Isolasi dan uji kemampuan bakteri endofit diazotrof yang memfiksasi nitrogen bebas pada akar kelapa sawit (Elaeis guineensis Jaqc.).

(1)

ISOLASI DAN UJI KEMAMPUAN BAKTERI ENDOFIT DIAZOTROF YANG MEMFIKSASI NITROGEN BEBAS PADA AKAR KELAPA

SAWIT (Elaeis guineensis Jaqc.)

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains

MISFALLA FIRRANI 070805016

DEPARTEMEN BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2011

(2)

ISOLASI DAN UJI KEMAMPUAN BAKTERI ENDOFIT DIAZOTROF YANG MEMFIKSASI NITROGEN BEBAS PADA AKAR KELAPA SAWIT

(Elaeis guineensis Jaqc.)

SKRIPSI OLEH:

MISFALLA FIRRANI 070805016

Pembimbing 2 Pembimbing 1

Drs. Kiki Nurtjahja, M.Sc. Prof. Dr. Dwi Suryanto, M. Sc NIP. 196212111998031001 NIP. 196404091994031003

DEPARTEMEN BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2011

(3)

PERSETUJUAN

Judul : ISOLASI DAN UJI KEMAMPUAN BAKTERI

ENDOFIT DIAZOTROF YANG MEMFIKSASI NITROGEN BEBAS DARI AKAR KELAPA SAWIT (Elaeis guineensis Jacq.)

Kategori : SKRIPSI

Nama : MISFALLA FIRRANI

Nomor Induk Mahasiswa : 070805016

Program Studi : SARJANA (S1) BIOLOGI

Departemen : BIOLOGI

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Diluluskan di

Medan, Januari 2012

Komisi Pembimbing :

Pembimbing 2 Pembimbing 1

Drs. Kiki Nurtjahja, M.Sc. Prof. Dr. Dwi Suryanto, M. Sc NIP.196212111998031001 NIP. 196404091994031003

Diketahui/Disetujui oleh

Departemen Biologi FMIPA USU Ketua,

Dr. Nursahara Pasaribu, M. Sc NIP. 19630123199003 2 001

(4)

PERNYATAAN

ISOLASI DAN UJI KEMAMPUAN BAKTERI ENDOFIT DIAZITROF YANG

MEMFIKSASI NITROGEN BEBAS PADA AKAR KELAPA SAWIT (Elaeis

guineensis Jacq.).

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Januari 2012

MISFALLA FIRRANI 070805016

(5)

PENGHARGAAN

Puji dan syukur Penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, yang telah memberikan kasih dan karunia-Nya sehingga Penulis dapat menyelesaikan hasil penelitian ini yang berjudul “Isolasi dan uji kemampuan bakteri endofit diazotrof yang memfiksasi nitrogen bebas pada akar kelapa sawit (Elaeis guineensis Jaqc.)”.

Pada kesempatan ini Penulis juga ingin mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada Prof. Dr. Dwi Suryanto selaku Dosen Pembimbing I dan Drs. Kiki Nurtjahja, M.Scselaku Dosen Pembimbing II. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Dra.Nunuk Priyani, M.Sc selaku dosen penguji I dan Dra. Isnaini Nurwahyuni, M,Sc selaku Dosen Penguji II dan Yurnaliza, S.Si, M,Si yang telah banyak memberikan dorongan, bimbingan, arahan, waktu serta perhatian yang besar saat penulisan hasil penelitian ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Dr. Nursahara Pasaribu, M.Sc selaku Ketua Departemen Biologi FMIPA USU dan Drs. Arlen.H.J., M,Si selaku Dosen Pembimbing Akademik, kepada seluruh Dosen Departemen Biologi FMIPA USU serta Pegawai Administrasi Program Studi Biologi FMIPA USU (Bang Erwin, Kak Ros dan Bu Ipit) atas kebaikan yang diberikan selama ini kepada penulis.

Penulis juga mengucapkan banyak terima kasih kepada Ayahanda Muharramsyah dan Aida Fitriani (almh) yang telah memberikan doa, perhatian dan kasih sayangnya kepada penulis, serta adik-adikku yang tersayang (Moh.Rizky, Nur Farrahin Syafitri, Moh. Alfaraby),kepada nenekku (Hj.Zulaiha dan Naimah), kepada kekasih hati Alda Mora Hutasuhut dan kepada seluruh keluarga yang telah banyak memberikan motivasi dan semangat dalam penulisan skripsi ini.

Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada sahabat-sahabat di Laboratorium Mikrobiologi (Alex, Mirza, Laura, Yanti, Helmi, Ria, Nil), kepada kawan seperjuang 07 (Mayka, Putri, Tika, Dwi, Abel, Riwil, Anti, Ketrin, Eva, Opung, Jupe, Jayana, Natalia, Else, Hotda, Reymon, Sari, Farid, Erlinda, Yeni, Margaret, Umi, Maria, Risa, Risma, Nisa, Nia, Anggun, Elizabeth), kepada sahabat curahan hati (Desy, Aini, Ncay, Asril, Affan), kepada kakak-kakak 06 (Kak Ika, Kak Yayan, Kak Vitha, Kak Tari, Kak Reni, kak Lia, Kak Ami, Kak Nikmah), kepada adik-adik 08, kepada adik-adik asuh 09 (Novi, Siska, Ulan, Zulfan, Zuber, Imam, Bobby), kepada kakak-kakak asuh (Kak Diana, Kak Ajay, Kak Fifi, Bang Rahmat), kepada adik-adik 09 dan 010, kepada club Join photograph dan Penggila Photo, kepada muridku (Kethy dan Kevin), kepada Bapak H.Aswin, SE dan Ibu T.Mirna Rizal, serta teman-teman lainnya yang tidak bisa penulis ucapkan satu persatu. Semoga Allah swt membalas segala kebaikan dan semangat yang teman dan keluarga berikan kepada penulis.

(6)

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa masih banyak kekurangan dalam penyusunan skripsi ini, baik dari bahasa maupun isinya, untuk itu Penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari semua pihak demi kesempurnaan skripsi ini.Semoga bermanfaat bagi ilmu pengetahuan.Atas partisipasi dan dukungan penulis ucapkan terima kasih.

(7)

ISOLASI DAN UJI KEMAMPUAN BAKTERI ENDOFIT DIAZOTROF YANG MEMFIKSASI NITROGEN BEBAS PADA AKAR KELAPA SAWIT (Elaeis

guineensis Jaqc.)

ABSTRAK

Penelitian tentang isolasi dan uji kemampuan bakteri endofit diazotrof yang memfiksasi nitrogen bebas pada akar kelapa sawit (Elaeis guineensis Jaqc.) telah dilakukan di Laboratorium Mikrobiologi dan di rumah kasa Departemen Biologi FMIPA USU. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui adanya bakteri endofit diazotrof dan pengaruhnya terhadap pertumbuhan kelapa sawit. Hasil isolasi bakteri endofit menunjukkan terdapat 20 isolat bakteri yang berhasil dikarakterisasi secara morfologi dan biokimia. Beberapa isolat memiliki karakter yang sama yaitu NFB 2, NFB 14 dan NFB 16, NFB 11, NFB 12 dan NFB 19, NFB 15 dan NFB 20, isolat-isolat tersebut mempunyai sifat morfologi dan biokimia yang sama. Uji kemampuan menambat N2 dari 20 isolat menunjukkan bahwa isolat NFB 2, NFB 3 dan NFB 4 dengan masing-masing aktivitas ARA 2.10, 2.78, dan 3.13 ppm/jam. Pengamatan morfometri bibit kelapa sawit yang diberi perlakuan isolat menunjukkan adanya hubungan antara kemampuan menambat N2 Kata kunci: bakteri endofit, diazotrof, fiksasi nitrogen, kelapa sawit

dengan tinggi tanaman, jumlah daun dan banyak akar..

(8)

ISOLATION AND ASSAY OF DIAZOTROPHIC ENDOPHITYC BACTERIAL FIXED FREE NITROGEN FROM PALM OIL ROOT (Elaeis guineensis Jaqc.)

ABSTRACT

A study on isolation and assay of diazotrophic endophytic bacterial isolates from palm oil root has been done in Laboratory of Microbiology and green house of Department of Biology, Faculty of Mathematics and Natural Sciences, University of Sumatera Utara. The aim of the study was to know diazotrophic bacteria isolated from palm oil root and their role in palm oil growth. Twenty bacterial isolates were successfully isolated, and were morphologically and biochemically characterized. Some isolates shared the same characteristics i.e. NFB 2, NFB 14 and NFB 16, NFB 11, NFB 12 and NFB 19, and NFB 15 and NFB 20. Assay on nitrogen fixation of all isolates showed that NFB 2, NFB 3 and NFB 4 fixed nitrogen more than others which were shown by ARA activities of 2.10, 2.78 and 3.13 ppm/h, respectively. There was a correlation between the ability to fix nitrogen with plant height, number of leaves, and number of roots.

(9)

DAFTAR ISI Halaman PERSETUJUAN PENGHARGAAN ABSTRAK DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN i iii v vii vii i ix

Bab 1. Pendahuluan

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Permasalahan 2

1.3 Tujuan 3

1.4 Hipotesis 3

1.5 Manfaat 3

Bab 2. Tinjauan Pustaka

2.1 Bakteri Endofit 4

2.2 Bakteri Penambat Nitrogen 5

2.3 Biofertilizer 6

2.4 Peranan Unsur Hara 7

Bab 3. Bahan Dan Metode

3.1 Waktu dan Tempat 9

3.2 Bahan 9

3.3 Sterilisasi dan Isolasi Akar Sawit 10

3.4 Persiapan Kecambah Kelapa sawit 10

3.5 Uji Kemampuan Menambat N2 dari Udara 11

3.6 Pembuatan Suspensi Bakteri Endoffit 11

3.7 Introduksi Bakteri Endofit 11

3.8 Reisolasi Bakteri Endofit 11

(10)

Bab 4. HASIL DAN PEMBAHSAN

4.1 Isolasi dan Karakteristik Bakteri Endofit 13

4.2 Uji Kemampuan MenambatN2 dari Udara 15

4.3 Pengamatan Morfometri Bibit Kelapa Sawit yang Diintroduksi Bakteri Endofit

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan 5.2 Saran

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

23 23 24

(11)

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 1 Karakteristik sifat morfologi koloni dan sel,

dan sifat biokimia bakteri endofit yang diisolasi dari kelapa sawit

Tabel 2 Tabel 3

Aktivitas Asai Reduksi Asetilen (ARA)

Pengaruh isolat bakeri endofit dengan metode introduksi terhadap tinggi tanaman, jumlah daun dan jumlah akar kelapa sawit umur ±5 bulan.

(12)

DAFTAR GAMBAR

halaman Gambar 1 Kecambah kelapa sawit (Elaeis guineensis Jaqc.) var

Dura Pasifera umur 3 bulan dengan (a) plumula dan (b) radikula

Gambar 2 Pelikel Pada Media Nitrogen Free Bromthymol Blue (NFB)

Gambar 3 Histrogan Uji Asai Reduksi Asitilen (ARA) 18

Gambar 4 Gambar 5

Morfologi bibit kelapa sawit umur ±5 bulan

Histogram pengaruh isolat bakteri endofit dengan metode introduksi terhadap tinggi tanaman, jumlah daun dan jumlah akar

(13)

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman Lampiran 1 Tanaman sawit yang diberi perlakuan isolat endofit

penambat nitrogen umur ±5 bulan

Lampiran 2 Penelitian uji biokimia sederhana bakteri endofit kelapa sawit

Lampiran 3 Isolat bakteri endofit pada media NFB 29 Lampiran 4

Lampiran 5

Rata-rata pengamatan pertumbuhan kelapa sawit dari bulan I-Vdari tiga ulangan dengan interval pengamatan dua minggu sekali.

Komposisi Media Nitrogen Free BromthymolBlue (NFB)

30 32

(14)

ISOLASI DAN UJI KEMAMPUAN BAKTERI ENDOFIT DIAZOTROF YANG MEMFIKSASI NITROGEN BEBAS PADA AKAR KELAPA SAWIT (Elaeis

guineensis Jaqc.)

ABSTRAK

dengan tinggi tanaman, jumlah daun dan banyak akar..

(15)

ISOLATION AND ASSAY OF DIAZOTROPHIC ENDOPHITYC BACTERIAL FIXED FREE NITROGEN FROM PALM OIL ROOT (Elaeis guineensis Jaqc.)

ABSTRACT

(16)

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kelapa sawit merupakan tanaman andalan Indonesia khususnya Sumatera Utara. Tanaman kelapa sawit merupakan penghasil terbesar minyak goreng dan penghasil devisa non migas yang sangat penting. Banyak usaha yang telah dilakukan agar produktivitas dari tanaman ini meningkat. Usaha-usaha yang telah dilakukan seperti perluasan areal perkebunan kelapa sawit, memanajemen pengolahan kebun kelapa sawit yaitu dengan melakukan pemupukan dan pengendalian penyakit. Menurut Satyawibawa & Widyastuti(2001) perkebunan kelapa sawit dapat dibangun di daerah bekas lahan primer, sekunder dan bekas perkebunan tanaman lain seperti karet, kelapa, kopi dan teh. Perawatan tanaman kelapa sawit meliputi beberapa hal, antara lain penyulaman, penanaman tanaman sela, pemberantasan hama dan pemangkasan penyakit, dan penyerbukan buatan. Kemampuan tanaman sawit untuk tumbuh dan berkembang sangat bergantung pada responnya terhadap unsur-unsur cuaca serta masalahnya pada ketersediaan air dan nitrogen. Nitrogen salah satu unsur hara yang banyak diserap oleh tanaman kelapa sawit dalam proses produksi tandan buah. Sehingga penelitian tentang nitrogen dapat menghasilkan perubahan biaya pemupukan yang tinggi (total 40%-60% biaya pemeliharaan serta dapat menekan biaya produksi) (Statistik Perkebunan Indonesia, 1999).

Penggunaan mikroba penyubur tanah dapat memberikan berbagai manfaat, yaitu menyediakan sumber hara bagi tanaman, melindungi akar dari gangguan hama dan penyakit, menstimulasisistem perakaran agar berkembang sempurna dan memperpanjang usia akar, memacu mitosis jaringan meristem pada titik tumbuh pucuk, kuncup bunga dan stolon, sebagai penawar racun beberapa logam berat dan sebagai bioaktivator. Bakteri

(17)

endofit merupakan bakteri yang hidup dalam jaringan tanaman tanpa membahayakan inangnya (Radji, 2004).

Hampir setiap tanaman tingkat tinggi memiliki beberapa mikroba endofit yang menghasilkan senyawa biologi atau metabolit sekunder.Endofit merupakan mikroba yang berasosiasi dengan jaringan tanaman sehat yang bersifat netral. Bahan aktif yang dihasilkan bakteri endofit diperkirakan memiliki kemampuan yang sama dengan bahan aktif yang dihasilkan inangnya. Telah banyak penelitian yang dilakukan untuk mengisolasi mikroba endofit pada tanaman, misalnya pada tanaman obat (Tan & Zou, 2001), tanaman perkebunan dan tanaman budidaya seperti padi (Zinniel et al, 2002), buah-buahan seperti strawberry (Moussaif et al., 1977) dan tanaman hutan (Strobel, 2002; Suryanarayanan et al., 2003). Kolonisasi bakteri endofit yang ada di dalam jaringan tanaman yang mengeksploitasi substrat karbon yang disuplai oleh tanaman tanpa berkompetisi dengan mikroba lain. Bakteri ini sering kali berlokasi dalam akar di bawah tanah atau berada dalam jaringan yang kompak seperti buku batang dan pembuluh xylem sehingga bakteri ini mampu tumbuh pada lingkungan dengan tekanan O2 yang rendah yang sangat penting bagi aktivitas enzim nitrogenase (James & Oliver, 1997).Beberapa bakteri endofit bersifat diazotrof selain mampu menambat N2 juga mampu mensekresikan asam indol-3-asetat (Ladha et al., 1997).Potensi N yang disumbangkan oleh bakteri endofit diazotrof endofitik lebih besar dari diazotrof nonendofitik, karena N yang berhasil ditambat tidak ada yang hilang.

1.2 Permasalahan

Belum diketahuinya seberapa besar pengaruh bakteri endofit yang diintroduksinya langsung ke kecambah kelapa sawit (Elaeis guineensis Jaqc.) dalam menambat nitrogen.

(18)

1.3 Tujuan

Tujuan penelitian ini untuk mengetahui adanya bakteri endofit diazotrof dan mengetahui pengaruhnya terhadap pertumbuhan tanaman.

1.4 Manfaat

Dengan diketahuinya bakteri endofit diazotrof yang mampu menambat N membantu menyediakan unsur N yang tersedia pada tanaman.

1.5 Hipotesis

Terdapat bakteri endofit diazotrof dalam tanaman kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq.) yang efektif menambat nitrogen.

(19)

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Bakteri Endofit

Bakteri endofit adalah mikroba yang hidup di dalam jaringan membentuk koloni dalam jaringan tanaman tanpa membahayakan inangnya. Setiap tanaman tingkat tinggi dapat mengandung beberapa bakteri endofit yang mampu menghasilkan senyawa biologi atau metabolit sekunder yang diduga sebagai akibat koevolusi atau transfergenetik dari tanaman inangnya ke mikroba endofit (Tan & Zhou, 2001 dalam Radji, 2004).Tipe asosiasi biologis antara mikroba endofit dengan tanaman inang bervariasi dari netral, komensalisme sampai simbiosis.Pada situasi ini tanaman merupakan sumber makanan bagi mikroba endofit dalam melengkapi siklus hidupnya (Clay, 1988).

Bakteri endofit dapat diisolasi dari permukaan jaringan tanaman yang steril atau diekstraksi dari jaringan tanaman bagian dalam.Secara khusus, bakteri masuk ke jaringan melalui jaringan yang berkecambah, akar, stomata, maupun jaringan yang rusak (Zinniel et al., 2002).Bakteri endofit maupun rizobakteri lainnya merupakan bagian dari mikroflora alamiah dari tanaman yang sehat di lapangan. Bakteri ini dapat dikatakan sebagai kontributor penting bagi kesehatan tanaman (Kloepper et al., 1999 dalam Aini & Abadi, 2004). Menurut Hallman et al., (1999) dalam Aini & Abadi (2004), telah diketahui pula bahwa bakteri endofit berperan dalam kesehatan tanaman dalam hal: (1) antagonisme langsung atau penguasaan relung atas patogen, (2) menginduksi ketahanan sistemik dan (3) meningkatkan toleransi tanaman terhadap tekanan lingkungan. Karena sifat-sifat tersebut bakteri endofit telah terbukti dapat dimanfaatkan sebagai pengendali hayati penyakit tanaman bahkan dapat mengurangi serangan hama tanaman (Ramamoorthy et al., 2001

(20)

2.2 Bakteri Penambat Nitrogen

Kebutuhan bakteri terhadap unsur N dapat di pengaruhi oleh sumber N yang terdapat dalam berbagai senyawa organik maupun dari N udara. Peranan nitrogen secara biologis oleh sejumlah spesies bakteri endofit diazotrof memiliki keunggulan di bandingkan rhizosfer, karena keberadaanya di dalam jaringan interseluler tanaman yang tidak mudah hilang, sementara hara nitrogen yang berada di alam sangat bersifat labil, mudah tercuci air dan erosi, dan mudah nguap ke udara.Selain itu sejumlah bakteri endofit juga mampu menghasilkan asam indol asetat (AIA) yang merupakan fitohormon golongan auksin yang berperan dalam memperpanjang sel dan organ (Robert, 1975). Beragam jenis bakteri bertanggung jawab pada penambatan N hayati, mulai dari Sianobakter dan bakteri fotosintetik pada air tergenang dan permukaan tanah sampai pada bakteri heterotrofik dalam tanah dan zona akar (Ladha et al., 1997; Boddey et al., 1995; Kyuma, 2004).Bakteri mampu melakukan penambatan nitrogen udara maupun simbiosis. Secara umum, fiksasi nitrogen biologis sebagai bagian dari input nitrogen untuk mendukung pertumbuhan tanaman telah menurun akibat intensifikasi pemupukan anorganik (Hindersah dan Simarmata, 2004).Unsur nitrogen termasuk unsur utama dan merupakan faktor pembatas dalam pertumbuhan, sehingga merupakan kunci keberhasilan pertumbuhan tanaman (Purwaningsih, 2004).

Bakteri penambat N di daerah perakaran dan bagian jaringan tanaman padi, yaitu Pseudomonas spp., Enterobacteriaceae, Bacillus, Azotobacter, Azospirillum dan Herbaspirillum telah terbukti secara nyata menambat N (James & Olivares., 1997). Bakteri penambat N pada rizosfer tanaman gramineae, seperti Azotobacterpaspali dan Beijirinckia spp. merupakan kelompok bakteri aerobik yang mengkolonisasi permukaan akar (Baldani et al., 1992).Azotobacter merupakan bakteri penambatan yang mampu menghasilkan substansi zat pemacu tumbuh giberelin, sitokinin dan asam indol asetat, sehingga pemanfaatannya dapat memacu pertumbuhan akar (Alexander, 1976). Populasi

Azotobacter dalam tanah dipengaruhi oleh pemupukan

dan jenis tanaman. Kelompok prokariot fotosintetik terbesar dan menyebar secara luas yai tu Sianobacter (Albecrt, 1998) kemampuannya menambat N2 mempunyai implikasi untuk

(21)

meningkatkan kesuburan ekosistem tanah.Pertumbuhan Sianobaktermeningkatkan pertumbuhan agregat sehingga mempengaruhi filtrasi, aerasi dan suhu tanah. Keberadaan Sianobakterterhadap kebutuhan N tanaman ditentukan oleh besarnya biomasa, masa antar dua musim tanaman, laju penambatan N, dan besarnya N tanah yang tersedia bagi tanaman.Potensi N yang disumbangkan oleh bakteri penambat nitrogen yang hidup bebas tidak terlalu tinggi, karena nitrogen yang berhasil ditambat berada diluar jaringan tanaman, sehingga sebagian hilang sebelum di serap oleh tanaman (Ladha et al., 1997).

2.3 Biofertilizer

Biofertilizer didefinisikan sebagai produk yang mengandung mikroba hidup atau sel mikroba yang tersembunyi yang mengaktifkan proses biologis untuk membuat pupuk atau membentuk unsur yang tidak tersedia menjadi tersedia bagi tanaman. Aktifitas mikroba ini mempengaruhi ekosistem tanah dan menghasilkan zat tambahan buat tanaman (Parr et al., 2002). Kemampuan tanah untuk menyediakan unsur hara bagi tanaman merupakan masalah yang sering dialami pertanaman kelapa sawit, termasuk pada pertanaman yang belum di hasilkan. Keterbatasan seperti ini akan menjadi faktor pembatas terhadap ketersediaan unsur hara yang dapat di manfaatkan oleh tanaman seperti nitrogen. Keterbatasan oleh tanaman dapat menyebabkan sistem pemupukan yang dilakukan tidak efektif (Statistik Perkebunan, 1997-1999).

Bagaimanapun, spesies dan kuantitas unsur hara tanaman bervariasi tergantung pada sumber daya dan bahan-bahan mentah yang digunakan untuk memproduksi pupuk. Mikroba tersebut dan sumber nutrien diperoleh dari bahan baku yang digunakan untuk meningkatkan kesehatan dan unsur hara tanah. Ada macam-macam jenis biofertilizer yang tersedia tergantung bahan baku yang digunakan, bentuk-bentuk pemanfaatan dan sumber mikroba (DOAE 2003; Higa & Parr 1994; Ngampimol & Kunathiga., 2008). Dalam lingkup terminologi ini, biofertilizer meliputi perumusan mikroba pengikat nitrogen, mikroba pelarut fosfat dan mikroba selulolitik (Boonkerd, 2008).

(22)

2.4Peranan Unsur Hara Nitrogen

Nitrogen merupakan unsur hara yang utama bagi pertumbuhan tanaman, yang pada umumnya sangat diperlukan untuk pembentukan atau pertumbuhan bagian-bagian vegetatif tanaman, seperti daun, batang dan akar. Fungsi nitrogen yang selengkapnya bagi tanaman adalah untuk meningkatkan pertumbuhan tanaman, dapat menyehatkan pertumbuhan daun, daun tanaman lebar dengan warna yang lebih hijau, meningkatkan kadar protein dalam tubuh tanaman, meningkatkan kualitas tanaman penghasil daunan, meningkatkan perkembangbiakan mikroorganisme di dalam tanah (Sutedjo, 1987). Faktor nitrogen merupakan istilah yang biasa untuk menyatakan berapa jauh suatu bahan kekurangan nitrogen untuk peruraian.Istilah ini didefenisikan sebagai jumlah unit nitrogen anorganik yang harus disediakan. Berdasarkan massa dapat menghindari immobilitas nitrogen dari lingkungan. Diantara unsur-unsur mineral esensial untuk pertumbuhan dan reproduksi tanaman-tanaman hijau tingkat tinggi terdapat lebih banyak atom nitrogen dari bahan organik kering dari pada unsur lainnya yang berasal dari tanah nitrogen dalam bahan tanaman sering dijumpai dalam jumlah yang lebih banyak dari pada unsur-unsur lainnya. Walaupun konsentrasi K kemungkinan lebih tinggi dalam sebagian bahan tanaman, nitrogen melebihi jumlah total semua unsur mineral esensial lainnya. Tidaklah mengherankan jika unsur ini merupakan yang paling universal untuk produksi tanaman yang optimum (Engelstad, 1997).

Begitu besarnya peranan N bagi tanaman, penyediaannya dibutuhkan sekali oleh para petani.Surnber N utama tanah adalah dari bahan organik melalui proses mineralisasi NH4+ dan NO3¯ .Selain itu N dapat juga bersumber dan atmosfir (78 % melalui curah hujan (8 -10 % N tanah), penambatan (fiksasi) oleh mikroba tanah baik secara simbiosis dengan tanaman maupun hidup bebas.Walaupun sumber ini cukup banyak secara alami, namun untuk memenuhi kebutuhan tanaman maka diberikan secara sengaja dalam bentuk pupuk, seperti urea, ZA, dan sebagainya maupun dalam bentuk pupuk kandang ataupun pupuk hijau.Selain sangat mutlak dibutuhkan, nitrogen dengan mudah dapat hilang atau menjadi tidak tersedia dalam tanaman. Ketidaktersediaan nitrogen dari dalam tanah dapat melalui proses pencucian terlendri NO3¯,dentrifikasi NO3¯menjadi N2, volati

(23)

NH+menjadi NO4¯ menjadiNO3¯, terfiksasi oleh mineralisasi atau dikonsumsi oleh mikroba tanah. Bentuk NO3¯lah yang selalu terlendri dan mudah larut, maka dikaji pergerakannya ke permukaan agar tidak hilang sehingga menjadi efisiensi pemupukan (Sanche, 1976; Mengel dan Kirby, 1982). Karena rendahnya efisiensi pupuk N pada tanaman ini disebabkan oleh banyaknya N yang hilang karena curah hujan tinggi serta penanganan pupuk dan tanaman yang kurang baik pada kondisi paling optimum, penyerapan pupuk N yang diberikan ke tanaman hanyalah sekitar 40-50% (Mousaif et al., 1997).

(24)

BAB 3

BAHAN DAN METODE

3.1 Waktu dan Tempat

Penelitian ini dilaksanakan pada Bulan Maret sampai Agustus 2011 di Laboratorium Mikrobiologi dan rumah kasa FMIPA USU Medan.

3.2 Bahan

Bahan yang digunakan adalah isolat bakteri endofit, kecambah kelapa sawit varietas Dura Pasifera (Gambar 1) yang sehat diperoleh dari Pusat Penelitian Kelapa Sawit (PPKS) Medan. Nutrien Agar (NA), akuades steril, sodium hipoklorit 5,3%, etanol 70%. Media Nitrogen Free Bromthymol Blue (NFB) semi solid. Komposisi media dapat dilihat pada Lampiran 5 hlm 33.

Gambar 1.Kecambah kelapa sawit (Elaeis guineensis Jaqc.) var. Dura Pasifera umur 3 bulan dengan (a). plumula dan (b). radikula

(25)

3.3 Sterilisasi dan IsolasiAkar Sawit

Sterilisasi bakteri endofit dari akar kelapa sawit yang dilakukan menurut metode Radu & Kqueen (2002) yaitu akar kelapa sawit diambil dari lokasi segera dicuci untuk menghilangkan kotoran yang menempel, dikeringkan, lalu dibungkus dengan kertas koran dan dimasukkan ke dalam kantong plastik. Selanjutnya akar kelapa sawit dibawa ke laboratorium untuk tahap isolasi. Tahap awal yang dilakukan adalah mencuci bagian akar dan dipotong-potong sepanjang 2-3 cm dengan air mengalir selama 20 menit, kemudian disterilisasi dengan merendamnya di dalam larutan secara berturut-turut: etanol 75% selama 2 menit, larutan sodium hipoklorit 5,3% selama 5 menit, dan etanol 75% selama 30 detik, lalu dibilas dengan akuades steril sebanyak 2 kali, dikeringkan dengan kertas saring steril. Setelah kering, bagian ujung kiri dan kanan akar tanaman dibuang ± 1 cm agar lebih bersih.Bagian akar diletakkan di dalam media agar NFB. Koloni yang muncul dari bagian akar tanaman sebelah dalam disubkultur ke media agar NFB yang baru sampai didapatkan biakan murni.Isolat murni yang diperoleh dikarakterisasi morfologinya dengan pewarnaan Gram dan uji biokimia metabolisme bakteri uji sitrat, uji motilitas, uji gelatin, uji sulfida, uji katalase dan uji hidrolisis pati (Lay, 1994).

3.4 Persiapan Kecambah Kelapa Sawit

Kecambah kelapa sawit umur 3 bulan disterilkan dengan cara direndam dalam larutan sodium hipoklorit 5,3% selama ± 1 menit, kemudian dibilas dengan akuades steril, lalu direndam dalam etanol 70% selama ± 5 detik dan dibilas dengan akuades steril sebanyak 2 kali. Kecambah kelapa sawit steril ditanam dalam polibag berukuran diameter x tinggi yaitu 17x35 cm yang telah berisi tanah yang telah disterilkan dengan cara mengukusnya selama ± 3 jam. Kecambah disiram setiap hari dengan akuades steril hingga kecambah berumur 2 minggu.

(26)

3.5Uji Kemampuan Menambat N2 dari Udara

Uji bakteri endofit menambat N2 dilakukan dengan metode asai reduksi asetilen (ARA) (FAO, 1983).Isolat-isolat bakteri endofit ditumbuhkan pada medium NFB cair pada suhu ruang selama satu hari. Selanjutnya kultur berumur satu hari dengan populasi sekitar 109 sel ml-1 tersebut diinokulasikan sebanyak 100 µl pada 10 ml medium NFB semi padat dan diinkubasi selama 10 hari pada suhu ruang. Analisis reduksi asetilen dilakukan setelah terbentuk suatu pelikel berwarna putih pada inkubasi 10 hari. Analisis ini diawali dengan melakukan penggantian tutup kapas dengan tutup karet. Selanjutnya diambil 10% udara yang tersisa pada tabung dengan menggunakan jarum suntik dan diganti dengan gas asetilen, diikuti dengan perlakuan inkubasi selama satu jam. Etilen yang terbentuk dideteksi dan diukur dengan menggunakan gas kromatografi (GC). Pengujian ini dilakukan di IPB, Bogor.

3.6 Pembuatan Suspensi Bakteri Endofit

Pembuatan suspensi bakteri endofit dilakukan menurut metode Bresson & Borges (2003). Biakan bakteri endofit disubkultur dalam media NA dan diinkubasi selama ± 2 hari. Hasil subkultur biakan bakteri endofit diambil dengan jarum ose dan dimasukkan ke dalam tabung reaksi yang berisi 10 ml akuades steril. Setelah itu dihomogenkan dengan cara divortex dan disamakan kekeruhannya dengan standar Mac Farland sehingga diperoleh suspensi bakteri dengan kerapatan sel 108CFU/ml.

3.7 Introduksi Bakteri Endofit

Introduksi bakteri endofitdilakukan melalui metode potong+rendam (Irfan, 2009; Efendi, 2009) karena bakteri membutuhkan waktu dan proses yang lama untuk sampai

(27)

masuk ke dalam jaringan akar dan satu sebagai kontrol dengan 3 kali ulangan untuk masing-masing perlakuan. Untuk perlakuan metode potong+rendam yaitu bibit kelapa sawit yang telah berumur ± 2 minggu, dicabut dari polibag kemudian dicuci dan direndam dalam 20 ml suspensi bakteri endofit dengan kerapatan sel 108CFU/ml selama 60 menit dan dilakukan pemotongan bagian akarnya secara aseptis ± 2 cm. Kontrol tanpa bakteri endofit diperlakukan sama tetapi hanya menggunakan akuades steril.

3.8Reisolasi Bakteri Endofit

Setelah minggu terakhir pengamatan dilakukan reisolasi bakteri endofit dan pengamatan mikroskopis bakteri endofit di dalam jaringan tanaman secara histologis. Reisolasi bakteri endofit dari akar tanaman kelapa sawit dilakukan menurut metode Radu & Kqueen (2002). Tahap awal yang dilakukan adalah mencuci bagian akar tanaman (3-5 cm) dengan air mengalir selama 20 menit. Bagian permukaan akar tanaman disterilisasi dengan merendam secara berturut-turut di dalam larutan etanol 75% selama 2 menit, larutan sodium hipoklorit 5,3% selama 5 menit, dan etanol 75% selama 30 detik, dibilas dengan akuades steril sebanyak 2 kali. Akar tanaman yang sudah steril selanjutnya dihaluskan dengan alu lumpang lalu dimasukkan ke dalam tabung reaksi steril yang berisi akuades steril dengan perbandingan 1:10 sehingga konsentrasi kultur cair awal adalah 10-1. Kultur cair diambil sebanyak 1 ml dan dituang ke dalam cawan petri steril dengan metode cawan tuang lalu diinkubasi dan dilakukan perhitungan jumlah koloni bakteri endofit yang tumbuh (Lampiran 6 hlm 34).

(28)

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Isolasi dan Karakteristik Bakteri Endofit

Hasil isolasi bakteri endofit diazotrof pada akar kelapa sawit diperoleh 20 isolat bakteri ciri karakterisasi morfologi, koloni sel dan sifat biokimia dari 20 bakteri endofit diazotrof (Tabel 1). Dari Tabel 1 menunjukkan warna koloni bakteri endofit bervariasi, warna krem terdapat pada isolat NFB 1, NFB 6, NFB 7, NFB 13, NFB 14, NFB 15, NFB 19 dan NFB 20, warna putih pada isolat NFB2, NFB3, NFB 4, NFB5, NFB 8, NFB9, NFB 10, NFB 11 dan NFB 12. Sedangkan warna merah pada isolat NFB 16 dan NFB 18, warna merah muda pada isolat NFB 17. Dari Tabel 1 juga menunjukkan bahwa sebagian besar bakteri endofit kelapa sawit adalah Gram negatif hanya satu yang merupakan Gram positif yaitu NFB 17. Dari hasil penelitian Kumala (2008) akar kelapa sawit kebanyakan bakteri endofit diazotrof adalah Gram negatif dan berbentuk basil seperti Herbaspirillum spp. dan Azotobacter.

Sebagian besar bakteri endofit diazotrof pada akar kelapa sawit berbentuk basil kecuali NFB 1 berbentuk kokus.Penelitian yang telah dilakukan oleh Khairani (2010) mendapatkan hasil bakteri endofit yang berbentuk basil lebih banyak dari pada bakteri berbentuk kokus pada tanaman padi.

(29)

Tabel 1.Karakterisasi sifat morfologi koloni dan sel, dan sifat biokimia bakteri endofit yang disolasi dari kelapa sawit

Kode bakteri

Warna koloni

Bentuk Sel _Gram

M ot ilita s Ge la tin S itr at K at al as

e TS

IA Pat i G lukos a Sukr os a L ak tos a K ere tak a E ndap an h itam

NFB 1 krem kokus - + - - + - - - -

NFB 2 putih basil - + - + + + + + - - -

NFB 3 putih basil - + - + + + - - - - -

NFB 4 putih basil - + - - - -

NFB 5 putih basil - + - - + + - - - - +

NFB 6 krem basil - + - - + - - - -

NFB 7 krem basil - - - + + - - - - + -

NFB 8 putih basil - + - + + + - - - - -

NFB 9 putih basil - - - + + + + + - + -

NFB 10 putih basil - - - + + - - - - + -

NFB 11 putih basil - + - + + + - - - - -

NFB 12 putih basil - + - + + + - - - - -

NFB 13 krem basil - + - + + - - - -

NFB 14 krem basil - + - + + + + + - - -

NFB 15 krem basil - + - - + + - - - - -

NFB 16 merah basil - + - + + + + + - - -

NFB 17 pink basil + + - + + + + + - - -

NFB 18 merah basil - + - - + + + + - - -

NFB 19 krem basil

pendek - + - + + + - - - - -

NFB 20 krem basil - + - - + + - - - - -

Keterangan: + : positif - : negatif

TSIA : Triple Sugar Iron Agar

Uji biokimia sederhana yang dilakukan meliputi uji motilitas, uji gelatin, uji sitrat, uji katalase, uji hidrogen sulfida dan uji pati. Uji motilitas yang dilakukan menunjukkan

(30)

bahwa isolat NFB 7, NFB 9 dan NFB 10 bersifat tidak motil yang ditandai dengan tidak adanya jejak pergerakan bakteri di dalam medium, sedangkan 17 isolat lainnya bersifat motil. Hal ini menunjukkan bahwa bakteri mencari nutrisi untuk berkembang biak. Hasil uji sitrat mengindikasikan bahwa isolat NFB 1, NFB 4, NFB 5, NFB 6, NFB 18 dan NFB 20 tidak mampu menggunakan Na-sitrat sebagai satu-satunya sumber karbon sedangkan isolat lainnya mampu menggunakan Na-sitrat sebagai sumber karbon. Pada uji gelatinase semua isolat menunjukkan hasil yang negatif yang tidak mencerna gelatin.Penelitian yang dilakukan oleh Khairani (2010) yang mengisolasi bakteri endofit pada tanaman padi juga mendapatkan hal yang serupa pada uji gelatin.Sedangkan pada uji hidrolisis pati hanya satu isolat yaitu NFB 5 menunjukkan hasil positif dengan adanya zona bening disekitar koloni.Hal ini menandakan bahwa isolat tersebut mampu menghidrolisis pati. Dari uji katalase dengan penambahan larutan H2O2 3% mengindikasikan bahwa isolat NFB 4 tidak memiliki enzim katalase yang ditandai dengan tidak terbentuknya gelembung udara disekitar koloni bakteri sedangkan isolat lainnya memiliki enzim katalase. Menurut Lay (1994), mikroorganisme tumbuh dan berkembang biak dengan berbagai bahan yang terdapat dalam lingkungan. Zat hara yang terdapat di sekeliling dari molekul sederhana seperti H2S dan NH4+ atau molekul organik yang kompleks seperti protein dan disakarida.Penggunaan zat hara tergantung aktivitas metabolisme mikroba.Metabolisme sering kali menghasilkan hasil sampingan yang dapat digunakan untuk identifikasi mikroba. Pengamatan aktivitas metabolisme ini diketahui dari kemampuannya untuk menggunakan dan menguraikan molekul yang komplek seperti disakarida pati, lemak, protein, asam nukleat dan asam amino. Hasil dari berbagai uji ini digunakan untuk menunjukkan spesifikasi setiap mikroorganisme.

4.2 Uji Kemampuan Menambat N2 dari Udara

Seleksi bakteri endofit dalam menambat N2 dilakukan dengan metode asai reduksi asetilen (ARA). Dalam metode ini medium isolasi yang digunakan adalah Nitrogen Free Bromthymol Blue semi padat yang dapat memperlihatkan reaksi yang berbeda dari setiap isolat. Beberapa isolat endofit tidak merubah warna media (tetap berwarna kuning) dan

(31)

isolat lainnya merubah warna media menjadi biru atau hijau.Perubahan warna media menjadi biru atau hijau pada isolat diazotrof endofitterjadi karena adanya proses alkalinisasi yaitu terjadinya oksidasi pada medium yang mengandung malat (Krieg & Dobereiner, 1984). Selain perubahan warna, beberapa isolat mampu membentuk pelikel berwarna putih di bawah permukaan medium NFB semi padat (Gambar 2). Pelikel yang terbentuk menunjukkan kondisi yang baik untuk aktivitas nitrogenase. Hal ini disebabkan karena di dalam medium tidak ada kelebihan oksigen, laju difusi oksigen sama dengan laju respirasi organisme. Pembentukan pelikel pada permukaan medium NFB semi padat juga dijumpai pada percobaan Kirchof et al. (1997) pada berbagai strain Herbaspirillum.

Gambar 2. Pelikel pada Media Nitrogen Free Bromthymol Blue (NFB).

Kemampuan bakteri diazotrof endofit dalam menambat N2 diukur berdasarkan kemampuan enzim nitrogenase dalam mereduksi asetilen (C2H2) menjadi etilen (C2H4

) sebagaimana reaksi berikut :

2H2 + 2H+ + 2e- C2H

Dari uji aktivitas reduksi asetilen terhadap 20 bakteri endofit diazotrof dapat dilihat hasil yang didapat seperti pada Tabel 2 berikut ini :

Pelikel

(32)

Tabel 2.Aktivitas Asai Reduksi Asetilen (ARA)

kode isolat bakteri Aktivitas ARA

(ppm/jam)

NFB 1 0

NFB 2 2,10

NFB 3 2,78

NFB 4 3,13

NFB 5 0,26

NFB 6 0,65

NFB 7 0

NFB 8 0

NFB 9 0

NFB 10 0,38

NFB 11 0

NFB 12 0

NFB 13 0

NFB 14 0

NFB 15 0,06

NFB 16 0,34

NFB 17 0,37

NFB 18 0,05

NFB 19 0

NFB 20 1,32

Tidak semua isolat mempunyai kemampuan menambat N2 udara, tetapi bervariasi mulai bakteri yang tidak mengikat N2 sampai yang menambat N2 sebesar 3,13 ppm/jam. Dari hasil pengukuran diperoleh tiga isolat yang mempunyai potensi menambat nitrogen tinggi. Isolat yang tergolong tinggi kemampuannya ada tiga, yaitu NFB 2(2,10 ppm/jam), NFB 3(2,78 ppm/jam) dan NFB 4 (3,13 ppm/jam). Susilowati et al. (2007) menyatakan pada tanaman kedelai nilai kemampuan menambat N2 udara yang dinyatakan dalam kisaran nilai ARA sebesar 0,0039-0,087 µmol jam-1kultur-1.

(33)

Gambar 3. Histrogam uji Asai Reduksi Asetilen (ARA)

4.3 Pengamatan Morfometri Bibit Kelapa Sawit yang Diintroduksi Bakteri Endofit

Hasil pengamatan morfometri di lapangan menunjukkan bahwa pada bibit kelapa sawit yang diintroduksi dengan isolat bakteri endofit melalui metode potong rendam menghasilkan pertumbuhan yang jauh lebih baik bila dibandingkan dengan kontrol (tanpa bakteri endofit). Pengaruh bakteri endofit dengan metode introduksi terhadap tinggi tanaman, jumlah daun dan banyak akar yang menunjukkan perbedaan yang nyata dapat dilihat pada Tabel 3.

kons

ent

(

ppm

(34)

Tabel 3. Pengaruh bakteri endofit dengan metode introduksi terhadap tinggi tanaman, jumlah daun dan jumlah akar, kelapa sawit umur ± 5 bulan

Perlakuan Rataan

Tinggi tanaman (cm) Jumlah daun Jumlah akar

NFB 1 NFB 2 NFB 3 NFB 4 NFB 5 NFB 6 NFB 7 NFB 8 NFB 9 NFB 10 NFB 11 NFB 12 NFB 13 NFB 14 NFB 15 NFB 16 NFB 17 NFB 18 NFB 19 NFB 20 Kontrol 30,90 31,20 36,40 32,27 28,57 22,50 24,00 28,50 33,87 31,03 32,57 33,40 28,73 30,07 28,90 26,00 30,20 29,27 26,00 30,73 27,50 8 8 8 9 7 5 6 7 9 7 8 8 9 8 8 7 7 9 7 6 6 6 6 6 6 7 5 5 5 5 5 8 7 7 8 8 6 8 7 6 6 5

Pengaruh pemberian isolat terhadap tinggi tanaman, jumlah daun dan jumlah akar memberikan pengaruh terhadap tanaman sebagaimana terlihat pada Gambar 4.

(35)

Pada perlakuan dengan metode potong rendam, rata-rata tinggi tanaman, jumlah daun dan banyak akar bervariasi sedangkan pada perlakuan kontrol memiliki rata-rata jumlah daun, tinggi tanaman yang tidak berbeda jauh dengan perlakuan, tetapi jumlah akar sedikit. Menurut Thakuria et al. (2004) bahwa mekanisme pertumbuhan tanaman oleh bakteri endofit dapat terjadi melalui beberapa cara diantaranya melarutkan senyawa fosfat, fiksasi nitrogen, merangsang pertumbuhan akar lateral dan menghasilkan hormon pertumbuhan seperti etilen, auksin dan sitokinin. Pengaruh bakteri endofit terhadap tinggi tanaman, jumlah daun dan jumlah akar kelapa sawit dapat dilihat di dalam grafik.

A. Tinggi tanaman (cm)

B. Jumlah daun (helai)

i t

(

cm)

Isolat

jum

h da

(he

(36)

C. Jumlah akar

Gambar 5. Histogram pengaruh isolat bakteri endofit dengan metode terhadap: A. Tinggi tanaman(cm); B. Jumlah daun (helai); C.Jumlah akar.

Dari Gambar 5a dapat dilihat bahwa kode isolat NFB 3, NFB 9 dan NFB 12 memiliki tingkat pertumbuhan yang lebih tinggi. NFB 6 merupakan isolat paling kecil pengaruhnya dalam penambahan tinggi tanaman dibanding dengan isolat lainnya. Pada pertumbuhan kelapa sawit belum menunjukkan perbedaan yang sangat nyata dalam tinggi tanaman.Hal ini menunjukkan adanya kontribusi penambatan N2 oleh bakteri diazotrof endofit yang diinokulasikan ke dalam tanaman kelapa sawit.Besarnya aktivitas enzim nitrogenase tergantung pada ekspresi dari setiap bakteri diazotrof endofit. Diketahui bahwa sekitar 90% penambatan N2 pada tanaman kedelai terjadi selama periode perkembangan reproduktif dan 10% pada dua bulan pertama masa vegetatif (Salisbury & Rose, 1995). Pertumbuhan tanaman tergantung pada ketersediaan energi dan kemampuan bakteri penambat N2

untuk bersaing dengan mikroba lain yang hidup dan berkembangbiaknya juga tergantung kepada sumber yang sama (Alexander, 1976).

Dari Gambar 5b yang diketahui bahwa NFB 4, NFB 9, NFB 13 dan NFB 18 lebih banyak memiliki daun dengan rata-rata 9 helai dan yang paling sedikit jumlah daunnya adalah NFB 6. Menurut Ozawa et al. (2000), kontribusi bakteri diazotrof endofit sangat nyata setelah fase pembungaan. Hasil penelitian ini sejalan dengan hasil penelitian Ozawa et al. (2000), yang menyatakan bahwa inokulasi isolat bakteri diazotrof endofit

lah

(37)

terkadang memberikan respon tanaman dengan aktivitas penambatan N2 dan kadar N tanaman lebih tinggi daripada tanaman kontrol, namun secara rataan tidak berbeda nyata.

Dari gambar Gambar 5c menunjukkan bahwa NFB 11, NFB 14, NFB 15 dan NFB 17 memiliki rata-rata jumlah akar yang lebih banyak dibandingkan tanaman lain dan kontrol. Menurut Vasudevan et al., (2002) bahwa bakteri endofit dapat merangsang tanaman untuk membentuk akar lateral. Jumlah akar yang meningkat dapat memperluas penyerapan unsur hara. Khalid et al., (2004) menyatakan pada gandum bahwa bakteri rizosfer dapat menghasilkan etilen, yang digunakan tanaman untuk meningkatkan panjang akar hingga 17,3%, berat kering akar 13,5%, panjang tajuk 37,7% dan berat kering tajuk gandum 36,3% dibanding kontrol.

(38)

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil penelitian tentang isolasi dan uji kemampuan bakteri endofit diazotrof yang memfiksasi nitrogen bebas pada akar tanaman kelapa sawit (Elaeis gueneensis Jaqc.), dapat disimpulkan bahwa :

1. Tidak semua isolat bakteri endofit memiliki Asai Reduksi Asetilen (ARA).

2. Isolat NFB2, NFB 3 dan NFB 4 menunjukkan nilai ARA yang tertinggi dibanding dengan isolat lain.

3. Isolat bakteri endofit yang memiliki ARA tertinggi memberikan pengaruh positif terhadap tinggi tanaman, jumlah daun dan jumlah akar.

5.2 Saran

Sebaiknya dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai kemampuan bakteri endofit yang memfiksasi nitrogen bebas pada tanaman lain.

(39)

DAFTAR PUSTAKA

Albrecht, S.L., Sylvia, J.J., Fuhraman, P.G., Hartel & Zuberef, D.A. 1998.Eukaryotic Algae and Cyanobacteria.Principles and Application of Soil Microbiology. Prentice-Hall. Inc 94-131.

Alexander, M. 1976. Introduction to Soil Microbiology.Nitrogen Cycle.John Wiley & Son. New York.

Aryantha, I.N.P., Nganro, N.R., Sukrasno &Nandina, E. 2002.Development of Sustainable Agricultural System. One Day Discussion on The Minimization of Fertilizer Usage.Menristek-BPPT. Jakarta.

Baldani, V.L.D., Baldani, J.L., Olivers,F.L. &Dobereiner,J. 1992. Identification of Rice by the N-fixing bacteri Herbaspirillum spp.And Azospirillum brasilense.p. 705.In New Horizons in Nitrogen Fixation. R. Palacions, K. Moor, W.E. and Newton (Eds.). Kluwer Academic Publishers.Dordrecht/Bosten/ London.

Boodey, R.M., Olivera, O.C., Urquiaga, S., Reis, V.M, Olivares, F.L,. Baldani, V.LD. & Doberenier, J. 1995. Biological Nitrogen Fixation Associated with Sugar Cane and Rice: Contribution and Prospects for Improvement. Plant Soil 174: 195-209. Boonkered, N. 2008.Biofertilizer development

februari 2010.

Clay, K. 1988. Fungal Endophytes of Grasses: A Defensive Mutualism Between Plants and Fungi. Ecology69 (1): 10-16.

DOAE. 2003. Bioextract (B.E.). Web library.Department of Agricultural Extension, Thailand. Available in Thai from:

Efendi.2009. Efektivitas Introduksi Bakteri Endofit Pada Bibit Kelapa Sawit Terhadap Pengendalian Infeksi Ganoderma boninensis Pat.USU Digital Library. Medan. Elvira-Recuenco, M.& van Vuurde, J.W.L. (2000). Natural incidence of endophytic

bacteria in pea cultivarsunder ﬁeld conditions.Can J Microbiol 46: 1036–1041. Engelstad, O. P. 1997. Teknologi Dan Penggunaan pupuk. Edisi Ke – 3. UGM.Februari

(40)

FAO. 1983.To Evaluate the Nitrogenase Activity of Legume Nodules using Acetylene Reducing Activity. Technical Handbook on Symbiotic Nitrogen Fixation Food and Agricultural Organization of The United Nation-Rome.

Higa,T. & Parr, G.S. Beneficial and effective microorganism for a sustainable agriculture and environment. Int. Nature farming res. Center (INFRC).Atam. Japan.

Harjono &Widyastuti, S.M. 2001. Antifungal Activity of Purified Endochitinase Produced by Biocontrol Agent Trichoderma reesei Against Ganodermaphilippii. Pakistan Journal of Biological Sciences 4(10): 1232-1234.

Hindersah, R. &Simarmata, T. 2004.Potensi Rizobakteri Azotobacter dalam Meningkatkan Kesehatan Tanah.Jurnal Natur Indonesia5(2): 127-133

Irfan. 2009. Efektivitas Introduksi Fungi Endofit Pada Bibit Kelapa Sawit Terhadap Pengendalian Infeksi Ganoderma boninensis Pat. USU Digital Library. Medan. James, E. & Olivares, F.L. 1997. Infection and Colonization of Sugarcane and Other

Grami-naceous Plant by Endophytic Diazotrophicus. Critical Reviews In Plant Science17:77-119.

Khairani, G. 2010. Isolasi dan Uji Kemampuan Bakteri Endofit Penghasil Hormon IAA (Indole Acetic Acid) dari Akar Tanaman Padi (Oryza sativa L.). USU Digital Library. Medan.

Khalid, A., Arshad, M. & Zahrir, Z.A. 2004.Screening plant growth promoting Rhizobacteria for improving growth and yield off wheat.App Microbiology 96:473 Kirchof, G.V.M., Reis, J.L., Baldani, B., Eckret, Doberiner, J. & Hartman, A.

1997.Occurrunce physicological and moleculler analysis of endophytic diazotropic bacteria in graminaeous plants.Plant and Soil 194: 45-55

Kloepper, J.W., Rodriguez-Kabana, R., Mcinroy, J.A. &Young, R.W. 1992.Rhizosphere Bacteria Antagonistis to Soybean Cyst (Heterodera glycines) and Root Knot (Meloidogyne incognita) Nematodes: Identification by Fatty Acid Analysis and Foliar Diseases. Australasian Plant Pathology28(1): 21-26.

Krieg, N.R. & Doberiner, J. 1984.Genus Azospirillum.in Krieg, N.R., & Hold, J.G. (Eds). Vol.1. The Williams & Wilkins Co. Baltimore.

Kumala, S. 2008. Isolasi bakteri endofit ranting tumbuhan dan aktifitas xilinase.6(4):14:5 Kyuma, K. 2004. Paddy Soil Science.Kyoto University Press and Trans Pacific Press.

(41)

Ladha, J.K., De Bruijn, F.J. & Malik, K.A. 1997. Introducing Assecins Oppurtunities for Nitrogen Fixation in Rice: A Frointer Project Plant and Soil 194: 1-10.

Mengel, K.&Kirkby, E.A. 1982.Principles of Plant Nutrition 3rd edition International Potash Institute. Warblaufen-Bern Switzerland.

Mousaif, M., Jacques, P., Schaarwachter, P., Budzikiewicz, H. & Thonart, P. 1997.

Production of cyclosporins from Acremonium luzulae.App.

EnvironmentalMicrobiology63: 1739-1743.

Ngampimol, H. & Kunathigan, V. 2008.The study of shelf for liquid biofertilizer from vegetable waste.Au J.T 11(4): 204-208.

OST Product.Inc., 1999.Organic Soil Treatment. Rajhawali Pharajaya. Jakarta. Hlm.8. Ozawa, T,.Matsui, E. & Okumura, K. 2000.Endhophytic N2 fixing bacteria in leguminous

crops.Osama Pref. Univ. Osaka Japan.

Purwaningsih, S. 2004. Pengujian Mikroba sebagai Pupuk Hayati terhadap Pertumbuhan Tanaman Acacia mangium pada Pasir Steril di Rumah Kaca.Biodiversitas 5(2) : 85-88

Radji, M. 2004. Pemberian Vaksin Melalui Tanaman Transgenik.Majalah Ilmu Kefarmasian Indonesia. 1(1): 1-9.

Radu, S & Kqueen, C.Y. 2002.Preliminary screening of endophytic fungi from medicinal plants in Malaysia for antimicrobial and antitumor activity.Malaysiana Journal of Medical Science 9(2): 23-33.

Ramamoorthy, S,.Melikian H.E., Qian, Y.&Blakely, R.D. 1998.Biosynthesis, N-glycosylation, and surface trafficking of biogenic amine transporter proteins.Methods Enzymol296:347-370

Robert, M.D. 1975.Plant Physiology.Affiliated East-West Press PVT.LTD. New Delhi. Russel, E. W. 1973. Soil Condition and Plant Growth 10th edition Longman-ELBS,

London.

Salisbury, F.B. & Ross, C.W. 1995. Fisiologi Tumbuhan. Jilid kedua.Institut Teknologi Bandung.

Sanchez, P .A. 1976.Properties and Management of Soils in the Tropics.John Wiley& Sons New York.

(42)

Satyawibawa, I.& Widyastuti, Y. E. 2001. Kelapa sawit: usaha budidaya, pemanfaatan hasil, dan aspek pemasaran.Cetakan ketiga belas. Penebar Swadaya. Jakarta. Hlm. 94-95, 113-114

Statistik Perkebunan Indonesia, 1997-1999.Kelapa Sawit. Departemen Kehutanan dan Perkebunan. Direktorat Jendral Perkebunan. Jakarta.

Strobel, G. A. 2002. Microbial gift from rain forest.Can. J. Plant.Pathol24:14-20

Sturz, A.V., Christie, B.R.& Nowak, J. 2000.Bacterialendophytes: potential role in developing sustainable sys-tems of crop production. Crit Rev Plant Sci 19: 1–30. Suryanarayanan, T. S., Venkatesan, G.&Murali, T.S. 2003.Endophytic fungal

communities in leaves of tropical forest trees: diversity and distruction patterns.Current Science85(4): 489-493

Sutedjo, M. M. 1987. Pupuk Dan Cara Pemupukan. Penerbit Rhineka Cipta. Jakarta. Susilowati, Saraswati. Hastuti, R.D. & Yuniarti, E. 2007.Increasing of N-uptake by

Inoculation of Diazotroph Endophytic Bacteria in Vermiculite Media.Tanah dan Iklim.Bogor.

Tan, R. X. & Zou, W. X., 2001.Endophytes: A rich of functionalmetabolites. Nat. Prod. Rep18: 448-459

Thakuria, D., Talukdar, N.C., Goswani, L., Hazarika & Boro, R.C. 2004. Characterization and screening of bacteria from Rhizosphere of rice grown in acidic soil of assam. Current Science 86: 978-985.

Tim Bina Karya Tani. 2009. Pedoman Bertanam Kelapa Sawit. Penerbit Yrama Widya. Bandung.

Vasudevan, P., Reddy, M.S., Kavitha, S., Velusamy & Paulraj, R.S.D. 2002. Role of biological preparation in enhancement of rice seedling growth and grain yield.Current Science 83: 1140-1143.

Zinniel, D. K., Lambrecht, P., Haris, N. B., Feng, Z., Kuczmarski, D., Highley, P., Himaru, A., Arunakumari, R.G., Barletta & Vidader, A. K. 2002. Isolation and characterization of endophyctic colonizing bacteria bacteria from agronomic crops and praire plants.App. Enviromental Microbiology68(5) : 2198-2208.

(43)

Lampiran 1. Tanaman sawit yang diberi perlakuan isolate endofit penambat nitrogen umur ±5 bulan

(44)

Lampiran 2. Uji biokimia sederhana bakteri endofit kelapa sawit

Koloni bakteri endofit pada media natrium agar (NA) pada umur satu hari.

Pewarnaan Gram bakteri endofit pada akar tanaman kelapa sawit Gram negatif (a)

dan Gram positif (b) perbesaran 10x10.

Bakteri endofit pada uji biokimia sederhana A. Uji Triple Sugar Iron Agar /TSIA; B. Uji gelatin; C. Uji Simon Citrat Agar/SCA; dan D. Uji Pati, umur 48 jam

A. B. C. D.

(45)

(46)

Lampiran 4 Rata-rata pengamatan pertumbuhan kelapa sawit dari bulan I-V dari tiga ulangan dengan interval pengamatan dua minggu sekali

Kode Isolat

Pengamatan 1

Pengamatan 2 Pengamatan

Pengamatan 4 Pengamatan 5 Pengamatan 6

T J.D T J.D T J.D T J.D T J.D T J.D

NFB 1 5,5cm 2 10,83 2 18,17 3 19,27 3 22,5 5 25,7 4

NFB 2 5,23 1 8,83 2 16,33 3 18,63 3 33,1 4 25,17 4

NFB 3 6,27 2 10,17 2 1int8 3 19,23 3 25,83 4 25,8 4

NFB 4 7,5 2 11,5 2 18,33 3 20,2 3 24,3 4 26,27 9

NFB 5 9,5 2 11 2 16,83 3 18,4 3 23,1 3 23,7 4

NFB 6 6,17 3 8,9 2 14,63 3 17,53 3 19,57 3 20,53 3

NFB 7 4,57 1 12 2 13 3 15 3 19 3 20,1 4

NFB 8 5,17 2 9,23 2 18,33 3 18,4 3 20,3 4 22,7 4

NFB 9 7,3 2 12,6 3 20 3 20,53 3 25,83 4 27,23 5

NFB 10 5,53 2 10,77 2 15,5 3 16,5 3 23,63 4 23,9 9

NFB 11 5,93 2 11,07 2 20,17 3 21,47 3 25,83 4 27,57 4

NFB 12 5,1 2 9,97 2 17,5 3 18,7 3 22,33 3 24,1 4

NFB 13 5,03 2 11 2 17,33 3 18,93 3 22,43 4 25,87 5

NFB 14 5,47 1 12,1 2 18,77 3 21,3 3 25,2 4 27,17 5

NFB 15 4,93 2 9,87 2 14,53 3 18 3 24,47 3 24,9 4

NFB 16 4,38 1 8,85 1 13,4 2 20,05 2 21,83 3 21,75 4

NFB 17 9 2 11,67 2 18,8 3 17,77 3 25,7 4 27,7 5

NFB 18 6,43 1 12,13 2 17,17 3 20,27 3 24,17 4 26,33 4

NFB 19 5,7 1 8,73 2 14,27 3 17,67 3 23,13 4 22,27 4

NFB 20 7,07 1 10,7 2 17,67 3 16,03 3 19,3 3 23,57 4

(47)

kode Pengamatan 7

Pengamatan 8 Pengamatan

Pengamatan 10

T J.D T J.D T J.D T J.D

NFB 1 27,57 5 29 7 29,43 7 30,9 8

NFB 2 26,7 4 29,13 5 30,9 6 31,2 8

NFB 3 27 5 29,37 6 29,9 6 36,4 8

NFB 4 28,8 5 30,4 6 31,73 7 32,27 8

NFB 5 25,7 5 26,7 6 28,67 7 28,57 7

NFB 6 21,27 4 21,3 5 22 5 22,5 5

NFB 7 20,3 4 22 5 23,5 6 24 6

NFB8 23,9 4 25 5 27,57 6 28,5 7

NFB 9 29,63 5 30,97 7 31,73 7 33,87 9

NFB 10 25,53 5 26,47 5 27 6 31,03 7

NFB 11 29,2 5 30,87 6 31,23 7 32,57 8

NFB 12 23,73 5 28,6 7 31,07 7 33,4 9

NFB 13 25,93 5 27,37 5 27,23 8 28,73 9

NFB 14 28,8 5 29,13 6 30,23 7 30,07 8

NFB 15 27,13 5 27,73 7 28,73 7 28,9 8

NFB 16 22,05 4 22,7 5 24,25 6 26 7

NFB 17 28,9 4 29,7 6 30,63 6, 30,2 7

NFB 18 23,67 5 25,47 6 27,5 7 29,27 9

NFB 19 23,87 5 24,3 5 25,27 5 26 7

NFB 20 25,2 5 27,23 6 29,17 6 30,73 7

(48)

(49)

Lampiran 5.Komposisi media Nitrogen Free BromthymolBlue (NFB)

Media NFB semi solid : Malic acid 5 g, KH2PO4 0,5g, MgSO4 + 7H2O 0,2g, NaCl 0,1g, CaCl2 + 2H2O 0,02g, minor element solution (CuSO4 + 5H2O 0,4g; ZnSO4 + 7H2O 0,12g; H2BO3 1,4g; N2MoO4 + 2H2O 1g; MnSO4 + H2O 1,5g dan H2O 100ml), Bromthymol blue solution, 0,5% dalam 0,2N KOH 2ml, Fe-EDTA 4ml, pH 6,8, vitamin solution (Biotin 10mg; Pyridoxol-HCl 20mg dan H2O 100ml), agar 1,75g.

(50)

Lampiran 6. Jumlah bakteri reisolasi

NFB 1 132 146 162 440 147

NFB 2 204 198 200 602 201

NFB 3 254 198 233 684 228

NFB 4 278 199 254 731 247

NFB 5 165 134 200 499 166

NFB 6 102 78 87 267 89

NFB 7 183 98 120 401 137

NFB 8 230 124 154 508 169

NFB 9 167 134 178 513 171

NFB10 198 135 211 544 181

NFB11 203 187 145 535 178

NFB 12 298 102 102 502 167

NFB13 178 186 186 550 183

NFB 14 128 135 167 430 143

NFB 15 186 99 101 386 129

NFB 16 98 120 126 344 115

NFB 17 167 154 202 523 174

NFB 18 223 139 107 469 156

NFB 19 147 156 198 501 167

NFB 20 Kontrol 134 0 147 12 176 0 457 12 152 4 KODE ISOLAT

ULANGAN TOTAL RATAAN

(1)

(2)

Lampiran 4 Rata-rata pengamatan pertumbuhan kelapa sawit dari bulan I-V dari tiga ulangan dengan interval

pengamatan dua minggu sekali

Kode Isolat

Pengamatan 1

Pengamatan 2 Pengamatan 3

Pengamatan 4 Pengamatan 5 Pengamatan 6

T J.D T J.D T J.D T J.D T J.D T J.D

NFB 1 5,5cm 2 10,83 2 18,17 3 19,27 3 22,5 5 25,7 4 NFB 2 5,23 1 8,83 2 16,33 3 18,63 3 33,1 4 25,17 4 NFB 3 6,27 2 10,17 2 1int8 3 19,23 3 25,83 4 25,8 4

NFB 4 7,5 2 11,5 2 18,33 3 20,2 3 24,3 4 26,27 9

NFB 5 9,5 2 11 2 16,83 3 18,4 3 23,1 3 23,7 4

NFB 6 6,17 3 8,9 2 14,63 3 17,53 3 19,57 3 20,53 3

NFB 7 4,57 1 12 2 13 3 15 3 19 3 20,1 4

NFB 8 5,17 2 9,23 2 18,33 3 18,4 3 20,3 4 22,7 4

NFB 9 7,3 2 12,6 3 20 3 20,53 3 25,83 4 27,23 5

NFB 10 5,53 2 10,77 2 15,5 3 16,5 3 23,63 4 23,9 9 NFB 11 5,93 2 11,07 2 20,17 3 21,47 3 25,83 4 27,57 4

NFB 12 5,1 2 9,97 2 17,5 3 18,7 3 22,33 3 24,1 4

NFB 13 5,03 2 11 2 17,33 3 18,93 3 22,43 4 25,87 5

NFB 14 5,47 1 12,1 2 18,77 3 21,3 3 25,2 4 27,17 5

NFB 15 4,93 2 9,87 2 14,53 3 18 3 24,47 3 24,9 4

NFB 16 4,38 1 8,85 1 13,4 2 20,05 2 21,83 3 21,75 4

NFB 17 9 2 11,67 2 18,8 3 17,77 3 25,7 4 27,7 5

NFB 18 6,43 1 12,13 2 17,17 3 20,27 3 24,17 4 26,33 4 NFB 19 5,7 1 8,73 2 14,27 3 17,67 3 23,13 4 22,27 4 NFB 20 7,07 1 10,7 2 17,67 3 16,03 3 19,3 3 23,57 4

(3)

kode Pengamatan 7

Pengamatan 8 Pengamatan 9

Pengamatan 10

T J.D T J.D T J.D T J.D

NFB 1 27,57 5 29 7 29,43 7 30,9 8

NFB 2 26,7 4 29,13 5 30,9 6 31,2 8

NFB 3 27 5 29,37 6 29,9 6 36,4 8

NFB 4 28,8 5 30,4 6 31,73 7 32,27 8 NFB 5 25,7 5 26,7 6 28,67 7 28,57 7

NFB 6 21,27 4 21,3 5 22 5 22,5 5

NFB 7 20,3 4 22 5 23,5 6 24 6

NFB8 23,9 4 25 5 27,57 6 28,5 7

NFB 9 29,63 5 30,97 7 31,73 7 33,87 9 NFB 10 25,53 5 26,47 5 27 6 31,03 7 NFB 11 29,2 5 30,87 6 31,23 7 32,57 8 NFB 12 23,73 5 28,6 7 31,07 7 33,4 9 NFB 13 25,93 5 27,37 5 27,23 8 28,73 9 NFB 14 28,8 5 29,13 6 30,23 7 30,07 8 NFB 15 27,13 5 27,73 7 28,73 7 28,9 8 NFB 16 22,05 4 22,7 5 24,25 6 26 7 NFB 17 28,9 4 29,7 6 30,63 6, 30,2 7 NFB 18 23,67 5 25,47 6 27,5 7 29,27 9 NFB 19 23,87 5 24,3 5 25,27 5 26 7 NFB 20 25,2 5 27,23 6 29,17 6 30,73 7 kontrol 22,9 4 24,7 6 25,7 6 27,5 6