tidak mudah memadat, memperbesar aerasi perakaran, namun juga bisa menyumbang hormone rhizosfera karena berkembangnya mikroba yang berfungsi sebagai probiotik.

Azolla spp. dilaporkan oleh FAO (2009) biomassanya mengandung 10 asam amino esensial yang sangat baik untuk pakan ikan baik segar maupun bahan pakan silase/campuran dengan bebijian; Am dilaporkan mampu meningkatkan bobot ikan jenis tilapia.

Hasil telaah pustaka internasional, nasional, dan kegiatan kerja riset/praktikal sendiri di atas (Widyasunu et al., 2011 d) menunjukkan bahwa Azolla microphylla sangat berprospek besar menjadi biomassa subyek untuk pengelolaan kesuburan tanah sawah dan kolam. Disamping itu ada indikasi yang baik bahwa Azolla microphylla mampu berfungsi sebagai pro-probiotik. Tulisan ini diharapkan dapat memberikan pencerahan bagi petani dan penyuluh untuk berusaha mencapai kemandirian bertani menggunakan tanaman paku air Azolla microphylla.

Pengaruh Biomassa Azolla microphylla terhadap Dinamika Fisika dan Kimia Kolam:

Air kolam lele, kolam input nutrisi alami dan kolam budidaya Am juga telah diketahui dinamika sifat fisik dan kimianya dengan cara pengukuran langsung. Hasil pengukurannya disajikan pada Tabel 2.

Tabel 2. Dinamika pH, redoks, dan temperature kolam lele, input alami, dan pemeliharaan Am (Ciwarak, Karanggintung, Kec. Sumbang, Kab. Banyumas)

Tanggal Th. 2011	Hari ke	pH KL	pH KI	pH K Am	Suhu (°C) KL	Suhu (°C) KI	Suhu (°C) K Am	Redoks (mv) KL	Redoks (mv) KI	Redoks (mv) K Am
11 Agt	1	7.49	7.57	6.84	23,60	24,10	22,40	-52	-57	-19
12 Agt	2	7.80	7.92	6.90	27,30	25,90	25,70	-57	-62	-5
13 Agt	3	7.79	7.89	6.79	29,20	25,90	27,90	-56	-61	7
14 Agt	4	7.79	7.92	7.75	28,50	25,90	25,50	-56	-61	-18
15 Agt	5	7.75	7.90	8.93	29,60	26,30	33,40	-54	-60	-12
16 Agt	6	7.65	7.90	8.34	27,10	25,20	28,90	-49	-61	-89
20 Agt	10	6.65	6.81	6.76	27,40	2530	29,40	-54	-65	-58
21 Agt	11	7.01	6.81	6.47	28,30	24,0	24,0	-58	-70	-39
22 Agt	12	6.77	6.82	6.80	29,80	25,90	31,10	-62	-67	-67
23 Agt	13	6.68	6.98	6.89	30,0	26,70	31,20	-65	-66	-67
24 Agt	14	6.68	6.84	6.75	26,50	2460	27,60	-58	-69	-58
27 Agt	17	6.78	6.92	6.47	27,80	24,30	29,20	-66	-76	-39
30 Agt	20	6.76	6.93	6.57	27,40	25,50	27,10	-64	-76	-48
02 Sept	23	6.97	7.01	6.60	30,50	27,80	30,60	-79	-82	-49
05 Sept	26	7.01	7.01	6.51	29,30	27,10	24,20	-83	-84	-43
08 Sept	29	7.11	7.10	7.08	29,70	27,10	27,80	-91	-89	-89
11 Sept	32	7.01	7.07	6.84	27,90	26,40	26,60	-83	-87	-68
14 Sept	35	6.77	7.04	6.69	27,10	25,10	25,60	-64	-88	-54
21 Sept	42	6.98	7.35	6.88	27,80	26,69	26,80	-66	-93	-52
28 Sept	49	7.26	7.40	7.02	29,0	27,20	26,80	-88	-97	-68
04 Okt	56	7.02	7.00	6.90	27,0	26,07	25,90	-75	-97	-70
11 Okt	63	7.47	7.45	7.37	29,70	27,90	28,30	-101	-99	-95
18 Okt	70	7.24	7.51	7.10	29,80	28,60	28,50	-84	-105	-75
25 Okt	77	7.07	7.62	6.88	30,20	29,0	28,80	-71	-112	-60

Sumber: data primer Widyasunu et al. (2011 b). KL = kolam ikan lele, KI = kolam input nutrisi alami, K Am =kolam budidaya Azolla microphylla.

Dinamika perubahan pH, redoks, dan temperatur air tempat perbanyakan Am telah dilaksanakan setelah populasi Am mulai berkembang 50 % memenuhi luasan tempat pembibitannya (penangkarannya). Uji pH, redoks, dan temperatur pada tahun 2010 (bulan Juni) menunjukkan populasi Am mulai 50 % berhasil mempertahankan pH air < 7,5, redoks air < 70 mv, dan temperatur air < 30°C (Widyasunu, 2010). Evaluasi terhadap sifat fisika dan kimia air tersebut juga stabil kisarannya pada nilai tersebut pada tahun 1997 dan 2009 (Widyasunu, 1997, 2009), tahun 1998, 2002, dan 2006 (Widyasunu et al, 1998 a dan b, 2002, dan 2006). Bukti ini merupakan kemampuan Am dan system probiotik organic di bawah populasi Am yang stabil untuk proliferasi yang baik dan menguntungkan dari sifat kimia, fisika, dan biologi air kolam ikan dan sawah. Inilah kemampuan replikasi dan stabilitasnya yang dapat dipertanggung jawabkan pemanfaatannya secara ilmiah dan praktikal.

Dinamika kimia dan fisika air kolam lele dan pemeliharaan Am disajikan pada Tabel 2. Data menunjukkan bahwa kolam ikan lele pH airnya sekitar netral sampai agak alkalis dengan redoks tidak di bawah – 200 mv merupakan kondisi air cukup baik untuk ikan lele. Semua nutrisi berbahan Am dapat digunakan untuk memberikan hara suplemen bagi padi (Tabel 1). Nilai pH dan redoks kolam Am menunjukan pH netral dan kondisi O₂ cukup di bawah biomassa Am menjadi tempat optimal hidupnya bermacam-macam biotic baik hewan messo maupun mikroba berguna, hal tersebut sesuai pendapat Etikawati dan Jutono (2002). Kondisi tersebut memberikan implikasi positif penggunaan biomassa Am menjadi “biomassa plus” untuk pembuatan bokashi dan POC. Manfaat luarbiasa Am atau spesies lain (A. pinnata, A. filiculoides) telah dilakukan sejak lama dan besar-besaran di Cina,Korea, Filipina, India, Vietnam, Thailand, dan Negara-negara Amerika Latin. Pengembangan didukung penuh oleh Pemerintahnya dan petaninya. Mengembangkan Azolla microphylla bagi pertanian ke masa depan berarti sebagai bagian aksi adaptasi dan mitigasi perubahan iklim global (asas input local dan non energy fosil).

V. Tata Kelola Pemanfaatan Azolla microphylla untuk Clean Agriculture yang Mempercepat Proses Desa Mandiri Pertanian

Potensi Azolla tersebut di atas menjadi alasan kuat bagi Am untuk dikembangkan di lahan persawahan menjadi sumber hara N pengganti pupuk urea dan sebagai sumber hara makro lainnya dan hara mikro (dikomposkan dan dibuat pupuk organic cair). Guna memperkaya kandungan hara pupuk organik asal Am kita tinggal menambahkan bahan lain yang sudah tersedia di pedesaan (kotoran ternak, sisaan tanaman), contoh dengan menggiatkan lagi pengembangan orok-orok (Crotalaria sp.), gliriside, petai cina, turi, Tithonia sp., dll.

Widyasunu (1997), telah membuktikan bahwa Azolla microphylla (Am) sangat baik dikembangkan pada sawah wilayah iklim tropika dan telah berhasil didayagunakan dalam penelitian untuk menekan tingkat volatilisasi (penguapan) amoniak pupuk urea sehingga meningkatkan efisiensi pemupukan urea sampai 70 %. Efisiensi pupuk organic yang N-nya tidak diuapkan dalam bentuk amoniak juga dicapai bilamana air genangan sawah dipenuhi dengan biomassa Am. Am sangat layak untuk didayagunakan sebagai agen fiksasi (penambatan) N₂ atmosfer dan efisiensi penggunaan hara untuk tanaman padi dan tanaman lainnya pada lahan sawah. Jadi praktek inokulasi Am pada budidaya padi sawah ada tiga manfaat pentingnya yaitu: (i) menekan penguapan amoniak pupuk bernitrogen, (ii) menambat  N₂ udara secara alami langsung di sawah menjadi N dalam air dan lumpur sawah (pabrik N), dan (iii) menghasilkan hara makro dan mikro lengkap setelah biomassnya menjadi kompos dalam lumpur.

Azolla microphylla telah diidentifikasi oleh Watanabe et al. (1992) dalam Roger (1992), sebagai spesies Azolla yang toleran dikembangkan pada sawah wilayah tropik bersuhu tinggi (kisaran 37° C siang hari - 29° C malam hari). Hasil pengamatan mutakhir (data primer: Widyasunu, 2010 a) menunjukkan Azolla microphylla mampu menghadapi panas lingkungan siang hari dan dingin lingkungan sekitar sawah malam hari lebih baik setelah diberikan living organism basic organic (probiotik) + glukosa. Probiotik dapat dibuat sendiri oleh petani ataupun kelompok tani asal mau dan tekun. Hal tersebut merupakan perbaikan terhadap kelemahannya di tropika yang selain oleh panas berlebihan juga harus ada suplai fosfat tinggi  (Lumpkin dan Plucknett, 1982); fosfat bisa diantisipasi oleh P-organik (Widyasunu et al., 2006).

Tatakelola pemanfaatan Azolla microphylla sebagai subyek pengelolaan kesuburan tanah organik-biodinamik untuk go budidaya padi organik meliputi pendekatan: (i) teknis, (ii) tata ruang, (iii) rekayasa sosial-budaya, (iv) agronomis, (v) keindustrian berbasis pemberdayaan kelompok tani, dan (vi) penata layanan sistem budidaya tanaman/ternak alami-organik-biodinamik. Aspek-aspek pendekatan tersebut selanjutnya difungsikan dalam bentuk program kegiatan sistem pertanian organik yang padu (holistic) sehingga terjadi sinergi pelaksanaannya. Pemaparannya disajikan pada paragraf-paragraf selanjutnya.

Membangun sistem tersebut juga bisa langsung dikaitkan dengan pemaduan sub sistemnya antara komoditas tanaman, ikan, dan ternak darat, karena Am berfungsi banyak seperti dijelaskan di atas. Sistem permakulture (permanen agriculture) tanaman-ikan-itik-Am bisa diterapkan pada tataruang pekarangan maupun sawah. Biomassa Am bisa dijadikan komoditas baru di dunia pertanian.

  Metode teknis yang dipergunakan untuk pengembangan Am sebagai basis pengelolaan kesuburan tanah yang organik-biodinamik dapat didekati dengan model percontohan bank mini Azolla di pedesaan, demplot budidaya Azolla di persawahan secara tunggal maupun tumpangsari padi-ikan-Azolla, dan percontohan pembuatan bokhasi, pupuk organik cair, pakan ikan, dan pakan itik (ternak) berbasis biomass Azolla. Inti metode ini adalah transformasi iptek budidaya Am, pemanfaatan agronomis dan produksi pupuk organik, pakan ikan, dan pakan ternak. Metode tersebut akan sangat berkaitan dengan tatakelola berikutnya terutama tataruang, dan seterusnya pada paragraf di atas.

Pengembangan bank Am akan sangat penting karena merupakan infrastruktur konservasi biomassa hidup Am. Model budidaya Am-padi-ikan–itik (sawah) atau Am-ikan-itik-tanaman lain di pekarangan akan sangat baik untuk mengangkat ekonomi perdesaan. Untuk itu kembalilah menjadi petani bagi para buruh dan pengangguran di perdesaan/perkotaan.

VI. Sepuluh Alasan Mengapa Azolla microphylla (Am) Dipilih sebagai Basis Pengelolaan Kesuburan Sawah dan Kolam untuk Clean Agriculture?

a.       Am mengandung hara makro dan mikro komplit.

     Kandungan biomassa Am  kering mengandung total N basah tiris 2,80 – 3,04 % (kering 5 – 6 %), P₂O₅ 2,02 – 2,10 %; K₂O 9,06 – 9,72 %, Ca total 5,88 – 6,20 %; Mg total 0,06 – 0,09 % dan  C-organik 40,75 – 42,88 % (data primer Widyasunu, 2009). Data kandungan unsur hara mikro dapat diacu dari disertasi Johal (1986) rekan penulis, manuskrip ada pada penulis.

b.      Am dapat dibudidayakan bersama dengan padi sawah dan ikan (kolam maupun sawah) (Widyasunu, 2010).

c.       Am mampu memanfaatkan hara dalam air untuk pertumbuhan dan perkembangan populasinya dan toleran pada iklim tropika sampai suhu udara atas permukaan air sampai 32-33°C (Widyasunu, 1997, 2010).

d.      Populasi (frond) Am mampu memelihara suhu air 1-3°C di bawah suhu udara atas pemukaan frond. Mekanisme ini terbukti menghambat penguapan amoniak pupuk nitrogen (Widyasunu, 1997, 2010).

e.       Am bisa menjadi basis pembuatan bokhasi dan pupuk organic cair (Widyasunu et al., 2010 dan 2011 a dan b).

f.        Am bisa berprospek menjadi pro-probiotik ekosistem air sawah dan kolam ikan (Widyasunu, 2010).

g.       Menjaga pH air tetap sekitar netral antara 6 – 7 sehingga mampu men-jaga/menekan ammonium air tidak berubah menjadi amoniak dan akhirnya menguap; menghasilkan O₂ ke lingkungan; kemungkinan menghasilkan buffer pH dan hormone khas makrophyta air (belum diketahui pasti) (Widyasunu, 2010).

h.       Am bisa untuk makanan ternak (itik, ayam, kambing, dan sapi) dengan cara dibuat silase maupun segar. Serat rendah dan dapat dtcerna oleh ikan dan ternak darat; asam amino esensial lengkap dan lebih tinggi diantara tanaman berhijau daun lainnya (FAO, 2009).

i.        Ray et al. (1979): A. caroliniana laju maks fotosintesisnya 90-100 μ mol CO₂/mg klrfl.jam. Anggap punya 10 t Az maka laju fiksasi CO₂-nya 4,65 x 10⁶ mg klrfl x 100 μ mol CO₂ = 465 mol CO₂/jam. Spesies adaptif di tropika Nusantara yaitu Azolla microphylla dan Azola pinnata perlu diteliti secara lebih fundamental kualitas dan kuantitas, serta prospeknya untuk peredaman pemanasan global dari atau dengan model pertanian permakultur di areal persawahan dan lahan kering suatu Sub DAS berdekatan dengan kampus untuk efektivitas pelaksanaan riset.

VII.      Pembelajaran dan praktek Azolla microphylla (Am) sebagai input lintas sub komoditas pertanian dan bahan peruahan input pertanian (permakultur)

            Pembelajaran dan praktek Azolla microphylla (Am) sebagai input lintas sub komoditas pertanian dan bahan peruahan input pertanian di atas sangat diperlukan oleh Poktan dan petani perdesaan. Hal tersebut disebabkan Am bisa didesain sebagai biomassa utama atau komplementer untuk pembuatan dan produksi inputan penting dalam budidaya tanaman, ikan, dan ternak darat di perdesaan.

            Sejak tahun 2009 masyarakat tani mulai diperkenalkan oleh Unsoed (Widyasunu et al., 2010), tahun 2010 dan 2011 ini mengalami perkembangan petani yang membudidayakan Am. Tanaman paku air Am dapat beradaptasi baik di iklim tropika basah dan RGR nya tinggi 1,5-3,0 kg/m²/30 hari, demikian pula kemampuan doubling timenya tinggi yaitu hanya 2 malam saja (Widyasunu et al., 2010, dan 2011). Studi kasus di Desa Karanggintung, Kec, Sumbang, Kab. Banyumas, telah menghasilkan Pokja input organic. Mereka telah belajar bagaimana pengaruh perubahan iklim terhadap perkembangan Am.

            Pada saat badai matahari yang kebetulan pada musim kemarau 2011, Am mengalami stagnasi perkembangan karena radiasi yang terlampau tinggi sampai ke permukaan bumi terutama sinar ultra violetnya. Dalam keadaan tersebut Am mudah terbakar sehingga perkembangan sangat terhambat. Dengan demikian menghadapi musim kemarau biomassa Am peru dilakukan konservasi agar tetap punya cadangan Am untuk musim penghujan. Pokja juga telah banyak belajar bahwa apabila menghadapi kemarau panjang perlu dilakukan penyemprotan Am dengan larutan gula dan diberikan stabilizer air sehingga Am mampu bertahan pada saat siang hari di musim kemarau yang terik, radiasi tinggi, kelembaban udara < 60 %, dan temperature udara > 31° C. Tahun 2012 Pokja akan mencoba riset praktikal budidaya padi-mina-Am menggunaan plot kecil pada sawah atau kolam terpal.

Mekanisme kerja Probiotic dalam permaculture sebagai berikut:

Mekanisme kerja sistem disajikan pada Gambar 2 di atas. Desain peralatan utama adalah kolam terpal, kolam nutrisi air, reactor pengkomposan (bokashi-Am 60% dan POC-Am 40 %), wadah pembuatan pakan ikan, wadah pakan itik, dan kandang budidaya itik. Pembudidayaan dan konservasi Am merupakan dasar untuk membangun permakultur untuk memandirikan desa pertanian.

Bila diusahakan system permakultur basis Am di perdesaan minimal padi-jagung-sayuran-ikan-itik-Am maka akan memberikan contoh nyata bahwa budidaya tanaman terpadu dengan inputan organic local bukan sulit, namun perlu dikenal kembali dan ditekuni karena nenek moyang kita pernah sukses melaksanakannya (Widyasunu et al., 2011 d). Teknologi permakultur probiotik organic mampu dikemas menjadi teknologi tepat guna (TTG) yang bisa, mudah, dan mampu direplikasi oleh siapapun bilamana Pemdes memberikan keleluasaan restrukturisasi lahan dan system pertanian menuju pertanian terpadu input local. Dampak  futurist proses tersebut sangat penting yaitu: (i) petani tidak tergantung input pabrikan, (ii) terbentuk pertanian mandiri yang mengakomodasi kembali kearifan local, (iii) memunculkan kembalinya keanekaragaman hayati sebagai modal keberlanjutan usahatani yang bersih (clean farming) bebas dari pemupukan inorganic berat dan pestisida sintetik sistemik maupun kontak yang membunuh semua biota tanah, (iv) menyelenggarakan kembalinya pengelolaan keharaan yang autogenic (siklus tertutup) maupun semi autogenic (siklus semi tertutup), dan (v) merancang bangun dan kegunaan kembali keragaman input alami perdesaan.

Gambar 2. Mekanisme kerja system biotic, input, air, energy dalam permakultur basis Azolla microphylla

Kesimpulan:

1. Manfaat Azolla microphylla untuk clean agriculture adalah menjadi bahan utama penyusunan input pertanian yang bersiklus melalui sistem permakultur probiotik organic basis Am (budidaya tanaman, perikanan, dan peternakan).

2. Azolla microphylla bisa dijadikan komoditas baru untuk bisnis inputan pertanian: bokashi-Am 60%,POC-Am 40 %, pakan ikan-Am 40 % - 50 %.

3. Permakultur dengan basis pengelolaan hara dan nutrisi kolam Azolla microphylla bisa dijadikan sebagai bahan peredaman pemanasan global (carbon credit IPCC) dan sangat cocok untuk penyelenggaraan clean agriculture input probiotik organic.

DAFTAR PUSTAKA

Daftar Referensi Hasil Riset Empirikal dan Praktikal Sendiri:

Maryanto, J., B. Setiadji, T. Ariati, dan P. Widyasunu. 2010. Penyuluhan Praktik Pertanian Organik Menggunakan Unit Lahan Sawah dan Pekarangan di Desa Karanggintung, Kec. Sumbang, Kab. Banyumas. Laporan Pengabdian Kepada Masyarakat, Faperta, Unsoed.

Widyasunu, P., Sari W. Utami, dan M. Arafat. 2011 a. Manuskrip untuk Jurnal Agronomika (data primer): hasil analisis serapan N dan P oleh padi Pandanwangi organic SRI. Laboratorium Tanah. Fakultas Pertanian, Unsoed, Purwokerto.

Widyasunu, P.,Abubakar,dan T.Ariati. 2011 b. Pengaruh Bokashi dan  POC Basis Biomassa Azolla microphylla, serta Variasi Jarak  Tanam Untuk Sistem SRI terhadap Pertumbuhan dan Hasil Padi Pandanwangi. Laporan Penelitian. Faperta Unsoed.

Widyasunu, P., Abubakar, T. Ariati, dan S. W. Utami. 2011 c. Efek Bokashi dan  POC Basis Biomassa Azolla microphylla, serta Jarak Tanam Dakhil Dalam terhadap Pertumbuhan dan Hasil Padi Pandanwangi.   Prosiding Semnas Pemuliaan Berbasis Potensi dan Kearifan Lokal Menghadapi Tantangan Globalisasi. Peripi Komda Banyumas dan LPPM Unsoed, 8-9 Juli 2011.

Widyasunu, P., Supartoto, dan Roesdiyanto. 2011 d. Laporan PKM Berbasis Riset 2011 “Penerapan Teknologi Permakultur Padi, Sayuran, Ikan Lele, dan Itik Menggunakan Pupuk Organik dan Pakan Berbasis Biomassa Azolla microphylla Menuju Pertanian Mandiri. Faperta Unsoed, Purwokerto.

 Widyasunu, P. 2010. Peranan Azolla microphylla Dalam Penyelenggaraan Go Budidaya Padi Organik. Proceeding Seminar Hari Lingkungan Hidup Sedunia: Tata Ruang Peternakan Rakyat Produktif Guna Mendukung Pertanian Berkelanjutan untuk Meningkatkan Kualitas Hidup Masyarakat. Purwokerto, 12 Juni 2010. Program Magister Sains Ilmu Lingkungan Program Pasca Sarjana. Universitas Jenderal Soedirman.

Widyasunu, P., Abubakar, dan T. Ariati. 2010 a. Manfaat Pemberian Bokhasi dan POC dan Bokhasi Berbasis Biomass Azolla microphylla untuk Keharaan N dan P Padi Pandanwangi Metode SRI. Laporan Hasil Penelitian. Fakultas Pertanian, Unsoed, Purwokerto.

Widyasunu, P., R.G.B. Gunawan., dan J.F.D. Boma. 2010 b. Probiotik Organik dan Cara Pembuatannya untuk Pertanian Organik Berbahan Input Lokal. Manuskrip dan Data Primer: hasil riset praktikal. Probiotik Organik Miracle Green Purwokerto..

Widyasunu, P., R.G.B. Gunawan., dan J.F.D. Boma. 2010 c. Peranan Probiotik Organik dan Biomassa Azolla microphylla dalam Budidaya Padi Organik SRI : studi pada lahan demplot kecil system permakultur padi-ikan-Am. Manuskrip dan Data Primer. Probiotik Organik Miracle Green Purwokerto.

Widyasunu, P., J. Maryanto, dan Bambang S. Susilo. 2010 d. Budidaya Azolla micro-phylla dan Pembuatan Pupuk Bokhasi dan Pupuk Organik Cair Berbasis Biomassa Azolla untuk Masyarakat Ciwarak Desa Karanggintung. Artikel hasil kegiatan PKM Dipa PNBP Unsoed T.A. 2010.

Widyasunu, P. 2009. Data Primer: hasil pengukuran kandungan C, N, P, K, S, Ca, dan Mg biomassa Azolla microphylla yang dibudidayakan dua tahun pada media konservator di Purwokerto. Data ada pada peneliti.

Widyasunu, P., Kurniasari, dan Purwanti, H. 2006. Studi Pemanfaatan Bahan Organik Berbasis Azolla dan Pemupukan Urea, SP-36, dan KCl terhadap Keharaan Nitrogen, Fosfat, dan Kalium Tanah Sawah. Kolaborasi Riset dengan Mahasiswa Program Studi Ilmu Tanah Fakultas Pertanian Unsoed. Laporan Penelitian. Fakultas Pertanian, Unsoed, Purwokerto.

Widyasunu, P., P.L.G. Vlek, A.M. Moawad, and I. Anas. 1998. Ability of Azolla in Reducing Ammonia Volatilization in Waterfed Rice Field. Agrin – Jurnal Penelitian Pertanian Faperta Unsoed Vol. 2 No. 4, April 1998.

Widyasunu, P. dan Bondansari. 1998. Pengaruh Inokulasi Azolla Segar terhadap Produksi Padi Varietas IR-64 (Percobaan Skala Pot). Laporan Penelitian. Fakultas Pertanian, Unsoed, Purwokerto.

Widyasunu, P. 1997. The Role of Azolla Microphylla in Reducing The Ammonia Volatilization in Flooded Rice Fertilized with Urea. Thesis (1997) in Goettingen University, Germany.

Daftar Referensi Suplement:

Agricutural Training Institute Regional Training Centre VIII. 2006. Farmer’s Guide on Bio-Organic Inputs from Plants, Fish and Animal Liquid Extracts.  Visayas State University, Baybay, Leyle. The Philippines. E-mail: ati_rtc8@yahoo.com.ph; URL:http//www.ati.da.gov.ph/rtc8. Diambil sebagian dan disarikan oleh Widyasunu, P. 2010. Untuk kepentingan penyuluhan pertanian organic dan kemandirian desa pertanian terpadu berkelanjutan.

Carandang, Gil A. 2003. Indigenous Microorganisms: grown your own beneficial microorganisms and bionutrients in natural farming. Herbana Farms. Burol, Calamba City, Philippines.

Craig, Stephen R., and E, McLean. 2007. Designing Organic Aquaculture Sistems: can we integrate microbial products and by-products?. Virginia/Maryland Regional College of Veterinary Medicine and Dept. of Fisheries and Wildlife Sciences, Virginia Polytechnic Institute and State University, Blacksburg, Virginia, USA.

Etikawati, N.,dan Jutono. 2000. Perkembangan Biota pada Perakaran Azolla microphyla Kaulfuss. Biodiversitas. Vol. 1, No.1,Hal: 30-35. Januari 2000.

Mollison, B.C and D. Holmgren, 1978. Permaculture: A perennial agricultural system for human settlements.  Transworld Publishers (Melbourne).  128 p

Nasseri, A.T., S. Rasoul-Amini, M.H. Morowvat, and Y. Ghasemi. 2011. Single Cell Protein and Process. American Journal of Food Technology 6(2): 103-116.

Permentan No. 02, 2006.  Tentang Pupuk Organik dan Pembenah Tanah. 17 Halaman.

Permentan No. 28, 2009.  Tentang Pupuk Organik, Pupuk Hayati dan Pembenah Tanah. 16 halaman.

Ray, Thomas B., Gerald A. Peters, Robert E. Toia, Jr., and Berger C. Mayne. 1978. Azolla-Anabaena Relationship. VII. Distribution of Ammonia-Assimilating Enzymes, Protein, and Chlorophyll Between Host and Symbiont. Plant Physiol. (1978) 62: 463-467.

Ray, Thomas B., Berger C. Mayne, Robert E. Toia, Jr., and Gerald A. Peters. 1979. Azolla-Anabaena Relationship. VIII. Photosynthetic Charac-terization of The Association and Individual Partners. Plant Physiol. (1979) 64: 791-795.

Subba Rao, N.S. 1999. Soil Microbiology. Fourth Edition of Soil Microorganisms and Plant Growth. Science Publishers, Inc., USA.

Supriyatna, A. 2011. Pengaruh Pemberian Zeolit dan Batuan Fosfat Alam terhadap N dan P Tersedia Tanah sertaSerapan N dan oleh Tanaman Tithonia diversifolia pada Andisol. Skripsi. Fakultas Pertanian Unsoed, Purwokerto.

Lisa Ferentinos, Jody Smith, and Hector Valenzuela.2002. Azolla. Department of  Natural Resources and Environmental Management and Departement of Tropical Plant and Soil Sciences. Universityof Hawaii at Manoa, Honolulu, Hawaii 96822. Sustainable Agriculture Green Manure Crops. Aug. 2002, SA-GM-2.

Lumpkin, T.A., and D.L. Plucknett. 1982. Azolla as a Green Manure: Use and Management in Crop Production. Westview Tropical Agriculture, Series No. 5.  Westview Press/Boulder, Colorado.

WASSAN and CSA. 2006. System Rice Intensification: an emerging alternative. Supported by WWF-ICRISAT (Dialogue Project). ICRISAT, Patancheru, Hyderabat. Andhra Pradest, India. (WASSAN = Watershed Support Services and Activities Network; CSA = Centre for Sustainable Agriculture).