Isolasi Bakteri Penghasil Auksin Dan Pelarut Fosfat Dari Lahan Sawah Dan Aplikasinya Di Kabupaten Timor Tengah Utara.
ISOLASI BAKTERI PENGHASIL AUKSIN DAN PELARUT
FOSFAT DARI LAHAN SAWAH DAN APLIKASINYA DI
KABUPATEN TIMOR TENGAH UTARA
GERGONIUS FALLO
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
2
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Isolasi bakteri penghasil
auksin dan pelarut fosfat dari lahan sawah dan aplikasinya di Kabupaten Timor
Tengah Utara adalah 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 tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Agustus 2015
Gergonius Fallo
NIM G351120211
3
RINGKASAN
GERGONIUS FALLO. Isolasi Bakteri Penghasil Auksin dan Pelarut Fosfat dari
Lahan Sawah dan Aplikasinya di Kabupaten Timor Tengah Utara. Dibimbing oleh
NISA RACHMANIA MUBARIK dan TRIADIATI.
Tanaman padi (Oryza sativa L.) merupakan salah satu komoditi yang cocok
dan banyak ditanami oleh petani umumnya di Indonesia termasuk petani di
Kabupaten Timor Tengah Utara (TTU). Salah satu upaya peningkatan produksi
padi dengan tetap menjaga kesuburan tanah serta lingkungan di Kabupaten TTU
adalah menghadirkan teknologi baru yaitu pemakaian pupuk hayati yang
mengandung mikrob hidup.
Penelitian ini bertujuan untuk mengisolasi, mengidentifikasi, dan
mengkarakterisasi bakteri dari tanah sawah Kecamatan Miomaffo Barat,
Kabupaten TTU yang berpotensi sebagai penghasil auksin dan pelarut fosfat, serta
memformulasikan bakteri tersebut sebagai pupuk hayati dan mengaplikasikannya
untuk mengetahui pengaruh bakteri dalam meningkatkan pertumbuhan dan
produktivitas padi sawah di Kabupaten TTU. Penelitian dilakukan bulan
Desember 2013 sampai November 2014 di Laboratorium Mikrobiologi, FMIPA
dan di lahan sawah Kecamatan Miomaffo Barat, Kabupaten TTU.
Penelitian ini berhasil memperoleh 8 isolat dari sampel tanah sawah
Kabupaten TTU. Isolasi bakteri menggunakan metode pengenceran berseri dan
disebar pada media selektif Lactose Glucose Induce (LGI) dan Pikovskaya.
Delapan isolat tersebut dianalisis kemampuannya dalam memproduksi
auksin/Indole Acetic Acid (IAA) berdasarkan metode kolorimetri menggunakan
reagen Salkowski. Hasil analisis menunjukkan bahwa delapan isolat mampu
memproduksi IAA dengan konsentrasi tertinggi dihasilkan isolat EP.01 sebesar
119.5 ppm pada media LGI dan Pikovskaya yang ditambah 1.0 mM L-triptofan.
Delapan isolat juga diseleksi kemampuannya secara kualitatif dalam
melarutkan fosfat. Kemampuan melarutkan fosfat tertinggi dihasilkan oleh isolat
EP.02 dengan indeks pelarut fosfat (IP) sebesar 3.5. Isolat EP.01 dan EP.02
diperlukan sebagai model dalam pembuatan kurva pertumbuhan dan penentuan
produksi IAA untuk pembuatan formula pupuk hayati. Dari kurva tersebut dapat
diketahui bahwa produksi IAA sejalan dengan pertumbuhan sel bakteri. IAA
mulai di produksi pada 9 jam inkubasi (JI), yaitu pada fase awal logaritma dan
terus meningkat pada fase stasioner yaitu pada 24 JI. Hasil identifikasi bakteri
isolat EP.01 dan EP.02 diketahui merupakan bakteri Gram positif, bentuk sel
batang dengan ukuran diameter 0.5-1 µm dan panjang 2-5 µm, memiliki
endospora, penghasil auksin, pelarut fosfat, dan memiliki kemiripan 97.7% dan
98.1% dengan Bacillus sp. sehingga berpotensi sebagai pupuk hayati.
Pupuk hayati yang digunakan terdiri atas isolat EP.01 dan EP.02 yaitu
Bacillus sp. Masing-masing isolat tersebut dibiakkan pada media Nutrient Borth
(NB) dan dipanen pada umur 18 jam pada kepadatan 108 sel/ml. Formula pupuk
hayati terdiri atas 50 ml media cair + Bacillus sp. + 1 kg gambut. Aplikasi pupuk
hayati pada penanaman padi di lahan sawah Kecamatan Miomaffo Barat,
Kabupaten TTU, menggunakan varietas padi IR64. Rancangan percobaan yang
digunakan yaitu Rancangan Acak Kelompok (RAK) satu faktor yaitu pemupukan
4
dengan perlakuan: (1) tanpa pemberian pupuk (P0), (2) NPK 100% dosis anjuran
(urea dosis 200 kg/ha; SP-36 dosis 100 kg/ha; KCL dosis 100 kg/ha), (P1), (3)
kompos (dosis 5 ton/ha), (P2), (4) kompos diperkaya (pupuk hayati 2.5% dari
bobot bahan kompos), (P3), (5) kompos diperkaya + 50% NPK dosis anjuran
(P4), (6) kompos+pupuk 50% NPK dosis anjuran (P5). Unit percobaan diulang
sebanyak 3 kali, sehingga petak percobaan berjumlah 18 petak. Ukuran petak tiap
perlakuan ialah 2 m x 3 m. Jarak tanam padi ialah 20 cm x 20 cm. Setiap petak
perlakuan diambil 10 tanaman contoh untuk pengamatan pertumbuhan vegetatif
dan produksi padi.
Data pengamatan dianalisis dengan analisis of varience (ANOVA)
menggunakan program SPSS v.21 pada tingkat kepercayaan 95%. Hasil analisis
menunjukkan bahwa penggunaan pupuk hayati yang mengandung Bacillus sp.
dengan perlakuan kompos diperkaya pupuk hayati + 50% NPK dosis anjuran
(P4), mampu secara nyata (p0.05)
dengan perlakuan pemupukan 100% NPK dosis anjuran (P1). Perlakuan kompos
diperkaya pupuk hayati + 50% NPK (P4) memberikan hasil jumlah gabah isi per
rumpun, dan bobot 1000 butir gabah sebesar berturut-turut 30.76 g, dan 29.37 g.
Perkiraan hasil gabah kering panen (GKP) pada penanaman padi sawah di lokasi
penanaman, pada perlakuan dengan pemupukan kompos diperkaya pupuk hayati
(P3) memberikan hasil sebesar 6 ton/ha; kompos diperkaya pupuk hayati
ditambah pupuk sintetik 50% dosis anjuran (P4) sebesar 6.3 to/ha, 100% NPK
(P1) sebesar 7.4 ton/ha, sedangkan tanpa pemupukan (P0) memberikan hasil
sebesar 4.7 ton/ha.
Kata kunci: Oryza sativa L., Indole Acetic Acid (IAA), pelarut fosfat, pupuk
hayati
5
SUMMARY
GERGONIUS FALLO. Isolation of Auxin Producing and Phosphate Solubilizing
Bacteria From Paddy Fields and Application at North Central Timor Regency.
Supervised by NISA RACHMANIA MUBARIK and TRIADIATI.
Rice (Oryza sativa L.) is one of important and suitable corps in Indonesia
including North Central Timor (NCT) Regency. However, farmer in NCT
Regency, Indonesia have not use yet bacteria as biofertilizer. The research aimed
to isolate indole acetic acid (IAA) producing by soil bacteria from paddy field in
NCT Regency and to apply selected bacteria in rice cultivation. This study was
conducted in December 2013 until November 2014 at the Laboratory of
Microbiology Department of Biology, Faculty of Mathematics and Natural
Sciences, also in rice paddy field at West Miomaffo Subdistrict, NCT regency.
Eight bacterial isolates were obtained from rice paddy field soil samples
originated from NCT regency. The isolation of bacteria was done use serial
dilutions, and the suspension was plated on selective media that are Lactose
Glucose Induce (LGI) and Pikovskaya. Eight isolates were obtained and analyzed
their IAA ability based on a colorimetric method using Salkowski reagent. The
analysis showed that the eight bacteria isolates were able to producing IAA with
the highest concentration of EP.01 isolate of 119.5 ppm in LGI and Pikovskaya
plus 1.0 mM L-tryptophan.
Eight bacteria isolates were also selected of the qualitative ability to
solubilize phosphate. The largest of ability to solubilizing phosphate was
produced by EP.02 isolate with index phosphate solubilizer (IP) of 3.5. The
bacteria isolates EP.01 and EP.02 were required as a model in the determination
of the growth curve and IAA synthesis for the formulating biofertilizer. From
these curves it can be seen that the IAA produced IAA was comparable with the
growth of bacterial cells. The bacteria isolates EP.01and EP.02 initiate to
synthesize IAA at 9 hours of incubation. The IAA concentration increased at first
stationary phase, i.e at 24 hour of incubation. The identification of EP.01 and
EP.02 isolates were belonged to a Gram-positive bacteria, shape of bacil with the
size of 0.5-1 x 2-5 micrometers, having endospores, auxin producers, phosphate
solubilizer, and their closely related to Bacillus sp. with 97.7% and 98.1%
maximum identity, so they were potentially as a biofertilizer.
Biofertilizers were used consist of EP.01 and EP.02 isolates (Bacillus sp.).
Each isolates were cultured in liquid media and harvested at 18 hours with the
density of 108 cells/mL. Formula of biofertilizer consisted of 50 mL of liquid
medium + Bacillus sp. + 1 kg of peat. Application of biofertilizer on rice
cultivation in paddy field, West Miomaffo subdistrict, NCT regency, was used
IR64 rice varieties. The experimental design used a randomized block design
(RBD) with one factor treatment: (1) without biofertilizer, as a negative control
(P0), (2) NPK recomended dosage 100%, as a positive control (urea dosage of
200 kg/ ha; SP-36 dosage of 100 kg / ha; KCL dosage of 100 kg/ ha), (P1), (3)
compost (5 tonnes/ ha), (P2), (4) compost enriched by biofertilizers (biofertilizers
2.5% of the weight of compost material), (P3 ), (5) compost enriched by
6
biofertilizers + 50% NPK recommended dosage (P4), (6) compost + 50% NPK
recommended dosage (P5). Unit experiment was repeated 3 times, thus totalling
18 plots. The plot size for each treatment was 2 m x 3 m. Rice plant distance was
20 cm x 20 cm. Each treatment plot was taken of 10 plants sample to observation
of vegetative growth and rice production.
The data were to analyzed by using analysis of variance with SPSS V.21 at
P
FOSFAT DARI LAHAN SAWAH DAN APLIKASINYA DI
KABUPATEN TIMOR TENGAH UTARA
GERGONIUS FALLO
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
2
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Isolasi bakteri penghasil
auksin dan pelarut fosfat dari lahan sawah dan aplikasinya di Kabupaten Timor
Tengah Utara adalah 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 tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Agustus 2015
Gergonius Fallo
NIM G351120211
3
RINGKASAN
GERGONIUS FALLO. Isolasi Bakteri Penghasil Auksin dan Pelarut Fosfat dari
Lahan Sawah dan Aplikasinya di Kabupaten Timor Tengah Utara. Dibimbing oleh
NISA RACHMANIA MUBARIK dan TRIADIATI.
Tanaman padi (Oryza sativa L.) merupakan salah satu komoditi yang cocok
dan banyak ditanami oleh petani umumnya di Indonesia termasuk petani di
Kabupaten Timor Tengah Utara (TTU). Salah satu upaya peningkatan produksi
padi dengan tetap menjaga kesuburan tanah serta lingkungan di Kabupaten TTU
adalah menghadirkan teknologi baru yaitu pemakaian pupuk hayati yang
mengandung mikrob hidup.
Penelitian ini bertujuan untuk mengisolasi, mengidentifikasi, dan
mengkarakterisasi bakteri dari tanah sawah Kecamatan Miomaffo Barat,
Kabupaten TTU yang berpotensi sebagai penghasil auksin dan pelarut fosfat, serta
memformulasikan bakteri tersebut sebagai pupuk hayati dan mengaplikasikannya
untuk mengetahui pengaruh bakteri dalam meningkatkan pertumbuhan dan
produktivitas padi sawah di Kabupaten TTU. Penelitian dilakukan bulan
Desember 2013 sampai November 2014 di Laboratorium Mikrobiologi, FMIPA
dan di lahan sawah Kecamatan Miomaffo Barat, Kabupaten TTU.
Penelitian ini berhasil memperoleh 8 isolat dari sampel tanah sawah
Kabupaten TTU. Isolasi bakteri menggunakan metode pengenceran berseri dan
disebar pada media selektif Lactose Glucose Induce (LGI) dan Pikovskaya.
Delapan isolat tersebut dianalisis kemampuannya dalam memproduksi
auksin/Indole Acetic Acid (IAA) berdasarkan metode kolorimetri menggunakan
reagen Salkowski. Hasil analisis menunjukkan bahwa delapan isolat mampu
memproduksi IAA dengan konsentrasi tertinggi dihasilkan isolat EP.01 sebesar
119.5 ppm pada media LGI dan Pikovskaya yang ditambah 1.0 mM L-triptofan.
Delapan isolat juga diseleksi kemampuannya secara kualitatif dalam
melarutkan fosfat. Kemampuan melarutkan fosfat tertinggi dihasilkan oleh isolat
EP.02 dengan indeks pelarut fosfat (IP) sebesar 3.5. Isolat EP.01 dan EP.02
diperlukan sebagai model dalam pembuatan kurva pertumbuhan dan penentuan
produksi IAA untuk pembuatan formula pupuk hayati. Dari kurva tersebut dapat
diketahui bahwa produksi IAA sejalan dengan pertumbuhan sel bakteri. IAA
mulai di produksi pada 9 jam inkubasi (JI), yaitu pada fase awal logaritma dan
terus meningkat pada fase stasioner yaitu pada 24 JI. Hasil identifikasi bakteri
isolat EP.01 dan EP.02 diketahui merupakan bakteri Gram positif, bentuk sel
batang dengan ukuran diameter 0.5-1 µm dan panjang 2-5 µm, memiliki
endospora, penghasil auksin, pelarut fosfat, dan memiliki kemiripan 97.7% dan
98.1% dengan Bacillus sp. sehingga berpotensi sebagai pupuk hayati.
Pupuk hayati yang digunakan terdiri atas isolat EP.01 dan EP.02 yaitu
Bacillus sp. Masing-masing isolat tersebut dibiakkan pada media Nutrient Borth
(NB) dan dipanen pada umur 18 jam pada kepadatan 108 sel/ml. Formula pupuk
hayati terdiri atas 50 ml media cair + Bacillus sp. + 1 kg gambut. Aplikasi pupuk
hayati pada penanaman padi di lahan sawah Kecamatan Miomaffo Barat,
Kabupaten TTU, menggunakan varietas padi IR64. Rancangan percobaan yang
digunakan yaitu Rancangan Acak Kelompok (RAK) satu faktor yaitu pemupukan
4
dengan perlakuan: (1) tanpa pemberian pupuk (P0), (2) NPK 100% dosis anjuran
(urea dosis 200 kg/ha; SP-36 dosis 100 kg/ha; KCL dosis 100 kg/ha), (P1), (3)
kompos (dosis 5 ton/ha), (P2), (4) kompos diperkaya (pupuk hayati 2.5% dari
bobot bahan kompos), (P3), (5) kompos diperkaya + 50% NPK dosis anjuran
(P4), (6) kompos+pupuk 50% NPK dosis anjuran (P5). Unit percobaan diulang
sebanyak 3 kali, sehingga petak percobaan berjumlah 18 petak. Ukuran petak tiap
perlakuan ialah 2 m x 3 m. Jarak tanam padi ialah 20 cm x 20 cm. Setiap petak
perlakuan diambil 10 tanaman contoh untuk pengamatan pertumbuhan vegetatif
dan produksi padi.
Data pengamatan dianalisis dengan analisis of varience (ANOVA)
menggunakan program SPSS v.21 pada tingkat kepercayaan 95%. Hasil analisis
menunjukkan bahwa penggunaan pupuk hayati yang mengandung Bacillus sp.
dengan perlakuan kompos diperkaya pupuk hayati + 50% NPK dosis anjuran
(P4), mampu secara nyata (p0.05)
dengan perlakuan pemupukan 100% NPK dosis anjuran (P1). Perlakuan kompos
diperkaya pupuk hayati + 50% NPK (P4) memberikan hasil jumlah gabah isi per
rumpun, dan bobot 1000 butir gabah sebesar berturut-turut 30.76 g, dan 29.37 g.
Perkiraan hasil gabah kering panen (GKP) pada penanaman padi sawah di lokasi
penanaman, pada perlakuan dengan pemupukan kompos diperkaya pupuk hayati
(P3) memberikan hasil sebesar 6 ton/ha; kompos diperkaya pupuk hayati
ditambah pupuk sintetik 50% dosis anjuran (P4) sebesar 6.3 to/ha, 100% NPK
(P1) sebesar 7.4 ton/ha, sedangkan tanpa pemupukan (P0) memberikan hasil
sebesar 4.7 ton/ha.
Kata kunci: Oryza sativa L., Indole Acetic Acid (IAA), pelarut fosfat, pupuk
hayati
5
SUMMARY
GERGONIUS FALLO. Isolation of Auxin Producing and Phosphate Solubilizing
Bacteria From Paddy Fields and Application at North Central Timor Regency.
Supervised by NISA RACHMANIA MUBARIK and TRIADIATI.
Rice (Oryza sativa L.) is one of important and suitable corps in Indonesia
including North Central Timor (NCT) Regency. However, farmer in NCT
Regency, Indonesia have not use yet bacteria as biofertilizer. The research aimed
to isolate indole acetic acid (IAA) producing by soil bacteria from paddy field in
NCT Regency and to apply selected bacteria in rice cultivation. This study was
conducted in December 2013 until November 2014 at the Laboratory of
Microbiology Department of Biology, Faculty of Mathematics and Natural
Sciences, also in rice paddy field at West Miomaffo Subdistrict, NCT regency.
Eight bacterial isolates were obtained from rice paddy field soil samples
originated from NCT regency. The isolation of bacteria was done use serial
dilutions, and the suspension was plated on selective media that are Lactose
Glucose Induce (LGI) and Pikovskaya. Eight isolates were obtained and analyzed
their IAA ability based on a colorimetric method using Salkowski reagent. The
analysis showed that the eight bacteria isolates were able to producing IAA with
the highest concentration of EP.01 isolate of 119.5 ppm in LGI and Pikovskaya
plus 1.0 mM L-tryptophan.
Eight bacteria isolates were also selected of the qualitative ability to
solubilize phosphate. The largest of ability to solubilizing phosphate was
produced by EP.02 isolate with index phosphate solubilizer (IP) of 3.5. The
bacteria isolates EP.01 and EP.02 were required as a model in the determination
of the growth curve and IAA synthesis for the formulating biofertilizer. From
these curves it can be seen that the IAA produced IAA was comparable with the
growth of bacterial cells. The bacteria isolates EP.01and EP.02 initiate to
synthesize IAA at 9 hours of incubation. The IAA concentration increased at first
stationary phase, i.e at 24 hour of incubation. The identification of EP.01 and
EP.02 isolates were belonged to a Gram-positive bacteria, shape of bacil with the
size of 0.5-1 x 2-5 micrometers, having endospores, auxin producers, phosphate
solubilizer, and their closely related to Bacillus sp. with 97.7% and 98.1%
maximum identity, so they were potentially as a biofertilizer.
Biofertilizers were used consist of EP.01 and EP.02 isolates (Bacillus sp.).
Each isolates were cultured in liquid media and harvested at 18 hours with the
density of 108 cells/mL. Formula of biofertilizer consisted of 50 mL of liquid
medium + Bacillus sp. + 1 kg of peat. Application of biofertilizer on rice
cultivation in paddy field, West Miomaffo subdistrict, NCT regency, was used
IR64 rice varieties. The experimental design used a randomized block design
(RBD) with one factor treatment: (1) without biofertilizer, as a negative control
(P0), (2) NPK recomended dosage 100%, as a positive control (urea dosage of
200 kg/ ha; SP-36 dosage of 100 kg / ha; KCL dosage of 100 kg/ ha), (P1), (3)
compost (5 tonnes/ ha), (P2), (4) compost enriched by biofertilizers (biofertilizers
2.5% of the weight of compost material), (P3 ), (5) compost enriched by
6
biofertilizers + 50% NPK recommended dosage (P4), (6) compost + 50% NPK
recommended dosage (P5). Unit experiment was repeated 3 times, thus totalling
18 plots. The plot size for each treatment was 2 m x 3 m. Rice plant distance was
20 cm x 20 cm. Each treatment plot was taken of 10 plants sample to observation
of vegetative growth and rice production.
The data were to analyzed by using analysis of variance with SPSS V.21 at
P