The Formulation of Consortium of Phosphate Solubilizing Rhizobacteria with Bradyrhizobium japonicum as Biofertilizer and Their Application to Soybean Plant

FORMULASI KONSORSIUM RIZOBAKTERIA PELARUT FOSFAT
DENGAN Bradyrhizobium japonicum SEBAGAI PUPUK HAYATI DAN
APLIKASINYA PADA TANAMAN KEDELAI

SITI MELIAH

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI

Dengan ini saya menyatakan dengan sebenarnya bahwa tesis yang
berjudul Formulasi Konsorsium Rizobakteria Pelarut Fosfat dengan
Bradyrhizobium japonicum sebagai Pupuk Hayati dan Aplikasinya pada
Tanaman Kedelai adalah hasil karya saya dengan arahan dari atau bersama
komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan
tinggi manapun. 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.

Bogor, Januari 2013

Siti Meliah
NIM G351100121

ABSTRAK
SITI MELIAH. The Formulation of Consortium of Phosphate Solubilizing
Rhizobacteria with Bradyrhizobium japonicum as Biofertilizer and Their
Application to Soybean Plant. Supervised by Aris Tri Wahyudi and Abdjad Asih
Nawangsih.
Phosphate solubilizing rhizobacteria were known for their ability to convert
insoluble form of phosphate to the accessible form. The use of rhizobacteria as
biofertilizer is one of the most promising biotechnologies to improve plant
production. This study was conducted to formulate phosphate solubilizing
rhizobacteria (Bacillus sp. Cr and Pseudomonas sp. Crb) coinoculated with
Bradyrhizobium japonicum (Bj) and appliance them to soybean plant as
biofertilizer. Pikovskaya medium containing tri-calcium phosphate at
concentration of 0.5% was used to measure P-solubilizing ability of tested strains.
Results revealed that Crb1 is the most powerful P-solublizer using tricalcium

phosphate as a P source. It was also observed decreasing in pH along with the
increasing of amount of soluble P ranged from -0.96 to -0.42 from initial culture
during 72 hours. Isolates of the rhizobacteria (Crb and Cr) were grown in media
containing skim milk and molases prior to formulation in peat as a carrier
material. The combination of three strains produced 4 packages of inoculants.
Each packages was tested for their viability and effectiveness on soybeans in the
field. The number of bacterial population after 9 months of storage ranged from
7.5 x 106 to 5.8 x 108 cfu gr-1 of peats. Field experiment showed that treatments
designed as F1+NPK and F3+NPK were significantly increased soybean plant
growth and mineral uptake compared to untreated control and better than NPK
treatment. While F1+NPK and F2+NPK were able to increase soybean
productivity.
Key Words: Phosphate solubilizing rhizobacteria, formulation, Bacillus sp.,
Pseudomonas sp., soybean.

RINGKASAN
SITI MELIAH. Formulasi Konsorsium Rizobakteria Pelarut Fosfat dengan
Bradyrhizobium japonicum sebagai Pupuk Hayati dan Aplikasinya pada Tanaman
Kedelai. Dibimbing oleh Aris Tri Wahyudi dan Abdjad Asih Nawangsih.
Rizobakteria pelarut fosfat dikenal karena kemampuannya dalam mengubah

fosfat dari bentuk yang tak larut menjadi bentuk terlarut yang dapat digunakan
oleh tumbuhan. Pemanfaatan bakteri-bakteri yang memiliki kemampuan tersebut
sebagai pupuk hayati (biofertilizer) merupakan salah satu bioteknologi yang
menjanjikan dalam meningkatkan produksi tanaman dan mulai diterapkan untuk
mengurangi ketergantungan pemakaian pupuk kimia. Dibandingkan pupuk kimia,
pupuk hayati tidak meninggalkan residu, mampu meningkatkan efisiensi
bioremediasi, dan relatif murah. Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk
membuat formulasi rizobakteria pelarut fosfat (Bacillus sp dan Pseudomonas sp)
yang dikoinokulasi dengan Bradyrhizobium japonicum sebagai pupuk hayati serta
aplikasinya pada tanaman kedelai.
Uji pelarutan fosfat secara kualitatif dilakukan dengan menggoreskan isolat
bakteri Bacillus sp. Cr dan Pseudomonas sp. Crb pada media agar Pikovskaya
dengan trikalsium fosfat (Ca3(PO4)2) sebagai sumber P sebanyak 0.5%. Kemudian
dilanjutkan dengan uji kuantitatif pelarut P di media cair Pikovskaya. Secara
kualitatif, seluruh bakteri yang diuji mampu melarutkan fosfat dengan Cr 28
memiliki indeks pelarutan fosfat yang terbesar yaitu sebesar 0.50. Dengan melihat
jumlah fosfat yang berhasil dilarutkan pada media cair, bakteri Crb 1 diketahui
paling baik dalam melarutkan fosfat. Hasil pengukuran konsentrasi fosfat yang
dilarutkan dan pH media menunjukkan kecenderungan adanya peningkatan
konsentrasi fosfat yang diikuti dengan penurunan pH. Penurunan pH media yang

berhasil diukur bervariasi antara -0.96 hingga -0.42 selama 72 jam masa inkubasi.
Formulasi bakteri dilakukan dengan mengkombinasikan tiga jenis bakteri
dan ditumbuhkan secara bersama dalam media pembawa berupa gambut. Media
susu skim molase merupakan media produksi yang digunakan sebelum formulasi.
Sebanyak empat formulasi dihasilkan, terdiri dari F1, F2, F3, dan F4. Keempatnya
diuji viabilitasnya selama masa penyimpanan 9 bulan dalam suhu ruang. Selama
masa itu, jumlah bakteri yang menyusun paket inokulan tersebut berkisar antara
7.5 x 106 hingga 5.8 x 108 cfu gr-1 gambut. Pemberian inokulan bakteri yang
dikombinasikan dengan pupuk NPK mampu meningkatkan pertumbuhan dan
produksi tanaman kedelai di lapang terutama F1 dan F3. Kedua perlakuan ini
mampu meningkatkan berat basah dan berat kering tajuk, berat basah dan berat
kering akar, serta meningkatkan serapan hara N dan P. Sementara itu perlakuan
F1 dan F2 yang dikombinasikan dengan NPK dapat meningkatkan berat polong,
jumlah polong isi, berat total biji, dan ukuran biji.
Kata kunci: rizobakteria pelarut fosfat, formulasi, Bacillus sp, Pseudomonas sp
kedelai

5

HAK CIPTA

© Hak Cipta milik IPB, tahun 2013
Hak Cipta dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh kaya tulis ini tanpa mencantumkan atau
menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kitik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang
wajarr IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh kaya tulis
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB

FORMULASI KONSORSIUM RIZOBAKTERIA PELARUT FOSFAT
DENGAN Bradyrhizobium japonicum SEBAGAI PUPUK HAYATI DAN
APLIKASINYA PADA TANAMAN KEDELAI

SITI MELIAH

Tesis
Sebagai salah satu syarat untuk memperolah gelar
Magister Sains pada

Mayor Mikrobiologi

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013

Judul Tesis

: Formulasi Konsorsium Rizobakteria Pelarut Fosfat dengan
Bradyrhizobium japonicum sebagai Pupuk Hayati dan Aplikasinya
pada Tanaman Kedelai

Nama

: Siti Meliah

NIM

: G351100121

Program Studi : Mikrobiologi

Disetujui,
Komisi Pembimbing

Prof. Dr. Aris Tri Wahyudi, M.Si

Dr.Ir. Abdjad Asih Nawangsih, M.Si

Ketua komisi

Anggota komisi

Diketahui,

Ketua Program Studi

Dekan Sekolah pascasarjana IPB

Mikrobiologi

Prof. Dr. Anja Meryandini, M.S.

Tanggal Ujian: 27 Desember 2012

Dr. Ir.Dahrul Syah, M.Sc.Agr

Tanggal lulus:

PRAKATA

Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT karena telah
memberikan rahmat serta hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan
tesis ini. Tema yang dipilih adalah Formulasi Konsorsium Rizobakteria
Pelarut Fosfat dengan Bradyrhizobium japonicum sebagai Pupuk Hayati dan
Aplikasinya pada Tanaman Kedelai.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Prof. Dr. Aris Tri Wahyudi,
M.Si sebagai Ketua Komisi Pembimbing dan Dr.Ir. Abdjad Asih Nawangsih,
M.Si sebagai Anggota Komisi Pembimbing yang telah memberikan banyak saran

dan bimbingan kepada penulis sampai penyelesaian penulisan tesis ini. Penulis
juga mengucapkan terima kasih kepada Dr. Edi Husen, M.Sc atas bantuan dan
saran yang telah diberikan selama penelitian, serta kepada Dr. Rahayu Widyastuti,
M.Sc selaku penguji dan Prof. Dr. Anja Meryandini, M.S selaku penjamin mutu
tesis. Penelitian ini didanai oleh Dikti melalui proyek I-MHERE IPB melalui
program B.2c atas nama Prof. Dr. Aris Tri Wahyudi, M.Si. Oleh karena itu
penulis mengucapkan terima kasih kepada I-MHERE IPB dan pihak-pihak yang
terkait. Ucapan terima kasih juga ditujukan untuk Ibu Henny, Pak Jaka selaku
laboran Mikrobiologi, dan pekerja lapang pada percobaan lapang di Garut atas
segala bantuan yang telah diberikan, serta kepada teman-teman di Laboratorium
Mikrobiologi dan Kostan Bunda atas perhatian, bantuan, dan kerjasamanya
selama penelitian. Secara khusus penulis menyampaikan ucapan terima kasih
untuk ayah, ibu, kakak, adik, dan keluarga besar atas doa dan dukungannya
selama ini.
Demikian tesis ini penulis buat. Semoga tidak hanya bermanfaat bagi
penulis, tetapi juga dapat bermanfaat bagi pembaca.

Bogor, Januari 2013

Siti Meliah

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Cirebon pada tanggal 18 Maret 1987 sebagai anak
kedua dari tiga bersaudara dari ayah Sanika dan ibu Saodah. Penulis
menyelesaikan pendidikan di SDN 02 Cipulir Jakarta pada 1999, SMPN 153
Jakarta pada 2002, SMAN 47 Jakarta pada 2005, dan Strata satu di Institut
Pertanian Bogor (IPB) pada 2010. Penulis memperoleh gelar sarjana sains dengan
Mayor Biologi dan Minor Teknik Proses/Bioproses di Departemen Biologi,
FMIPA dengan judul skripsi “Telaah Awal dan Mutagenesis Transposon
Xanthomonas oryzae pv. oryzae Penyebab Hawar Daun Bakteri pada Padi”. Pada
tahun yang sama penulis diterima di Sekolah Pascasarjana IPB melalui program
B.2c I-MHERE IPB pada program studi Mikrobiologi.
Penulis berkesempatan mempresentasikan sebagian hasil penelitian ini pada
International Seminar on Advances in Molecular Genetics and Biotechnology for
Public Education yang diselenggarakan oleh Universitas Katolik Atma Jaya
Jakarta pada 6-8 Juni 2012 serta Gelar Teknologi dan Diseminasi Hasil-hasil
Penelitian I-MHERE B.2c IPB 2010-2012 di Kabupaten Karawang, Jawa Barat
pada 16 Juli 2012 dengan judul “The Use of Phosphate-Solubilizing Rhizobacteria
as Biofertilizer to Enhance Soybeans Plant Growth”.

DAFTAR ISI

Halaman
DAFTAR TABEL .....................................................................................

xi

DAFTAR GAMBAR .................................................................................

xii

DAFTAR LAMPIRAN ..............................................................................

xiii

PENDAHULUAN
Latar Belakang .................................................................................
Tujuan ..............................................................................................

1
2

TINJAUAN PUSTAKA
Fosfor (P) dan Perannya pada Tanaman ...........................................
Rhizobakteria Pemacu Pertumbuhan Tanaman ..................................
Rhizobakteria Pelarut Fosfat ............................................................
Mekanisme Pelarutan Fosfat oleh Bakteri Pelarut Fosfat ..................
Pengaruh Inokulasi Bakteri Pelarut Fosfat pada Tanaman ................

3
3
5
6
6

BAHAN DAN METODE
Tempat dan Waktu Penelitian ............................................................
Bahan ..................................................................................................
Metode ................................................................................................
Peremajaan Bakteri ...................................................................
Uji Kemampuan Bakteri PGPR dalam Melarutkan Fosfat .......
Kuantifikasi Jumlah Fosfat Terlarut pada Media Cair ..............
Formulasi Inokulan Bakteri Pelarut Fosfat ...............................
Uji Viabilitas Inokulan Bakteri .................................................
Uji Keefektivan Inokulan terhadap Tanaman Kedelai...............
Rancangan Percobaan dan Analisis Data ..................................

9
9
10
10
10
11
11
12
13
14

HASIL
Uji Kemampuan Bakteri PGPR dalam Melarutkan Fosfat ................
Kuantifikasi Jumlah Fosfat Terlarut pada Media Cair .......................
Formulasi Inokulan Bakteri Pelarut Fosfat ........................................
Uji Viabilitas Inokulan Bakteri...........................................................
Keefektivan Inokulan terhadap Pertumbuhan Tanaman Kedelai........

15
15
17
18
19

PEMBAHASAN ..........................................................................................

23

SIMPULAN ..............................................................................................

30

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................

31

LAMPIRAN ..............................................................................................

35

DAFTAR TABEL

Halaman

1

Galur bakteri yang digunakan dalam penelitian ................................

9

2

Formulasi bakteri dan komposisinya yang digunakan dalam
penelitian ...........................................................................................

12

Antibiotik yang ditambahkan ke dalam media agar untuk
menumbuhkan masing-masing bakteri ...............................................

13

Perlakuan tanaman untuk uji keefektifan inokulan terhadap
pertumbuhan tanaman kedelai ..........................................................

14

Indeks pelarutan Ca3(PO4)2 dalam media Pikovskaya Agar oleh
isolat bakteri rhizosfer asal tanaman kedelai .....................................

15

Kepadatan bakteri yang dimasukkan ke dalam bahan pembawa
gambut .............................................................................................

18

Viabilitas sel bakteri pada gambut selama masa penyimpanan pada
suhu ruang .......................................................................................

18

Pengaruh perlakuan pemberian inokulan terhadap pertumbuhan
pada tanaman kedelai berumur 45 hari setelah tanam .......................

20

Pengaruh perlakuan pemberian inokulan terhadap serapan hara
pada tanaman kedelai berumur 45 hari setelah tanam .......................

21

Pengaruh perlakuan pemberian inokulan terhadap produktivitas
tanaman kedelai ...............................................................................

22

3
4
5
6
7
8
9
10

DAFTAR GAMBAR

Halaman

1

2

3

4

Koloni bakteri Bacillus sp. Cr 22 (A) dan Pseudomonas sp.
Crb 16 (B) yang digores pada media Pikovskaya Agar dan
diinkubasi pada suhu ruang selama 3-5 hari .......................................

15

Konsentrasi fosfat yang diukur pada media kultur Bacillus sp.
Cr (A) dan Pseudomonas sp. Crb (B) yang diinkubasi pada suhu
25 0C selama 72 jam .........................................................................

16

pH media kultur Bacillus sp. Cr (A) dan Pseudomonas sp.
Crb (B yang diukur pada berbagai interval waktu dan diinkubasi
pada suhu 25 0C ...............................................................................

17

Penampilan kemasan pupuk hayati hasil formulasi F2 (A) dan
F3 (B) ..............................................................................................

18

DAFTAR LAMPIRAN
Halaman

1

Hasil kuantifikasi fosfat tersedia pada kultur bakteri dalam media
Pikovskaya cair dengan penambahan trikalsium fosfat 0.5% ............

36

2

Denah rancangan acak kelompok pada percobaan lapang..................

37

3

Hasil analisis hara N, P, dan K tersedia pada contoh tanah sebelum
tanam ..............................................................................................

38

Hasil analisis hara N, P, dan K tersedia pada contoh tanah setelah
tanam ..............................................................................................

39

Hasil analisis hara N, P, dan K terhadap contoh tanaman ..................

40

4
5

PENDAHULUAN

Latar Belakang
Fosfor (P) merupakan unsur makro yang diperlukan untuk pertumbuhan
tanaman. Fosfor terlibat dalam berbagai aktivitas biokimia dalam tumbuhan
seperti sintesis asam nukleat, fotosintesis, dan sebagai komponen ATP.
Kebutuhan P untuk tanaman umumnya dipenuhi melalui aplikasi pemupukan.
Namun upaya tersebut menjadi kurang efisien karena mineral P yang masuk ke
dalam siklus tanaman-hewan hanya kurang dari 10% (Panhwar et al. 2011). Hal
ini disebabkan oleh adanya pengikatan P oleh unsur lain di dalam tanah sehingga
ketersediaan unsur tersebut pada tanah menjadi terbatas. Umumnya, P akan terikat
pada unsur lain seperti besi (Fe), alumunium (Al), kalsium (Ca), dan magnesium
(Mg) (Widawati & Suliasih 2006). Mineral P dalam bentuk terikat ini tidak dapat
digunakan secara langsung oleh tumbuhan.
Sejumlah bakteri tertentu di dalam tanah mampu memecahkan ikatan antara
P dalam bentuk fosfat dengan kation pengikatnya. Bakteri ini berkoloni di wilayah
perakaran (rizosfer) sehingga dikelompokkan dalam rizobakteria. Kelompok
bakteri rizosfer ini telah banyak dilaporkan dapat meningkatkan pertumbuhan
tanaman terkait dengan kemampuannya dalam melarutkan unsur-unsur mineral
seperti fosfat (Lucas Garcia et al. 2004). Bakteri yang diketahui memiliki
kemampuan melarutkan fosfat diantaranya Bacillus megaterium, Pseudomonas
sp. (Widawati & Suliasih 2006), Flavobacterium sp., dan Klebsiella aerogenes
(Suliasih & Rahmat 2007). Bakteri-bakteri tersebut akan melepaskan ikatan
persenyawaan fosfat tersebut melalui mekanisme pembentukan kelat, reaksi
pertukaran, dan produksi asam organik (Chen et al. 2006). Dengan demikian,
bakteri-bakteri tersebut dapat menyediakan unsur hara yang diperlukan oleh
tumbuhan sehingga dapat meningkatkan produktivitasnya.
Tanaman kedelai yang digunakan dalam penelitian ini, merupakan salah
satu tanaman pangan penting di Indonesia yang kebutuhannya terus meningkat
sejalan dengan meningkatnya jumlah penduduk. Di Indonesia, kedelai
dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan berbagai jenis komoditi pangan
seperti tempe, tahu, kecap, susu kedelai, dan sebagai suplemen karena kandungan

2

proteinnya yang tinggi dan kandungan bahan lainnya yang bermanfaat bagi
kesehatan. Kebutuhan nasional terhadap kedelai telah mencapai 2.2 juta ton per
tahun, sementara produksi dalam negeri baru mampu memenuhi kebutuhan 3540% sehingga kekurangannya dicukupi melalui impor kedelai dari negara lain
(BPPP 2008). Salah satu kendala yang menyebabkan kurangnya produksi kedelai
di Indonesia ialah rendahnya produktivitas kedelai (Ghulamahdi et al. 2009).
Oleh karena itu perlu dilakukan beberapa upaya agar produktivitas kedelai
meningkat, diantaranya ialah dengan memanfaatkan mikroorganisme yang dapat
memacu pertumbuhan tanaman dan menyediakan P yang dibutuhkan oleh
tanaman kedelai.
Pemanfaatan bakteri-bakteri yang memiliki kemampuan melarutkan unsur
mineral sebagai pupuk hayati (biofertilizer) mulai diterapkan untuk mengurangi
ketergantungan pemakaian pupuk kimia. Dibandingkan pupuk kimia, pupuk
hayati dari rizobakteria tidak meninggalkan residu dan mampu meningkatkan
efisiensi bioremediasi (Wu et al. 2006) sehingga ramah lingkungan. Selain ramah
lingkungan, penggunaan pupuk hayati juga relatif murah (Jilani et.al 2007).
Berdasarkan penelitian sebelumnya, kombinasi bakteri pelarut fosfat Bacillus sp.
Cr dan Pseudomonas sp. Crb yang dikoinokulasi dengan bakteri penambat
nitrogen Bradyrhizobium japoncum diketahui mampu meningkatkan pertumbuhan
tanaman kedelai pada skala rumah kaca (Sari 2011). Pada penelitian ini bakteri
Bacillus sp. dan Pseudomonas sp. yang telah diketahui dapat melarutkan fosfat
dalam media agar dan media cair Pikovskaya, selanjutnya diformulasikan dan
diaplikasikan pada tanaman kedelai pada skala lapang untuk melihat respon
pertumbuhan dan produktivitasnya.

Tujuan
Penelitian ini bertujuan untuk membuat dan menguji konsorsium
rizobakteria pelarut fosfat (Bacillus sp dan Pseudomonas sp) dengan
Bradyrhizobium japonicum sebagai pupuk hayati serta aplikasinya pada tanaman
kedelai yang ditanam di lahan pertanian.

3

TINJAUAN PUSTAKA

Fosfor (P) dan Perannya pada Tanaman
Fosfor merupakan unsur hara penting yang dibutuhkan oleh tanaman agar
tumbuh dengan sehat. Jumlah yang diperlukan oleh tumbuhan diperkirakan
mencapai 2 mg atom per liter unsur hara (Loveless 2000). Berbeda dengan
nitrogen yang jumlahnya melimpah dan dapat diperoleh melalui fiksasi biokimia,
ketersediaan fosfor di alam cukup terbatas. Dalam tanah, jumlahnya berada pada
kisaran 400-1200 mg kg-1 tanah. Adanya fosfor pada tanah dapat diperoleh
melalui pemupukan, kotoran hewan, residu tanaman, limbah industri dan
domestik, disamping senyawa fosfor alami baik organik maupun anorganik yang
memang telah tersedia dalam tanah (Krishnaveni 2010).
Fosfor yang diserap tanaman berada dalam bentuk terikat dengan molekulmolekul lainnya dalam tumbuhan. Fosfor yang terikat pada lipid membentuk
fosfolipid yang merupakan bagian dari membran plasma tumbuhan (Campbell et
al. 2000). Fosfor disimpan dalam biji sebagai fitin.
Pada tumbuhan, peran fosfor berhubungan dengan mekanisme biokimia
yang menyimpan energi dan kemudian memindahkannya ke dalam sel-sel hidup
diantaranya sebagai komponen ATP, asam nukleat, dan banyak substrat
metabolisme, serta sebagai kofaktor enzim. Selain itu fosfor juga berpartisipasi
dalam fosforilasi berbagai senyawa perantara fotosintesis dan respirasi (Loveless
2000). Kekurangan unsur P pada tanaman dapat menyebabkan gangguan dalam
metabolisme salah satunya ialah hambatan dalam sintesis protein. Sintesis protein
terjadi pada tahap awal pembelahan sel saat proses pertumbuhan sehingga
kekurangan unsur ini dapat menyebabkan tehambatnya pertumbuhan. Kekurangan
unsur ini pada tanaman dapat diamati oleh adanya perubahan pada warna daun
menjadi keunguan akibat penumpukan gula.

Rizobakteria Pemacu Pertumbuhan Tanaman
Rizosfer merupakan area pada tanah yang dipengaruhi oleh akar tanaman.
Pada rizosfer terjadi pelepasan sejumlah substrat oleh akar yang dapat
mempengaruhi aktifitas mikroorganisme (Barea et al. 2005). Mikroorganisme

4

terutama bakteri hidup dengan mengkolonisasi daerah perakaran ini. Keberadaan
bakteri rizosfer ini memberikan keuntungan bagi tanaman dengan membantu
meningkatkan pertumbuhan tanaman. Oleh karena perannya sebagai pemacu
pertumbuhan tanaman, maka kelompok bakteri ini disebut rizobakteria pemacu
pertumbuhan tanaman atau Plant Growth Promoting Rizobakteria (PGPR).
PGPR dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman melalui mekanisme
langsung maupun tidak langsung. PGPR secara langsung dapat meningkatkan
pertumbuhan tanaman dengan menghasilkan senyawa fitohormon seperti auksin
dalam

bentuk

IAA

(Ashrafuzzaman

et

al.

2009),

menghasilkan

1-

Aminocyclopropane-1-Carboxylate (ACC) deaminase (Husen et al. 2011), dan
menyediakan mineral tertentu seperti fosfat yang dibutuhkan oleh tanaman
melalui mekanisme pelarutan (Ekin 2010). Burkholderia sp. merupakan salah satu
kelompok bakteri PGPR yang telah dilaporkan mampu memproduksi IAA (InuiKishi et al. 2012). IAA diketahui dapat menstimulasi pertumbuhan akar lateral
sehingga dapat mempermudah tanaman untuk menjangkau mineral dalam tanah
dan menyediakan situs yang lebih jauh untuk infeksi dan nodulasi bakteri
penambat nitrogen.
Sementara itu, aktivitas pemacuan pertumbuhan tanaman secara tidak
langsung berkaitan dengan produksi senyawa-senyawa metabolit seperti
antibiotik, siderofor, atau asam sianida. Senyawa-senyawa tersebut diketahui
memiliki kemampuan dalam menghambat pertumbuhan patogen tanaman.
Mekanisme pengendalian patogen oleh bakteri PGPR umumnya dilakukan dengan
cara mengurangai pertumbuhan saprofitik patogen dan kemudian mengurangi
frekuensi infeksi akar melalui mekanisme antagonis dan atau dengan
menstimulasi resistensi sistemik yang diinduksi (ISR, Induced Systemic
Resistance). Kelompok bakteri Pseudomonas merupakan contoh bakteri yang
menggunakan kedua jenis mekanisme tersebut dalam melawan serangan patogen.
Pseudomonas sp. juga diketahui memproduksi siderofor yang dapat mengkelat
besi dalam upayanya mengendalikan Fusarium dan Pythium di dalam tanah
(Barea et al. 2005).

5

Rizobakteria Pelarut Fosfat
Mikroorganisme dari tanah telah lama diketahui merupakan bagian
terpenting dari kehidupan di dunia karena mikroorganisme tersebut menjadi
bagian dari sistem biologi dan kimia, serta kehidupan flora, fauna, dan kehidupan
mikroorganisme itu sendiri. Salah satu perannya yang penting dalam ekosistem
ialah mikroorganisme tersebut dapat menyediakan unsur-unsur yang dibutuhkan
oleh tanaman. Mikroba dapat merombak bahan organik, mensintesis, dan
melepaskannya kembali dalam bentuk bahan organik yang tersedia bagi tanaman
(Widiawati & Suliasih 2006). Rizobakteria yang dapat melarutkan mineral seperti
fosfat dinamakan bakteri pelarut fosfat.
Ketersediaan fosfat di alam dibatasi oleh banyaknya unsur tersebut yang
menyatu

membentuk

persenyawaan

dengan

unsur-unsur

lain.

Menurut

Schachtman et al. (1998), sebanyak lebih dari 80% fosfat yang dimasukkan ke
tanah dalam kegiatan pemupukan menjadi tidak mobil atau hanya kurang dari
10% yang masuk ke dalam siklus tanaman-hewan (Panhwar et al. 2011). Pada
tanah-tanah masam, fosfat bersenyawa dengan alumunium (Al) membentuk Alfosfat dan besi (Fe) membentuk Fe-fosfat. Sedangkan pada tanah basa, fosfat akan
bersenyawa dengan kalsium (Ca) membentuk Ca-fosfat (Trivedi & Pandey 2007).
Bentuk terikat seperti ini tidak dapat digunakan secara langsung oleh tanaman.
Tanaman menyerap fosfor dalam bentuk ion H2PO4-, HPO42-, dan PO42- (Suliasih
& Rahmat 2007). Oleh karena itu peran bakteri pelarut fosfat diperlukan untuk
membantu menguraikan ikatan persenyawaan agar dapat digunakan oleh tanaman.
Galur Bacillus sp. merupakan salah satu kelompok bakteri yang banyak
dilaporkan memiliki kemampuan dalam melarutkan fosfat

(Sugumaran &

Jonarthanam 2007; Girgis et al. 2008; Kumar & Chandra 2008). Bakteri tersebut
dilaporkan mampu membentuk zona bening ketika ditumbuhkan pada media agar
cawan Pikovskaya yang ditambahkan fosfat dengan diamater yang berbeda-beda.
Bakteri lainnya yang memiliki kemampuan melarutkan fosfat ialah Pseudomonas,
Klebsiella aerogenis, Chromobacterium lividum, Flavobacterium breve (Suliasih
& Rahmat 2007), Artrobacter ureafaciens, Phyllobacterium myrsinacearum,
Rhodococcus erythropolis, Gordonia sp. (Chen et al. 2006), Enterobacter dan
Serratia marcescens (Lu & Huang 2010).

6

Mekanisme Pelarutan Fosfat oleh Bakteri Pelarut Fosfat
Bakteri pelarut fosfat dapat meningkatkan ketersediaan unsur mineral
tersebut dengan berbagai cara yaitu memproduksi asam organik, pembentukan
kelat, dan reaksi pertukaran. Bakteri pelarut fosfat diketahui dapat menghasilkan
asam organik yang ditandai dengan menurunnya pH media. Chen et al. (2006)
melaporkan terdapat delapan jenis asam organik berbeda yang dihasilkan oleh
bakteri pelarut fosfatnya yaitu asam citric, asam lactic, asam gluconic, asam
propionic, asam succinic, dan 3 jenis asam lain yang tidak teridentifikasi. Hasil ini
diperoleh melalui analisis menggunakan kromatografi cair kinerja tinggi. Hal
serupa juga pernah dilaporkan oleh Rodriguez et al. (2004). Diantara sejumlah
asam organik yang diketahui dapat melarutkan ikatan fosfat, asam gluconic-lah
yang paling sering berperan dalam melarutkan fosfat karena dihasilkan oleh
banyak bakteri pelarut fosfat diantaranya Pseudomonas sp., Erwinia herbicola, P.
cepacia, dan Burkholderia cepacia (Rodriguez & Fraga 1999).
Meningkatnya asam organik pada media yang diikuti dengan penurunan pH
menyebabkan larutnya kalsium-fosfat. Asam organik dapat secara langsung
memicu pelarutan fosfat melalui mekanisme mediasi proton ataupun ligan
(Ullman & Welch 2002). Asam-asam organik ini akan membentuk kelat dengan
kation alumunium, besi, atau kalsium yang terikat pada fosfat dan sehingga
membentuk ion H 2 PO 4 - yang dapat dimanfaatkan langsung oleh tanaman
(Suliasih & Rahmat 2007). Mekanisme seperti ini umum terjadi pada pelarutan
fosfat anorganik. Pada fosfat organik seperti asam nukleat, polifosfat, fosfolipid
mekanisme pelarutannya berbeda dengan asam anorganik yaitu dengan
menggunakan enzim fosfatase (Ponmurugan & Gopi 2006). Reaksi defosforilasi
ini melibatkan hidrolisis ikatan fosfoester. Beberapa jenis enzim yang
dikelompokkan dalam fosfatase ialah 3’-nukleotidase, 5’-nukleotidase, dan
hexose fosfatase. Bakteri yang memiliki aktivitas fosfatase tinggi juga memilki
kemampuan melarutkan fosfat yang tinggi.

Pengaruh Inokulasi Bakteri Pelarut Fosfat pada Tanaman
Penelitian mengenai pemberian inokulan bakteri pelarut fosfat pada
tanaman telah banyak dilakukan. Berbagai laporan menunjukkan bahwa inokulasi

7

bakteri pelarut fosfat pada tanaman dapat meningkatkan sejumlah variabel
pertumbuhan tanaman. Aplikasi Bacillus pelarut fosfat PSB 9 dan PSB 16 pada
tanaman padi mampu meningkatkan jumlah klorofil dan daun yang berfotosintesis
dan oleh karena itu meningkatkan produktivitas padi aerobik (Panhwar et al.
2011). Sementara itu, Noor (2003) melaporkan pemberian bakteri pelarut fosfat
pada tanaman kedelai dapat meningkatkan jumlah bintil akar, bobot kering akar,
dan bobot kering tanaman.
Pemberian inokulan bakteri tidak hanya dapat dilakukan oleh satu jenis
bakteri dengan kemampuan tertentu. Beberapa percobaan yang mencampurkan
bakteri pelarut fosfat dengan kelompok bakteri lain juga diketahui dapat
meningkatkan pertumbuhan tanaman tersebut. Kombinasi bakteri pelarut fosfat
dan pelarut kalium yang diinokulasikan pada benih tanaman diketahui dapat
meningkatkan penyerapan mineral oleh tanaman. Han et al. (2006) melaporkan
bahwa inokulasi bakteri pelarut fosfat dan kalium secara bersama-sama pada
tanaman cabai dan timun dapat meningkatkan ketersediaan P dan K dalam tanah.
Selain itu juga dapat meningkatkan penyerapan kedua unsur tersebut pada batang
dan akar tanaman, serta meningkatkan pertumbuhan buah. Respon yang sama juga
terjadi pada tanaman terung yang diberikan inokulan bakteri pelarut fosfat dan
kalium (Han & Lee 2005).
Sementara itu pada tanaman kedelai, campuran rizobakteria bakteri pelarut
fosfat yang terdiri atas P. fluorescens, Chryseobacterium balustinum, dan Serratia
fonticola dengan bakteri penambat nitrogen Sinorhizovium fredii dilaporkan dapat
meningkatkan berat kering daun (Lucas Garcia et al. 2004). Peningkatan pada
berat kering daun dapat diartikan sebagai peningkatan kualitas fotosintesis.
Sebuah percobaan pemberian inokulan sejumlah mikroorganisme pelarut fosfat
berbeda yaitu Bacillus sp., P. stutzeri, Penicillium vermiculatum, dan Aspergillus
niger dengan B. japonicum menggunakan pot-pot tanaman terhadap tanaman
kedelai berhasil mengingkatkan berat polong, biji, dan tajuk tanaman. Selain itu
juga dapat meningkatkan serapan nitrogen dan P 2 O 5 baik pada tajuk maupun biji
kedelai. Bahkan, pemberian kombinasi mikrooganisme tersebut mampu
memberikan produksi kedelai yang lebih baik dibandingkan hasil yang diperoleh
melalui pemberian pupuk konvensional super fosfat (Sandeep et al. 2008).

8

Tidak hanya dalam skala kecil, sejumlah percobaan di tanah lapang juga
memberikan hasil positif. Inokulasi bakteri penambat nitrogen B. japonicum galur
USDA 110 dengan bakteri pelarut fosfat yang dilakukan pada tiga wilayah
berbeda di delta sungai Mekong diketahui dapat meningkatkan jumlah dan berat
kering bintil akar, serta meningkatkan ketersediaan mineral pada tanah dan
serapan mineral pada tanaman. Sejumlah komponen produksi seperti jumlah total
polong, jumlah polong isi, jumlah polong kosong, dan berat 100 biji juga
mengalami peningkatan, sehingga mampu mengurangi biaya produksi kedelai
(Son et al. 2006). Argaw (2012) juga melaporkan inokulasi kelompok bakteri
yang sama ditambah dengan pupuk kimia N dan P 2 O 5 masing-masing sebanyak
46 kg ha-1

terhadap tanaman kedelai di tanah lapang dapat meningkatkan

pertumbuhan dan produktivitas tanaman tersebut. Meskipun demikian sejumlah
variabel seperti waktu pematangan, berat 300 biji, dan panjang akar tidak
mengalami peningkatan secara signifikan. Sementara itu, penelitian terhadap
kandungan protein pada biji kedelai yang diinokulasi dengan campuran
rizobakteria pelarut fosfat dan penambat N diketahui bahwa perlakuan tersebut
dapat membantu akumulasi protein pada biji kedelai (Stefan et al. 2009).
Sejumlah respon positif oleh tanaman yang diberi inokulasi bakteri pelarut fosfat
ini pada akhirnya memberikan harapan potensi penggunaan bakteri-bakteri ini
untuk pupuk hayati untuk mengurangi penggunaan pupuk anorganik NPK.

BAHAN DAN METODE

Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Mikrobiologi, Departemen
Biologi, FMIPA, IPB dan lahan pertanian Kampung Bongkor, Desa Situgede,
Karang Pawitan-Wanaraja, Kabupaten Garut, Jawa Barat mulai bulan Agustus
2011 sampai Juni 2012.
Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian terdiri dari 8 isolat PGPR pelarut
fosfat yang diisolasi dari Cirebon, Jawa Barat dari galur Bacillus sp. Cr dan
Pseudomonas sp. Crb yang dikoinokulasi dengan bakteri penambat nitrogen
Bradyrhizobium japonicum yaitu Bj 11 wt dan Bj 11 (19) (Tabel 1). Mutan Bj 11
(19) diperoleh melalui mutagenesis transposon dengan marker seleksi antibiotik
rifampisin dan kanamisin. Media pertumbuhan bakteri yang digunakan terdiri dari
Nutrient Agar (NA) (NB, nutrient broth 8 g l-1 dan agar 20 g l-1), King’s B agar
(Bactopeptone 20 g l-1, K 2 HPO 4 1.5 g l-1, MgSO 4 .7H 2 O 1.5 g l-1, gliserol 1.5 ml l1

, dan agar 20 g l-1), dan Yeast Manitol Agar (YMA) (manitol 10 g l-1, K 2 HPO 4

0.5 g l-1, MgSO 4 .7H 2 O 0.2 g l-1, NaCl 0.2 g l-1, yeast extract 1 g l-1, dan agar 20 g
l-1).
Tabel 1 Galur bakteri yang digunakan dalam penelitian
Galur bakteri
Karakteristik
Bacillus sp.
Cr 22
Hrp-, IAA+, BPF+
Cr 28
Hrp-, IAA+, BPF+
Cr 68
Hrp-, IAA+, BPF+
Cr 69
Hrp-, IAA+, BPF+
Pseudomonas sp.
Crb 1
Hrp-, IAA+, BPF+
Crb 16
Hrp-, IAA+, BPF+
Crb 93
Hrp-, IAA+, BPF+
Crb 94
Hrp-, IAA+, BPF+
Bradyrhizobium japonicum
Bj 11 wt
Penambat Nitrogen
Bj 11 (19)
Penambat Nitrogen
Keterangan:
Hrp- , tidak menginduksi reaksi hipersensitif; IAA+,
asetat; BPF+, memiliki kemampuan melarutkan fosfat

Sumber atau referensi
Wahyudi et al. 2011a
Wahyudi et al. 2011a
Wahyudi et al. 2011a
Wahyudi et al. 2011a
Wahyudi et al. 2011b
Wahyudi et al. 2011b
Wahyudi et al. 2011b
Wahyudi et al. 2011b
Wahyudi et al. 2007
Wahyudi et al. 2007
menghasilkan asam indol

10

Media Pikovskaya (glukosa 10 g l-1, (NH 4 ) 2 SO 4 0.5 g l-1, NaCl 0.2 g l-1,
MgSO 4 .7H 2 O 0.1 g l-1, KCl 0.2 g l-1, ekstrak khamir 0.5 g l-1, MnSO 4 .H 2 O 0.002
g l-1, dan FeSO 4 .7H 2 O 0.002 g l-1pada pH 7 dengan penambahan sumber fosfat
tri-kalsium fosfat [Ca 3 (PO 4 ) 2 ] pada konsentrasi 0.5%) digunakan untuk menguji
bakteri pelarut fosfat. Pengkulturan bakteri dilakukan menggunakan media susu
skim dan molase (susu skim 20 g l-1, MgSO 4 1.5 g l-1, K 2 HPO 4 1.5 g l-1, molase
15 g l-1) dan diformulasi ke dalam bahan pembawa (gambut 85%, kapur pertanian
5%, dan fosfat alam 10%). Kedelai varietas Anjasmoro digunakan sebagai
tanaman model untuk aplikasi inokulan bakteri.

Metode
Peremajaan Bakteri
Peremajaan

galur-galur bakteri

yang digunakan dilakukan dengan

menggoreskan bakteri pada media padat yang sesuai yaitu King’s B agar, nutrien
agar (NA), dan yeast manitol agar (YMA) masing-masing untuk Pseudomonas
sp., Bacillus sp., dan B. japonicum. Pada media YMA untuk Bj 11 ditambahkan
antibiotik rifampisin (50 µg ml-1) dan pada media YMA untuk Bj 11 (19) yang
merupakan mutannya hasil mutagenesis transposon, ditambahkan antibiotik
rifampisin (50 µg ml-1) dan kanamisin (50 µg ml-1).
Uji Kemampuan Bakteri PGPR dalam Melarutkan Fosfat
Bakteri PGPR dari galur Bacillus sp. Cr dan Pseudomonas sp. Crb diuji
kemampuannya dalam melarutkan fosfat dengan cara menumbuhkan bakteri
tersebut pada media agar cawan Pikovskaya dengan penambahan Ca 3 (PO 4 ) 2
0.5%. Bakteri tersebut kemudian diinkubasi selama 2-3 hari untuk dilihat
penampakan zona beningnya. Keberadaan zona bening menunjukkan bakteri
positif dapat melarutkan fosfat. Selanjutnya dilakukan pengukuran indeks
pelarutan (solubilizing index, SI) yaitu nisbah diameter zona bening terhadap
diameter koloni bakteri (Premono 1998) atau menurut persamaan sebagai berikut:

11

Kuantifikasi Jumlah Fosfat Terlarut pada Media Cair
Kuantifikasi jumlah fosfat yang dilarutkan oleh bakteri dilakukan dengan
bantuan spektrofotometer menggunakan metode asam askorbat seperti dijelaskan
oleh Alam et al. (2002). Kultur starter bakteri uji berusia 24 jam dipindahkan
sebanyak 2.5% volume ke dalam media Pikovskaya cair. Selanjutnya diinkubasi
pada inkubator bergoyang. Untuk mengukur konsentrasi fosfat dalam media
pertumbuhan tersebut, kultur bakteri disentrifugasi pada kecepatan 1500 rpm
selama 15 menit hingga dihasilkan supernatan. Sebanyak 1 ml supernatan
ditambahkan dengan 9 ml air destilata dan 2.5 ml reagen. Reagen tersebut terdiri
dari larutan A yaitu 12 g ammonium molybdate dalam 250 ml air destilata dan
0.2908 mg antimony potassium tartrate dalam 1000 ml asam sulfat 5 N (kedua
larutan ini dicampurkan dan volumenya dijadikan 2000 ml) serta larutan B yaitu
0.74 g asam askorbat dalam 140 ml larutan A. Campuran supernatan dan reagen
didiamkan selama 15 menit untuk membentuk warna biru yang sempurna
kemudian absorbansinya diukur pada panjang gelombang 880 nm.
Sebagai standar untuk menentukan konsentrasi fosfat pada larutan
digunakan larutan H 3 PO 4 (Titrisol) dari Merck yang diencerkan serial hingga
didapatkan konsentrasi fosfat sebesar 0, 0.25, 0.5, 0.75, 1, 1.25, 1.5, 1.75, 2, dan
2.25 ppm. Larutan standar kemudian direaksikan dengan reagen yang sama
selama 15 menit dan diukur pada panjang gelombang 880 nm. Pengukuran kadar
fosfat pada supernatan dilakukan dengan interval waktu 0, 6, 12, 24, 48, dan 72
jam setelah inokulasi. Perubahan pH pada media juga diukur menggunakan pH
meter dengan interval waktu yang sama. Media yang tidak diinokulasikan bakteri
digunakan sebagai kontrol. Sumber P yang diuji yaitu Ca 3 (PO 4 ) 2 sebanyak 0.5% .
Formulasi Inokulan Bakteri Pelarut Fosfat
Bakteri PGPR yang digunakan ditumbuhkan dalam media alternatif susu
skim molase cair sebanyak 100 ml dan diinkubasi menggunakan inkubator
bergoyang. Waktu inkubasi bakteri disesuaikan dengan jenis bakterinya. Waktu
inkubasi untuk isolat Crb yaitu selama 24 jam, isolat Cr berkisar antar 24-48 jam,
dan untuk isolat Bj lama inkubasinya 120 jam. Bakteri yang tumbuh dan telah
mencapai kepekatan antara 109-1010 cfu ml-1 kemudian dicampurkan menjadi satu
dengan perbandingan 1:1:1. Kultur kombinasi bakteri tersebut kemudian

12

disuntikkan sebanyak 15 ml menggunakan syringe steril kedalam 50 g media
pembawa berupa campuran gambut 85%, fosfat alam 10%, dan kapur pertanian
5% yang telah disterilkan. Selanjutnya diinkubasi pada suhu ruang. Pemilihan
komposisi bakteri penyusun paket inokulan disesuaikan dengan hasil penelitian
sebelumnya dimana keempat komposisi tersebut paling efektif dalam memacu
pertumbuhan tanaman kedelai pada percobaan rumah kaca (Sari 2011). Komposisi
paket inokulan disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2 Formulasi bakteri dan komposisinya yang digunakan dalam penelitian
Formulasi
F1
F2
F3
F4

Bacillus sp.
Cr 22
Cr 28
Cr 68
Cr 69

Isolat bakteri
Pseudomonas sp.
Crb 1
Crb 16
Crb 93
Crb 94

B. japonicum
Bj 11 wt
Bj 11 (19)
Bj 11 wt
Bj 11 (19)

Uji Viabilitas Inokulan Bakteri
Uji viabilitas inokulan dilakukan untuk mengamati daya tahan bakteri
tersebut di dalam bahan pembawa berupa gambut selama masa inkubasi pada
suhu ruang. Pengamatan dilakukan selama 9 bulan dengan mencawankan bakteri
secara berkala. Sebanyak 10 gram paket inokulan yang terdiri dari Bacillus sp. Cr,
Pseudomonas sp. Crb, dan B. japonicum dilarutkan dalam 90 ml larutan NaCl
0.85% steril selanjutnya dilakukan pengenceran serial dengan memindahkan 1 ml
larutan ke dalam 9 ml NaCl 0.85% hingga kepekatannya menjadi 10-8 sel ml-1.
Sebanyak 100 µl suspensi dari tiga pengenceran terakhir yaitu 10-6, 10-7 , dan 10-8
disebar pada tiga media agar cawan yang berbeda yaitu NA untuk isolat Bacillus
sp. Cr, King’s B agar untuk Pseudomonas sp. Crb, dan YMA untuk B. japonicum.
Media tersebut dibuat selektif dengan menambahkan antibiotik dengan dosis
tertentu untuk beberapa galur (Tabel 3) (Sari 2011), kemudian diinkubasi pada
suhu ruang selama 1-2 hari untuk isolat Bacillus sp. Cr dan Pseudomonas sp. Crb
serta 5-7 hari untuk B. japonicum.

13

Tabel 3 Antibiotik yang ditambahkan ke dalam media agar untuk menumbuhkan
masing-masing bakteri
Isolat bakteri
Cr 22
Cr 28
Cr 68
Cr 69
Crb 1
Crb 16
Crb 93
Crb 94
Bj 11 (wt)
Bj 11 (19)

Antibiotik
Ampisilin (20 µg ml-1)
Ampisilin (20 µg ml-1)
Ampisilin (20 µg ml-1)
Streptomisin (20 µg ml-1)
Rifampisin (50 µg ml-1)
Rifampisin (50 µg ml-1), Kanamisin (50 µg ml-1)

Uji Keefektivan Inokulan terhadap Tanaman Kedelai
Sampel tanah yang digunakan untuk aplikasi pupuk hayati juga dihitung
jumlah bakteri totalnya melalui metode total plate count (TPC) menggunakan
media Standard Methods Agar (SMA). Sedangkan jumlah bakteri kelompok
rhizobium yang terdapat pada sampel tanah dihitung dengan menyebar hasil
pengenceran serial sampel tanah pada media YMA dengan penambahan antibiotik
rifampisin 20 µg/ml dan Kongo red 0.25%. Kandungan nitrogen, fosfor, dan
kalium (NPK) tersedia dalam tanah sebelum tanam dianalisis melalui jasa
laboratorium Balai Penelitian Tanah, Bogor, Indonesia.
Uji keefektivan inokulan terhadap tanaman kedelai dilakukan ditanah
pertanian Desa Situgede, Kabupaten Garut, Jawa Barat. Tanah tersebut telah
digemburkan sebelum digunakan untuk menanam benih kedelai. Biji kedelai
varietas Anjasmoro diseleksi untuk mendapatkan biji dengan kualitas yang baik.
Biji yang telah diseleksi tersebut selanjutnya dibasahi dengan air lalu
dicampurkan dengan paket inokulan bakteri hingga merata pada permukaan biji.
Biji yang telah dilumuri dengan inokulan tersebut kemudian ditanam dengan jarak
tanam 40 x 15 cm pada plot tanaman sebesar sebesar 3.9 x 4 m2. Masing-masing
lubang diisi dengan 2 buah biji kedelai. Untuk perlakuan tertentu, tanah yang
digunakan sebelumnya diberi pupuk NPK dengan dosis yang telah ditentukan
yaitu urea 50 kg ha-1, SP36 100 kg ha-1, dan KCl 60 kg ha-1 (Purwono &
Purnamawati 2007). Hasil konversi dosis pupuk setiap plot disajikan pada Tabel
4.

14

Rancangan Percobaan dan Analisis Data
Aplikasi pupuk hayati terhadap tanaman kedelai dalam penelitian ini
mengikuti pola rancangan acak kelompok (RAK) menggunakan 15 perlakuan
(Tabel 4) dengan 3 ulangan dalam tiap blok. Respon pertumbuhan vegetatif
tanaman kedelai terhadap pemberian inokulan diamati pada 45 hari setelah tanam.
Parameter pertumbuhan yang diamati meliputi berat basah dan berat kering tajuk,
berat basah dan berat kering akar/bintil akar, jumlah bintil akar, dan jumlah
serapan hara mineral N, P, dan K pada tanaman. Kemudian dilanjutkan hingga
tahap produksi biji kedelai yang total masa tanamnya mencapai 3 bulan. Setelah 3
bulan, tanaman kedelai dipanen untuk selanjutnya dihitung jumlah polong isi dan
polong kosong, berat polong, berat biji total, dan berat 100 biji. Pengukuran
serapan NPK oleh tanaman dan kadar NPK pada tanah setelah tanam dilakukan
menggunakan jasa laboratorium Balai Penelitian Tanah, Bogor, Indonesia. Data
hasil penelitian dianalisis menggunakan analisis ragam (uji F) dengan taraf 5%
yang kemudian jika hasilnya nyata akan dilanjutkan dengan uji Duncan Multiple
Range Test (DMRT) pada taraf nyata α = 0.05 menggunakan program software
SPSS 11.5.
Tabel 4 Perlakuan tanam untuk uji keefektivan inokulan terhadap pertumbuhan
tanaman kedelai
Perlakuan

Formulasi

Dosis pupuk (g/plot)
Urea
SP36
KCl
78
156
94
39
78
47
0
0
0
78
156
94
39
78
47
0
0
0
78
156
94
39
47
78
0
0
0
78
94
156
39
47
78
0
0
0
78
94
156
39
47
78
0
0
0

F1 + NPK
√
F1 + ½ NPK
√
F1
√
F2 +NPK
√
F2 + ½ NPK
√
F2
√
F3 +NPK
√
F3 + ½ NPK
√
F3
√
F4 +NPK
√
F4 + ½ NPK
√
F4
√
NPK
½ NPK
Kontrol
Keterangan:
√ menggunakan paket inokulan; - tidak menggunakan paket inokulan; luas 1 plot
ukurannya 3.9 x 4 m2

HASIL
Kemampuan Bakteri PGPR dalam Melarutkan Fosfat
Berdasarkan uji pelarutan fosfat menggunakan media Pikovskaya dengan
penambahan Ca 3 (PO 4 ) 2 sebagai sumber fosfat diketahui bahwa isolat-isolat
bakteri baik Cr maupun Crb yang diuji dapat melarutkan fosfat. Hal ini
ditunjukkan dengan adanya zona bening yang terbentuk di sekitar koloni bakteri
(Gambar 1). Indeks pelarutan fosfat yang diukur berdasarkan diameter zona
bening yang dibentuk oleh bakteri uji disajikan pada Tabel 5.

1 cm

A

1 cm

B

Gambar 1 Koloni bakteri Bacillus sp. Cr 22 (A) dan Pseudomonas sp. Crb 16 (B)
yang ditumbuhkan pada media Pikovskaya agar dan dinkubasi pada
suhu ruang selama 3-5 hari. Zona bening terbentuk di sekitar koloni
bakteri (tanda panah).
Tabel 5 Indeks pelarutan Ca 3 (PO 4 ) 2 dalam media Pikovskaya Agar oleh isolat
bakteri rizosfer asal tanaman kedelai
Isolat
Cr 22
Cr 28
Cr 68
Cr 69

Indeks pelarutan
0.44
0.50
0.39
0.31

Isolat
Crb 1
Crb 16
Crb 93
Crb 95

Indeks pelarutan
0.33
0.46
0.26
0.49

Kuantifikasi Jumlah Fosfat Terlarut pada Media Cair
Jumlah fosfat yang dilarutkan berbeda-beda untuk setiap bakteri uji dengan
masa inkubasi 72 jam. Dalam bentuk Ca 3 (PO 4 ) 2 , jumlah fosfat yang bisa
dilarutkan oleh bakteri uji berkisar 9.66- 27.22 ppm (Gambar 2). Crb 1 diketahui
sebagai bakteri yang paling baik dalam melarutkan P yaitu sebesar 27.22 ppm.
Berdasarkan hasil pengukuran pH pada interval waktu 0, 6, 12, 24, 48, dan 72 jam

16

diketahui terdapat kecenderungan penurunan pH untuk masing-masing bakteri uji
berkisar antara -0.96 hingga -0.42 (Gambar 3).

Konsentrasi fosfat (ppm)

A
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0

12

24

36

48

60

72

Waktu (jam)
Cr 22

Cr 28

Cr 68

Cr 69

Konsentrasi fosfat (ppm)

B
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0

12

24

36

48

60

72

Waktu (jam)
Crb 1

Crb 16

Crb 93

Crb 94

Gambar 2 Konsentrasi fosfat yang diukur pada media kultur Bacillus sp. Cr (A)
dan Pseudomonas sp. Crb (B) yang diinkubasi pada suhu 25 0C selama
72 jam.

17

A

pH

6

5

4
0

12

24

36

48

60

72

Waktu (jam)
Cr 22

Cr 28

Cr 68

Cr 69

B

pH

6

5

4
0

12

24

36

48

60

72

Waktu (jam)
Crb 1

Crb 16

Crb 93

Crb 94

Gambar 3 pH media kultur Bacillus sp. Cr (A) dan Pseudomonas sp. Crb (B) yang
diukur pada berbagai interval waktu dan diinkubasi pada suhu 25 0C.
Formulasi Inokulan Bakteri Pelarut Fosfat
Berdasarkan kegiatan pembuatan formulasi pupuk hayati diperoleh empat
formulasi yang selanjutnya diberi kode F1, F2, F3, dan F4. Inokulan tersebut
dikemas ke dalam bungkus plastik dan diberi label (Gambar 4). Kepadatan
masing-masing bakteri yang dimasukkan kedalam gambut berkisar antara 3.5 x
109 sampai 9.4 x 1010 cfu ml-1 untuk isolat Cr dan 1.3 x 1010 sampai 3.3 x 1011

18

cfu ml-1 untuk isolat Crb. Sedangkan untuk isolat Bj 11 wt dan Bj 11 (19)
berturut-turut sebanyak 7.0 x 1010 dan 3.0 x 1010 cfu ml-1 (Tabel 6).

A

B

Gambar 4 Penampilan kemasan pupuk hayati hasil formulasi F2 (A) dan F3 (B).
Tabel 6 Kepadatan bakteri yang dimasukkan ke dalam bahan pembawa gambut
Isolat
Cr 22
Cr 28
Cr 68
Cr 69
Bj 11 wt

Kepadatan bakteri (cfu ml-1)
3.5 x 109
1.9 x 1010
3.3 x 1010
9.4 x 1010
7.0 x 1010

Isolat
Crb 1
Crb 16
Crb 93
Crb 94
Bj 11 (19)

Kepadatan bakteri (cfu ml-1)
1.3 x 1010
5.2 x 1010
3.3 x 1011
2.0 x 1010
3.0 x 1010

Uji Viabilitas Inokulan Bakteri
Jumlah sel bakteri pada paket inokulan selama masa penyimpanan 9 bulan
pada suhu ruang diketahui berkisar antara 7.5 x 106 hingga 5.8 x 108 cfu gr-1. Hasil
uji viabilitas bakteri pada paket inokulan F1 hingga F4 ditampilkan pada Tabel 7.
Tabel 7 Viabilitas sel bakteri pada gambut selama masa penyimpanan pada suhu
ruang
Kode

Isolat

F1

Cr 22
Crb 1
Bj 11 wt
Cr 28
Crb 16
Bj 11 (19)
Cr 68
Crb 93
Bj 11 wt
Cr 69
Crb 94
Bj 11 (19)

0

F2

F3

F4

3.5 x 108
1.3 x 109
7.0 x 109
1.9 x 109
5.2 x 109
3.0 x 109
3.3 x 109
3.3 x 1010
7.0 x 109
9.4 x 109
2.0 x 109
3.0 x 109

Jumlah bakteri (cfu gr-1) bulan ke1
2
3
6
2.8 x 1010
4.0 x 109
1.1 x 109
2.7 x 109
2.0 x 109
9.8 x 108
2.0 x 109
8.1 x 108
1.1 x 109
1.2 x 108
1.3 x 109
9.6 x 108

4.6 x 109
4.0 x 107
5.3 x 108
4.7 x 109
2.3 x 109
1.6 x 109
2.0 x 108
3.1 x 108
7.0 x 108
3.2 x 1010
1.1 x 1011
8.7 x 108

6.0 x 109
1.0 x 108
1.4 x 108
2.7 x 109
4.0 x 108
2.3 x 108
1.0 x 108
2.9 x 108
1.0 x 108
3.1 x 109
2.3 x 1010
9.8 x 108

6.0 x 108
6.6 x 108
4.5 x 107
1.5 x 108
2.0 x 108
2.0 x 108
2.5 x 107
2.2 x 109
2.0 x 107
4.7 x 109
2.1 x 109
3.5 x 107

9
2.9 x 107
1.6 x 108
2.0 x 107
8.2 x 107
5.7 x 107
7.5 x 106
1.5 x 108
5.8 x 108
3.1 x 107
1.3 x 108
1.1 x 108
2.2 x 107

19

Keefektivan Inokulan terhadap Pertumbuhan Tanaman Kedelai
Sampel tanah yang diambil dari areal penanaman kedelai diketahui
mengandung 8.1 x 106 cfu gr-1 bakteri melalui penghitungan total pada media
agar cawan Standard Methods Agar (SMA) dan mengandung sekitar 6.3 x 104 cfu
gr-1 bakteri kelompok rhizobium yang dihitung menggunakan cawan sebar YMA
dengan masa inkubasi mencapai 5-7 hari. Jumlah hara mineral N, P, dan K yang
tersedia pada sampel tanah kering sebelum penanaman diketahui berturut-turut
sebesar 0.07%, 6.1 ppm, dan 535 ppm.
Hasil uji keefektivan inokulan di lahan pertanian terhadap beberapa
parameter pertumbuhan tanaman kedelai ditunjukkan oleh Tabel 8. Respon
tanaman kedelai terhadap pemberian inokulan berbeda-beda untuk setiap
perlakuan yang diamati pada 45 hari setelah tanam. Untuk variabel berat basah
tajuk (BBT), perlakuan F1 dengan NPK dosis penuh (FI+NPK) memberikan hasil
yang lebih baik dan berbeda nyata dari kontrol yang tidak mendapat inokulan
maupun pupuk bahkan terhadap perlakuan NPK dosis penuh (NPK). Perlakuan F3
dengan NPK dosis penuh (F3+NPK) dan NPK dosis setengah (F3+1/2NPK) juga
diketahui menghasilkan berat basah tajuk yang lebih baik dari kontrol dan
perlakuan NPK tetapi tidak secara nyata pada taraf α=0.05. Hasil yang serupa juga
ditemukan pada variabel berat basah akar (BBA) dimana perlakuan F3+NPK dan
F1+NPK menghasilkan berat akar yang lebih tinggi dibandingkan dengan kontrol
dan perlakuan NPK.
Pada variabel berat kering tajuk (BKT) dan berat kering akar (BKA),
perlakuan F1+NPK menunjukkan hasil paling tinggi dibandingkan dengan
perlakuan lainnya. Perlakuan F3+NPK juga menghasilkan berat kering tajuk dan
akar yang lebih tinggi dari kontrol dan NPK tetapi tidak secara nyata pada taraf
α=0.05. Jumlah b