1 LAPORAN AKHIR PELAKSANAAN PENELITIAN HIBAH BERSAING TAHUN ANGGARAN 2015 JUDUL PENELITIAN PEMANFAATAN RHIZOBAKTERIA DARI TANAMAN SOLANACEAE UNTUK MEMACU PERTUMBUHAN BAKTERI RHIZOBIUM SP DALAM PEMBENTUKAN BINTIL AKAR DAN MENGINDUKSI KETAHANAN SISTEMIK TANAMAN KEDELAI (GLYCINE MAX L. MERRIL) TERHADAP HAMA DAN PENYAKIT DI LAHAN SAWAH Oleh Prof.Dr. Ir. Made Sudana, MS (NIDN. 0018065401) Dr. IGN. Alit Susanta Wirya, MP.MAgr (NIDN. 0015016802 Ir. Gusti Ngurah Raka, MS (NIDN. 0021085502 ) Dibiayai oleh Direktorat Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Sesuai dengan Surat Perjanjian Penugasan Pelaksanaan Penelitian Nomor: 10/UN14.2/PNL.01.03.00/2015, tanggal 3 Maret 2015 PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS UDAYANA Juni 2015
34
Embed
PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN ... · laporan akhir pelaksanaan penelitian hibah bersaing tahun anggaran 2015 judul penelitian pemanfaatan rhizobakteria dari tanaman
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
1
LAPORAN AKHIR PELAKSANAAN PENELITIANHIBAH BERSAING TAHUN ANGGARAN 2015
JUDUL PENELITIANPEMANFAATAN RHIZOBAKTERIA DARI TANAMAN SOLANACEAE UNTUK
MEMACU PERTUMBUHAN BAKTERI RHIZOBIUM SP DALAMPEMBENTUKAN BINTIL AKAR DAN MENGINDUKSI KETAHANAN SISTEMIK
TANAMAN KEDELAI (GLYCINE MAX L. MERRIL) TERHADAP HAMA DANPENYAKIT DI LAHAN SAWAH
Oleh
Prof.Dr. Ir. Made Sudana, MS (NIDN. 0018065401)Dr. IGN. Alit Susanta Wirya, MP.MAgr (NIDN. 0015016802
Ir. Gusti Ngurah Raka, MS (NIDN. 0021085502 )
Dibiayai olehDirektorat Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat
Direktorat Jendral Pendidikan TinggiKementerian Pendidikan dan Kebudayaan
Sesuai dengan Surat Perjanjian Penugasan Pelaksanaan PenelitianNomor: 10/UN14.2/PNL.01.03.00/2015, tanggal 3 Maret 2015
PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGIFAKULTAS PERTANIANUNIVERSITAS UDAYANA
Juni 2015
2
3
DAFTAR ISI
Halaman
BAB I. PENDAHULUAN………………………………………………………..Latar Belakang.......................................................................................................
Tujuan Penelitian....................................................................................................Keutamaan penelitian…………………………………………………………….
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA…………………………………………………Bakteri Rhizobium……………………………………………………………….Induksi ketahanan Sistemik………………………………………………………Bakteri Pelarut Fosfat…………………………………………………………….Bakteri Penghasil Fitohormon……………………………………………………
BAB III. METODELOGI.......................................................................................Penelitian Tahun I................................................................................................
A. Isolasi Rhizobakteria dari permukaan akar solanaceae………………...B. Seleksi Bakteri Rhizobium pembentuk bintil akar kedelai…………………C. Uji Pengaruh Rhizobakteria solanaceae terhadap pertumbuhan tanaman
Kedelai……………………………………………………………………..1. Uji kemampuan meningkatkan pertumbuhan tanaman kedele………...2. Uji kemampuan Rhizobakteria menginduksi ketahanan sistemik
tanaman kedelai terhadap serangan Hama dan Penyakit………………D. Identifikasi Spesies Rhizobakteia secara moekular………………………..
BAB IV. HASIL PENELITIANA. Isolasi Rhizobakteria dari permukaan akar solanaceae………………...
1. Isolasi Rhizobacteria dari Tanaman Solanacearum dan Leguminose2. Pengujian Rhizobakteria sebagai Mikroba Pelarut Fosfat
B. Seleksi Bakteri Rhizobium pembentuk bintil akar kedelai……………C. Uji Pengaruh Rhizobakteria solanaceae terhadap pertumbuhan tanaman
Kedelai…………………………………………………………………….
BAB V. KESIMPULAN`DAFTAR PUSTAKA..............................................................................................
3345
56788
999
10
111111
11
121212121516
17
17
4
BAB I. PENDAHULUAN
Latar BelakangDi Indonesia kedelai digunakan uintuk bahan makanan dalam bentuk tahu, tempe,
tauco, kecap, dan tauge, sedangkan bungkilnya dapat digunakan untuk campuran pakan
ternak ( Samsudin dan Djakamiharja, 1985). Kebutuhan kedelai secara nasional saat ini
mencapai 2,2 juta ton per tahun, sementara produksi dalam negeri baru mampu memenuhi
kebutuhan 35-40%, sehingga kekurangannya dipenuhi dari import (Hapsoh, 2008)
Naiknya harga kedelai di pasaran dunia akhir-akhir ini berdampak pada kenaikan
harga kedelai di dalam negeri. Keadaan ini membuat banyak industri-industri olahan kedelai
terutama industri-industri kecil seperti pengrajin tempe dan tahu menjadi gulung tikar, karena
ketidak mampuan membeli bahan baku (Hapsoh 2008) . Untuk dapat meningkatkan produksi
kedelai dalam negeri maka perlu dilakukan upaya-upaya seperti peningkatan luas areal
pertanaman (ekstensifikasi) dan juga penerapan teknologi budidaya kedelai yang dapat
meningkatkan produktivitasnya (intensifikasi)
Selain itu rendahnya produksi kedelai dalam negeri disebabkan oleh adanya serangan
hama dan penyakit serta tanaman kurang mendapat pemiliharan dari petani, dan biasanya
tanaman kedelai di tanam di sawah setelah padi dipanen dan tampa pengolahan tanah terlebih
dahulu, akibatnya pertumbuhan akar dan tanaman kedelai kurang baik karena tanah bekas
tanaman padi strukturnya padat, kurang oksigen, populasi mikrofloranya rendah, dan
sebagian unsur hara masih terikat dalam butiran tanah dan sulit diserap oleh akar tanaman.
Selain itu tanaman kedelai yang di tanam di lahan sawah, peka terhadap serangan penyakit,
karena tanaman kurang cukup mendapat hara untuk memproduksi metabolit sekunder yang
dapat melindungi tanamn dari serangan patogen penyakit dan serangga hama (Hidayat dan
Mulyani, 2002)
Peningkatan produtivitas tanaman sering dilakukan dengan pemberian pupuk dan
pestisida sintetis. Pupuk sintetis N P dan K serta pupuk kimia lainnnya, namun pemberian
pupuk sintetis akan menambah kerusakan struktur, kimia dan biologi tanah, menyebabkan
tanah mencadi keras dan sulit diolah, kandungan oksigen dalam tanah rendah, sehingga akar
kekurangan oksigen untuk bernafas, berkurangnya mikroflora tanah dan berkurangnya hara
yang bisa diserap oleh tanaman. Sedangkan pemakaian pestisida sintetis menyebabkan
mikroflora tanah rusak dan keseimbangan hara dalam tanah terganggu, sehingga proses
dekomposisi bahan organik dalam tanah untuk menjadi humus sangat terhambat, akibatnya
5
tanaman sangat sedikit mendapat asupan hara terutama mikroelement. Dengan kekurangan
mikro elemen, proses metabolisme dalam tubuh terganggu, sehingga tanaman sedikit
menghasilkan metabolit sekunder yang dapat membunuh hama dan penyakit tanaman
(Hoerussalam el al 2013)
Tanaman kedelai dapat mencukupi kebutuhan nitrogennya dengan mengadakan
simbiosis dengan bakteri penambat nitrogen dari udara yaitu bakteri Rhizobium, namun
namun mekanisme simbiosis antara tanaman kedelai dengan Rhizobium sering terganggu
oleh kondisi fisik, kimia dan biologi tanah (Sprent, 1976). Dalam keadaan lingkungan yang
memenuhi persyaratan tumbuh, simbiosis yang terjadi mampu memenuhi 50% atau bahkan
seluruh kebutuhan nitrogen tanaman yang bersangkutan dengan cara menambat nitrogen
bebas (Saono, 1981). Di samping itu bakteri Rhizobium tersebut mempunyai dampak yang
positip baik langsung maupun tidak langsung terhadap sifat fisik dan kimia tanah, sehingga
mampu meningkatkan kesuburan tanah (Alexander, 1977).
Dalam tanah sawah umumnya Fosfat tersedia untuk tanaman rendah, maka untuk
mencukupi ketersediaan fosfat dalam tanah maka diperlukan rhizobakteria dari solanaceae
yang mampu melarutkan fosfat yang terikat pada butiran bahan organik tanah, namun
mampujuga merangsang pertubuhan bakteri Rhizobium
Maka untuk meningkatkan pertumbuhan Rhizobium dalam tanah, perlu dicari bakteri
yang hidup dipermukaan akar tanaman (Rhizobakteria) dan mampu memacu pertumbuhan
bakteri Rhiobium, sehingga bakteri Rhizobium semakin banyak membentuk bintil bintil akar
dan tanaman semakin banyak mendapat asupan nitrogen dari udara sehingga pertumbuhan
tanaman menjadi subur dan sehat. Dengan bagusnya pertumbuhan tanaman maka tanaman
akan menghasilkan eksudat pada permukaan akar tanaman, eksudat tersebut kaya akan
protein, karbohidrat dan vitamin yang di butuhkan untuk kelangsungan hidup Rhizobakteria
pada akar kedelai.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan;
1. Menghasilkan Biofertilizer berupa Bakteri penghuni permukaan akar (Rhizobakteria) yang
mampu meningkatkan populasi Rhirobium di sekitar akar, dan meningkatkan
kemampuan Rhizobium untuk untuk mempenetrtasi akar kedelai, sehingga jumlah bintil
akar pada tanaman kedelai tinggi, dan kebutuhan Nitrogen pada tanaman kedelai
mencukupi.
6
2. Menghasilkan Biofertilizer Nitrogen (pupuk hayati Nitrogen), yaitu bakteri Rhizobium
yang mampu bersimbiosis dengan tanaman kedelai, bakteri tersebut mampu menambat
Nitrogen dari udara dan menyediakan Nitrogen pada tanaman kedelai
3. Menghasilkan Biofertilizer Fosfat, ada beberapa Rhizobakteria pada akar tanaman kedelai
merupakan Bakteri pelarut Fosfat, yang mampu melarutkan fosfat yang terikat pada
butiran tanah dengan memakai enzym, sehingga fosfat tersedia bagi tanaman kedelai
4. Menghasilkan Biopestisida (Pestisita hayati), beberapa bakteri pada akar tanaman kedele
bersifat sebagai penginduksi ketahanan sistemik, dengan menghasilkan Protein PR.
Protein ini mampu menginduksi setiap sel tanaman untuk mengaktifkan metabolisme
sekunder hingga sel menghasilkan senyawa senyawa yang beracun terhadap patogen dan
hama tanaman
Keutamaan Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan dengan harapan :
1. Menambah pengetahuan ilmiah tentang perkembangan bakteri Rhizobium pada akar tanaman
kedelai selain dipengaruhi oleh sifat fisik dan kimia tanah, juga dipengaruhi oleh hubungan
antara Rhizobium dengan bakteri penghuni permukaan akar tanaman, dan beberapa diantaranya
dapat memacu pertumbuhan populasi Rhizobium dan meningkatkan kemampuan Rhizobium
menginfeksi akar tanaman
2. Penelitian ini dapat memberikan informasi tentang adanya mikroba selain Rhizobium yang dapat
digunakan sebagai pupuk dan pestisida hayati, dalam hal menunjang pertanian organik kedelai
3. Dari penelitian ini diharapkan akan dapat terwujudnya formulasi biopestisida dan Biofertilizer
yang dapat di komersilkan untuk perkembangan pertanian Organik
4. Kegiatan ini akan memberikan pengetahuan praktis pada petani untuk dapat memproduksi
kedelai bergizi, sehat dan aman bagi konsumen serta aman bagi kelestrarian lingkungan yang
dibudidayakan secara organik
BAB II. Tinjauan Pustaka
Kedelai merupakan tanaman asli Daratan Cina dan telah dibudidayakan oleh manusia
sejak 2500 SM. Sejalan dengan makin berkembangnya perdagangan antar negara yang terjadi
pada awal abad ke-19, menyebabkan tanaman kedalai juga ikut tersebar ke berbagai negara
tujuan perdagangan tersebut, yaitu Jepang, Korea, Indonesia, India, Australia, dan Amerika.
Kedelai mulai dikenal di Indonesia sejak abad ke-16. Awal mula penyebaran dan
pembudidayaan kedelai yaitu di Pulau Jawa,kemudian berkembang ke Bali, Nusa Tenggara,
dan pulau pulau lainnya (Rukmana,dan Yuniarsih. 1996)
7
Kebutuhan kedelai (Glycine max L. Merril) di Indonesia setiap tahun selalu
meningkat seiring dengan pertambahan penduduk dan perbaikan pendapatan perkapita.
Kedelai digunakan uintuk bahan makanan dalam bentuk tahu, tempe, tauco, kecap, dan tauge,
sedangkan bungkilnya dapat digunakan untuk campuran pakan ternak ( Samsudin dan
Djakamiharja, 1985). Kebutuhan kedelai secara nasional saat ini mencapai 2,2 juta ton per
tahun, sementara produksi dalam negeri baru mampu memenuhi kebutuhan 35-40%, sehingga
kekurangannya dipenuhi dari import. Rata-rata produktivitas kedelai nasional masih rendah,
yakni hanya 1,1 ton/ ha. Angka produktivitas itu sebetulnya masih dapat ditingkatkan
menjadi 2,0 – 2,5 ton/ha, untuk itu perlu dilakukan penelitian yang mendalam agar dapat
meningkatkan produksi kedelai di Indonesia (Adisarwanto, dan Wudianto. 1999). Salah
satunya adalah dengan memperbaiki pertumbuhan bakteri Rhizobium, agar bakteri ini dapat
berkembang dengan baik di dekat akar tanaman dan mempunyai kamampuan tinggi untuk
melakukan penetrasi kedalam akar tanaman, di dalam jaringan akar bakteri akan membentuk
bintil akar sebagai tempat tinggal bakteri Rhizobium, dan dalam bintil akar itulah bakteri
mampu memfiksasi Nitrogen dari Udara untuk tanaman, dan bakteri hidup dalam bintil akar
akan mendapat makanan dari tanaman baik berupa protein, karbohidrat dan vitamin(
Surtiningsih, et al,2009)
Perbaikan kondisi lingkungan Rhizobium, yaitu dilakukan perbaikan secara biologis
dengan cara meningkatkan populasi bakteri yang bermanfaat di sekitar bakteri Rhizobium,
bakteri tersebut menguntungkan bagi Rhizobium, baik dalam memacu peningkatan populasi
Rhizobium dan kemampuannya menginfeksi akar tanaman kedelai, tetapi juga bakteri
tersebut mampu meningkatkan kesuburan tanaman baik sebagai pengyedia nutrisi maupun
hormon tumbuh tanaman serta mikroba tersebut mampu menginduksi ketahanan sistemik
tanaman sehingga tanaman tahan terhadap serangan hama dan penyakit tanaman. Bakteri
yang menguntungkan bagi bakteri Rhizobium akan memproduksi protein dan karbohidrat
yang berguna bagi Rhizobium, dan meranggsang pertumbuhan rambut akar tempat masuknia
Rhizobium ke dalam jaringan akar.
Bakteri Rhizobium
Rhizobium adalah bakteri gram negatif yang merupakan bakteri penghuni tanah,
bersifat aerob, bentuk batang, koloninya berwarna putih berbentuk sirkular, merupakan
penambat nitrogen yang hidup di dalam tanah dan berasosiasi simbiotik dengan sel akar
tanaman leguminoceae. Bakteri ini masuk melalui bulu-bulu akar tanaman berbuah polongan
dan menyebabkan jaringan akar agar tumbuh berlebih-lebihan hingga menjadi kutil-kutil.
Bakteri ini hidup dalam kutil pada akar tanaman dan memperoleh makanannya dari sel-sel
8
akar tanaman. Biasanya beberapa spesies Actinomycetes kedapatan bersama-sama
dengan Rhizobium sp. dalam satu sel, untuk itu perlu diteliti fungsi keberadaan Actinomycetes
terhadap pertumbuhan Rhizobium dalam bintil akar (Surtiningsih,et al. 2009)
Rhizobium masuk ke dalam akar kedelai salah satunya melalui rambut akar atau
secara langsung ke titik munculnya akar lateral. Rhizobium menginfeksi akar leguminoceae
melalui ujung-ujung bulu akar yang tidak berselulose, karena bakteri Rhizobium tidak dapat
menghidrolisis selulose. Pada mulanya tanaman menghasilkan senyawa seperti flavonoids,
sebagai akibat sekresi lipochitooligosaccharides (LCOs) oleh bakteri Rhizobium. Tahap
berikutnya, LCOs membentuk nodul pada akar tanaman inang dan memicu proses infeksi
sehingga sel berkembang abnormal sehingga membentul Nodul tempat hidup Rhizobium
dalam hal bersimbiosa dengan tanaman dimana Rhizobium menambat nitrogen dari udara
untuk tanaman dan Rhizobium mendapat makanan dar i sel tanaman disekitarnya
Induksi Ketahanan Sistemik oleh Rhizobakteria
Rhizobakteria dapat melakukan Indusi ketahanan sistemik atau Systemic acquired
resistance (SAR) pada tanaman, yang mengakibatkan tanaman tahan terhadap serangan
pathogen. Dalam hal ini, bakteri yang berada disekitar akar dapat memacu sel akar untuk
menghasilkan senyawa yang mampu menghambat pertumbuhan pathogen, selanjutnya sel
mengirimkan signyal ke sel lainnya agar menghasilkan senyawa toksik sehingga seluruh sel
tanaman dikatakan tahan terhadap penyakit (Kuc, J. 1983, Hanuddin dan B. Marwoto. 2003).
Ciri khas terjadinya peristiwa Systemic acquired resistance (SAR) pada tanaman, yaitu
terjadinya akumulasi senyawa asam salisilat, asam jasmonik. ethylene serta pathogenesis
related-protein (PR-protein) dalam tanaman yang sangat berperan dalam peningkatan
ketahanan tanaman terhadap hama atau penyakit (Ryals et al, 1996; Zhang, et al. 2002)..
Ketahanan sistemik yang diinduksi oleh infeksi mikroorganisme baik yang patogenik
maupun non patogenik telah banyak dipelajari pada tanaman Cucurbitae. Tanaman mentimun
atau tanaman lain dari suku Cucurbitae dapat memperoleh ketahanan sistemik setelah
sebelumnya diinfeksi dengan jamur Colletotrichum lagenarium terhadap patogen yang sama
(Kloepper, dan Tuzun, S. 2004). Selain itu infeksi daun pertama dengan Tobacco Necrosis Virus
(TNV) atau Cladosporium cucumerinum Ell. Et Arth. akan dapat melindungi tanaman dari
serangan C. lagenarium. Perendaman benih semangka ke dalam suspensi inokulum
Pseudomonas sp dapat mengurangi kerusakan tanaman karena penyakit antraknose.
Demikian pula perlakuan benih mentimun ke dalam suspensi Pseudomonas mycophaga
selama 24 jam dapat mengurangi antraknose sebesar 52-63 % (Caruso dan Kuc, 1979).
Infeksi C. lagenarium atau TNV pada mentimun dapat pula menimbulkan ketahanan tanaman
9
terhadap serangan layu oleh Fusarium oxysporum f.sp. cucumerinum Snyder et Hansen
(Gessler & Kuc, 1982).
Bakteri Pelarut Fosfat
Alternatif untuk meningkatkan efisiensi pemupukan Fosfat (P) dan untuk mengatasi
rendahnya fosfat tersedia atau kejenuhan fosfat dalam tanah dapat dilakukan dengan
memanfaatkan kelompok mikroorganisme pelarut fosfat sebagai pupuk hayati.
Mikroorganisme pelarut fosfat adalah mikroorganisme yang dapat melarutkan fosfat sukar
larut menjadi larut, baik yang berasal dari dalam tanah maupun dari pupuk, sehingga dapat
diserap oleh tanaman. Ketersediaan P didalam tanah sangat rendah, karena P terjerap oleh
mineral tanah dan senyawa organik serta terfiksasi Al,Fe,Mn,Ca dan dalam proses pelapukan
bagan organic yang rendah. Bakteri Pelarut Fospat merupakan salah satu pupuk hayati yang
dapat berperansebagai amelioran,penyedia unsur hara dan tidak terjadi pencemaran
lingkungan. Berbagai spesies mikroba pelarut fosfat, antara lain Pseudomonas, Microccus,
Azotobacter, Bacillus, Flavobacterium, Penicillium, Sclerotium, Fusarium, dan Aspergillus,
berpotensi tinggi dalam melarutkan fosfat terikat menjadi fosfat tersedia dalam tanah, karena
mikroba tersebut menghasilkan enzim fosfatase dan enzim fitase. Enzim fosfatase dapat
memutuskan fosfat yang terikat oleh senyawa-senyawa organik menjadi bentuk yang tersedia bagi
tanaman (Marista et al 2013)
Bakteri Penghasil Fitohormon
Bakteri akar tanaman dapat menghasilkan fitohormon, misalnya, Azotobacter sp dan
Azospirillum sp. Sebagai penghasil fitohormon, bakteri ini sangat berguna bagi tumbuhan
karena dengan adanya fitohormon tersebut maka tanaman akan tumbuh dengan cepat.
Fitohormon adalah hormon tumbuhan yang berupa senyawa organik yang dibuat pada suatu
tempat dibagian tanaman dan kemudian diangkut ke bagian lain, yang dengan konsentrasi
rendah menghasilkan suatu dampak fisiologis pada sel tanaman yang signifikan. Peran suatu
hormon adalah merangsang pertumbuhan, pembelahan sel, pemanjangan sel, dan ada yang
menghambat pertumbuhan (Doke 1982; Istamar Syamsuri, 2007). Fitohormon yang
dihasilkan bakteri ini adalah auksin, sitokinin, giberelin dan etilen. Hormon-hormon ini
berperan penting dalam pertumbuhan tanaman dan masing-masing memiliki fungsi yang
berbeda-beda pada suatu fase pertumbuhan suatu tanaman. Jika bakteri tersebut
menghasilkan hormon tumbuh di sekitar akar, maka akan merang pembentukan bulu akar di
permukaan akar sehingga bakteri Rhizobium mudah mempenetrasi untuk masuk ke sel akar
tanaman.
10
BAB III. METODA PENELITIAN
Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Ilmu penyakit Tumbuhan, rumah kaca
Fakultas pertanian unud dan di lapangan di desa Peguyangan kangin, Denpasar, Penelitian
lapangan dilakukan untuk mengamati kemampuan mikroba dalam merangsang bakteri
Rhizobium membentuk bintil akar pada tanaman dan tahan terhadap serangan hama atau
penyakit di lahan sawah , tahap-tahap penelitian meliputi;
Penelitian Tahun I
A. Isolasi Rhizobacteria Perangsang Bakteri Rhizobium dalam membentuk bintil akar
kedele dan sebagai Pelarut Fosfat
Isolasi Rhizobakteria diambil dari permukaan akar (Rhizosfer) tanaman solanaceae,
dan sebagai Pelarut Fosfat
Akar tanaman Solanaceae di gali hingga mendapatkan jaringan akar serabut, kemudian
akar dicuci dengan air bersih hingga bebas dari tanahnya. Selanjutnya dikeringkan dengan
kertas tissu dalam petri steril, setelah kering, akar dimasukan dalam tabung berisi air steril
dan mengandung 10 % MgCl2, sambil di kocok kocok guna melepaskan lapisan eksudat
tanaman yang ada dipermukaan akar, selanjutnya air yang berisi eksudat dan akar diambil
untuk mendapatkan mikroba.
Isolasi dari kulit akar tanaman dilakukan dengan cara ; Akar dicuci kembali dengan
air steril, selanjutnya dikeringakan dengan tissu steril. Kulit akar di kupas, dipotong kecil
kecil. Potongan potongan akar ini diinokulasi secara terpisah antara kulit akar pada petri
berisi media NA untuk mendapatkan biakan bakteri, biakan diinkubasi pada suhu kamar
selama 2 – 4 hari. Setelah masa inkubasi berakhir, mikroba yang tumbuh di isolasi
berdasarkan perbedaan bentuk, warna, bentuk tepi, dan bentuk permukaan koloni dan
disimpan dalam media miring pada tabung reaksi.
Selanjutnya untuk menguji bakteri tersebut sebagai pelarut fosfat, maka bakteri
tersebut ditumbuhkan kembali pada media Pikovskaya + PCNB. Rhizobakteria yang tumbuh
dengan membentuk zona bening mengelilingi koloni adalah Rhizobakteria pelarut Fosfat
yang di cari pemurnian dilakukan mengikuti metoda Fein dan Coffly (1983). mikroba yang
sudah murni di simpan pada agar miring dalam tabung reaksi dan di simpan pada ruang
dingin –4 0 C untuk Penelitian lebih lanjut
11
B. Seleksi Bakteri Rhizobium pembentuk Bintil Akar pada Tanaman Kedele
Untuk mendapatkan bakteri Rhizobium, dilakukan isolasi bakteri dalam bintil akar
tanaman kedele. Untuk itu sampel tanaman kedele diperoleh dari seluruh lahan tanaman
kedele sekabupaten di Bali. Tanaman kedele yang telah berumur sekitar 2 – 3 bulan di cabut
sehingga seluruh akar yang mengandung bintil akar di peroleh. Di laboratorium akar di cuci
bersih agar tanah yang melekat hilang sehingga tampak jelas bintil bintil akar. Selanjutnya
akar di keringkan dalam kertas tissu steril, kemudian bintil bintil akar dilepas dari akar dan
dimasukan dalam tabung reaksi berisi alkohol 75%, selama 5 menit, guna mensterilkan
permukaan bintil akar dari mikroba, kemudian bintil akar kembali dikeringkan pada kertas
tissu. Selanjutnya bintil bintil akar di belah memakai pisau skapel steril, dan diinokulasikan
kedalam petri berisi media khusus untuk Rhizobium yaitu medium YEMA (Yeast Extract
Pada table 5, tampak bahwa Rhizobakteri isolate Rhi 46 berasal dari tanaman Terung
Kokak, mampu meningkatkan pertumbuhan tanaman tertinggi di bandingkan dengan
perlakuan lainnya kemudian diikuti oleh Rhi 36 (undis) dan isolate Rhi 48 yang juga berasal
dari tanaman undis, dan terendah pada perlakuan Rhi 9 (dari lamtoro). Sedangkan jumlah
daun yang dihasilkan paling tinggi pada perlakuan Rhi 26 (dari terung ranti) namun jumlah
daun terendah di hasilkan oleh perlakuan Rhi 46 ( dari terung kokak). Jumlah klorofil pada
22
daun tanaman kedele tertinggi dihasilkan oleh perlakuan Rh 48 (dari Undis) dan jumlah
kolrofil terendah pada perlakuan Rhi 6 (turi kecil). Kemudian pengaruh pemberian
Rhizobakteria terhadap berat kering tanaman, berat kering akar dan jumlah bintil akar dapat
dilihat pada table 6.
Pada table 6, walaupun peralakuan Rhi 46, menghasilkan tanaman tertinggi namun
berat kering tanaman pada perlakuan itu ternyata cukup rendah, ini menandakan kandungan
Air pada tanaman dengan perlakuan Rhi 46 (terung kokak) cukup tinggi, dibandingkan
dengan pemberian perlakuan Rhi 9 (dari lamtoro) tanaman nya tidak begitu tinggi namun
berat kering tanaman paling berat.
Tabel 6. Pengaruh Rhizobakteria pelarut fosfat dan bakteri Rhizobium terhadap berat keringtanaman, berat kering akar dan jumlah bintil akar tanaman kedele
Pada table 7 tampak perlakuan Rhi 6 (dari turi kecil) menghasilkan jumlah polong
terbanyak, jumlah biji terbanyak dan berat biji terbesar di bandingkan dengan perlakuan
lainya, jadi di sini tampak jelas bahwa rhizobakteri pelarut fosfat yang berasaal dari tanaman
turi kecil perpotensi untuk digunakan sebagai pupuk biologi untuk tanaman kedele. Namun
juga tampak bahwa Rhi 26 (terung ranti) dan Rhi 46 (terung kokak), walaupun menghasilkan
jumlah polong yang lebih rendah, namun mampu juga menghasilkan berat biji yang lebih
besar.
Dengan pemberian Rhizobakteria diharapkan tanaman dapat menghasilkan senyawa
senyawa fenol yang dapat menghambat perkembangan pathogen dan sertangga hama pada
tanaman kedele. Jumlah senyawa fenol, asam salisilat dan senyawa peroksidase yang
mengakibat tanaman tahan terhadap pathogen dapat dilihat pada table 8. Pada table 8, tampak
perlakuan Rhi 6 ( dari tanaman turi kecil) dan Rhi 48 ( dari tanamn undis) menghasilkan
senyawa peroksidase tertinggi ini menandakan tanaman itu akan tahan terhadap serangan
pathogen, kemudian diikuti oleh perlakuan Rhi 9 (dari tanaman lamtoro) dan Rhi 11 (dari
tanaman kecipir). Pada penelitian ini tampak bahwa perlakuan Rhi 7 (K.Panjang), tidak
menghasilkan peroksidase, tetapi menghasilkan asam salisilat dan senyawa fenol yang tinggi.
24
Tabel 8. Kadungan senyawa Fenol, asam Salisilat, Peroksidase serta tanaman terserang VirusCMV dan Potyvirus pada tanaman kedele setelah diaplikasi dengan Rhizobakteriapelarut Fosfat.
Dari hasil penelitian ini di peroleh beberapa kesimpulan yang cukup ber manfaat
untuk mengembangkan kedele di lahan sawah yaitu;
1. Rhizobakteria yang diperoleh berbagai akar tanaman Solanaceae dan tanaman
Leguminosae di jumpai 16 isolate bakteri yang bersifat pelarut fosfat pelarut fosfat
dalam tanah.
2. Rhizobakteria yang di isolasi dari akar tanaman Undis mempunya kemampuan yang tinggi
sebagai pelarut fosfat di bandingkan dengan isolate lainnya
3. Bakteri yang mampu membentuk bintil akar dan hidup bersimbiosis dengan tanaman
kedele adalah isolate Rhizobium Btl 8, isolate ini berasal dari akar tanaman kedele yang
tumbuh di daerah Pedungan denpasar.
4. Untuk memacu pertumbuhan vegetative isolate terbaik adalah Rhizobakteria Rhi 6 (dari
turi kecil), Untuk memacu pertumbuhan Generatif terbaik adalah isolate Rhizobakteria
Rhi 9 ( dari lamtoro)
5. Rhizobakteri pelarut fosfat yang berpotensi sebagai penginduksi ketahanan sistemik
tanaman kedele terhadap pathogen virus CMV dan Potyvirus adalah Rhi 6 dari tanaman
turi kecil, Rhi 53 dari tanamn undis dan Rhi 6 dari tanaman kara benguk. Diduga ketiga
isolate tersebut menginduksi tanaman dengan membentuk senyawa kimia yang bukan
senyawa fenol, asam salisilat dan peroksidase
27
DAFTAR PUSTAKA
Alexander, M. 1977. Introduction to Soil Microbiology. John Willey and Son.New York.Adisarwanto, T. dan R. Wudianto. 1999. Meningkatkan Hasil Panen Kedelai di Lahan
Sawah-Kering-Pasang Surut. Penebar Swadaya. Bogor. 86 halEtha Marista, S. Khotimah, R. Linda. 2013 Bakteri Pelarut Fosfat Hasil Isolasi dari Tiga Jenis
Tanah Rizosfer Tanaman Pisang Nipah (Musa paradisiaca var. nipah di KotaSingkawang. Protobiont, 2013. Vol 2 (2): 93 – 101
Doke, N., K. Tomiyama and N. Furuichi. 1982. Elicitation and supression of hypersensitiveresponse in host-parasite specificity. pp 79-96 Dalam Yasuji Asada, W.R.Bushnell, Seiji Ouchi, and C.P. Vance (Eds.) Plant infection, The Physiologicaland biochemical basis. Japan Scientific Societies Press, Tokyo
Hanuddin, W. Nuryani, E. Silfia, I. Jadnika dan B. Marwoto 2010. Formulasi biopestisidaberbahan aktif Bacillus subtilis dan Pseudomonas flourescens danCorynebacterium sp nonpatogenik untuk mengendalikan penyakit karat padakrisan. J. Hort. 20(3). 247-261. 2010
Hanuddin dan B. Marwoto. 2003. Pengendalian penyakit layu bakteri dan akar gada padatomat dan Caisim menggunakan Pseudomonas florescens. J. Hort. 13 (2); 58-66.2003.
Hapsoh, 2008. Pidato pengukuhan Guru Besar, Universitas Sumatra Utara, 14 Juni 2008Hidayat A, Mulyani A. 2002. Lahan Kering untuk Pertanian. Di dalam:
Adimihardja A, Mappaona, Saleh A (Penyunting). TeknologiPengelolaan Lahan Kering Menuju Pertanian Produktif dan RamahLingkungan. Bogor: Puslitbangtanak. hlm 1-34.
Hoerussalam, Aziz Purwantoro, dan Andi Khaeruni 2013. Ketahanan tanaman jagung (zeamays l.) terhadap penyakit bulai melalui seed treatment serta pewarisannya padagenerasi S1. Ilmu Pertanian Vol. 16 No.2, 2013 : 42 – 59
Gaur, A.C. 1981. Phosphomicroorganism and Varians Transformation in CompostTechnology. FAO Project Field Document 13 : 106-111.
Good, RN, Z. Kiraly and KR Wood. 1986. The biochemistry and physiology of plant disease.University of Mssouri, Press. Columbus
Kuc, J. 1983. Induced systemic resistance in plant caused by fungi and bacteria, pp: 192-221dalam B.J. Deveral (Eds.), The dynamics host devence. Acad. Press, Sydney, NewYork, London
Kloepper, J.W., Wei, L., Tuzun, S. 2004. Induced systemic resistance to cucumber diseasesand increased plant growth by plant growth promoting rhizobacteria under fieldconditions. Phytopathology. 86: 221-224.
Purwaningsih, 2003. Pengaruh mikroba tanah terhadap pertumbuhan dan hasil panen kedelai(Glycine max L). Berita Biologi 5; 373-378
Rachman. S, (2002), Penerapan Pertanian Organik, Penerbit Kanisius, Yogyakarta.Rao, N.S. 1994. Mikroorganisme Tanah dan Pertumbuhan Tanaman. Edisi Kedua. Jakarta:
UI-Press.Rukmana, S. K. dan Y. Yuniarsih. 1996. Kedelai, Budidaya Pasca Panen. Penerbit Kanisius.
Yogyakarta. 92 halSusanto, R. 2002. Penerapan Pertanian Organik. Kanisius. YogyakartaSurtiningsih, T; Farida dan T. Nurhayati. 2009. Biofertilisasi Rhizobium pada tanaman
kedelai (Glycine max (L). MERR). Berk.Penel. Hayati. 15 (1-5. 2009.
28
Taufik. M, A, Rahman, A. Wahab, dan SH.Hidayat . 2010. Mekanisme ketahanan terinduksioleh plant growth promoting rhizobakteria (PGPR) pada tanaman cabai terinfeksicucumber mosaic virus (CMV). J. Hort. 20(3). 274-283
Tomiyama, K. 1982. Hypersensitive cell death. Its significance and physiology, pp. 329-344dalam Yasuji Asada, W.R. Bushnell, Seiji Ouchi, and C.P. Vance (Eds.) Plantinfection, the pysiological and biochemical basis. Japan Scientific Societies Press,Tokyo
Waluyo, L., 2008, Teknik Metode Dasar Mikrobiologi, Universitas Muhamadiyah MalangPress, Malang. Widawati, S. dan Suliasih, 2006, Populasi Bakteri
Zhang, S., Reddy M.S., Klopper J.W. 2002. Development of assay for assessing inducedsystemic resistance by plant growth-promoting rhizobacteria against blue mold oftobacco. Biol Control. 23: 79-86.
29
30
31
LOGBOOK PENELITIAN TAHAP I
HIBAH BERSAING TAHUN ANGGARAN 2015
PEMANFAATAN RHIZOBAKTERIA DARI TANAMAN SOLANACEAE UNTUKMEMACU PERTUMBUHAN BAKTERI RHIZOBIUM SP DALAM
PEMBENTUKAN BINTIL AKAR DAN MENGINDUKSI KETAHANAN SISTEMIKTANAMAN KEDELAI (GLYCINE MAX L. MERRIL) TERHADAP HAMA DAN
PENYAKIT DI LAHAN SAWAH
Peneliti UtamaProf.Dr.Ir. Made Sudana, MS
Anggota Peneliti1. Dr. Gst. Ngr. Alit Susanta Wirya, SP. MAgr
2. Ir. I Gusti Ngurah Raka, MS.
Dibiayai olehDirektorat Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat
Direktorat Jendral Pendidikan TinggiKementerian Pendidikan dan Kebudayaan
Sesuai dengan Surat Perjanjian Penugasan Pelaksanaan PenelitianNomor: 10/UN14.2/PNL.01.03.00/2015, tanggal 3 Maret 2015
PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGIFAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS UDAYANAJuni 2015
32
Judul Penelitian:Pemanfaatan rhizobakteria dari tanaman solanaceae untuk memacu pertumbuhan bakteri rhizobium spdalam pembentukan bintil akar dan menginduksi ketahanan sistemik tanaman kedelai (glycine max l. merril)terhadap hama dan penyakit di lahan sawah
Kegiatan Penelitian yang telah di Lakukan hingga bulan Juni 2015 adalah;
No. Tanggal Uraian/Kegiatan Hasil kegiatan Keterangan
Koleksi Rhizobakteria hasil isolasi pada media NA untuk penelitian lebihlanjut
Memperoleh mikrobaRhizobacteria segar yang dapatdigunakan dalam penelitian
8 12 -17 Juni2015
Seleksi Bakteri Rhizobium pembentuk Bintil Akar pada Tanaman Kedele Diperoleh biakan yang mamaputumbuh di media YME yangdiduga Rhizobium
9 18-25 Juni2015
Uji Postulat Koch kemampuan Rhizobium hasil isolasi untuk membentukbintil akar pada tanaman kedele
Diperoleh bakteri Rhizobium yangmampu membentuk bintil akarpada tanaman sehingga mampumenyediakan unsur N bagitanaman
10 30 Juni 2015 Uji Pengaruh Rhizobakteria dalam hal memacu pertumbuhan tanamankedele, dengan cara penanaman benih kedele yang sudah mendapatperlakuan Rhizobakteria