Nematoda Puru Akar Pada Ubi Jalar Dan Potensi Bakteri Probiotik Tanaman Sebagai Agens Biokontrol Studi Kasus Di Papua Barat

NEMATODA PURU AKAR PADA UBI JALAR (Ipomoea batatas L.)
DAN POTENSI BAKTERI PROBIOTIK TANAMAN SEBAGAI
AGENS BIOKONTROL : STUDI KASUS DI PAPUA BARAT

TUMINEM

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2016

PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi berjudul Nematoda Puru
Akar pada Ubi jalar (Ipomoea batatas L.) dan Potensi Bakteri Probiotik Tanaman
sebagai Agens Biokontrol : Studi Kasus di Papua Barat adalah benar karya saya
dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa
pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau
dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain
telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam daftar pustaka di bagian akhir
disertasi ini.

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada
Institut Pertanian Bogor.

Bogor, Januari 2016

Tuminem
NIM A362110071

RINGKASAN
TUMINEM. Nematoda Puru Akar pada Ubi jalar (Ipomoea batatas L.) dan
Potensi Bakteri Probiotik Tanaman sebagai Agens Biokontrol : Studi Kasus di
Papua Barat. Dibimbing oleh SUPRAMANA, MEITY SURADJI SINAGA dan
GIYANTO.
Ubi jalar merupakan salah satu komoditas unggulan di Provinsi Papua
Barat. Komoditas ini menjadi makanan pokok bagi sebagian besar penduduk asli
Papua Barat. Survei awal yang dilakukan antara April-September 2014
mengamati penurunan kualitas dan kuantitas ubi jalar. Berdasarkan gejala di
lapangan, penurunan kualitas hasil disebabkan oleh infeksi nematoda puru akar.
Nematoda puru akar (Meloidogyne spp.) dikenal sebagai patogen tanaman penting
termasuk ubi jalar. Nematoda puru akar pada ubi jalar belum dilaporkan di

Indonesia, khususnya Papua dan Papua Barat. Oleh karena itu, penelitian tentang
nematoda puru akar yang berasosiasi dengan ubi jalar penting untuk pengelolaan
penyakit ini dengan benar di lapangan.
Identifikasi nematoda yang tidak tepat menyebabkan metode pengendalian
yang tidak sesuai misalnya aplikasi pestisida sintetis. Pendekatan yang berbeda
dalam pengelolaan nematoda puru akar telah dikembangkan di lapangan untuk
memfasilitasi penggunaan berbagai mikroorganisme sebagai agens biokontrol
yang ramah lingkungan. Bakteri probiotik memiliki potensi yang menjanjikan
sebagai agens biokontrol yang dapat dikembangkan. Penelitian lebih lanjut
termasuk eksplorasi dan pengujian karakteristik fisiologi bakteri probiotik
diperlukan untuk menentukan mekanisme bakteri probiotik mengendalikan
nematoda puru akar. Penelitian ini bertujuan untuk mengindentifikasi nematoda
puru akar pada ubi jalar di Papua Barat, mendapatkan bakteri probiotik dari ubi
jalar yang memiliki potensi tinggi sebagai agens biokontrol dan menganalisis
mekanisme pengendalian bakteri probiotik terhadap nematoda puru akar.
Tanaman terinfeksi nematoda puru akar menunjukkan berbagai gejala antara
lain ubi tidak sepenuhnya berkembang atau berubah menjadi akar yang keras, dan
tumbuh akar di permukaan ubi. Pembedahan akar dan teknik pewarnaan dengan
asam fuchsin ditemukan betina dewasa dan kelompok telur Meloidogyne spp. di
dalam akar terinfeksi. Identifikasi morfologi berdasarkan karakteristik pola

perineal betina ditemukan dua spesies Meloidogyne yaitu M. incognita dan M.
javanica. Analisis molekuler menggunakan primer spesifik M. incognita dan M.
javanica menunjukkan bahwa Meloidogyne asal Papua Barat memiliki homologi
yang tinggi dengan spesies serupa dari Malino (Indonesia), India, Malaysia dan
Cina.
Sebanyak 204 isolat bakteri probiotik berhasil diisolasi dari tanaman ubi
jalar dari Papua Barat, yang terdiri dari 81 isolat bakteri endofit dan 123 bakteri
rizosfer. Berdasarkan uji respon reaksi hipersensitif , 75 isolat bakteri rizosfer dan
28 isolat bakteri endofit berpotensi patogenik tanaman. Selain itu 46 isolat
berpotensi patogenik terhadap mamalia berdasarkan uji pada media Agar darah.
Oleh karena itu ada 46 isolat yang memenuhi kriteria untuk menjadi agens
biokontrol dan digunakan pada penelitian lebih lanjut. Uji antagonisme 46 isolat
terpilih terhadap juvenil 2 Meloidogyne spp. menunjukkan 25 isolat bakteri
menyebabkan kematian nematoda 81.25 sampai 100%.

Karakterisasi morfologi, pewarnaan gram dan karakterisasi fisiologi
dilakukan terhadap 25 isolat bakteri potensial. Semua sel bakteri berbentuk
batang, 19 isolat Gram negatif dan 6 isolat Gram positif. Kemampuan bakteri
untuk membunuh nematoda dievaluasi berdasarkan kemampuan menghasilkan
hidrogen sianida (HCN) serta enzim lipase, kitinase, dan protease. Tidak ada

isolat bakteri yang menghasilkan HCN, 22 isolat menghasilkan lipase, 21 isolat
menghasilkan protease, dan 3 isolat menghasilkan kitinase. Karakterisasi fisiologi
selanjutnya untuk mengevaluasi potensi bakteri dalam memacu pertumbuhan
tanaman, termasuk kemampuan untuk menfiksasi nitrogen, menghasilkan hormon
pertumbuhan IAA dan melarutkan fosfat. Semua isolat bakteri mampu menfiksasi
nitrogen dan menghasilkan IAA dan 19 isolat dapat melarutkan fosfat.
Identifikasi molekuler terhadap 25 isolat bakteri menggunakan primer
universal 63-F/1387-R diperoleh bakteri jenis Bacillus subtilis, Enterobacter sp,
Enterobacter ludwigii, Enterobacter cloaceae, Pseudomonas putida,
Agrobacterium larrymorei, Pseudomonas plecoglossicida, P. monteilii,
Burkholderia cepacia, Microbacterium testaceum, Curtobacterium sp.,
Agrobacterium tumefaciens, Bacillus aryabhattai, Acinetobacter sp., dan Bacillus
barbaricus.
Mekanisme pengendalian bakteri probiotik ubi jalar terhadap nematoda puru
akar dievaluasi berdasarkan kemampuan menghambat penetasan telur,
pembentukan puru akar, reproduksi nematoda dan potensi induksi ketahanan
sistemik. Bakteri Enterobacter sp. EBS(10) dan Burkholderia cepacia EAS(6)
efektif menghambat penetasan telur, mendegradasi dinding sel telur, mengganggu
permeabilitas dan embriogenesis telur Meloidogyne sp. Bakteri berikutnya yaitu
Enterobacter sp. EAS(1a), Enterobacter sp. EAS(3a), Pseudomonas

plecoglossicida RS4(4), P. putida RS3(14), E. ludwigii RM3(7), Enterobacter sp.
RS1(12), Bacillus aryabatthai EUM(3) dan Curtobacterium sp. EBS(12) memiliki
kemampuan menghambat pembentukan puru. Modifikasi metode split root
system pada ubi jalar menunjukkan Curtobacterium sp. EBS(12), Enterobacter sp.
EBS(10), Agrobacterium larrymoorei EBS(9), Enterobacter sp. EAS(3a),
Enterobacter cloaceae EBM(24), Pseudomonas monteilii RM2(2), P.
plecoglossicida RS4(4), Bacillus subtilis RS1(4) dan Enterobacter ludwigii
RM3(7), dapat menginduksi ketahanan ubi jalar terhadap nematoda puru akar.
Aplikasi 13 isolat bakteri dapat menurunkan reproduksi nematoda ( Pi/Pf 0.4
sampai 0.89) serta mengurangi populasi nematoda di dalam tanah.
Informasi tentang identitas yang pasti, karakteristik fisiologi, dan
mekanisme pengendalian bakteri probiotik terhadap nematoda berguna sebagai
pembuktian ilmiah untuk pengembangan strategi pengendalian Meloidogyne sp.
pada ubi jalar. Pemanfaatan bakteri probiotik diharapkan dapat meningkatkan
produksi ubi jalar dan mengurangi penggunaan pestisida sintetis secara
berlebihan.

Kata kunci : Endofit, fitohormon, Meloidogyne sp., rizosfer.

SUMMARY

TUMINEM. Root Knot Nematodas on Sweet Potato (Ipomoea batatas L.) and
Potency of Plant Probiotic Bacteria as Biocontrol Agents: A Case Study in West
Papua. Supervised by SUPRAMANA, MEITY SURADJI SINAGA and
GIYANTO.
Sweet potato is one of the leading commodities in West Papua Province.
This commodity becomes the staple food for the majority of the native population
of West Papua. Initial surveys that were conducted between April to September
2014 observed the decreasing quality and quantity of sweet potato tubers. Based
on field symptoms, the declining yield quality might be caused by the root knot
nematoda infection. The root knot nematoda (Meloidogyne spp.) is known as
important plant pathogen including sweet potato. However, root knot nematoda
on sweet potato has not been reported present in Indonesia, especially Papua and
West Papua. Therefore, the research on root knot nematoda associated with sweet
potato is important in order to manage these parasites properly in the field.
The incorrect identification leads to the improper control methods that relay
on the synthetic pesticides application. Different approach in managing this
nematoda in the field has been developed to facilitate the use of various
microorganisms as control agent which is more friendly to environment. Plant
probiotic bacteria offer a promising potential as biocontrol agent that can be
developed. Further studies including exploration and physiological characteristic

testing of the probiotic bacteria are needed to determine the mechanisms of this
microorganism to control root knot nematodas. This study is aimed to identify the
root knot nematodas on sweet potato in West Papua, obtain probiotic bacteria of
sweet potato that have high potential as biocontrol agent and investigate the
control mechanisms of probiotic bacteria against root knot nematodas.
The infected to plants showed various symptoms, such as tubers are not
fully developed or turn into a hard roots, and formation of roots on tuber surface.
Root dissection and acid fuchsin staining techniques found adult females and
eggs mass of Meloidogyne spp. inside the infected roots. Morphological
identification based on specific characteristics of female perineal pattern found
two species of Meloidogyne, that were M. incognita and M. javanica. Molecular
analysis using specific primers for M. incognita and M. javanica showed that
West Papuans Meloidogyne have high homology levels with the similar species
from Malino (Indonesia), India, Malaysia and China.
A total of 204 probiotic bacteria were successfully isolated from sweet
potato crop from West Papua, consisting of 81 isolates of endophytic and 123
isolates of rhizospheric bacteria . Based on the hypersensitive response test, 75
isolates of rhizospheric and 28 isolates of endophytic bacteria were potentially
pathogenic to plant. In addition, 46 isolates were potentially pathogenic to
mammals according to blood agar test. Therefore, there were 46 isolates that meet

the criteria to be biocontrol agents and underwent further investigation. Finally,
antagonism test against the juvenile 2 of Meloidogyne spp. showed that 25
bacterial isolates caused nematoda mortality from 81.25 to 100%.

Gram staining, morphological and physiological characterization were
carried out to all of those 25 potential bacteria. All bacteria cells were rodshaped, 19 isolates were Gram-negative and 6 isolates were Gram-positive. The
capacity of bacteria to kill nematoda was evaluated based on their ability to
produce hydrogen cyanide (HCN) and enzymes including lipase, chitinase, and
protease. There was no bacterial isolate produce HCN, 22 isolates produce lipase,
21 isolates produce protease and 3 isolates produce chitinase.
Further
physiological characterization was conducted to evaluate the potency of bacteria
to promote plant growth, including their ability to fix Nitrogen, produce plant
growth hormone IAA, and dissolve phosphate. All of the bacteria isolates were
able to fix Nitrogen and produce IAA and 19 isolates were also able to dissolve
phosphate.
Molecular identification of the 25 bacterial isolates was carried out using
universal primer 63-F / 1387-R. The bacteria identified were: Bacillus subtilis,
Enterobacter sp, Enterobacter ludwigii, Enterobacter cloaceae, Pseudomonas
putida, Agrobacterium larrymorei, Pseudomonas plecoglossicida, P. monteilii,

Burkholderia cepacia, Microbacterium testaceum, Curtobacterium sp.,
Agrobacterium tumefaciens, Bacillus aryabhattai, Acinetobacter sp., and Bacillus
barbaricus.
Control mechanism of endophytic and rhizospheric bacteria against root
knot nematoda of sweet potato was evaluated based on their ability to inhibit egg
hatching, formation of root knot, nematoda reproduction and induction of
systemic resistance. Enterobacter sp. EBS (10) and Burkholderia cepacia EAS (6)
effectively inhibit the egg hatching, degrade the egg cell walls, disrupt the
developing eggs of Meloidogyne spp. The following bacteria: Enterobacter sp.
EAS (1a), Enterobacter sp. EAS (3a), Pseudomonas plecoglossicida RS4 (4), P.
putida RS3 (14), E. ludwigii RM3 (7), Enterobacter sp. RS1 (12), Bacillus
aryabatthai EUM (3) and Curtobacterium sp. EBS (12) were able to inhibit the
formation of gall. Modified split root methods on sweet potato revealed that
Curtobacterium sp. EBS (12), Enterobacter sp. EBS (10), Agrobacterium
larrymoorei EBS (9), Enterobacter sp. EAS (3a), Enterobacter cloaceae EBM
(24), P. monteilii RM2 (2), P. plecoglossicida RS4 (4), B. subtilis RS1 (4) and E.
ludwigii RM3 (7), were able to induce systemic resistance to root knot nematodas.
Application of these 13 bacterial isolates were able to reduce nematoda
reproduction factors ( Pi / Pf) by 0.4 to 0.89 as well as reducing nematoda
populations in the soil.

Information on the definite identity, physiological cahracteristic, and their
control mechanism against nematoda of the probiotic bacteria are useful as a
scientific justification for the development of control strategy for Meloidogyne
spp. on sweetpotato. Utilization of probiotic bacteria is expected to increase the
production of sweet potatoes and reduce the excessive use of synthetic pesticides.
Keywords: Endophytic, fitohormon, Meloidogyne spp.,

©Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2016
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah, dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apapun tanpa izin IPB

NEMATODA PURU AKAR PADA UBIJALAR (Ipomoea batatas L.)
DAN POTENSI BAKTERI PROBIOTIK TANAMAN SEBAGAI
AGENS BIOKONTROL : STUDI KASUS DI PAPUA BARAT

TUMINEM

Disertasi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Doktor
Pada
Program Studi Fitopatologi

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2016

Penguji Luar Komisi pada Ujian Tertutup :
1. Dr. Ir. Asep Setiawan, MS
(Departemen Agronomi dan Hortikultura, Fakultas Pertanian Institut
Pertanian Bogor)
2. Dr. Ir. Kikin Hamzah Mutaqin, MSi
(Departemen Proteksi Tanaman,
Fakultas Pertanian, Institut
Pertanian Bogor)

Penguji Luar Komisi pada Ujian Terbuka :
1. Dr. Ir. Asep Setiawan, MS
(Departemen Agronomi dan Hortikultura, Fakultas Pertanian Institut
Pertanian Bogor)
2. Dr. Ir. Dwi Iswari M.Sc.P
(Direktur Perlindungan Tanaman Pangan, Direktorat Jenderal Tanaman
Pangan, Kementrian Pertanian)

PRAKATA
Segala puji bagi Allah yang telah melimpahkan kasih dan karunia-Nya
kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan disertasi ini. Penelitian
yang dilaksanakan sejak bulan Januari 2014 sampai Agustus 2015 ini memilih
tema tentang nematoda puru akar pada ubijalar dan potensi bakteri probiotik
tanaman sebagai agens biokontrol.
Penulis menyampaikan penghargaan dan ucapan terimakasih yang tak
terhingga kepada Dr. Ir. Supramana MSi, Prof. Dr. Ir. Meity Suradji Sinaga MSc
dan Dr. Ir. Giyanto MSi selaku komisi pembimbing, atas semua bimbingan,
arahan, pengkayaan wawasan, saran dan dukungan moril yang diberikan dengan
tulus hingga disertasi ini selesai.
Ucapan terimakasih juga disampaikan kepada Pemerintah Provinsi Papua
Barat, Bidang Pengembangan Sumber Daya Manusia atas dukungan dana selama
penulis menyelesaikan studi dan penelitian. Ucapan terimakasih disampaikan
kepada Dinas Pertanian Tanaman Pangan dan Hortikultura, Balai Proteksi
Tanaman Pangan dan Hortikultura Provinsi Papua Barat yang telah memberikan
ijin, kepercayaan dan menugaskan penulis untuk mengikuti pendidikan Program
Doktor di Program Studi Fitopatologi, Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian
Bogor. Ucapan terimakasih disampaikan kepada Pimpinan dan staf Balai Uji
Terap Teknik dan Metode Karantina Pertanian (BUTTMKP) Bekasi,
Laboratorium Mikrobiologi dan Lingkungan Pusat Penelitian Bioteknologi dan
Bioindustri Indonesia, Laboratorium Pengamatan Hama dan Penyakit (LPHP)
BPTPH Papua Barat, dan Laboratorium Nematologi Departemen Proteksi
Tanaman IPB yang telah memberikan sarana laboratorium selama penelitian.
Ucapan terimakasih juga penulis sampaikan kepada Rektor IPB, Dekan Sekolah
Pascasarjana IPB, Ketua Departemen Proteksi Tanaman beserta staf, Ketua
Program Studi Fitopatologi, Ketua Program Studi Entomologi beserta seluruh
jajarannya, staf pengajar Mayor Entomologi-Fitopatologi, staf administrasi
pascasarjana, serta rekan-rekan angkatan 2011 atas dukungan dan kerjasama
selama penulis menempuh pendidikan di Sekolah Pascasarjana IPB.
Ucapan terimakasih juga disampaikan kepada kedua orang tua ibu dan
bapak tercinta, ibu mertua, suami, anak-anak, adik sekeluarga, adik dan kakak
ipar serta seluruh keluarga besar atas segala doa, dukungan dan kasih sayangnya.
Terimakasih juga disampaikan kepada teman-teman staf LPHP Papua Barat, THL
POPT di Kabupaten Sorong, pimpinan dan staf Karantina Tumbuhan di
Manokwari dan Sorong yang telah membantu kelancaran penelitian ini.
Akhir kata terimakasih yang tulus penulis sampaikan kepada semua pihak
yang telah membantu selama penelitian dan penulisan disertasi ini. Semoga
disertasi ini bermanfaat bagi perkembangan ilmu dan teknologi khususnya dalam
upaya melengkapi komponen pengendalian nematoda secara terpadu.

Bogor, Januari 2016

Tuminem

DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perumusan Masalah
Tujuan Penelitian
Hipotesis
Manfaat Penelitian
Kebaruan dan Keunggulan Penelitian
Ruang Lingkup Penelitian
2
TINJAUAN PUSTAKA
3
IDENTIFIKASI NEMATODA PARASIT YANG BERASOSIASI
DENGAN UBI JALAR (Ipomoea batatas L.) DI PROVINSI PAPUA
BARAT
Pendahuluan
Metode
Hasil
Pembahasan
Simpulan
4
ISOLASI, SELEKSI, KARAKTERISASI DAN IDENTIFIKASI
BAKTERI PROBIOTIK TANAMAN SEBAGAI BIOKONTROL
NEMATODA PURU AKAR
Pendahuluan
Metode
Hasil
Pembahasan
Simpulan
5
MEKANISME BAKTERI PROBIOTIK UBI JALAR
MENGENDALIKAN NEMATODA PURU AKAR
Pendahuluan
Metode
Hasil
Pembahasan
Simpulan
6
PEMBAHASAN UMUM
7
SIMPULAN UMUM
8
SARAN
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

Vi
Vii
Viii
1
1
3
4
4
5
5
5
7

23
23
24
27
35
42

43
43
45
50
57
63
64
64
65
67
72
76
77
88
89
90
104

DAFTAR TABEL

3.1
3.2
3.3
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
5.1
5.2
5.3

Persentase penerapan teknik budidaya ubi jalar di Kabupaten Sorong
dan Manokwari
Rerata juvenil dari sampel tanah dan frekuensi penyebaran nematoda
parasit di Kabupaten Manokwari dan Sorong
Rerata, frekuensi dan kelimpahan nematoda parasit dari akar dan
ubi di Kabupaten Sorong
Bakteri probiotik ubi jalar dan uji patogenisitas
Pengaruh kultur filtrat bakteri probiotik ubi jalar terhadap mortalitas
juvenil 2 Meloidogyne spp.
Morfologi koloni bakteri probiotik ubi jalar dan pewarnaan Gram
Karakter fisiologi dan produksi hormon pertumbuhan bakteri
Homologi bakteri probiotik ubi jalar dengan data Base NCBI
Persentase penghambatan penetasan telur, populasi juvenil dan jumlah
puru Meloidogyne spp. pada aplikasi bakteri probiotik ubi jalar
Hasil analisis uji T potensi bakteri probiotik menginduksi ketahanan
ubi jalar terhadap Meloidogyne spp..
Produksi ubi dan reproduksi Meloidogyne spp.. pada aplikasi
bakteri probiotik

28
29
31
50
51
52
54
56
68
69
71

DAFTAR GAMBAR

1.1

3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
4.1
4.2
5.1
5.2
5.3
5.4

Alur penelitian “Nematoda puru akar pada ubi jalar (Ipomoea batatas L.)
dan potensi bakteri probiotik tanaman sebagai agens biokontrol : studi kasus
di Papua Barat
Perbedaan teknik budidaya ubi jalar di Kabupaten Sorong dan Manokwari
Gejala nematode puru akar pada ubi jalar
Akar ubi jalar terinfeksi Meloidogyne spp..
Morfologi nematoda puru akar
Hasil amplifikasi DNA Meloidogyne spp.
Pohon filogenetik spesies M. incognita dan M. javanica berdasarkan
UPGMA (bootstrap 1000 kali ulangan
Sel bakteri
Morfologi koloni bakteri
Pengujian potensi bakteri menginduksi ketahanan tanaman menggunakan
metode split root system yang dimodifikasi
Pengaruh kultur filtrat terhadap penetasan telur nematoda
Tanaman ubi jalar umur 4 minggu setelah tanam
Produksi ubi jalar

6
30
32
33
33
34
34
53
53
66
67
70
72

DAFTAR LAMPIRAN

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24

Criconemella sp.
Helicotylenchus multicinctus
Helicotylenchus pseudorobustus
Rotylenchulus reniformis
Tylenchorinchus sp.
Hoplolaimus sp.
Tylenchus sp.
Juvenil 2 Meloidogyne sp..
Caloosia sp.
Psilenchus sp.
Pratylenchus sp.
Nematoda Predator
Nematoda pemakan bakteri
Hasil Perunutan nukleotida isolat Meloidogyne incognita
Hasil Perunutan nukleotida isolat Meloidogyne javanica
Uji produksi toksin hemolisin
Pengujian Karakter fisiologi bakteri
Pengujian di rumah kaca
Pewarnaan akar ubi jalar tanpa perlakuan
Produksi ubi pada pengujian rumah kaca
Hasil survei teknik budidaya ubi jalar di Kabupaten Manokwari
Hasil survei teknik budidaya ubi jalar di Kabupaten Sorong
Populasi nematoda parasit/100 ml tanah di Kabupaten Manokwari
Populasi nematoda parasit/100 ml tanah di Kabupaten Manokwari

104
104
105
105
106
106
107
107
108
108
109
109
110
111
113
115
115
116
116
117
118
119
120
121

1

1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Ubi jalar merupakan salah satu tanaman pangan yang memiliki arti penting
bagi masyarakat Papua dan Papua Barat. Selain sebagai bahan pangan pokok, ubi
jalar dianggap sebagai warisan leluhur yang berperan penting dalam berbagai
upacara adat, keagamaan, komunikasi sosial dan sumber pendapatan keluarga.
Ubi jalar menjadi salah satu komoditas unggulan lokal di Provinsi Papua Barat
dengan wilayah pengembangan meliputi beberapa kabupaten. Kabupaten Sorong
dan Manokwari merupakan salah satu sentra pengembangan ubi jalar di Provinsi
Papua Barat (Dinas Pertanian Provinsi Papua Barat, tidak dipublikasikan).
Berdasarkan hasil pengamatan di lapangan, diketahui terjadi penurunan kualitas
dan kuantitas produksi ubi jalar yang diduga disebabkan infeksi nematoda parasit
tanaman.
Nematoda parasit tanaman dapat menyebabkan kerusakan pada tanaman dan
dianggap ancaman serius bagi produksi ubi jalar di beberapa negara. Sebagian
besar kerusakan pada ubi jalar disebabkan oleh beberapa genus nematoda tetapi
yang banyak mempengaruhi produksi ubi jalar adalah Meloidogyne spp.,
Rotylenchulus reniformis, Pratylenchus spp. dan Ditylenchus spp. (Luc et al.
2005). Nematoda R. reniformis saat ini merupakan nematoda yang cukup penting
dan mengancam produksi ubi jalar di Lousiana, negara bagian Amerika Serikat.
Nematoda ini juga menginfeksi beberapa tanaman budidaya dan telah menyebar
secara nyata selama dekade terakhir.
Nematoda puru akar Meloidogyne spp. tersebar luas dan menjadi masalah
yang serius di daerah dengan jenis tanah berpasir. M. incognita adalah salah satu
spesies penting yang berasosiasi dan menyebabkan kerusakan pada ubi jalar di
Jepang (Luc et al. 2005). Infeksi nematoda ini cenderung lebih mudah dikenali
dibandingkan kerusakan oleh nematoda parasit lainnya. Gejala di atas permukaan
tanah dapat dilihat melalui daun yang menguning, tanaman menjadi kerdil dan
cenderung mudah layu (Mackay et al. 1990). Tanaman yang terinfeksi nematoda
Meloidogyne . dapat menyerupai tanaman yang kekurangan unsur hara (Mulyadi
2009). Nematoda ini dapat merusak kualitas ubi jalar karena menyebabkan blister
(cacar) dan retak pada ubi (Ye et al. 2008).
Nematoda menyebabkan kehilangan hasil yang nyata pada tanaman ubi jalar
di beberapa negara antara lain Nigeria, Meloidogyne incognita menyebabkan
penurunan hasil panen ubi jalar varietas puerto rico, white star dan red nancy
(Olabiyi 2007). Hasil survei distribusi nematoda parasit tanaman ubi jalar (85
sampel tanah) dan talas (22 sampel tanah) di bagian tengah dan selatan pulau
Kyushu Jepang, menunjukkan 96% pertanaman ubi jalar terinfeksi nematoda M.
incognita dan sisanya M. arenaria dan M. javanica (Iwahori et al. 2000).
Nematoda parasit tanaman yang berasosiasi dengan ubi jalar dan
menyebabkan kerusakan belum pernah dilaporkan di Papua Barat. Hal ini karena
kurangnya pengetahuan petugas dan petani tentang penyakit yang disebabkan oleh
nematoda parasit. Gejala umum yang disebabkan oleh infeksi nematoda parasit
antara lain menguningnya daun sekitar tajuk, tanaman menjadi kerdil,
pertumbuhan tanaman terhambat dan tanaman mudah layu terutama pada siang

2

hari. Gejala tersebut sulit untuk dibedakan dengan gejala kekurangan unsur hara,
sehingga upaya pengendalian yang dilakukan oleh petani kurang tepat. Selama ini
upaya pengendalian yang dilakukan petani adalah dengan menggunakan pupuk
dan pestisida kimia sintetis. Cara pengendalian nematoda dengan menggunakan
pestisida kimia sintetis dapat menyebabkan kerusakan dan pencemaran
lingkungan, gangguan kesehatan terhadap petani, meninggalkan residu kimia
berbahaya bagi konsumen serta menurunkan jumlah mikroba dan mikro fauna
yang berperan penting dalam keseimbangan ekosistem pertanian. Pengendalian
dengan memanfaatkan agens hayati yang lebih ramah ligkungan perlu dilakukan
untuk mengurangi penggunaan pestisida sintetik.
Pengendalian hayati dengan memanfaatkan mikroorganisme menguntungkan
yang berasosiasi dengan tanaman. Mikroorganisme menguntungkan tersebut di
antaranya adalah bakteri probiotik tanaman. Bakteri probiotik tanaman adalah
bakteri yang berasosiasi dengan tanaman yang dapat meningkatkan pertumbuhan
tanaman inang bila diaplikasikan dalam jumlah yang cukup (Islam dan Hossain
2012). Menurut Spence et al. (2012), di antara mikroorganisme yang berasosiasi
dengan tanaman, beberapa bermanfaat bagi tanaman karena mikroorganisme
tersebut bersifat antagonis terhadap berbagai patogen tanaman, menginduksi
ketahanan tanaman bahkan meningkatkan pertumbuhan tanaman. Bakteri yang
dapat dikelompokkan sebagai probiotik tanaman harus memiliki peran yang
bermanfaat bagi pertumbuhan tanaman, ketika mengoloni jaringan tanaman atau
sebagai bakteri endofit, tidak bersifat patogen dan aman bagi manusia (FloresFelix et al. 2015). Beberapa bakteri probiotik tanaman yang mengoloni bagian
permukaan akar (rizosfer) memiliki sifat positif dan mempengaruhi pertumbuhan
tanaman melalui beberapa mekanisme antara lain fiksasi nitrogen, pelarut fosfat,
besi, meningkatkan ketersediaan air, menghasilkan hormon tanaman dan hormon
pengatur pertumbuhan tanaman (Barufa et al. 2008). Bakteri probiotik tanaman
dapat berasal dari bakteri yang mengoloni permukaan akar (rizosfer) (Barufa et al.
2008) maupun bakteri yang mengoloni jaringan akar (endofit) (Flores-Felix et al.
2015). Berdasarkan definisi tersebut, bakteri endofit dan rizosfer tanaman ubi
jalar yang memiliki kemampuan menambat nitrogen, pelarut fosfat, menghasilkan
hormon pertumbuhan IAA dan metabolit sekunder serta tidak bersifat patogen
dapat dikelompokkan sebagai bakteri probiotik tanaman.
Bakteri endofit adalah bakteri yang hidup di dalam jaringan internal
tumbuhan hidup tanpa menyebabkan efek negatif langsung yang nyata. Sifat
mikroba endofit yang tidak berdampak negatif pada jaringan tumbuhan
menunjukkan adanya hubungan simbiosis mutualisme antara mikroba endofit dan
inangnya (Strobel dan Daisy 2003). Beberapa bakteri endofit mempunyai
pengaruh yang menguntungkan bagi tanaman inang, seperti memacu pertumbuhan
tanaman, dan meningkatkan ketahanan tanaman. Meningkatnya pertumbuhan
tanaman berkaitan dengan kemampuan bakteri memproduksi fitohormon antara
lain indole-3-acetic acid (IAA), sitokinin, hormon pemacu pertumbuhan lainnya,
fiksasi nitrogen dan sebagai pelarut fosfat (Tan dan Zou 2001). Bakteri endofit
sebagai agens biokontrol patogen dapat melalui beberapa mekanisme antagonis,
hiperparasit, kompetisi, antibiosis dan induksi ketahanan tanaman (Tian et al.
2007). Produksi senyawa toksik (antibiosis) bakteri probiotik merupakan
mekanisme penting terhadap nematoda parasit tanaman.
Metabolit yang
dihasilkan bakteri probiotik dapat berupa antibiotik, enzim, senyawa HCN dan

3

siderofor. Pseudomonas earuginosa Strain IE-6 secara in vitro memproduksi
senyawa toksik yang menyebabkan kematian juvenil M. javanica (Siddiqui et al.
2001). Beberapa hasil penelitian lainnya menunjukkan bahwa bakteri endofit
yang diisolasi dari kapas antara lain Brevundimonas vesucularis, Serratia
marcescens, Pseudomonas fluorescens, B. cepacia, Phyllobacterium rubiacaerum
dapat mengurangi populasi dan jumlah puru M. incognita (Hallman et al. 1998).
Bakteri endofit yang diisolasi dari ubi jalar antara lain Rahnella aquatilis,
Pseudomonas sp., Rhodanobacter sp dan Phyllobacterium diketahui memiliki
aktivitas pemacu pertumbuhan tanaman dan sebagai biokontrol (Khan dan Doty
2009), tetapi keefektifannya sebagai pengendali nematoda parasit tanaman belum
diketahui.
Bakteri rizosfer atau rizobakteria adalah bakteri yang mengolonisasi
perakaran tanaman. Rizosfer adalah bagian tanah dimana lebih banyak terdapat
bakteri di sekitar akar tanaman daripada tanah yang jauh dari akar tanaman.
Beberapa bakteri rizosfer telah banyak dimanfaatkan sebagai pemacu
pertumbuhan maupun sebagai agens biokontrol nematoda. Moghaddam et al.
(2014) melaporkan bahwa bakteri rizosfer Bacillus pumilus strain ToIrFTKC806241 dan ToIrMA-KC806242 terbukti dapat mengurangi persentase
penetasan telur, menyebabkan mortalitas juvenil M. javanica sebesar 83.33
sampai 99.33%, mengurangi indeks puru akar dan kelompok telur pada pengujian
laboratorium dan rumah kaca. Bakteri yang diisolasi dari rizosfer tanaman tomat
P. aeruginosa juga dilaporkan menurunkan populasi nematoda M. incognita di
dalam tanah dan indeks puru akar serta meningkatkan pertumbuhan tanaman
tomat (Shankar et al. 2011).
Bakteri endofit dan rizosfer menghasilkan metabolit sekunder yang bersifat
nematisidal, memproduksi enzim, menginduksi ketahanan sistemik, dan
meningkatkan ketahanan tanaman terhadap stres lingkungan. Mekanisme kerja
bakteri endofit dan rizosfer tersebut akan mempengaruhi populasi dan
perkembangan nematoda.
Nematoda parasit yang berasosiasi dengan ubi jalar di Provinsi Papua Barat
belum pernah dilaporkan, demikian pula bakteri probiotik ubi jalar yang memiliki
potensi sebagai agens biokontrol nematoda. Penelitian mengenai nematoda
parasit dan bakteri probiotik ubi jalar sebagai agens biokontrol perlu dilakukan
dalam usaha pengelolaan nematoda parasit yang ramah lingkungan.

Perumusan Masalah
Nematoda puru akar pada tanaman ubi jalar merupakan salah satu patogen
penting yang dapat menyebabkan kerugian yang nyata. Patogen ini memiliki
kisaran inang yang sangat luas meliputi tanaman hortikultura, perkebunan dan
tanaman pangan, termasuk ubi jalar. Deskripsi gejala dan identifikasi patogen
penyebab puru pada tanaman ubi jalar di Indonesia pada umumnya dan Papua
Barat pada khususnya belum pernah dilaporkan. Oleh karena itu, penting
dilakukan penelitian dan membuat deskripsi gejala serta melakukan identifikasi
secara molekuler sehingga diketahui spesies nematoda puru akar yang
menyebabkan kerusakan pada tanaman ubi jalar.

4

Pengendalian nematoda pada ubi jalar yang dilakukan oleh petani selama ini
adalah menggunakan pestisida sintetik.
Aplikasi pestisida sintetik dapat
menimbulkan berbagai masalah lingkungan dan residu pada produk hasil
pertanian. Penggunaan bakteri probiotik tanaman sebagai agens biokontrol
merupakan salah satu alternatif pengendalian nematoda puru akar. Bakteri
probiotik tanaman adalah bakteri yang berasosiasi dengan tanaman yang dapat
meningkatkan pertumbuhan tanaman inang bila diaplikasi dalam jumlah yang
cukup. Bakteri endofit dan rizosfer merupakan bakteri probiotik yang telah
banyak digunakan sebagai agens bikontrol nematoda puru akar. Bakteri probiotik
yang berasosiasi dengan ubi jalar diketahui memiliki aktivitas pemacu
pertumbuhan tanaman tetapi keefektifannya sebagai biokontrol nematoda puru
akar belum dilaporkan. Berdasarkan hal tersebut, penting dilakukan eksplorasi,
identifikasi dan pengujian kemampuan bakteri endofit dan rizosfer ubi jalar
sebagai biokontrol nematoda puru akar. Sebagai agens biokontrol, bakteri endofit
dan rizosfer harus bersifat aman bagi lingkungan dan manusia, sehingga perlu
dilakukan seleksi potensi patogenisitas terhadap tanaman dan mamalia. Bakteri
yang telah melalui tahap seleksi dan tidak berpotensi patogen, perlu diidentifikasi
secara morfologi dan molekuler sehingga diketahui spesies bakteri endofit dan
rizosfer potensial.
Pengujian beberapa sifat fisiologi meliputi kemampuan
bakteri menghasilkan enzim kitinase, proteinase, lipase, HCN, pelarut fosfat,
penambat nitrogen dan fitohormon perlu dilakukan untuk mengetahui karakter
fisiologi yang mendukung potensi bakteri tersebut sebagai agens biokontrol.
Karakter lain yang perlu dilakukan pengujian adalah kemampuan bakteri
menginduksi ketahanan tanaman serta mekanisme bakteri mengendalikan
nematoda puru akar pada ubi jalar.

Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk determinasi yang akurat penyebab puru akar
pada ubi jalar di Provinsi Papua Barat, memperoleh isolat bakteri probiotik ubi
jalar yang potensial sebagai agens biokontrol nematoda puru akar dan
menganalisis mekanisme pengendalian bakteri probiotik dalam mengendalikan
nematoda puru akar.

Hipotesis
1. Salah satu patogen yang menyebabkan malformasi ubi, nekrotik pada akar
dan menurunkan produksi ubi jalar di Provinsi Papua Barat adalah
nematoda puru akar.
2. Nematoda puru akar tersebut dapat dikendalikan dengan memanfaatkan
bakteri probiotik yang berasosiasi dengan ubi jalar.
3. Terdapat beberapa isolat bakteri probiotik yang tidak patogen terhadap
tanaman dan mamalia yang memiliki potensi sebagai agens biokontrol
nematoda puru akar.
4. Isolat-isolat bakteri potensial tersebut mampu mengendalikan nematoda
puru akar melalui beberapa mekanisme pengendalian.

5

Manfaat Penelitian
Deskripsi gejala pada tanaman ubi jalar diharapkan dapat membantu
memudahkan petani dan petugas mengenali gejala di lapangan yang disebabkan
oleh infeksi nematoda puru akar.
Identifikasi morfologi dan molekuler
memberikan kepastian spesies nematoda yang menginfeksi ubi jalar sehingga
berdasarkan data tersebut diharapkan dapat disusun rencana pengelolaan penyakit
secara tepat.
Pemanfaatan bakteri probiotik ubi jalar sebagai agens biokontrol nematoda
puru akar mendukung peningkatan produksi ubi jalar dan mengurangi penggunaan
pestisida sintetik secara berlebihan yang berpotensi merusak lingkungan dan
meninggalkan residu pada produk hasil pertanian. Karakter fisiologi dan
mekanisme biokontrol bakteri probiotik diharapkan memberikan informasi yang
dapat digunakan sebagai dasar untuk mengoptimalkan peran bakteri probiotik ubi
jalar dalam meningkatkan produksi dan mengendalikan nematoda puru akar.

Kebaruan dan Keunggulan Penelitian
Penelitian ini menghasilkan beberapa nilai kebaruan yaitu untuk pertama
kalinya spesies nematoda puru akar yang menyebabkan kerusakan pada ubi jalar
di Provinsi Papua Barat berhasil diidentifikasi secara morfologi dan molekuler
serta gejala yang ditimbulkan dapat dideskripsikan dengan jelas. Diperoleh 25
isolat bakteri probiotik ubi jalar untuk pertama kalinya dilaporkan keefektifannya
sebagai biokontrol nematoda puru akar. Isolat bakteri tersebut terdiri atas 9 isolat
bakteri rizosfer, 9 isolat bakteri endofit batang, 4 isolat bakteri endofit akar dan 3
isolat bakteri endofit ubi. Diketahuinya beberapa mekanisme pengendalian
nematoda puru akar oleh bakteri probiotik ubi jalar meliputi antagonis melalui
produksi metabolit sekunder berupa enzim pendegradasi dinding sel juvenil dan
telur nematoda yaitu protease, kitinase, lipase dan potensi memacu pertumbuhan
tanaman melalui kemampuan bakteri melarutkan fosfat, menambat nitrogen serta
menghasilkan fitohormon. Keunggulan penelitan ini adalah spesies bakteri
probiotik ubi jalar antagonis dan pemacu pertumbuhan tanaman yang dihasilkan
dari penelitian ini dapat digunakan sebagai agens biokontrol nematoda puru akar
pada tanaman ubi jalar.
Ruang Lingkup Penelitian
Penelitian dilaksanakan mulai bulan Januari 2014 sampai Agustus 2015
melalui 3 tahapan yaitu survei teknik budidaya ubi jalar pendataan lokasi dan
sampling di Kabupaten Sorong dan Manokwari, identifikasi morfologi dan
molekuler nematoda puru akar ubi jalar, isolasi, seleksi dan karakterisasi fisiologi
bakteri probiotik ubi jalar, identifikasi molekuler bakteri probiotik, mekanisme
bakteri probiotik ubi jalar mengendalikan nematoda puru akar melalui pengujian
terhadap penetasan telur dan pengujian potensi bakteri probiotik menginduksi
ketahanan ubi jalar terhadap nematoda puru akar di lapangan terbatas (Gambar
1.1)

6

Spesies nematoda puru akar pada
ubi jalar dan memperoleh bakteri
probiotik ubi jalar sebagai agens
biokontrol nematoda pada ubi jalar

Genus/spesies bakteri
endofit dan rizosfer sebagai
agens biokontrol nematoda
ubi jalar

Isolat bakteri endofit
dan rizosfer potensial

Identifikasi
Molekuler

Karakteristik Fisiologi ;
Kitinilitik, proteolitik,
lipolitik, produksi HCN

Mekanise kerja bakteri
endofit dan rizosfer

Spesies nematoda
parasit ubi jalar
Potensi Induksi
ketahanan sistemik

Identifikasi Molekuler

Identifikasi Morfologi

Ekstraksi nematoda

Survei dan sampling
Nematoda

Penelitian I

Uji pemacu pertumbuhan
tan; pelarut fosfat, fiksasi
nitrogen, ARA, IAA

Uji antagonis terhadap
juvenil

Uji hipersensitivitas,
Agar darah

Isolasi bakteri endofit
dan rizosfer

Penelitian II

Pengaruh bakteri
terhadap reproduksi
nematoda dan produksi
ubi

Uji pengaruh bakteri
terhadap pembentukan
puru akar

Uji pengaruh terhadap
Penetasan telur

Penelitian III

Gambar 1.1. Alur penelitian “Nematoda puru akar pada ubi jalar (Ipomoea
batatas L.) dan potensi bakteri probiotik tanaman sebagai agens
biokontrol : studi kasus di Papua Barat”.

7

2 TINJAUAN PUSTAKA
Ubi jalar (Ipomoea batatas L.)
Tanaman ubi jalar merupakan salah satu komoditas unggulan Provinsi
Papua barat. Komoditas ini telah lama dikenal oleh masyarakat Papua dan Papua
barat sebagai bahan pangan pokok sumber karbohidrat. Secara taksonomis ubi
jalar termasuk dalam ordo Solanales, famili Convolvulaceae, genus Ipomoea dan
spesies yang banyak dibudidayakan adalah Ipomoea batatas Lamb. Tanaman ubi
jalar secara umum terdiri atas dua bagian utama yaitu organ tanaman yang ada di
atas permukaan tanah (shoots) berupa batang utama dan cabang (sulur), daun,
bunga dan biji serta organ tanaman yang berada di dalam tanah berupa akar
(fiberous roots) dan ubi (tuberous roots). Berdasarkan morfologi ubi jalar, akar
ubi jalar digolongkan dalam tiga tipe yaitu (a) akar utama yang tumbuh pada
batang (akar advertitif) tegak lurus ke bawah, akar yang tumbuh kesamping di
zona perakaran dekat permukaan tanah, (b) akar cabang atau akar baru yang
tumbuh pada akar utama, sebagian besar tumbuh ke arah samping (akar lateral),
(c) akar ubi yaitu akar yang tumbuh pada ubi baik pada kulit ubi maupun pada
akar di bagian ujung ubi. Beda antara akar besar dan akar ubi terletak pada
bentuk dan fungsi akar tersebut. Akar ubi berkembang makin besar dan
mengendalikan proses inisiasi dan akar besar atau akar utama relatif tetap dan
mengendalikan pertumbuhan serta menyerap air dan nutrisi (Wahyuni dan
Wargiono 2012).
Ubi jalar menghasilkan ubi sebagai hasil pertumbuhan sekunder dari
beberapa akar (tuberousroots) pada zona perakaran (lapisan tanah sedalam 20
sampai 25 cm). Sebagian besar ubi berkembang dari bakal calon ubi yang
terdapat pada sistem akar serabut. Ubi juga terbentuk dari akar-akar yang tumbuh
pada buku-buku batang yang tumbuh menjalar dipermukaan tanah, tetapi ubi yang
terbentuk biasanya berukuran kecil sehingga tidak memiliki nilai ekonomis. Ubi
memiliki ukuran, bentuk, warna kulit dan warna daging yang bervariasi
tergantung varietasnya. Bentuk ubi pada umumnya adalah membulat, oblong
memanjang, elip memanjang serta tidak beraturan. Bentuk ubi pada varietas yang
sama seringkali juga bervariasi. Kulit ubi ada yang berwarna putih, kuning, ungu,
jingga dan merah dengan struktur kulit antara tipis, tebal dan bergetah (Wahyuni
dan Wargiono 2012). Sebagian besar ubi jalar di Kabupaten Manokwari memiliki
kulit ubi berwarna merah dengan bagian dalam ubi berwarna putih dan kulit ubi
putih dengan bagian dalam ubi putih. Petani ubi jalar di Kabupaten Sorong
mengembangkan ubi jalar dengan warna kulit dan bagian dalam ubi putih.
Teknik budidaya ubi jalar di Kabupaten Manokwari diterapkan secara
tradisional berdasarkan pengetahuan secara turun temurun. Ubi jalar
dibudidayakan secara subsisten menggunakan kearifan lokal sebagai upaya untuk
memenuhi kebutuhan sehari-hari saja dan bila hasil panen meningkat sebagian
dijual (Matualage 2011). Petani ubi jalar di Kabupaten Manokwari sebagian besar
adalah masyarakat lokal. Menurut Baransano (2011), petani lokal selain masih
menerapkan usaha tani subsisten, juga memiliki motivasi ekonomi yang rendah,
budaya bertani bersifat komunal yang dikontrol oleh norma adat setempat dan
adanya keterkaitan yang kuat antar individu petani dengan lahan serta

8

kelembagaan adat. Hal ini menyebabkan adopsi inovasi berjalan lambat sehingga
menjadi kendala tersendiri dalam upaya peningkatan produksi pertanian.
Hal tersebut berbeda dengan petani ubi jalar di Kabupaten Sorong yang
sebagian besar adalah warga non lokal atau transmigrasi. Umumnya warga
pendatang atau transmigrasi memiliki ketrampilan dan penguasaan teknik
budidaya pertanian lebih modern serta memiliki orientasi ekonomi dan bisnis
sehingga upaya peningkatan produksi dapat dicapai (Baransano 2011). Hal ini
terlihat dari luas tanam, pengelolaan hama dan penyakit, penanganan pasca panen
dan pemasaran hasil panen.
Setiap petani ubi jalar di Kabupaten Sorong
memiliki luas pertanaman ubi jalar berkisar antara 0.5 sampai 1 hektar, lebih luas
dibandingkan petani ubi jalar di Kabupaten Manokwari berkisar antara 0.1 sampai
0.25 ha (hasil survei langsung di lapangan).
Produksi Ubi jalar di Papua Barat
Ubi jalar merupakan tanaman pangan penting yang secara luas dapat
tumbuh di daerah beriklim tropis dan sub tropis. Ubi jalar mempunyai daya
adaptasi luas, sehingga dapat tumbuh dan berkembang dengan baik diseluruh
Indonesia. Tanaman ubi jalar dapat tumbuh dengan baik pada daerah dengan
ketinggian 0 sampai 3000 m di atas permukaan laut (mdpl). Suhu optimum untuk
pertumbuhan ubi jalar adalah 24 C dan curah hujan optimum 750 sampai 1500
mm per tahun. Ubi jalar cenderung toleransi terhadap kekeringan, dapat tumbuh
baik pada berbagai tipe tanah, pH tanah optimum untuk pertumbuhannya berkisar
antara 5.6 – 6.6. (Wardiyono 2009).
Provinsi Papua Barat dengan luas wilayah 115 363.50 km2, terletak pada
ketinggian 0 sampai 1600 meter di atas permukaan laut, suhu udara rata-rata
berkisar antara 20.7 ⁰C sampai 28.25 ⁰C dengan kelembapan udara berkisar antara
83.6% sampai 85.2% dan lama penyinaran rata-rata 52.36% sampai 128.81%,
sangat potensial untuk pengembangan komoditas-komoditas pertanian terutama
ubi jalar. Sebanyak 60% penduduk Papua menggunakan ubi jalar sebagai
makanan pokok terutama penduduk yang mendiami daerah pegunungan pada
ketinggian 1500 sampai 2500 mdpl (Samori et al. 1998). Jumlah penduduk
Provinsi Papua Barat kurang lebih 816 986 jiwa dengan pertumbuhan penduduk
4.1% tahun (Statistik Daerah 2014) mengakibatkan permintaan terhadap pangan
terus meningkat sehingga diversifikasi pangan non beras guna pemenuhan
kebutuhan pangan sangat diperlukan. Ubi jalar sebagai sumber pangan lokal
menjadi alternatif pemerintah daerah untuk dikembangkan dan menjadikannya
sebagai salah satu komoditas unggulan Provinsi Papua Barat.
Produksi ubi jalar di Provinsi Papua Barat mengalami fluktuasi selama 5
tahun terakhir, 2010 sampai 2014. Tahun 2011 produksi ubi jalar di Papua Barat
mengalami penurunan sebesar 147 ton dibandingkan dengan produksi 2010
sebesar 10.557 ton menjadi 10.410 ton. Tahun 2012 produksi ubi jalar kembali
meningkat menjadi 10.646 ton dan tahun 2013 mencapai 14.901 ton. Kenaikan
produksi ini disebabkan oleh bertambahnya luas panen sebesar 314 hektar atau
30.52% dibandingkan tahun 2012. Kenaikan produksi ubi jalar terutama terjadi di
Kabupaten Sorong, Raja Ampat, Teluk Bintuni dan Tambraw. Produksi ubi jalar
mengalami penurunan yang nyata pada tahun 2014 sebesar 3.960 ton
dibandingkan tahun 2013 menjadi sebesar 10.941 ton ubi basah. Penurunan

9

produksi ubi jalar di Papua Barat terutama disebabkan oleh menurunnya luas
panen dan produktivitas yang terjadi di Kabupaten Sorong, Raja Ampat, Teluk
Bintuni dan kabupaten lainnya kecuali Kabupaten Manokwari dan Kaimana
mengalami peningkatan produksi ubi jalar (BPS Papua Barat 2015).
Berdasarkan data Direktorat Jenderal Tanaman Pangan tahun 2011
menunjukkan bahwa produksi ubi jalar tertinggi di Indonesia dihasilkan oleh
Provinsi Jawa Barat yaitu sebesar 429 378 ton dengan luas panen 27 931 ha.
Produksi terbesar kedua dihasilkan oleh Provinsi Papua yaitu 348 438 ton dengan
luas panen 34 413 ha. Produksi ubi jalar di Papua Barat tergolong rendah jika
dibandingkan produksi nasional, namun cenderung mengalami kenaikan. Pada
tahun 2009 produksi ubi jalar di Provinsi Papua Barat sebesar 10 599 ton/ha dan
pada tahun 2011 menjadi 13 409 ton/ha (BPS Papua Barat 2011).
Organisme Pengganggu Tanaman (OPT) Ubi jalar
Faktor yang mempengaruhi hasil ubi jalar antara lain adalah varietas,
kesuburan tanah, ketinggian tempat budidaya, iklim serta gangguan hama dan
penyakit (Nonci 2005).
Menurut Supriyatin (2013), hama utama yang
menyebabkan kehilangan hasil pada tanaman ubi jalar adalah kumbang penggerek
ubi atau hama boleng (Cylas formicarius). Hama ini dapat menurunkan hasil ubi
jalar hingga 80%, di lapangan maupun selama penyimpanan di gudang. Kumbang
C. formicarius tersebar luas di wilayah tropis dan subtropis, dan belum lama ini
ditemukan di daerah yang lebih tinggi. Terdapat tiga spesies utama kumbang
penggerek ubi yaitu C. formicarius, ditemukan di daerah tropis khususnya di Asia,
C. punsticollis di Sub-Sahara Afrika, dan Euscepis postfasciatus ditemukan di
Karibia dan beberapa negara kepulauan di Pasifik (AVRDC 2004). Ketiga spesies
tersebut mempunyai siklus hidup yang serupa dan dapat dikendalikan dengan cara
yang sama (Nonci 2005).
Kerusakan yang ditimbulkan oleh Cylas formicarius ditandai dengan adanya
lubang gerekan pada ubi akibat aktivitas makan kumbang dewasa. Oviposisi
kumbang betina juga menyebabkan terbentuknya lubang pada ubi. Larva yang
berkembang di dalam ubi membuat lubang gerekan dan menyebabkan kerusakaan
yang nyata. Ubi yang rusak menghasilkan senyawa beracun (terpene) sehingga
ubi tidak dapat dikonsumsi. Kerusakan yang timbul pada pangkal batang yaitu
terjadinya malformasi, penebalan dan adanya retakan pada bagian dalam jaringan
yang terserang (Ames et al. 1997).
Penyakit ubi jalar umumnya disebabkan oleh 4 kelompok patogen utama
yaitu cendawan, bakteri, virus dan nematoda. Menurut Ames et al. (1997),
kelompok virus yang menginfeksi ubi jalar diantaranya adalah Sweet potato
feathery mottle virus (SPFMV), Sweetpotato sunken vein virus (SSVV),
Sweetpotato virus disease (SPVD) dan Sweetpotato mild mottle virus (SPMMV).
Penyakit ubi jalar yang disebabkan oleh SPFMV atau sering disebut Russet crack
virus, Sweet potato internal cork virus, Sweet potato chlorotic leaf spot virus, dan
sweet potato virus A dapat ditularkan oleh berbagai jenis aphid dan melalui cara
mekanik. Gutierrez et al. (2003) melaporkan bahwa hasil survei pengaruh infeksi
virus terhadap penurunan hasil ubi jalar di Peru menunjukkan infeksi SPCSV
menyebabkan penurunan hasil sebesar 33.98% sampai 43.55%, dan SPVD
menurunkan hasil sebesar 65.25% sampai 72.24%, tergantung teknik budidaya.

10

Hasil tanaman sehat 2.8 sampai 4.5 kali lebih tinggi dibandingkan dengan
tanaman yang terinfeksi SPVD (Gutierrez et al. 2003).
Bakteri patogen meskipun bukan penyakit yang umum pada ubi jalar tetapi
dapat menyebabkan kerugian secara ekonomi. Bakteri mempengaruhi jaringan
vaskular, ubi dan akar serabut sehingga dapat meyebabkan batang membusuk dan
layu. Beberapa bakteri patogen yang menginfeksi ubi jalar antara lain Erwinia
chrysanthemi yang menginfeksi akar dan batang, Pseudomonas solanacearum dan
Streptomyces ipomoea (Ames et al. 1997).
Cendawan patogen utama yang menginfeksi ubi jalar adalah penyakit kudis
yang disebabkan olah Elsinoe batatas, Sphaceloma batatas pada daun dan
batang, busuk pada ubi yang disebabkan oleh cendawan Ceratocystis fimbriata,
layu Fusarium yang disebabkan oleh Fusarium oxysporum f. sp. batatas, hawar
daun yang disebabkan oleh Alternaria bataticola, Phomopsis ipomoea-batatas
dan beberapa cendawan lain Alternaria spp., Cercospora sp., Septoria sp.,
Ascochyta sp., Curvularia sp., Colletotrichum sp., and Pestalotia batatae.
Penyakit kudis tersebar hampir diseluruh negara Asia Tenggara, Ocenia, Mexico,
Brazil, New Caledonia, Papua New Guinea, Kepulauan Solomon, Tonga dan
Vanuatu (Ames et al. 1997).
Penyakit kudis yang disebabkan oleh cendawan Elsinoe batatas ditemukan
tersebar di dataran rendah Kabupaten Manokwari dan Sorong. Cendawan ini
dilaporkan menginfeksi tanaman ubi jalar di kebun percobaan Fakultas Pertanian
Universitas Cenderawasih (UNIPA) di Manokwari (Karuna 2012). Infeksi
cendawan pada daun ubi jalar ditandai dengan terdapat bercak-bercak coklat dan
selanjutnya menjadi coklat kehitaman. Bercak-bercak berkembang semakin luas
dan bersatu dengan bercak yang lain. Infeksi lebih lanjut menyebabkan
pertumbuhan daun tidak normal, tangkai dan helaian daun keriting dan kerdil
(Ames et al. 1997). Batang terinfeksi terdapat bercak berwarna coklat di
sepanjang batang dan di bagian tengahnya berwarna ungu atau coklat. Batang
lebih tegak daripada batang sehat dan mempunyai ruas-ruas yang pendek, terdapat
banyak kudis pada tangkai dan tulang daun. Penyakit ini dapat menyebabkan
penurunan hasil ubi jalar lebih dari 30% (Nasrun et al. 1993).
Nematoda parasit tanaman dapat menyebabkan kerusakan pada tanaman
dengan beberapa cara dan dianggap ancaman serius bagi produksi ubi jalar di
beberapa negara. Sebagian besar kerusakan pada ubi jalar disebabkan oleh
beberapa jen