Keefektifan Plant Growth Promoting Rhizobacteria Sebagai Pemacu Pertumbuhan dan Penghambat Penyakit Busuk Pangkal Batang (Sclerotium rolfsii Sacc.) pada Kedelai
1
KEEFEKT
K
TIFANPLA
ANT GROWTH PRO
OMOTING
G
RHIZOBA
ACTERIA
ASEBAGA
AI PEMAC
CU PERTU
UMBUHA
AN DAN
PENGH
HAMBAT
T PENYAK
KIT BUSU
UK PANG
GKAL BAT
TANG
(SclerotiumrolfsiiiSacc.) PA
ADA KED
DELAI
CUT
C
PUTR
RI ADE SAFRINA
S
DEPAR
RTEMEN PROTEK
KSI TANA
AMAN
FAKULT
TAS PERT
TANIAN
INS
STITUT PERTANIA
AN BOGO
OR
BOGOR
2012
2
ABSTRAC
CUT
PUTRIADE
SAFRINA.
Effectiveness
ofPlantGrowthPromotingRhizobacteria as growth promoterandinhibitor ofstemrot
disease (Sclerotium rolfsii Sacc.) of soybean. Under the direction of;
ABDJADASIH NAWANGSIH.
Recently, soybean(GlycinemaxLinn.) is animportant commodityas protein
resource.Several attemptshave been conducted toimprove theproductivity
ofsoybeansuch
as
seed
treatment.
Seed
treatmentis
intendedas
aninitialstepthatprovideprotectionagainstthe
growthofsoybeanstemrotdisease
bySclerotiumrolfsii. A kind of biocontrolagent which already studied intensively
is the group ofPlant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR).The
objectiveofthis study wasto determinethe effectiveness ofPGPR,throughseed
treatment,as agrowth promoter ofsoybean plantsandinhibitor ofstemrot
diseasebyS.rolfsii.Based on growth test,Pseudomonasfluorescens RH4003,
BacillussubtilisAB89, and F8 refflect better results in the treatment for 5 and 10
hoursrather than 15 and 20 hours of immersion. It was shown from height of
plant, weight of wet roots, as well as the dry weight of roots and canopy. Based on
the inhibition of stem rot test, the best result was shownby the treatment of
immersion in P. fluorescens RH4003 for 5 hours.
Key words: PGPR, Pseudomonas fluorescens, Bacillus subtilis, stem rot
disease,Area Under Disease Progress Curve (AUDPC).
3
ABSTRAK
CUT
PUTRI
ADE
SAFRINA.Keefektifan
Plant
Growth
PromotingRhizobacteriasebagai pemacu pertumbuhan dan penghambat
penyakitbusuk pangkal batang (SclerotiumrolfsiiSacc.) pada kedelai. Dibimbing
oleh;ABDJAD ASIH NAWANGSIH.
Kedelai (Glycine max Linn.) merupakan komoditas pentingsebagai sumber
protein. Beberapausaha untuk meningkatkan produktifitas kedelai terus
dikembangkan, salah satunya yaitu melalui perlakuan benih. Perlakuan
benihsebagai langkah awal yang dapat memberikan proteksipada tanaman kedelai
dari serangan penyakit busuk pangkal batang oleh Sclerotiumrolfsii. Salah satu
jenis agens biokontrol yang telah dipelajari secara intensif adalah bakteri
kelompok PlantGrowthPromotingRhizobacteria (PGPR). Tujuan dari penelitian
ini adalah menentukan keefektifanPGPRdan waktu perlakuan benih sebagai
pemacu pertumbuhan dan penghambatpenyakit busuk pangkal batang olehS.rolfsii
pada kedelai.Berdasarkan uji pemacuan pertumbuhan yang dilakukan, bakteri
Pseudomonas fluorescens RH4003, Bacillus subtilis AB89, dan isolat F8tidak
dapat memacu pertumbuhan kedelai secara nyata, namun perlakuan perendaman
5 dan 10 jam memberikan hasil yang lebih baik dibandingkan 15 dan 20 jam. Hal
ini ditinjau berdasarkan hasil pengukuran tinggi tanaman, bobot basah akar, serta
bobot kering akar dan tajuk. Uji penghambatan busuk pangkal batang
menunjukkan hasil yang terbaik pada perlakuan perendaman P. fluorescens
RH4003selama 5 jam.
Kata kunci : PGPR, Pseudomonas fluorescens, Bacillus subtilis, busuk pangkal
batang, Area Under Disease Progress Curve (AUDPC).
4
KEEFEKTIFANPLANT GROWTH PROMOTING
RHIZOBACTERIASEBAGAI PEMACU PERTUMBUHAN DAN
PENGHAMBAT PENYAKIT BUSUK PANGKAL BATANG
(SclerotiumrolfsiiSacc.) PADA KEDELAI
CUT PUTRI ADE SAFRINA
A34080002
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperolehgelar Sarjana Pertanian
di Departemen Proteksi Tanaman, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor
DEPARTEMEN PROTEKSI TANAMAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
5
Judul Skripsi
Nama Mahasiswa
NIM
: Keefektifan Plant Growth Promoting Rhizobacteria
Sebagai Pemacu Pertumbuhan dan Penghambat
Penyakit Busuk Pangkal Batang (Sclerotium rolfsii
Sacc.) pada Kedelai
: Cut Putri Ade Safrina
: A34080002
Disetujui,
Dosen Pembimbing
Dr. Ir. Abdjad Asih Nawangsih, MSi.
NIP 19650621 198910 2 001
Diketahui,
Plh. Ketua Departemen
Dr. Ir. Rully Anwar, MSi.
NIP 19641224 199103 1 003
Tanggal lulus:
6
RIWAYAT HIDUP
Penulis adalah anak pertama dari tiga orang bersaudara, lahir di Banda Aceh
pada 19 September 1989 dari pasangan Bapak Alm.Teuku Muhammad Ikbal, SE
dan Ibu Ir. Halimah. Penulis menyelesaikan pendidikan menengah atas di SMAN.
Unggul Tapaktuan Aceh Selatan sebelum melanjutkan pendidikan ke jenjang
yang lebih tinggi di Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui Undangan Seleksi
Masuk IPB pada tahun 2008. Penulis mengikuti masa Tingkat Persiapan Bersama
(TPB) selama satu tahun, kemudian melanjutkan pendidikan di Departemen
Proteksi Pertanian, Fakultas Pertanian. Selama kuliah di kampus IPB, penulis
aktif di Himpunan Mahasiswa Proteksi Tanaman (HIMASITA) periode
2010/2011 dan menjabat sebagai Bendahara di paguyuban Ikatan Mahasiswa
Tanah Rencong (IMTR) periode 2010/2011. Penulis juga ikut serta dalam
beberapa kegiatan kepanitiaan di Departemen Proteksi Tanaman, salah satunya
adalahNational Plant Protection Event(NPV) pada November 2011. Penulis juga
merupakan salah satu Mahasiwa Berprestasi Departemen Proteksi Tanaman.
Selain itu, penulis selaku gadis keturunan Aceh juga rutin mengisi acara sebagai
Syekh dalam penampilan Tarian Saman pada kegiatan di lingkungan Departemen
Proteksi Tanaman. Kegiatan lain di luar departemen di antaranya adalah Gebyar
Pertanian oleh Fakultas Pertanian dan Seminar Nasional Kelapa Sawit oleh
Departemen Manajemen, Fakultas Ekonomi dan Manajemen di IPB International
Convention Centre.
7
PRAKATA
Puji dan syukur Alhamdulillah penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT
karena berkat rahmah dan hidayahNya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang
berjudul “Keefektifan Plant Growth Promoting Rhizobacteria sebagai Pemacu
Pertumbuhan dan Penghambat Penyakit Busuk Pangkal Batang (Sclerotiumrolfsii
Sacc.) pada Kedelai”. Penelitian dan penulisan skripsi ini merupakan salah satu
syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian di Departemen Proteksi
Tanaman, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Penelitian dilaksanakan di
Laboratorium Bakteriologi Tumbuhan, Departemen Proteksi Tanaman, Fakultas
Pertanian dan Rumah Kaca University Farmdari bulan Desember 2011 sampai
Juli 2012.
Penulis menyadari banyak pihak yang telah berpartisipasi dan membantu
secara konstruktif dalam penyelesaian penulisan skripsi ini. Penulis mengucapkan
terima kasih teriringkandoa kepada Dr. Ir. Abdjad Asih Nawangsih, MSi selaku
dosen pembimbing, Dr. Ir. Dadan Hindayana selaku dosen penguji, dan Ir. Djoko
Prijono, MAgrselaku dosen pembimbing akademik yang telah bersedia
mencurahkan ilmu, masukan, saran, dan motivasiyang sangat bermanfaat. Rasa
sayang dan hormat juga penulis ucapkan kepada Ibunda Ir. Halimah dan
Alm.Ayahanda Teuku Muhammad Ikbal, SE dan adik-adik (Cut Ayu Maulida
Sari, Cut Vela Risqa Handini) beserta keluarga besar tercintayang telah
mengiringkan doa dan senantiasa memberikan semangat kepada penulis. Ucapan
terima kasih juga disampaikan kepada keluarga besar Departemen Proteksi
Tanamanatas semua dukungan dan pengalamanyang sangat berharga. Terima
kasih atas semangat, canda tawa, dan suka cita yang tidak akan terlupakan dari
teman-teman seperjuangan Departemen Proteksi Tanaman angkatan 45 (Fitri,
Sasti, Nuri, Nisa, Rita, Ochi, Dila, Riska DO,Nengah, Ovie, dll), teman-teman
Laboratorium Bakteriologi Tumbuhan (Novra, Elisa, Veni, Saiful, Imam Luthfi,
ImamKhoiri, Bolang, Meirza, Bu Lia, Kak Tita, Kak Tatit), teman-teman Pondok
Nuansa Sakinah 2 Lantai 2 (Nanda, Lita, Eya, Dewi, Aziza, Aulia, Nunu, Jejes,
Ayi, Dina, Dora, Dela, Sofie), teman-teman Ikatan Mahasiswa Tanah Rencong
(Rafikha, Meutia, Afnan, Ikhsan, Tjut, dll) dan group band kesayangan 2PM
(Junsu, Nichkhun, Taecyeon, Wooyoung, Junho, Chansung).
Permohonan maaf juga penulis sampaikan apabila terjadi kesalahan dalam
penyusunan tugas akhir ini sehingga sangat diharapkan kritik dan saran yang
membangun. Semoga skripsi ini bermanfaat untuk kita semua.
Bogor, Oktober 2012
Cut Putri Ade Safrina
8
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL .......................................................................................
x
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................
x
DAFTAR LAMPIRAN ...............................................................................
xi
PENDAHULUAN ......................................................................................
Latar Belakang ...................................................................................
Tujuan Penelitian ...............................................................................
Manfaat Penelitian .............................................................................
1
1
4
4
TINJAUAN PUSTAKA .............................................................................
Kedelai (Glycine max Linn.) ..............................................................
Sclerotium rolfsii Sacc. ......................................................................
Persebaran Geografi Sclerotium rolfsii .....................................
Morfologi dan Siklus Hidup Sclerotium rolfsii .........................
Gejala Serangan Sclerotium rolfsii............................................
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Perkembangan
Sclerotium rolfsii .......................................................................
Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR) ...............................
Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR)
terhadap Ketahanan Tanaman Kedelai......................................
Bakteri Rizobakteria sebagai Agens Biokontrol dan
Pengendali Hayati ....................................................................
Pseudomonas fluorescens RH4003 .................................
Bacillus subtilis AB89 ....................................................
Isolat F8 ...........................................................................
5
5
7
7
7
8
BAHAN DAN METODE ...........................................................................
Tempat dan Waktu .............................................................................
Pembiakan dan Pemeliharaan Plant Growth Promoting
Rhizobacteria (PGPR) ........................................................................
Pembiakan dan Pemeliharaan Sclerotium rolfsii ................................
Uji Pemacuan Pertumbuhan ...............................................................
Persiapan Media Tanam ...........................................................
Perendaman Benih ...................................................................
Pemeliharaan Tanaman .............................................................
Peubah yang Diamati ...............................................................
Pengukuran Tinggi Tanaman ....................................................
Penghitungan Bobot Basah dan Bobot Kering Tanaman ..........
Uji Penghambatan Penyakit Busuk Pangkal Batang ..........................
Persiapan Media Tanam ...........................................................
Perendaman Benih ...................................................................
Peubah yang Diamati ................................................................
Penghitungan Kejadian Penyakit .............................................
Rancangan Percobaan dan Analisis Data ...........................................
9
10
10
11
11
12
12
14
14
14
15
16
16
16
18
18
19
19
20
20
20
22
22
23
9
HASIL DAN PEMBAHASAN ...................................................................
Pengaruh PGPR terhadap Laju Pertambahan Tinggi
Tanaman Kedelai .......................................................................................
Pengaruh PGPR terhadap Bobot Basah dan Bobot Kering
Tanaman Kedelai ................................................................................
Pengaruh PGPR terhadap Penghambatan Busuk Pangkal
Batang (S. rolfsii) ...............................................................................
24
KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................................
35
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................
36
LAMPIRAN ................................................................................................
39
24
29
30
10
DAFTAR TABEL
Halaman
1 Ringkasan nilai P berdasarkan ANOVA laju pertambahan
tinggi tanaman kedelai dan AUHPGC ....................................................
25
2 Nilai Area Under Height of Plant Growth Curve (AUHPGC)
pada setiap perlakuan perendaman .........................................................
26
3 Pengaruh waktu perendaman terhadap laju pertambahan tinggi
kedelai dan AUHPGC ............................................................................
28
4 Pengaruh perlakuan terhadap bobot basah akar, bobot kering
akar, dan bobot kering tajuk kedelai pada 7 minggu setelah
Tanam (MST) ..........................................................................................
29
5 Ringkasan nilai P berdasarkan ANOVA kejadian penyakit
dan AUDPC .............................................................................................
31
6 Nilai Area Under Disease Progress Curve (AUDPC) pada
setiap perlakuan perendaman .................................................................
32
7 Pengaruh waktu perendaman terhadap kejadian penyakit
dan AUDPC .............................................................................................
33
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1 Bintil akar (dilingkari) sebagai interaksi antara bakteri Rhizobium
japonicum dan akar kedelai ....................................................................
5
2 Benih kedelai varietas Anjasmoro yang tergolong benih biji
besar. .......................................................................................................
7
3 Gejala busuk pangkal batang pada kecambah kedelai . ..........................
8
4 Biakan murni dan bentuk koloni P. fluorescens RH4003,
B. subtilis AB89,dan F8 pada media King’s B Agar ..............................
13
5 Morfologi cendawan S. rolfsii .................................................................
16
6 Persiapan perendaman benih pada uji pemacuan pertumbuhan ..............
18
7 Persiapan perendaman benih pada uji penghambatan penyakit
busuk pangkal batang ..............................................................................
21
11
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Pengaruh perlakuan terhadap pertambahan tinggi tanaman kedelai
dan nilai AUHPGC .................................................................................
40
2 Pengaruh perlakuan terhadap penghambatan penyakit busuk
pangkal batang dan nilai AUDPC ..........................................................
41
3 Hasil analisis ragam laju pertambahan tinggi kedelai minggu ke-1
sampai minggu ke-7 setelah tanam (MST)..............................................
42
4 Hasil analisis ragam Area Under Height of Plant Growth (AUHPGC) ..
43
5 Hasil analisis ragam bobot basah akar pada 7 minggu setelah tanam
(MST) ......................................................................................................
43
6 Hasil analisis ragam bobot kering akar pada 7 minggu setelah tanam
(MST) ......................................................................................................
43
7 Hasil analisi ragam bobot kering tajuk pada 7 minggu setelah tanam
(MST) ......................................................................................................
44
8 Hasil analisis ragam kejadian penyakit busuk pangkal batangminggu
ke-1 sampai minggu ke-7 setelah tanam (MST) ......................................
44
9 Hasil analisi ragam Area Under Disease Progress Curve (AUDPC) .....
45
10 Layout percobaan pada uji pemacuan pertumbuhan kedelai ...................
46
11 Layout percobaan pada uji penghambatan penyakit busuk pangkal
batang (S. rolfsii)kedelai ..........................................................................
47
12 Deskripsi varietas kedelai Anjasmoro ....................................................
48
13 Perendaman benih di dalam suspensi bakteri P1, B12, F8, dan air steril
selama 5, 10, 15, dan 20 jam pada uji pemacuan pertumbuhan .............
49
14 Perendaman benih di dalam suspensi bakteri P1, B12, dan F8 selama
5 dan 10 jam pada uji penghambatan penyakit busuk pangkal batang
(S. rolfsii) ................................................................................................
49
15 Kondisi tanaman kedelai di rumah kaca pada uji pemacuan
pertumbuhan 7 MST dan uji penghambatan penyakit busuk pangkal
batang (S. rolfsii) 6 MST .........................................................................
50
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kedelai (Glycine max Linn.) adalah salah satu komoditas pangan yang
sangat pentingdi Indonesia (Adisarwanto 2008). Kedelai merupakan salah satu
sumber protein.Berdasarkan data Badan Pusat Statistik (BPS) tahun 2011,
produksi kedelai lokal hanya 851 ribu ton atau 29% dari total produksi sehingga
Indonesia harus mengimpor kedelai 2 juta ton untuk memenuhi 71% kebutuhan
dalam negeri dan total kebutuhan kedelai nasional mencapai 2.2 juta ton pada
tahun 2012 (Marsiela 2012). Wilayah produksi kedelai di Indonesia di antaranya
meliputi Jawa Timur, Jawa Tengah, Bali, dan Yogyakarta. Produksi kedelai di
Jawa Timur adalah 367 ribu ton dengan luas panen 253 ribu ha, sedangkan
konsumsi kedelai rata-rata masyarakat Jawa Timur per tahun adalah 420 ribu ton
sehingga terdapat defisit 53 ribu ton yang dipenuhi oleh importasi (Prastyo
2012).Adisarwanto (2008) menyatakan perlu dilakukan peningkatan secara
bertahap terhadap produksi kedelai di dalam negeri sehingga secara bertahap pula
pemenuhan kebutuhan kedelai melalui impor bisa berkurang atau hanya dilakukan
apabila kebutuhan dalam negeri benar-benar tidak dapat dipenuhi.
Suatu produksi tanaman, khususnya kedelai, idealnya memiliki produktifitas
yang tinggi jika dikaitkan dengan penggunaan benih yang berkualitas. Bibit yang
tumbuh dari benih berkualitas dapat diperoleh dari benih varietas unggul yang
memiliki karakter terbaik dan sudah diakui ataubenih yang diberi perlakuan
tertentu, seperti perlakuan benih yang mendukung pertumbuhan.Perlakuan benih
merupakan metode yang efisien untuk menyediakan manfaat kimia dan kebutuhan
mikroorganisme bagi tanaman karena perlakuan tersebut mudah dan dapat
meminimalisasi kontaminan dari lingkungan (Jeffs 1986). Perlakuan benih
ditinjau dari segi aplikasi adalah hemat, cepat, tenaga kerja rendah, jumlah bahan
aplikasi sedikit, dan tidak repot (Nawangsih 2011 Mei 4, komunikasi pribadi).Hal
ini mendukung bahwa sebaiknya kegiatan perlakuan benih dilakukan lebih utama
dibandingkan perlakuan perlindungan pada tanaman setelah dewasa untuk
menghindari serangan patogen di lapangan.Selain itu benih kedelai tidak
2
membutuhkan dormansi setelah dipanen (Harnoto dan Sumarno 1992). Oleh
karena itu benih yang baru saja dipanen sebaiknya segera ditanam. Benih yang
masih baru biasanya mempunyai daya tumbuh lebih baik daripada benih yang
telah lama tersimpan. Benih terhitung baru jika benih ditanam kurang dari enam
bulan sejak benih dipanen (Rukmana 1991).
Secara
umum
perlakuan
benih
sebagai
perlindungan
awal
tidak
membutuhkan waktu yang terlalu lama karena benih kedelai berukuran kecil dan
mudah diberi perlakuan. Perlakuan benih hanya membutuhkan satu atau beberapa
orang saja untuk mengaplikasikannya di laboratorium. Jumlah agens biokontrol
yang digunakan untuk perlakuan benih tidak sebanyak yang dibutuhkan untuk
perlakuan pada tanaman dewasa di lapangan.Hal ini menunjukkan bahwa
kebutuhan perlakuan benih lebih hemat dibandingkan dengan perlakuan pada
tanaman dewasa.Perlakuan benih atau prainokukasi dengan agenspenginduksi
dapat
mengaktifkan
secara
cepatpeningkatan
mekanisme
akumulasi
fitoaleksinyang mampu menginduksi ketahanan padatanaman (Soesanto dan
Rahayuniati 2009).
Salah satu kendala produksi kedelai adalah adanya penyakit. Salah satu
penyakit yang menyerang kedelai adalah busuk pangkal batang yang umum
dikenal dengan layu Sklerotium disebabkan oleh cendawan Sclerotiumrolfsii
Sacc.(Sinclair dan Shurtleff 1975).Patogen ini menyebar luas di dunia dan
menimbulkan kerugian secara ekonomi Kerugian mencapai 50% di wilayah
Amerika (Fichtner 2005).Selain itu, penyakit yang disebabkan oleh S. rolfsii
merupakan penyakit yang memiliki kisaran inang luas dan sangat potensial pada
tanaman kacang-kacangan, termasuk kedelai. Kejadian penyakit ini menyebabkan
tanaman kedelai secara langsung dan keseluruhan rusak sehingga mengalami
penurunan produksi. Penurunan produksi tanaman kedelai tersebut melingkupi
baik tinggi batang maupun bobot polong, akar, dan tajuk yang berbeda dengan
produksi dari tanaman kedelai normal. Gejala serangan penyakit busuk pangkal
batang yang terjadi di lapangan dapat berkembang cepat jika pemicu atau faktor
pendukungnya sudah tersedia pada benih kedelai yang akan ditanam.Pemicu
perkembangan penyakit tersebut dapat disebabkan oleh mikroorganisme berupa
patogen terbawa benih atau faktor lingkungan (Maude 1996).
3
Pada dasarnya rizobakteria danendofit merupakan bagian dari mikroflora
alamiyang terdapat dalam tumbuhan sehat, keduanyadapat dijadikan penyokong
penting bagi kesehatantanaman dan memelihara tanah secara umum(Kloepperet
al. 1999).Peranan kedua bakteri itu juga dapat dijadikan sebagai agens biokontrol.
Berbagai jenis agens biokontrol tersebut dapat ditemukan baik sebagai koloni akar
langsung di pertanaman maupun dari lingkungan yang berbeda berupa rizobia dan
mikoriza yang telah umum dikenal oleh petani di lapangan serta dapat memacu
pertumbuhan tanaman, mengurangi serangan penyakit, dan gejala kerusakan oleh
serangga (McMillan 2007).
Perlakuan
benih dengan metode perendaman diidentifikasikan efektif dengan menggunakan
agens biokontrol (Nakkeran et al.2005). Bakteri kelompok Plant Growth
Promoting Rhizobacteria (PGPR)telah intensif diteliti sebagai agens biokontrol,
selain
mampu
memacu
pertumbuhan
tanaman
juga
mampu
menekan
perkembangan patogen penyebab penyakit (Benhamou et al. 2000; Tenuta 2003).
Perlakuan benih dengn PGPR akanmenghasilkan pembentukan koloni PGPR
sedini mungkin sehingga dapat mencegah pembentukan koloni patogen pada akar
(Khalimi 2009). Salah satu mikroorganisme antagonis yang sudah diteliti secara
intensif dan berpotensi besar untuk mengendalikan beberapa penyakit adalah
bakteri P. fluorescens (Hasanuddin 2003).Selain itu, menurut Anisa (2011) isolat
PGPR T32, K10, Kt14, dan F8 yang diisolasi dari perakaran kedelai memiliki
karakteristik baik dan memiliki potensi besar sebagai kandidat pengendali
penyakit busuk pangkal batang batang pada kedelai.
PGPR
memberikan pengaruh tertentu pada benih yang diberi perlakuan. Ada perbedaan
yang nyata antara benih kedelai yang diberi perlakuan PGPR dengan benih yang
tidak diberi perlakuan menunjukkan bahwa aplikasi PGPR dapat meningkatkan
pertumbuhan
tanaman.
Hasil
penelitian
menunjukkan
perlakuan
PGPR
menghasilkan pertumbuhan tanaman kedelai yang lebih cepat dan lebih besar.
PGPR juga secara signifikan meningkatkan tinggi tanaman maksimum, jumlah
cabang maksimum, jumlah daun maksimum, bobot basah dan kering akar, dan
bobot kering polong (Khalimi2009).
4
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan menentukan keefektifan PGPR dan waktu
perendaman benih sebagai pemacu pertumbuhan dan penghambat penyakit busuk
pangkal batang(S. rolfsii)pada kedelai.
Manfaat Penelitian
Melalui perendaman benihdiharapkan dapat menunjukkan aplikasi PGPR
dengan waktu perendaman terbaik untuk memacu pertumbuhan tanaman serta
menghambat perkembangan kejadian penyakit busuk pangkal batang oleh S.
rolfsiipada kedelai.
5
TINJA
AUAN PUST
TAKA
Kedelai (Glycine
(
max
x Linn.)
Kedelaai merupakaan salah sattu tanaman pangan yanng sangat diikenal oleh
m
masyarakat
Indonesia. Tanaman
T
sem
musim ini ju
uga merupaakan salah saatu sumber
p
protein
nab
bati yang harganya
h
teerjangkau seehingga gem
mar dikonsumsi oleh
m
masyarakat.
Berdasark
kan taksonoominya, keedelai termasuk kedallam divisi
S
Spermatophy
yta, klas Dyycotyledoneae, ordo Roosales, familly Leguminoceae, dan
g
genus
Glycine(Adisarwaanto 2008).S
Salah satu karateristik
k
taanaman keddelai adalah
s
sistem
peraakarannya. Akar
A
tanaman kedelai terdiri dari akar tungggang, akar
s
sekunder
yaang tumbuh dari akar tuunggang, daan cabang akar
a
yang tu
umbuh dari
a
akat
sekuunder.
Intteraksi
siimbiosis
antara
baakteri
nod
dul
akar
(
(Rhizobiumj
japonicum) dan akar tanaman
t
kedelai menyebabkan terrbentuknya
b
bintil
akar. Bakteri inni hidup di dalam perrakaran keddelai dan membentuk
m
b
benjolan-ben
njolan kecil yang berbenntuk agak buulat. Benjolann yang dikennal sebagai
b
bintil
akar teersebutdapatt hidup denggan cara men
ndapatkan teenaga dari hasil
h
proses
f
fotosintesis
tanaman kedelai (Masyyudi 1993). Bintil
B
akar ssangat berpeeran dalam
p
proses
fiksasi gas Niitrogen (N2) dan dibu
utuhkan tannaman kedeelai untuk
p
pertumbuhan
nnya.
G
Gambar
1
Bintil akar (diliingkari) seebagai
Rhizobiumjjaponicum ddan akar keddelai
interraksi
antarra
bakteri
Tanam
man yang meemiliki strukktur organ lengkap yangg terdiri darri biji, akar
d bintil akar,
dan
a
batang,, daun, serta bunga inii sangat pekka terhadap perubahan
k
kondisi
linggkungan. Tanaman
T
assli Asia yaang didugaa berasal dari
d
China
(
(merupakan
produsen kedelai terbbesar keduaa) ini muddah tumbuh sekalipun
6
ditanam di sawah yang kekurangan air (Nasrawati 1993). Fluktuasi suhu udara
yang terjadi selama
proses pertumbuhan
sangat berpengaruh terhadap
kelangsungan hidup tanaman kedelai. Bila dibandingkan dengan musim hujan,
pertumbuhan tanaman kedelai pada musim kemarau dengan kondisi suhu udara
berkisar antara 20-30ºC dianggap lebih optimal dengan kualitas biji yang lebih
baik (Adisarwanto 2008).Namun kendala yang dihadapi dalam peningkatan
produksi adalah sempitnya lahan yang subur dan serangan patogen termasuk
cendawan, sehingga perlu diarahkan pengembangan ke lahan marginal dan
memanfaatkan rizobakteria simbion sebagai alternatif pengendalian serangan
patogen (Tahar 2009).
Varietas kedelai unggul merupakan salah satu komponen yang mendukung
keberhasilan produksi kedelai di lapangan. Adisarwanto (2008) menggolongkan
kedelai ke dalam katagori unggul dan bermutu tinggi bila memenuhi kriteria yaitu
(1) murni sesuai dengan deskripsi varietasnya, (2) berdaya tumbuh tinggi (> 90%
atau lebih), (3) mempunyai vigor yang baik dan serempak, (4) sehat dan terbebas
dari hama penyakit, (5) bersih, tidak keriput, tidak ada bekas gigitan hama, dan
(6) memiliki kadar air biji 9-11%. Salah satu varietas unggul adaptif lahan sawah
adalah varietas Anjasmoro yang diintroduksi ke Indonesia pada 22 Oktober 2001
melalui SK Menteri Pertanian No. 537/Kpts/TP.240/10/2001. Salah satu
keunggulan varietas ini adalah ketahanannya pada penyakit rebah dan karat daun.
Selain itu, varietas ini memiliki sifat polong yang tidak mudah pecah (Deptan
2008).Berdasarkan
hasil
penelitian
Anisa
(2011)
varietas
Anjasmoro
menghasilkan total kejadian penyakit berdasarkan nilai Area Under Disease
Progress Curve(AUDPC) busuk pangkal batang yang lebih rendah dibandingkan
dengan varietas Gepak Kuning. Varietas yang memiliki warna biji kuning ini
berpotensi menghasilkan 2.50 hon/ha, umur panen 85 hari, dan ukuran biji 15
g/100 biji (Adisarwanto 2008). Varietas Anjasmoro merupakan varietas yang
memiliki ukuran biji besar dan cocok digunakan untuk bahan baku pembuatan
tempe sehingga umumnya varietas ini yang
lapangan.
sering ditanam oleh petani di
7
G
Gambar
2 Benih
B
kedelaai varietas Annjasmoro yaang tergolonng benih biji besar
Sclerottium rolfsii Sacc.
P
Persebaran
n GeografiScclerotium roolfsii
Sclerootium rolfsiii ditemukann pertama kali di Floorida pada tahun1898
(
(Sinclair
dann Shurtleff 1975). Penyyebarannya di
d daerah troopis dilaporrkan terjadi
p
pada
kurang
g lebih 500
0 spesies daalam 100 kelompok
k
taanaman (Tah
har 2009).
P
Penyakit
buusuk pangkaal batang yaang disebabbkan oleh ceendawan jennis tingkat
t
tinggi
ini biiasanya ditemukan di ddaerah tropiss dan daerahh yang panaas di dunia
t
tetapi
tidak hanya
h
terbattas pada keddua daerah teersebut (Harrtman etal. 1999
1
dalam
T
Tahar
2009)).
M
Morfologi
d Siklus Hidup
dan
H
Sclerootium rolfsiii
Sclerootiumrolfsii penyebab
p
b
busuk
akar dan
d pangkall batang paada kisaran
i
inang
luas ini
i termasuk
k ordo Agonnomycetes (Myceliales)
(
, kelas Agoonomycetes
(
(miselia
sterril), subdivissi Deuteromyycotina, dan
n diklasifikassikan sebagaai golongan
j
jamur
tingkkat tinggi (A
Agrios 1988)).S. rolfsiituumbuh mem
mbentuk skleerotia yang
b
berwarna
pu
utih kemudiian berubahh menjadi coklat tua daan berasosiaasi dengan
kapas mennutupi seluruuh permukaaan batang
m
miselia
yan
ng tumbuh menyerupai
m
(
(Sinclair
daan Shurtleff 1975).Cenddawan ini tidak menghhasilkan spo
ora, namun
sejumlah sklerotiadeng
m
membentuk
s
gan garis teengah kuranng lebih 1 mm untuk
p
pemencaran
dan pertahaanan diri. Buutir-butir skleerotium ini m
mudah sekalli lepas dan
t
tersangkut
a (Semanguun 2004).
air
8
Cendaawan bertahaan di tanah ddalam bentuk
k sklerotia, tumbuh
t
secaara saprofit
d
dan
mengk
koloni
matterial
orgaanik
yang
mati
(Sinnclair
dan
Shurtleff
1975).Pertum
mbuhan daan perkembbangan skleerotia yang pesat meenyebabkan
c
cendawan
ini dapat menyerangg benda-beenda hidup di sekitaarnya dan
m
menjadikann
nya sebagai inang. Skleerotia merupakan tubuh buah pada lingkungan
l
e
ekstrim
dan jika tertanam
m di dalam tanah dapat bertahan sam
mpai satu taahun, tetapi
b
bila
di atass permukaann tanah dappat bertahann sampai beeberapa tahu
un (Agrios
1988). Sklerrotia mempuunyai kulit yyang kuat seehingga tahaan terhadap suhu
s
tinggi
d kekeringgan. Sklerottia dapat berrtahan selam
dan
ma 6-7 tahunn di permuk
kaan tanah.
C
Cuaca
kerin
ng menyebabbkan sklerottium mengerriput, sedanngkan pada lingkungan
l
y
yang
lembab
b akan berkeecambah denngan pesat (S
Semangun 19993).
G
Gejala
Seraangan Sclerootium rolfsiii
Permu
ukaan batang
g yang tersserang S. ro
olfsii berwaarna coklat, umumnya
d
dengan
berccak terpusat dan rapat (Sinclair daan Shurtleff 1975).Seranngan dapat
t
terjadi
baik pada saat tanaman
t
barru tumbuh maupun
m
settelah tanamaan dewasa.
B
Bahkan
cen
ndawan ini juga
j
berpottensi menyeerang kecam
mbah atau semai yang
m
menyebabka
an tanaman tidak
t
dapat ttumbuh secarra sempurnaa.
G
Gambar
3 Gejala
G
busuk
k pangkal baatang (S.rolfs
fsii) pada keccambah kedeelai
Keadaaan yang sanngat lembab mendukungg serangan ccendawan saampai pada
b
bagian
daunn, tangkai, dan
d polong ((Semangun 2004). Gejaala awal tanaaman yang
t
terserang
yaaitu layu secara perlahann, kemudian bagian panggkal batang yang telah
9
dipenuhi oleh sklerotia akan berwarna kecoklatan dan membusuk sehingga
penyakit ini umumnya dikenal sebagai penyakit busuk pangkal batang.
Persemaian yang diserang oleh cendawan ini lebih cepat mati sedangkan tanaman
yang telah membentuk jaringan kayu tidak diserang seluruhnya, tetapi cendawan
masuk melalui kulit luar dan melilit tanaman secara pelan atau cepat, dan akhirnya
mati (Tahar 2009).S.rolfsii menghasilkan enzim dan asam oksalat untuk
menghancurkan pektin dan selulase tanaman inang.
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Perkembangan Sclerotium rolfsii
Penyakit busuk pangkal batang terjadi terutama pada iklim yang
panas/hangat (Sinclair dan Shurtleff 1975). Semangun (2004) menyatakan bahwa
penyakit dapat berkembang lebih cepat pada cuaca yang lembab, cendawan dapat
menginfeksi baik melalui luka maupun tanpa luka. Serangan maksimum terjadi
pada suhu mendekati 250C dan 350C serta pada tanah berpasir yang beraerasi baik
atau tanah liat berpasir (Agrios 1988).Perkecambahan sklerotia pada tanah lembab
dirangsang oleh eksudat organik yang dikeluarkan oleh sisa tanaman. Kekurangan
energi menyebabkan miselium mengkolonisasi sisa organik yang tersedia di tanah
sebelum akhirnya menginfeksi tanaman. Kelembaban tinggi pada tanah maupun
di bawah kanopi tanaman dapat memperparah penyakit.
Kerugian yang tinggi cukup sering terjadi di negara-negara penghasil kedelai
seperti Amerika, China, Argentina, dan Brazil. Perkembangan komoditas kedelai
di Indonesia, khususnya di Pulau Jawa dan Baliselama lima tahun (1995-1999)
yang meliputi laju perkembangan luas panen, produktifitas, dan produksi kedelai
juga mengalami penurunan (Adisarwanto 2008). Berdasarkan produktifitas per
hektar,Indonesia selalu berada pada posisi 2 ton/ha dan bahkan dewasa initidak
mencapai kisaranangka tersebut. Hal yang berkaitan dengan penuruhan produksi
ini sangat erat hubungannya dengan serangan penyakit potensial busuk pangkal
batang. Secara umum penyakit menimbulkan efek yang lebih luas karena sistem
penyebarannya yang lebih cepat (Parjono 2008). Kondisi seperti ini menjadi
faktor pendukung target produksi optimal kedelai tidak tercapai selama 10 tahun
terakhir (Adisarwanto 2008).
10
Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR)
Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR) terhadap Ketahanan
Tanaman Kedelai
Pengendalian telah banyak dilakukan untuk mengelola kejadian penyakit
busuk pangkal batang di lapangan. Teknik pengendalian tersebut saling
berhubungan dengan keadaan lingkungan dan ketersedian media pengendalian.
Hal ini dapat dilakukan dengan berbagai teknik pengendalian di antaranya adalah
pengendalian secara mekanik, fisik, kimia, maupun botani. Pengendalian yang
ramah lingkungan umumnya disenangi petani karena tanpa melibatkan agen-agen
kimiawi yang akan berdampak terhadap patogen non sasaran.Pengendalian ramah
lingkungan disebut juga pengendalian hayati secara biologis. Untuk mencari
pengendalian hayati, telah dilakukan isolasi dari rizosfer rumput pangola
(Digitariadecumbens) dan ternyata mempunyai potensi antibiotik yang besar
terhadap bakteri Escheria coli, Streptococcus aereus, cendawan Candida albicans
dan Trichophytonmentagrophytes (Rahayu 2009 dalam Anisa 2011).Rizosfer
merupakan bagian tanah yang berada di sekitar perakaran tanaman dan berperan
sebagai pertahanan luar bagi tanaman tersebut terhadap serangan patogen akar.
Rizosfer tanaman merupakan habitat berbagai spesies bakteri yang secara umum
dikenal dengan rizobakteria. Isolat rizobakteria dapat berfungsi sebagai pemacu
pertumbuhan tanaman atau PGPRdan sebagai agens antagonis terhadap patogen
tanaman (Anisa 2011). Isolat bakteri yang dijadikan sebagai biokontrol pada
tanaman kedelai dapat meningkatkan berat kering akar dan jumlah bintil akar
karena isolat dapat menghasilkan hormon auksin atau senyawa lain yang dapat
dimanfaatkan oleh tanaman (Parjono 2008).
Menurut Tahar (2009)Pseudomonas spp. dan
Bacillus spp. merupakan
rizobakteria yang umumnya dapat tumbuh secara optimum pada pH 6-7 tanpa
kandungan Aluminium. Isolat yang berpotensi dapat menekan kejadian penyakit
yang disebabkan oleh fungi tertentu dan dapat dimanfaatkan untuk meningkatkan
produksi kedelai di lahan masam yang mengandung Aluminium tinggi. Peran
rizobakteria dalam meningkatkan pertumbuhan dan produksi kedelai berhubungan
dengan kemampuannya memproduksi hormon, antibiotik, siderofor, HCN, enzim,
11
memfiksasi nitrogen, dan melarutkan posfat (Parjono 2008). PGPR yang dapat
dimanfaatkan pada tanaman kedelai di antaranya adalah Bacillus substilis AB89
dan Pseudomonas fluorescens RH4003 (Nawangsih 2006)
BakteriRizobakteria Sebagai Agens Biokontrol dalam Pengendalian
Hayati
Rizobakteria pemacu pertumbuhan tanaman merupakan bakteri rizosfer
yang memberikan pengaruh positif bagi pertumbuhan tanaman untuk pemacuan
pertumbuhan dengan menyediakan nutrisi dan hormon serta dapat bersifat
antagonis terhadap bakteri dan cendawan fitopatogen (Parjono 2008). Ketersedian
rizobakteria yang digunakan sebagai agen biokontrol tersebut dapat diaplikasikan
dengan berbagai teknik atau metode. Aplikasi agens biokontrol melalui
perendaman akar bibit sebelum pindah tanam ternyata mampu menekan
perkembangan penyakit (Nawangsih 2006).Peranan agens biokontrol terjadi baik
secara langsung maupun tidak langsung. Pemacuan pertumbuhan terjadi secara
langsung melalui hormon atau senyawa kimia lain dari tanaman yang diaktifkan
olehagens biokontrol. Sedangkan pengaruh terjadi secara tidak langsung melalui
senyawa kimia yang dihasilkan agens biokontrol untuk memacu pertumbuhan
tanaman tersebut, seperti antibiotik penazine (Phz) yang dihasilkan oleh P.
fluorescens dan iturin yang dihasilkan B. subtilis.
Serangan penyakit pada tanaman yang terjadi di lapangan diukur dengan
besarnya kejadian penyakit. Aplikasi patogen berupa cendawan yang diberikan
pada tanaman uji akan menimbulkan kejadian penyakit bila konsentrasi cendawan
pekat atau cendawan tidak mengalami mutasi sehingga tingkat patogenisitasnya
tidak hilang (Parjono 2008).Antagonisme yang dilakukan untuk mengatasi
permasalahan patogen di lapangan sangat berkaitan dengan agens biokontrol yang
digunakan, khususnya bakteri rizobakteria sebagai pengendali hayati.
Pseudomonas fluorescens RH4003. Salah satu kelompok rizobakteria yang
berperan dalam pemacuan pertumbuhan dan pengendalian hayati di antaranya
adalah P.fluorescens. Genus Pseudomonas adalah bakteri yang dapat ditemukan
pada hampir semua media alami dan tahan terhadap senyawa yang bersifat
12
menghambat pertumbuhan bakteri lain sehingga mudah diisolasi (Parjono 2008).
Bakteri ini mampu mendominasi daerah rizosfer dan berkembang secara cepat,
bersifat gram negatif, motil, aerob/aerob fakultatif (Pelczar & Chan 1986 dalam
Parjono 2008). P.fluorescens RH4003 adalah isolat PGPR yang diisolasi oleh
Nawangsih (2006) dan menjadi koleksi Laboratorium Bakteriologi Tumbuhan,
Departemen Proteksi Tanaman. Karakter morfolongi koloni P. fluoresensRH4003
pada media King’B Agar adalah koloni berwarna putih, tumbuh dengan cepat, dan
berfluorescensi dengan warna hijau kebiruan di bawah sinar utraviolet (Aditya
2006).
Bacillus subtilis AB89. Genus Bacillusjuga bakteri yang termasuk
kelompok rizobakteria yang berperan sebagai agens biokontrol. Umumnya bakteri
ini berbentuk batang (bacill), bersifat aerobik, dan mampu membentuk endospora
sebagai bentuk toleransi terhadap keadaan lingkungan yang merugikan. B.subtilis
AB89 adalah isolat PGPR yang diisolasi oleh Nawangsih (2006) dan menjadi
koleksi Laboratorium Bakteriologi Tumbuhan, Departemen Proteksi Tanaman.
Karakter morfologi B. subtilis AB89 pada media TSA adalah berwarna putih,
tekstur kering, pinggiran tidak rata, dan tumbuh lambat (Aditya 2006).
Isolat F8. F8 adalah salah satu isolat bakteri yang diisolasi dari perakaran
kedelai oleh Widjayanti (2011) dan dilanjutkan oleh Anisa (2011) dalam uji
penghambatan isolat bakteri rizosfer terhadap cendawan S. rolfsii. Karakter
morfologi isolat F8 adalah berwarna putih susu, berbentuk bundar, elevasi
menonjol, dan tepian licin (Anisa 2011). Bakteri F8 merupakan bakteri kelompok
fluorescens yang menghasilkan daya hambat yang besar (45%) dibandingkan
dengan isolat bakteri kelompok fluorescens lainnya (Anisa 2011). Semakin lebar
daya hambat yang dihasilkan dari pengukuran uji antagonisme maka semakin
besar potensi senyawa metabolit bakteri tersebut sebagai agens hayati patogen
penyebab penyakit (Anisa 2011). Isolat F8 yang digunakan untuk uji
penghambatan
tersebut
sudah
melalui
uji
tahap
hipersensitif.
Respon
hipersensitifitas diartikan sebagai reaksi pertahanan yang cepat dari tanaman
dalam menghadapi patogen disertai dengan kematian sel yang cepat (Klement et
13
al. 1990 dalam Anisa 2011). Jika bakteri tersebut menghasilkan respon negatif,
maka isolat bakteri yang diujikan tidak menimbulkan efek patogenik terhadap
tanaman, sehingga isolat F8 memiliki potensial besar sebagai kandidat pengendali
penyakit busuk pangkal batang (Anisa 2011).
14
BAHAN
N DAN MET
TODE
Tempat daan Waktu Penelitian
P
Penelitian dilakukkan di Laborratorium Bakkteriologi Tuumbuhan, Departemen
D
P
Proteksi
Tannaman, Fakkultas Pertannian serta di
d Rumah K
Kaca Univerrsity Farm,
I
Institut
Pertaanian Bogorr. Penelitian dilakukan pada
p
bulan D
Desember 20011 sampai
b
bulan
Juli 20012.
P
Pembiakan
dan Pemeliiharaan Plaant Growth Promoting
P
R
Rhizobacteri
ia (PGPR)
Isolat PGPR yang digunakan adalah
a
P. fluuorescens RH
H4003 (P1),B
B. substilis
A
AB89
(B12)), dan F8yanng diremajakkan pada media King’s B Agar. Mullanya isolat
d
diremajakan
n sebelumny
ya terlebih dahulu pada mediaNutrieent Agar (N
NA) dengan
m
metode
pengggoresan ku
uadran kemuudian dipinddahkan pada media Kingg’s B Agar
d
dengan
metode penggooresan meratta. Tujuan pembiakan
p
ddan pemelihharaan tiga
j
jenis
bakterri rizosfer ini adalah sebagai bahan
b
dasarr pada uji pemacuan
p
pertumbuhan
n dan penghhambatan bussuk pangkal batang padaa kedelai.
a
b
c
G
Gambar
4 Biakan murrni dan benttuk koloni (a)
( P. fluoreescens RH40003, (b) B.
subtilis
s
AB889, dan (c) F8 pada meddia King’s B Agar
Isolat yang direm
majakan padda media NA
N dengan metode peenggoresan
k
kuadrankem
mudian diink
kubasi selam
ma 24 sampaai 48 jam. K
Koloni tunggal bakteri
d
diambil
deng
gan mengguunakan jarum
m isolasi kem
mudian digores secara merata
m
pada
m
media
King’s B (Gambbar 4).Masing-masing biiakan bakterri yang tumbbuh setelah
15
diinkubasi selama 12 jam sampai 24 jam pada media King’s B kemudian
dipindahkan kedalam media Nutrient Broth (NB).Permukaan media King’s B
yang telah ditumbuhi dengan koloni bakterikemudian dimasukkan 5 ml air steril.
King’s B yang telah bercampur dengan air steril di-scrub hingga koloni bakteri
pada permukaan media terpisah dengan agar dan larut dalam air steril sehingga
membentuk suspensi. Suspensi diambil 1 ml kemudian dimasukkan ke dalam 250
ml NB dan diinkubasi pada inkubator bergoyang selama 24 sampai 72 jam.
Persiapan ini dilakukan untuk pengujian pemacuan pertumbuhan. Pengujian
penghambatan busuk pangkal batang membutuhkan volume suspensi yang lebih
sedikit dibandingkan dengan pengujian sebelumnya, yaitu hanya 100 ml NB.
Volume suspensi bakteri yang digunakan lebih sedikit karena jumlah perlakuan
yang akan dilakukan pada pengujian penghambatan penyakit busuk pangkal
batang juga lebih sedikit dibandingkan dengan pengujian sebelumnya.Artinya
adalah perlakuan pada pengujiaan penghambatan penyakit busuk pangkal batang
merupakan perlakuan dengan hasil terbaik berdasarkan pengujian pemacuan
pertumbuhan. Oleh karena itu, persiapan suspensi bakteri untuk masing-masing
pengujian dilakukan pada waktu yang tidak bersamaan.
Pembiakan dan Pemeliharaan Sclerotiumrolfsii
BiakanS. rolfsiiyang digunakan adalah koleksi Laboratorium Bakteriologi
Tumbuhan, Departemen Proteksi Tanaman.S. rolfsii diremajakan pada media
Potato Dextrose Agar (PDA). Sklerotia yang berasal dari biakan tersebut diambil
dengan menggunakan pinset yang telah disterilkan dengan alkohol 70%,
kemudian diletakkan di atas permukaan media PDA. Metode peletakan sklerotia
ini dilakukan dengan meletakkan satu sklerotia per cawan atau dua sampai tiga
sklerotia per cawan. Selain dengan menggunakan sklerotia, miselium yang
tumbuh dari biakan terdahulu juga dapat dimanfaatkan. Miselium cendawan dan
media agar yang berada di bawahnya diambil dengan jarum isolasi dan diletakkan
di permukaan media PDA. Inkubasi selama 4-5 hari sampai miselium tumbuh
dan memenuhi permukaan cawan. Jumlah biakan yang digunakan dalam uji
antagonisme adalah 40 cawan, maka peremajaanya di lakukan secara bertahap.
16
a
b
G
Gambar
5M
Morfologi cendawan
c
SS. rolfsii,(aa) sklerotia tumbuh membentuk
m
miseliumdan
m
n miselium tumbuh ham
mpir menutuupi permukaaan cawan,
(b)
( sklerotia sebagai alatt pemencaran
n dan pertahhanan diri
Uji Pemaacuan Pertum
mbuhan
P
Persiapan
Media
M
Tana
am
Mediaa tanam yangg digunakan adalah tanahh steril dan pupuk
p
kandaang dengan
p
perbandinga
an 1:1. Tanaah disterilkaan terlebih dahulu untuuk mencegaah patogen
y
yang
dapat menyerang benih kedellai yang akaan ditanam. Media tanaam tersebut
ke dalam polybag
d
dimasukkan
p
ukuuran 25 cm x 25 cm.P
Persiapan meedia tanam
d
dilakukan
pada minggu
u ke-4 bulann Desember 2011. Penannaman dilakkukan pada
3 Desembeer 2011 di Ruumah Kaca, University Farm.
31
F
P
Perendama
an Benih
Benih kedelai yaang digunakkan adalah varietas Annjasmoro. Varietas
V
ini
u
umumnya
banyak digun
nakan oleh ppetani dan ju
uga cocok dditanami padda lahan di
l
lingkungan
kampus IPB
B.Pemilihan benih yangg sehat dan tidak cacatt dilakukan
t
terlebih
dahhulu.Benih juga haruss dalam keeadaan yanng kering.Perendaman
d
dilakukan
d
dengan
cara memasukkaan benih yaang telah diibungkus deengan kain
p
perca
ke dallam masing--masing susppensi isolat bakteri (P1,, B12, F8) 250
2 ml NB
(
(Gambar
6)). Perlakuann ditambah dengan mem
masukkan benih
b
kedelaai juga ke
d
dalam
250 ml air steriil sebagai pperlakuan perendaman tanpa aplikkasi PGPR,
n
namun
perlakuan ini tidak disebuut sebagai kontrol.
k
Perllakuan konttrol adalah
p
perlakuan
baik tanpa peerendaman maupun tannpa aplikasi PGPR, artinnya adalah
b
benih
langsu
ung ditanam
m pada mediia tanam. Beenih perlu dibungkus
d
deengan kain
17
perca karena di dalam suspensi bakteri akan dimasukkan berbagai perlakuan
perendaman dalam kurun waktu yang berbeda-beda.Perendaman benih dilakukan
selama 5, 10, 15, dan 20 jam. Perendaman pertama yang dilakukan adalah
perendaman 20 jam, benih dimasukkan kedalam suspensi bakteri dan air steril
dimulai pada pukul 11.00. Perendaman kedua adalah 15 jam dan benih
dimasukkan pada pukul 16.00. Perendaman selanjutnya adalah 10 jam dan benih
dimasukkan pada pukul 21.00. Perendaman yang terakhir adalah 5 jam dan benih
dimasukkan pada pukul 02.00. Perendaman benih dalam perlakuan 4 waktu yang
berbeda tersebut selesai tepat pada pukul 07.00 dan benih siap ditanam.
Perlakuan pada uji pemacuan pertumbuhan adalah 17 dengan 3 kali ulangan
dan menggunakan 5 unit benih kedelai dalam setiap perlakuannya. Perlakuanperlakuan tersebut yaitu:
P1 5
= Benih kedelai dengan aplikasi P. fluorescens RH4003 melalui
perendaman 5 jam
P1 10
= Benih kedelai dengan aplikasi P. fluorescens RH4003 melalui
perendaman 10 jam
P1 15
= Benih kedelai dengan aplikasi P. fluorescens RH4003 melalui
perendaman 15 jam
P1 20
= Benih kedelai dengan aplikasi P. fluorescens RH4003 melalui
perendaman 20 jam
B12 5
= Benih kedelai dengan aplikasi B. subtilis AB89 melalui perendaman 5
jam
B12 10 = Benih kedelai dengan aplikasi B. subtilis AB89 melalui perendaman 10
jam
B12 15 =Benih kedelai dengan aplikasi B. subtilis AB89 melalui perendaman 15
jam
B12 20 = Benih kedelai dengan aplikasi B. subtilis AB89 melalui perendaman 20
jam
F8 5
= Benih kedelai dengan aplikasi F8 melalui perendaman 5 jam
F8 10
=Benih kedelai dengan aplikasi F8 melalui perendaman 10 jam
F8 15
= Benih kedelai dengan aplikasi F8 melalui perendaman 15 jam
F8 20
= Benih kedelai dengan aplikasi F8 melalui perendaman 20 jam
18
A5
= Benih kedelai melalui perendaman 5 jam tanpa aplikasi PGPR
A10
= Benih kedelai melalui perendaman 10 jam tanpa aplikasi PGPR
A 15
= Benih kedelai melalui perendaman 15 jam tanpa aplikasi PGPR
A 20
= Benih kedelai melalui perendaman 20 jam tanpa aplikasi PGPR
Kontrol = Benih kedelai tanpa aplikasi PGPR dan perendaman
a
b
Gambar 6Persiapan perendamanbenih pada uji pemacuan pertumbuhan, (a) benih
kedelai dibungkus kain perca dan diberi labelwaktu perendaman dan
(b)benih kedelai akan dimasukkan ke dalam suspensi bakteri dan air
Pemeliharaan Tanaman
Pemeliharaan dilakukan dengan menyiram tanaman kedelai secara teratur
dan membersihkan sekitar pertanaman dari serangan gulma. Gulma yang tidak
dibersihkan akan tumbuh sebagai tanaman yang tidak diinginkan dan bersaing
dengan kedelai dalam memperoleh nutrisi dari dalam tanah.Penyiraman dilakukan
setiap 2hari sekali. Penyiraman dilakukan pada pagi hari. Tanaman kedelai yang
telah berumur 2 minggu setelah tanam (MST) dipasangi ajir agar dapat berdiri
tegak. Kedelai yang ditanam tersebut tidak memerlukan penyiangan karena
penanaman dilakukan di dalam rumah kaca.
Peubah yang Diamati
Uji pemacuan pertumbuhan dilakukan untuk mengamati laju pertambahan
tinggi tanaman kedelai dan interaksi antara jenis PGPR dengan waktu perendaman
yang dilakukan selama 7 minggu setelah tanam (MST).Peubah yang diamati
19
adalah laju pertambahan tinggi tanaman, nilai total laju pertambahan tinggi
tanaman (AUHPGC), bobot basah akar, bobot kering akar, dan bobot kering tajuk.
Pengukuran Tinggi Tanaman
Tinggi tanaman diukur setiap empat hari sekali. Pengukuran tinggi tanaman
pertama dilakukan pada 4 Januari 2012 dan pengukuran terakhir dilakukan pada
25 Februari 2012.
Data tinggi tanaman yang diperoleh kemudian digunakan dalam
penghitungan
nilai
Area
Under
Height
of
Plant
Growth
Curve
(AUHPGC).AUHPGC adalah total laju pertumbuhan tanaman. Nilai AUHPGC
dapat dihitung menggunakan rumus yang dinyatakan oleh Van der Plank (1963
dalamCooke1998) sebagai berikut:
Keterangan:
AUHPGC = Area Under Height of Plant Growth Curve(cm hari)
Yi+t
= Data pengamatan ke-i+1
ti+1 = Waktu pengamatan ke-i+1
Yi
= Data pengamatan ke-1
ti
= Waktu pengamatan ke-1
Penghitungan Bobot Basah dan Kering Tanaman
Bobot yang dihitung dalam uji pemacuan pertumbuhan ini adalah bobot
basah akar, bobot kering akar, dan bobot kering tajuk. Tanaman kedelai berumur
7MST yang telah dipanen kemudian dipisahkan bagian akar dan tajuknya. Akar
ditimbang untuk memperoleh data bobotbasah akar. Akar yang telah ditimbang
tersebut beserta tajuk kemudian dijemur selama 2 minggu dan dimasukkan dalam
oven 24 sampai 48 jam. Pengeringan di dalam oven bertujuan untuk memperoleh
bobot kering akar dan tajuk yang konstan.
20
Uji Penghambatan Penyakit Busuk Pangkal Batang
Persiapan Media Tanam
Media tanam
KEEFEKT
K
TIFANPLA
ANT GROWTH PRO
OMOTING
G
RHIZOBA
ACTERIA
ASEBAGA
AI PEMAC
CU PERTU
UMBUHA
AN DAN
PENGH
HAMBAT
T PENYAK
KIT BUSU
UK PANG
GKAL BAT
TANG
(SclerotiumrolfsiiiSacc.) PA
ADA KED
DELAI
CUT
C
PUTR
RI ADE SAFRINA
S
DEPAR
RTEMEN PROTEK
KSI TANA
AMAN
FAKULT
TAS PERT
TANIAN
INS
STITUT PERTANIA
AN BOGO
OR
BOGOR
2012
2
ABSTRAC
CUT
PUTRIADE
SAFRINA.
Effectiveness
ofPlantGrowthPromotingRhizobacteria as growth promoterandinhibitor ofstemrot
disease (Sclerotium rolfsii Sacc.) of soybean. Under the direction of;
ABDJADASIH NAWANGSIH.
Recently, soybean(GlycinemaxLinn.) is animportant commodityas protein
resource.Several attemptshave been conducted toimprove theproductivity
ofsoybeansuch
as
seed
treatment.
Seed
treatmentis
intendedas
aninitialstepthatprovideprotectionagainstthe
growthofsoybeanstemrotdisease
bySclerotiumrolfsii. A kind of biocontrolagent which already studied intensively
is the group ofPlant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR).The
objectiveofthis study wasto determinethe effectiveness ofPGPR,throughseed
treatment,as agrowth promoter ofsoybean plantsandinhibitor ofstemrot
diseasebyS.rolfsii.Based on growth test,Pseudomonasfluorescens RH4003,
BacillussubtilisAB89, and F8 refflect better results in the treatment for 5 and 10
hoursrather than 15 and 20 hours of immersion. It was shown from height of
plant, weight of wet roots, as well as the dry weight of roots and canopy. Based on
the inhibition of stem rot test, the best result was shownby the treatment of
immersion in P. fluorescens RH4003 for 5 hours.
Key words: PGPR, Pseudomonas fluorescens, Bacillus subtilis, stem rot
disease,Area Under Disease Progress Curve (AUDPC).
3
ABSTRAK
CUT
PUTRI
ADE
SAFRINA.Keefektifan
Plant
Growth
PromotingRhizobacteriasebagai pemacu pertumbuhan dan penghambat
penyakitbusuk pangkal batang (SclerotiumrolfsiiSacc.) pada kedelai. Dibimbing
oleh;ABDJAD ASIH NAWANGSIH.
Kedelai (Glycine max Linn.) merupakan komoditas pentingsebagai sumber
protein. Beberapausaha untuk meningkatkan produktifitas kedelai terus
dikembangkan, salah satunya yaitu melalui perlakuan benih. Perlakuan
benihsebagai langkah awal yang dapat memberikan proteksipada tanaman kedelai
dari serangan penyakit busuk pangkal batang oleh Sclerotiumrolfsii. Salah satu
jenis agens biokontrol yang telah dipelajari secara intensif adalah bakteri
kelompok PlantGrowthPromotingRhizobacteria (PGPR). Tujuan dari penelitian
ini adalah menentukan keefektifanPGPRdan waktu perlakuan benih sebagai
pemacu pertumbuhan dan penghambatpenyakit busuk pangkal batang olehS.rolfsii
pada kedelai.Berdasarkan uji pemacuan pertumbuhan yang dilakukan, bakteri
Pseudomonas fluorescens RH4003, Bacillus subtilis AB89, dan isolat F8tidak
dapat memacu pertumbuhan kedelai secara nyata, namun perlakuan perendaman
5 dan 10 jam memberikan hasil yang lebih baik dibandingkan 15 dan 20 jam. Hal
ini ditinjau berdasarkan hasil pengukuran tinggi tanaman, bobot basah akar, serta
bobot kering akar dan tajuk. Uji penghambatan busuk pangkal batang
menunjukkan hasil yang terbaik pada perlakuan perendaman P. fluorescens
RH4003selama 5 jam.
Kata kunci : PGPR, Pseudomonas fluorescens, Bacillus subtilis, busuk pangkal
batang, Area Under Disease Progress Curve (AUDPC).
4
KEEFEKTIFANPLANT GROWTH PROMOTING
RHIZOBACTERIASEBAGAI PEMACU PERTUMBUHAN DAN
PENGHAMBAT PENYAKIT BUSUK PANGKAL BATANG
(SclerotiumrolfsiiSacc.) PADA KEDELAI
CUT PUTRI ADE SAFRINA
A34080002
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperolehgelar Sarjana Pertanian
di Departemen Proteksi Tanaman, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor
DEPARTEMEN PROTEKSI TANAMAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
5
Judul Skripsi
Nama Mahasiswa
NIM
: Keefektifan Plant Growth Promoting Rhizobacteria
Sebagai Pemacu Pertumbuhan dan Penghambat
Penyakit Busuk Pangkal Batang (Sclerotium rolfsii
Sacc.) pada Kedelai
: Cut Putri Ade Safrina
: A34080002
Disetujui,
Dosen Pembimbing
Dr. Ir. Abdjad Asih Nawangsih, MSi.
NIP 19650621 198910 2 001
Diketahui,
Plh. Ketua Departemen
Dr. Ir. Rully Anwar, MSi.
NIP 19641224 199103 1 003
Tanggal lulus:
6
RIWAYAT HIDUP
Penulis adalah anak pertama dari tiga orang bersaudara, lahir di Banda Aceh
pada 19 September 1989 dari pasangan Bapak Alm.Teuku Muhammad Ikbal, SE
dan Ibu Ir. Halimah. Penulis menyelesaikan pendidikan menengah atas di SMAN.
Unggul Tapaktuan Aceh Selatan sebelum melanjutkan pendidikan ke jenjang
yang lebih tinggi di Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui Undangan Seleksi
Masuk IPB pada tahun 2008. Penulis mengikuti masa Tingkat Persiapan Bersama
(TPB) selama satu tahun, kemudian melanjutkan pendidikan di Departemen
Proteksi Pertanian, Fakultas Pertanian. Selama kuliah di kampus IPB, penulis
aktif di Himpunan Mahasiswa Proteksi Tanaman (HIMASITA) periode
2010/2011 dan menjabat sebagai Bendahara di paguyuban Ikatan Mahasiswa
Tanah Rencong (IMTR) periode 2010/2011. Penulis juga ikut serta dalam
beberapa kegiatan kepanitiaan di Departemen Proteksi Tanaman, salah satunya
adalahNational Plant Protection Event(NPV) pada November 2011. Penulis juga
merupakan salah satu Mahasiwa Berprestasi Departemen Proteksi Tanaman.
Selain itu, penulis selaku gadis keturunan Aceh juga rutin mengisi acara sebagai
Syekh dalam penampilan Tarian Saman pada kegiatan di lingkungan Departemen
Proteksi Tanaman. Kegiatan lain di luar departemen di antaranya adalah Gebyar
Pertanian oleh Fakultas Pertanian dan Seminar Nasional Kelapa Sawit oleh
Departemen Manajemen, Fakultas Ekonomi dan Manajemen di IPB International
Convention Centre.
7
PRAKATA
Puji dan syukur Alhamdulillah penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT
karena berkat rahmah dan hidayahNya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang
berjudul “Keefektifan Plant Growth Promoting Rhizobacteria sebagai Pemacu
Pertumbuhan dan Penghambat Penyakit Busuk Pangkal Batang (Sclerotiumrolfsii
Sacc.) pada Kedelai”. Penelitian dan penulisan skripsi ini merupakan salah satu
syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian di Departemen Proteksi
Tanaman, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Penelitian dilaksanakan di
Laboratorium Bakteriologi Tumbuhan, Departemen Proteksi Tanaman, Fakultas
Pertanian dan Rumah Kaca University Farmdari bulan Desember 2011 sampai
Juli 2012.
Penulis menyadari banyak pihak yang telah berpartisipasi dan membantu
secara konstruktif dalam penyelesaian penulisan skripsi ini. Penulis mengucapkan
terima kasih teriringkandoa kepada Dr. Ir. Abdjad Asih Nawangsih, MSi selaku
dosen pembimbing, Dr. Ir. Dadan Hindayana selaku dosen penguji, dan Ir. Djoko
Prijono, MAgrselaku dosen pembimbing akademik yang telah bersedia
mencurahkan ilmu, masukan, saran, dan motivasiyang sangat bermanfaat. Rasa
sayang dan hormat juga penulis ucapkan kepada Ibunda Ir. Halimah dan
Alm.Ayahanda Teuku Muhammad Ikbal, SE dan adik-adik (Cut Ayu Maulida
Sari, Cut Vela Risqa Handini) beserta keluarga besar tercintayang telah
mengiringkan doa dan senantiasa memberikan semangat kepada penulis. Ucapan
terima kasih juga disampaikan kepada keluarga besar Departemen Proteksi
Tanamanatas semua dukungan dan pengalamanyang sangat berharga. Terima
kasih atas semangat, canda tawa, dan suka cita yang tidak akan terlupakan dari
teman-teman seperjuangan Departemen Proteksi Tanaman angkatan 45 (Fitri,
Sasti, Nuri, Nisa, Rita, Ochi, Dila, Riska DO,Nengah, Ovie, dll), teman-teman
Laboratorium Bakteriologi Tumbuhan (Novra, Elisa, Veni, Saiful, Imam Luthfi,
ImamKhoiri, Bolang, Meirza, Bu Lia, Kak Tita, Kak Tatit), teman-teman Pondok
Nuansa Sakinah 2 Lantai 2 (Nanda, Lita, Eya, Dewi, Aziza, Aulia, Nunu, Jejes,
Ayi, Dina, Dora, Dela, Sofie), teman-teman Ikatan Mahasiswa Tanah Rencong
(Rafikha, Meutia, Afnan, Ikhsan, Tjut, dll) dan group band kesayangan 2PM
(Junsu, Nichkhun, Taecyeon, Wooyoung, Junho, Chansung).
Permohonan maaf juga penulis sampaikan apabila terjadi kesalahan dalam
penyusunan tugas akhir ini sehingga sangat diharapkan kritik dan saran yang
membangun. Semoga skripsi ini bermanfaat untuk kita semua.
Bogor, Oktober 2012
Cut Putri Ade Safrina
8
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL .......................................................................................
x
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................
x
DAFTAR LAMPIRAN ...............................................................................
xi
PENDAHULUAN ......................................................................................
Latar Belakang ...................................................................................
Tujuan Penelitian ...............................................................................
Manfaat Penelitian .............................................................................
1
1
4
4
TINJAUAN PUSTAKA .............................................................................
Kedelai (Glycine max Linn.) ..............................................................
Sclerotium rolfsii Sacc. ......................................................................
Persebaran Geografi Sclerotium rolfsii .....................................
Morfologi dan Siklus Hidup Sclerotium rolfsii .........................
Gejala Serangan Sclerotium rolfsii............................................
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Perkembangan
Sclerotium rolfsii .......................................................................
Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR) ...............................
Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR)
terhadap Ketahanan Tanaman Kedelai......................................
Bakteri Rizobakteria sebagai Agens Biokontrol dan
Pengendali Hayati ....................................................................
Pseudomonas fluorescens RH4003 .................................
Bacillus subtilis AB89 ....................................................
Isolat F8 ...........................................................................
5
5
7
7
7
8
BAHAN DAN METODE ...........................................................................
Tempat dan Waktu .............................................................................
Pembiakan dan Pemeliharaan Plant Growth Promoting
Rhizobacteria (PGPR) ........................................................................
Pembiakan dan Pemeliharaan Sclerotium rolfsii ................................
Uji Pemacuan Pertumbuhan ...............................................................
Persiapan Media Tanam ...........................................................
Perendaman Benih ...................................................................
Pemeliharaan Tanaman .............................................................
Peubah yang Diamati ...............................................................
Pengukuran Tinggi Tanaman ....................................................
Penghitungan Bobot Basah dan Bobot Kering Tanaman ..........
Uji Penghambatan Penyakit Busuk Pangkal Batang ..........................
Persiapan Media Tanam ...........................................................
Perendaman Benih ...................................................................
Peubah yang Diamati ................................................................
Penghitungan Kejadian Penyakit .............................................
Rancangan Percobaan dan Analisis Data ...........................................
9
10
10
11
11
12
12
14
14
14
15
16
16
16
18
18
19
19
20
20
20
22
22
23
9
HASIL DAN PEMBAHASAN ...................................................................
Pengaruh PGPR terhadap Laju Pertambahan Tinggi
Tanaman Kedelai .......................................................................................
Pengaruh PGPR terhadap Bobot Basah dan Bobot Kering
Tanaman Kedelai ................................................................................
Pengaruh PGPR terhadap Penghambatan Busuk Pangkal
Batang (S. rolfsii) ...............................................................................
24
KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................................
35
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................
36
LAMPIRAN ................................................................................................
39
24
29
30
10
DAFTAR TABEL
Halaman
1 Ringkasan nilai P berdasarkan ANOVA laju pertambahan
tinggi tanaman kedelai dan AUHPGC ....................................................
25
2 Nilai Area Under Height of Plant Growth Curve (AUHPGC)
pada setiap perlakuan perendaman .........................................................
26
3 Pengaruh waktu perendaman terhadap laju pertambahan tinggi
kedelai dan AUHPGC ............................................................................
28
4 Pengaruh perlakuan terhadap bobot basah akar, bobot kering
akar, dan bobot kering tajuk kedelai pada 7 minggu setelah
Tanam (MST) ..........................................................................................
29
5 Ringkasan nilai P berdasarkan ANOVA kejadian penyakit
dan AUDPC .............................................................................................
31
6 Nilai Area Under Disease Progress Curve (AUDPC) pada
setiap perlakuan perendaman .................................................................
32
7 Pengaruh waktu perendaman terhadap kejadian penyakit
dan AUDPC .............................................................................................
33
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1 Bintil akar (dilingkari) sebagai interaksi antara bakteri Rhizobium
japonicum dan akar kedelai ....................................................................
5
2 Benih kedelai varietas Anjasmoro yang tergolong benih biji
besar. .......................................................................................................
7
3 Gejala busuk pangkal batang pada kecambah kedelai . ..........................
8
4 Biakan murni dan bentuk koloni P. fluorescens RH4003,
B. subtilis AB89,dan F8 pada media King’s B Agar ..............................
13
5 Morfologi cendawan S. rolfsii .................................................................
16
6 Persiapan perendaman benih pada uji pemacuan pertumbuhan ..............
18
7 Persiapan perendaman benih pada uji penghambatan penyakit
busuk pangkal batang ..............................................................................
21
11
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Pengaruh perlakuan terhadap pertambahan tinggi tanaman kedelai
dan nilai AUHPGC .................................................................................
40
2 Pengaruh perlakuan terhadap penghambatan penyakit busuk
pangkal batang dan nilai AUDPC ..........................................................
41
3 Hasil analisis ragam laju pertambahan tinggi kedelai minggu ke-1
sampai minggu ke-7 setelah tanam (MST)..............................................
42
4 Hasil analisis ragam Area Under Height of Plant Growth (AUHPGC) ..
43
5 Hasil analisis ragam bobot basah akar pada 7 minggu setelah tanam
(MST) ......................................................................................................
43
6 Hasil analisis ragam bobot kering akar pada 7 minggu setelah tanam
(MST) ......................................................................................................
43
7 Hasil analisi ragam bobot kering tajuk pada 7 minggu setelah tanam
(MST) ......................................................................................................
44
8 Hasil analisis ragam kejadian penyakit busuk pangkal batangminggu
ke-1 sampai minggu ke-7 setelah tanam (MST) ......................................
44
9 Hasil analisi ragam Area Under Disease Progress Curve (AUDPC) .....
45
10 Layout percobaan pada uji pemacuan pertumbuhan kedelai ...................
46
11 Layout percobaan pada uji penghambatan penyakit busuk pangkal
batang (S. rolfsii)kedelai ..........................................................................
47
12 Deskripsi varietas kedelai Anjasmoro ....................................................
48
13 Perendaman benih di dalam suspensi bakteri P1, B12, F8, dan air steril
selama 5, 10, 15, dan 20 jam pada uji pemacuan pertumbuhan .............
49
14 Perendaman benih di dalam suspensi bakteri P1, B12, dan F8 selama
5 dan 10 jam pada uji penghambatan penyakit busuk pangkal batang
(S. rolfsii) ................................................................................................
49
15 Kondisi tanaman kedelai di rumah kaca pada uji pemacuan
pertumbuhan 7 MST dan uji penghambatan penyakit busuk pangkal
batang (S. rolfsii) 6 MST .........................................................................
50
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kedelai (Glycine max Linn.) adalah salah satu komoditas pangan yang
sangat pentingdi Indonesia (Adisarwanto 2008). Kedelai merupakan salah satu
sumber protein.Berdasarkan data Badan Pusat Statistik (BPS) tahun 2011,
produksi kedelai lokal hanya 851 ribu ton atau 29% dari total produksi sehingga
Indonesia harus mengimpor kedelai 2 juta ton untuk memenuhi 71% kebutuhan
dalam negeri dan total kebutuhan kedelai nasional mencapai 2.2 juta ton pada
tahun 2012 (Marsiela 2012). Wilayah produksi kedelai di Indonesia di antaranya
meliputi Jawa Timur, Jawa Tengah, Bali, dan Yogyakarta. Produksi kedelai di
Jawa Timur adalah 367 ribu ton dengan luas panen 253 ribu ha, sedangkan
konsumsi kedelai rata-rata masyarakat Jawa Timur per tahun adalah 420 ribu ton
sehingga terdapat defisit 53 ribu ton yang dipenuhi oleh importasi (Prastyo
2012).Adisarwanto (2008) menyatakan perlu dilakukan peningkatan secara
bertahap terhadap produksi kedelai di dalam negeri sehingga secara bertahap pula
pemenuhan kebutuhan kedelai melalui impor bisa berkurang atau hanya dilakukan
apabila kebutuhan dalam negeri benar-benar tidak dapat dipenuhi.
Suatu produksi tanaman, khususnya kedelai, idealnya memiliki produktifitas
yang tinggi jika dikaitkan dengan penggunaan benih yang berkualitas. Bibit yang
tumbuh dari benih berkualitas dapat diperoleh dari benih varietas unggul yang
memiliki karakter terbaik dan sudah diakui ataubenih yang diberi perlakuan
tertentu, seperti perlakuan benih yang mendukung pertumbuhan.Perlakuan benih
merupakan metode yang efisien untuk menyediakan manfaat kimia dan kebutuhan
mikroorganisme bagi tanaman karena perlakuan tersebut mudah dan dapat
meminimalisasi kontaminan dari lingkungan (Jeffs 1986). Perlakuan benih
ditinjau dari segi aplikasi adalah hemat, cepat, tenaga kerja rendah, jumlah bahan
aplikasi sedikit, dan tidak repot (Nawangsih 2011 Mei 4, komunikasi pribadi).Hal
ini mendukung bahwa sebaiknya kegiatan perlakuan benih dilakukan lebih utama
dibandingkan perlakuan perlindungan pada tanaman setelah dewasa untuk
menghindari serangan patogen di lapangan.Selain itu benih kedelai tidak
2
membutuhkan dormansi setelah dipanen (Harnoto dan Sumarno 1992). Oleh
karena itu benih yang baru saja dipanen sebaiknya segera ditanam. Benih yang
masih baru biasanya mempunyai daya tumbuh lebih baik daripada benih yang
telah lama tersimpan. Benih terhitung baru jika benih ditanam kurang dari enam
bulan sejak benih dipanen (Rukmana 1991).
Secara
umum
perlakuan
benih
sebagai
perlindungan
awal
tidak
membutuhkan waktu yang terlalu lama karena benih kedelai berukuran kecil dan
mudah diberi perlakuan. Perlakuan benih hanya membutuhkan satu atau beberapa
orang saja untuk mengaplikasikannya di laboratorium. Jumlah agens biokontrol
yang digunakan untuk perlakuan benih tidak sebanyak yang dibutuhkan untuk
perlakuan pada tanaman dewasa di lapangan.Hal ini menunjukkan bahwa
kebutuhan perlakuan benih lebih hemat dibandingkan dengan perlakuan pada
tanaman dewasa.Perlakuan benih atau prainokukasi dengan agenspenginduksi
dapat
mengaktifkan
secara
cepatpeningkatan
mekanisme
akumulasi
fitoaleksinyang mampu menginduksi ketahanan padatanaman (Soesanto dan
Rahayuniati 2009).
Salah satu kendala produksi kedelai adalah adanya penyakit. Salah satu
penyakit yang menyerang kedelai adalah busuk pangkal batang yang umum
dikenal dengan layu Sklerotium disebabkan oleh cendawan Sclerotiumrolfsii
Sacc.(Sinclair dan Shurtleff 1975).Patogen ini menyebar luas di dunia dan
menimbulkan kerugian secara ekonomi Kerugian mencapai 50% di wilayah
Amerika (Fichtner 2005).Selain itu, penyakit yang disebabkan oleh S. rolfsii
merupakan penyakit yang memiliki kisaran inang luas dan sangat potensial pada
tanaman kacang-kacangan, termasuk kedelai. Kejadian penyakit ini menyebabkan
tanaman kedelai secara langsung dan keseluruhan rusak sehingga mengalami
penurunan produksi. Penurunan produksi tanaman kedelai tersebut melingkupi
baik tinggi batang maupun bobot polong, akar, dan tajuk yang berbeda dengan
produksi dari tanaman kedelai normal. Gejala serangan penyakit busuk pangkal
batang yang terjadi di lapangan dapat berkembang cepat jika pemicu atau faktor
pendukungnya sudah tersedia pada benih kedelai yang akan ditanam.Pemicu
perkembangan penyakit tersebut dapat disebabkan oleh mikroorganisme berupa
patogen terbawa benih atau faktor lingkungan (Maude 1996).
3
Pada dasarnya rizobakteria danendofit merupakan bagian dari mikroflora
alamiyang terdapat dalam tumbuhan sehat, keduanyadapat dijadikan penyokong
penting bagi kesehatantanaman dan memelihara tanah secara umum(Kloepperet
al. 1999).Peranan kedua bakteri itu juga dapat dijadikan sebagai agens biokontrol.
Berbagai jenis agens biokontrol tersebut dapat ditemukan baik sebagai koloni akar
langsung di pertanaman maupun dari lingkungan yang berbeda berupa rizobia dan
mikoriza yang telah umum dikenal oleh petani di lapangan serta dapat memacu
pertumbuhan tanaman, mengurangi serangan penyakit, dan gejala kerusakan oleh
serangga (McMillan 2007).
Perlakuan
benih dengan metode perendaman diidentifikasikan efektif dengan menggunakan
agens biokontrol (Nakkeran et al.2005). Bakteri kelompok Plant Growth
Promoting Rhizobacteria (PGPR)telah intensif diteliti sebagai agens biokontrol,
selain
mampu
memacu
pertumbuhan
tanaman
juga
mampu
menekan
perkembangan patogen penyebab penyakit (Benhamou et al. 2000; Tenuta 2003).
Perlakuan benih dengn PGPR akanmenghasilkan pembentukan koloni PGPR
sedini mungkin sehingga dapat mencegah pembentukan koloni patogen pada akar
(Khalimi 2009). Salah satu mikroorganisme antagonis yang sudah diteliti secara
intensif dan berpotensi besar untuk mengendalikan beberapa penyakit adalah
bakteri P. fluorescens (Hasanuddin 2003).Selain itu, menurut Anisa (2011) isolat
PGPR T32, K10, Kt14, dan F8 yang diisolasi dari perakaran kedelai memiliki
karakteristik baik dan memiliki potensi besar sebagai kandidat pengendali
penyakit busuk pangkal batang batang pada kedelai.
PGPR
memberikan pengaruh tertentu pada benih yang diberi perlakuan. Ada perbedaan
yang nyata antara benih kedelai yang diberi perlakuan PGPR dengan benih yang
tidak diberi perlakuan menunjukkan bahwa aplikasi PGPR dapat meningkatkan
pertumbuhan
tanaman.
Hasil
penelitian
menunjukkan
perlakuan
PGPR
menghasilkan pertumbuhan tanaman kedelai yang lebih cepat dan lebih besar.
PGPR juga secara signifikan meningkatkan tinggi tanaman maksimum, jumlah
cabang maksimum, jumlah daun maksimum, bobot basah dan kering akar, dan
bobot kering polong (Khalimi2009).
4
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan menentukan keefektifan PGPR dan waktu
perendaman benih sebagai pemacu pertumbuhan dan penghambat penyakit busuk
pangkal batang(S. rolfsii)pada kedelai.
Manfaat Penelitian
Melalui perendaman benihdiharapkan dapat menunjukkan aplikasi PGPR
dengan waktu perendaman terbaik untuk memacu pertumbuhan tanaman serta
menghambat perkembangan kejadian penyakit busuk pangkal batang oleh S.
rolfsiipada kedelai.
5
TINJA
AUAN PUST
TAKA
Kedelai (Glycine
(
max
x Linn.)
Kedelaai merupakaan salah sattu tanaman pangan yanng sangat diikenal oleh
m
masyarakat
Indonesia. Tanaman
T
sem
musim ini ju
uga merupaakan salah saatu sumber
p
protein
nab
bati yang harganya
h
teerjangkau seehingga gem
mar dikonsumsi oleh
m
masyarakat.
Berdasark
kan taksonoominya, keedelai termasuk kedallam divisi
S
Spermatophy
yta, klas Dyycotyledoneae, ordo Roosales, familly Leguminoceae, dan
g
genus
Glycine(Adisarwaanto 2008).S
Salah satu karateristik
k
taanaman keddelai adalah
s
sistem
peraakarannya. Akar
A
tanaman kedelai terdiri dari akar tungggang, akar
s
sekunder
yaang tumbuh dari akar tuunggang, daan cabang akar
a
yang tu
umbuh dari
a
akat
sekuunder.
Intteraksi
siimbiosis
antara
baakteri
nod
dul
akar
(
(Rhizobiumj
japonicum) dan akar tanaman
t
kedelai menyebabkan terrbentuknya
b
bintil
akar. Bakteri inni hidup di dalam perrakaran keddelai dan membentuk
m
b
benjolan-ben
njolan kecil yang berbenntuk agak buulat. Benjolann yang dikennal sebagai
b
bintil
akar teersebutdapatt hidup denggan cara men
ndapatkan teenaga dari hasil
h
proses
f
fotosintesis
tanaman kedelai (Masyyudi 1993). Bintil
B
akar ssangat berpeeran dalam
p
proses
fiksasi gas Niitrogen (N2) dan dibu
utuhkan tannaman kedeelai untuk
p
pertumbuhan
nnya.
G
Gambar
1
Bintil akar (diliingkari) seebagai
Rhizobiumjjaponicum ddan akar keddelai
interraksi
antarra
bakteri
Tanam
man yang meemiliki strukktur organ lengkap yangg terdiri darri biji, akar
d bintil akar,
dan
a
batang,, daun, serta bunga inii sangat pekka terhadap perubahan
k
kondisi
linggkungan. Tanaman
T
assli Asia yaang didugaa berasal dari
d
China
(
(merupakan
produsen kedelai terbbesar keduaa) ini muddah tumbuh sekalipun
6
ditanam di sawah yang kekurangan air (Nasrawati 1993). Fluktuasi suhu udara
yang terjadi selama
proses pertumbuhan
sangat berpengaruh terhadap
kelangsungan hidup tanaman kedelai. Bila dibandingkan dengan musim hujan,
pertumbuhan tanaman kedelai pada musim kemarau dengan kondisi suhu udara
berkisar antara 20-30ºC dianggap lebih optimal dengan kualitas biji yang lebih
baik (Adisarwanto 2008).Namun kendala yang dihadapi dalam peningkatan
produksi adalah sempitnya lahan yang subur dan serangan patogen termasuk
cendawan, sehingga perlu diarahkan pengembangan ke lahan marginal dan
memanfaatkan rizobakteria simbion sebagai alternatif pengendalian serangan
patogen (Tahar 2009).
Varietas kedelai unggul merupakan salah satu komponen yang mendukung
keberhasilan produksi kedelai di lapangan. Adisarwanto (2008) menggolongkan
kedelai ke dalam katagori unggul dan bermutu tinggi bila memenuhi kriteria yaitu
(1) murni sesuai dengan deskripsi varietasnya, (2) berdaya tumbuh tinggi (> 90%
atau lebih), (3) mempunyai vigor yang baik dan serempak, (4) sehat dan terbebas
dari hama penyakit, (5) bersih, tidak keriput, tidak ada bekas gigitan hama, dan
(6) memiliki kadar air biji 9-11%. Salah satu varietas unggul adaptif lahan sawah
adalah varietas Anjasmoro yang diintroduksi ke Indonesia pada 22 Oktober 2001
melalui SK Menteri Pertanian No. 537/Kpts/TP.240/10/2001. Salah satu
keunggulan varietas ini adalah ketahanannya pada penyakit rebah dan karat daun.
Selain itu, varietas ini memiliki sifat polong yang tidak mudah pecah (Deptan
2008).Berdasarkan
hasil
penelitian
Anisa
(2011)
varietas
Anjasmoro
menghasilkan total kejadian penyakit berdasarkan nilai Area Under Disease
Progress Curve(AUDPC) busuk pangkal batang yang lebih rendah dibandingkan
dengan varietas Gepak Kuning. Varietas yang memiliki warna biji kuning ini
berpotensi menghasilkan 2.50 hon/ha, umur panen 85 hari, dan ukuran biji 15
g/100 biji (Adisarwanto 2008). Varietas Anjasmoro merupakan varietas yang
memiliki ukuran biji besar dan cocok digunakan untuk bahan baku pembuatan
tempe sehingga umumnya varietas ini yang
lapangan.
sering ditanam oleh petani di
7
G
Gambar
2 Benih
B
kedelaai varietas Annjasmoro yaang tergolonng benih biji besar
Sclerottium rolfsii Sacc.
P
Persebaran
n GeografiScclerotium roolfsii
Sclerootium rolfsiii ditemukann pertama kali di Floorida pada tahun1898
(
(Sinclair
dann Shurtleff 1975). Penyyebarannya di
d daerah troopis dilaporrkan terjadi
p
pada
kurang
g lebih 500
0 spesies daalam 100 kelompok
k
taanaman (Tah
har 2009).
P
Penyakit
buusuk pangkaal batang yaang disebabbkan oleh ceendawan jennis tingkat
t
tinggi
ini biiasanya ditemukan di ddaerah tropiss dan daerahh yang panaas di dunia
t
tetapi
tidak hanya
h
terbattas pada keddua daerah teersebut (Harrtman etal. 1999
1
dalam
T
Tahar
2009)).
M
Morfologi
d Siklus Hidup
dan
H
Sclerootium rolfsiii
Sclerootiumrolfsii penyebab
p
b
busuk
akar dan
d pangkall batang paada kisaran
i
inang
luas ini
i termasuk
k ordo Agonnomycetes (Myceliales)
(
, kelas Agoonomycetes
(
(miselia
sterril), subdivissi Deuteromyycotina, dan
n diklasifikassikan sebagaai golongan
j
jamur
tingkkat tinggi (A
Agrios 1988)).S. rolfsiituumbuh mem
mbentuk skleerotia yang
b
berwarna
pu
utih kemudiian berubahh menjadi coklat tua daan berasosiaasi dengan
kapas mennutupi seluruuh permukaaan batang
m
miselia
yan
ng tumbuh menyerupai
m
(
(Sinclair
daan Shurtleff 1975).Cenddawan ini tidak menghhasilkan spo
ora, namun
sejumlah sklerotiadeng
m
membentuk
s
gan garis teengah kuranng lebih 1 mm untuk
p
pemencaran
dan pertahaanan diri. Buutir-butir skleerotium ini m
mudah sekalli lepas dan
t
tersangkut
a (Semanguun 2004).
air
8
Cendaawan bertahaan di tanah ddalam bentuk
k sklerotia, tumbuh
t
secaara saprofit
d
dan
mengk
koloni
matterial
orgaanik
yang
mati
(Sinnclair
dan
Shurtleff
1975).Pertum
mbuhan daan perkembbangan skleerotia yang pesat meenyebabkan
c
cendawan
ini dapat menyerangg benda-beenda hidup di sekitaarnya dan
m
menjadikann
nya sebagai inang. Skleerotia merupakan tubuh buah pada lingkungan
l
e
ekstrim
dan jika tertanam
m di dalam tanah dapat bertahan sam
mpai satu taahun, tetapi
b
bila
di atass permukaann tanah dappat bertahann sampai beeberapa tahu
un (Agrios
1988). Sklerrotia mempuunyai kulit yyang kuat seehingga tahaan terhadap suhu
s
tinggi
d kekeringgan. Sklerottia dapat berrtahan selam
dan
ma 6-7 tahunn di permuk
kaan tanah.
C
Cuaca
kerin
ng menyebabbkan sklerottium mengerriput, sedanngkan pada lingkungan
l
y
yang
lembab
b akan berkeecambah denngan pesat (S
Semangun 19993).
G
Gejala
Seraangan Sclerootium rolfsiii
Permu
ukaan batang
g yang tersserang S. ro
olfsii berwaarna coklat, umumnya
d
dengan
berccak terpusat dan rapat (Sinclair daan Shurtleff 1975).Seranngan dapat
t
terjadi
baik pada saat tanaman
t
barru tumbuh maupun
m
settelah tanamaan dewasa.
B
Bahkan
cen
ndawan ini juga
j
berpottensi menyeerang kecam
mbah atau semai yang
m
menyebabka
an tanaman tidak
t
dapat ttumbuh secarra sempurnaa.
G
Gambar
3 Gejala
G
busuk
k pangkal baatang (S.rolfs
fsii) pada keccambah kedeelai
Keadaaan yang sanngat lembab mendukungg serangan ccendawan saampai pada
b
bagian
daunn, tangkai, dan
d polong ((Semangun 2004). Gejaala awal tanaaman yang
t
terserang
yaaitu layu secara perlahann, kemudian bagian panggkal batang yang telah
9
dipenuhi oleh sklerotia akan berwarna kecoklatan dan membusuk sehingga
penyakit ini umumnya dikenal sebagai penyakit busuk pangkal batang.
Persemaian yang diserang oleh cendawan ini lebih cepat mati sedangkan tanaman
yang telah membentuk jaringan kayu tidak diserang seluruhnya, tetapi cendawan
masuk melalui kulit luar dan melilit tanaman secara pelan atau cepat, dan akhirnya
mati (Tahar 2009).S.rolfsii menghasilkan enzim dan asam oksalat untuk
menghancurkan pektin dan selulase tanaman inang.
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Perkembangan Sclerotium rolfsii
Penyakit busuk pangkal batang terjadi terutama pada iklim yang
panas/hangat (Sinclair dan Shurtleff 1975). Semangun (2004) menyatakan bahwa
penyakit dapat berkembang lebih cepat pada cuaca yang lembab, cendawan dapat
menginfeksi baik melalui luka maupun tanpa luka. Serangan maksimum terjadi
pada suhu mendekati 250C dan 350C serta pada tanah berpasir yang beraerasi baik
atau tanah liat berpasir (Agrios 1988).Perkecambahan sklerotia pada tanah lembab
dirangsang oleh eksudat organik yang dikeluarkan oleh sisa tanaman. Kekurangan
energi menyebabkan miselium mengkolonisasi sisa organik yang tersedia di tanah
sebelum akhirnya menginfeksi tanaman. Kelembaban tinggi pada tanah maupun
di bawah kanopi tanaman dapat memperparah penyakit.
Kerugian yang tinggi cukup sering terjadi di negara-negara penghasil kedelai
seperti Amerika, China, Argentina, dan Brazil. Perkembangan komoditas kedelai
di Indonesia, khususnya di Pulau Jawa dan Baliselama lima tahun (1995-1999)
yang meliputi laju perkembangan luas panen, produktifitas, dan produksi kedelai
juga mengalami penurunan (Adisarwanto 2008). Berdasarkan produktifitas per
hektar,Indonesia selalu berada pada posisi 2 ton/ha dan bahkan dewasa initidak
mencapai kisaranangka tersebut. Hal yang berkaitan dengan penuruhan produksi
ini sangat erat hubungannya dengan serangan penyakit potensial busuk pangkal
batang. Secara umum penyakit menimbulkan efek yang lebih luas karena sistem
penyebarannya yang lebih cepat (Parjono 2008). Kondisi seperti ini menjadi
faktor pendukung target produksi optimal kedelai tidak tercapai selama 10 tahun
terakhir (Adisarwanto 2008).
10
Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR)
Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR) terhadap Ketahanan
Tanaman Kedelai
Pengendalian telah banyak dilakukan untuk mengelola kejadian penyakit
busuk pangkal batang di lapangan. Teknik pengendalian tersebut saling
berhubungan dengan keadaan lingkungan dan ketersedian media pengendalian.
Hal ini dapat dilakukan dengan berbagai teknik pengendalian di antaranya adalah
pengendalian secara mekanik, fisik, kimia, maupun botani. Pengendalian yang
ramah lingkungan umumnya disenangi petani karena tanpa melibatkan agen-agen
kimiawi yang akan berdampak terhadap patogen non sasaran.Pengendalian ramah
lingkungan disebut juga pengendalian hayati secara biologis. Untuk mencari
pengendalian hayati, telah dilakukan isolasi dari rizosfer rumput pangola
(Digitariadecumbens) dan ternyata mempunyai potensi antibiotik yang besar
terhadap bakteri Escheria coli, Streptococcus aereus, cendawan Candida albicans
dan Trichophytonmentagrophytes (Rahayu 2009 dalam Anisa 2011).Rizosfer
merupakan bagian tanah yang berada di sekitar perakaran tanaman dan berperan
sebagai pertahanan luar bagi tanaman tersebut terhadap serangan patogen akar.
Rizosfer tanaman merupakan habitat berbagai spesies bakteri yang secara umum
dikenal dengan rizobakteria. Isolat rizobakteria dapat berfungsi sebagai pemacu
pertumbuhan tanaman atau PGPRdan sebagai agens antagonis terhadap patogen
tanaman (Anisa 2011). Isolat bakteri yang dijadikan sebagai biokontrol pada
tanaman kedelai dapat meningkatkan berat kering akar dan jumlah bintil akar
karena isolat dapat menghasilkan hormon auksin atau senyawa lain yang dapat
dimanfaatkan oleh tanaman (Parjono 2008).
Menurut Tahar (2009)Pseudomonas spp. dan
Bacillus spp. merupakan
rizobakteria yang umumnya dapat tumbuh secara optimum pada pH 6-7 tanpa
kandungan Aluminium. Isolat yang berpotensi dapat menekan kejadian penyakit
yang disebabkan oleh fungi tertentu dan dapat dimanfaatkan untuk meningkatkan
produksi kedelai di lahan masam yang mengandung Aluminium tinggi. Peran
rizobakteria dalam meningkatkan pertumbuhan dan produksi kedelai berhubungan
dengan kemampuannya memproduksi hormon, antibiotik, siderofor, HCN, enzim,
11
memfiksasi nitrogen, dan melarutkan posfat (Parjono 2008). PGPR yang dapat
dimanfaatkan pada tanaman kedelai di antaranya adalah Bacillus substilis AB89
dan Pseudomonas fluorescens RH4003 (Nawangsih 2006)
BakteriRizobakteria Sebagai Agens Biokontrol dalam Pengendalian
Hayati
Rizobakteria pemacu pertumbuhan tanaman merupakan bakteri rizosfer
yang memberikan pengaruh positif bagi pertumbuhan tanaman untuk pemacuan
pertumbuhan dengan menyediakan nutrisi dan hormon serta dapat bersifat
antagonis terhadap bakteri dan cendawan fitopatogen (Parjono 2008). Ketersedian
rizobakteria yang digunakan sebagai agen biokontrol tersebut dapat diaplikasikan
dengan berbagai teknik atau metode. Aplikasi agens biokontrol melalui
perendaman akar bibit sebelum pindah tanam ternyata mampu menekan
perkembangan penyakit (Nawangsih 2006).Peranan agens biokontrol terjadi baik
secara langsung maupun tidak langsung. Pemacuan pertumbuhan terjadi secara
langsung melalui hormon atau senyawa kimia lain dari tanaman yang diaktifkan
olehagens biokontrol. Sedangkan pengaruh terjadi secara tidak langsung melalui
senyawa kimia yang dihasilkan agens biokontrol untuk memacu pertumbuhan
tanaman tersebut, seperti antibiotik penazine (Phz) yang dihasilkan oleh P.
fluorescens dan iturin yang dihasilkan B. subtilis.
Serangan penyakit pada tanaman yang terjadi di lapangan diukur dengan
besarnya kejadian penyakit. Aplikasi patogen berupa cendawan yang diberikan
pada tanaman uji akan menimbulkan kejadian penyakit bila konsentrasi cendawan
pekat atau cendawan tidak mengalami mutasi sehingga tingkat patogenisitasnya
tidak hilang (Parjono 2008).Antagonisme yang dilakukan untuk mengatasi
permasalahan patogen di lapangan sangat berkaitan dengan agens biokontrol yang
digunakan, khususnya bakteri rizobakteria sebagai pengendali hayati.
Pseudomonas fluorescens RH4003. Salah satu kelompok rizobakteria yang
berperan dalam pemacuan pertumbuhan dan pengendalian hayati di antaranya
adalah P.fluorescens. Genus Pseudomonas adalah bakteri yang dapat ditemukan
pada hampir semua media alami dan tahan terhadap senyawa yang bersifat
12
menghambat pertumbuhan bakteri lain sehingga mudah diisolasi (Parjono 2008).
Bakteri ini mampu mendominasi daerah rizosfer dan berkembang secara cepat,
bersifat gram negatif, motil, aerob/aerob fakultatif (Pelczar & Chan 1986 dalam
Parjono 2008). P.fluorescens RH4003 adalah isolat PGPR yang diisolasi oleh
Nawangsih (2006) dan menjadi koleksi Laboratorium Bakteriologi Tumbuhan,
Departemen Proteksi Tanaman. Karakter morfolongi koloni P. fluoresensRH4003
pada media King’B Agar adalah koloni berwarna putih, tumbuh dengan cepat, dan
berfluorescensi dengan warna hijau kebiruan di bawah sinar utraviolet (Aditya
2006).
Bacillus subtilis AB89. Genus Bacillusjuga bakteri yang termasuk
kelompok rizobakteria yang berperan sebagai agens biokontrol. Umumnya bakteri
ini berbentuk batang (bacill), bersifat aerobik, dan mampu membentuk endospora
sebagai bentuk toleransi terhadap keadaan lingkungan yang merugikan. B.subtilis
AB89 adalah isolat PGPR yang diisolasi oleh Nawangsih (2006) dan menjadi
koleksi Laboratorium Bakteriologi Tumbuhan, Departemen Proteksi Tanaman.
Karakter morfologi B. subtilis AB89 pada media TSA adalah berwarna putih,
tekstur kering, pinggiran tidak rata, dan tumbuh lambat (Aditya 2006).
Isolat F8. F8 adalah salah satu isolat bakteri yang diisolasi dari perakaran
kedelai oleh Widjayanti (2011) dan dilanjutkan oleh Anisa (2011) dalam uji
penghambatan isolat bakteri rizosfer terhadap cendawan S. rolfsii. Karakter
morfologi isolat F8 adalah berwarna putih susu, berbentuk bundar, elevasi
menonjol, dan tepian licin (Anisa 2011). Bakteri F8 merupakan bakteri kelompok
fluorescens yang menghasilkan daya hambat yang besar (45%) dibandingkan
dengan isolat bakteri kelompok fluorescens lainnya (Anisa 2011). Semakin lebar
daya hambat yang dihasilkan dari pengukuran uji antagonisme maka semakin
besar potensi senyawa metabolit bakteri tersebut sebagai agens hayati patogen
penyebab penyakit (Anisa 2011). Isolat F8 yang digunakan untuk uji
penghambatan
tersebut
sudah
melalui
uji
tahap
hipersensitif.
Respon
hipersensitifitas diartikan sebagai reaksi pertahanan yang cepat dari tanaman
dalam menghadapi patogen disertai dengan kematian sel yang cepat (Klement et
13
al. 1990 dalam Anisa 2011). Jika bakteri tersebut menghasilkan respon negatif,
maka isolat bakteri yang diujikan tidak menimbulkan efek patogenik terhadap
tanaman, sehingga isolat F8 memiliki potensial besar sebagai kandidat pengendali
penyakit busuk pangkal batang (Anisa 2011).
14
BAHAN
N DAN MET
TODE
Tempat daan Waktu Penelitian
P
Penelitian dilakukkan di Laborratorium Bakkteriologi Tuumbuhan, Departemen
D
P
Proteksi
Tannaman, Fakkultas Pertannian serta di
d Rumah K
Kaca Univerrsity Farm,
I
Institut
Pertaanian Bogorr. Penelitian dilakukan pada
p
bulan D
Desember 20011 sampai
b
bulan
Juli 20012.
P
Pembiakan
dan Pemeliiharaan Plaant Growth Promoting
P
R
Rhizobacteri
ia (PGPR)
Isolat PGPR yang digunakan adalah
a
P. fluuorescens RH
H4003 (P1),B
B. substilis
A
AB89
(B12)), dan F8yanng diremajakkan pada media King’s B Agar. Mullanya isolat
d
diremajakan
n sebelumny
ya terlebih dahulu pada mediaNutrieent Agar (N
NA) dengan
m
metode
pengggoresan ku
uadran kemuudian dipinddahkan pada media Kingg’s B Agar
d
dengan
metode penggooresan meratta. Tujuan pembiakan
p
ddan pemelihharaan tiga
j
jenis
bakterri rizosfer ini adalah sebagai bahan
b
dasarr pada uji pemacuan
p
pertumbuhan
n dan penghhambatan bussuk pangkal batang padaa kedelai.
a
b
c
G
Gambar
4 Biakan murrni dan benttuk koloni (a)
( P. fluoreescens RH40003, (b) B.
subtilis
s
AB889, dan (c) F8 pada meddia King’s B Agar
Isolat yang direm
majakan padda media NA
N dengan metode peenggoresan
k
kuadrankem
mudian diink
kubasi selam
ma 24 sampaai 48 jam. K
Koloni tunggal bakteri
d
diambil
deng
gan mengguunakan jarum
m isolasi kem
mudian digores secara merata
m
pada
m
media
King’s B (Gambbar 4).Masing-masing biiakan bakterri yang tumbbuh setelah
15
diinkubasi selama 12 jam sampai 24 jam pada media King’s B kemudian
dipindahkan kedalam media Nutrient Broth (NB).Permukaan media King’s B
yang telah ditumbuhi dengan koloni bakterikemudian dimasukkan 5 ml air steril.
King’s B yang telah bercampur dengan air steril di-scrub hingga koloni bakteri
pada permukaan media terpisah dengan agar dan larut dalam air steril sehingga
membentuk suspensi. Suspensi diambil 1 ml kemudian dimasukkan ke dalam 250
ml NB dan diinkubasi pada inkubator bergoyang selama 24 sampai 72 jam.
Persiapan ini dilakukan untuk pengujian pemacuan pertumbuhan. Pengujian
penghambatan busuk pangkal batang membutuhkan volume suspensi yang lebih
sedikit dibandingkan dengan pengujian sebelumnya, yaitu hanya 100 ml NB.
Volume suspensi bakteri yang digunakan lebih sedikit karena jumlah perlakuan
yang akan dilakukan pada pengujian penghambatan penyakit busuk pangkal
batang juga lebih sedikit dibandingkan dengan pengujian sebelumnya.Artinya
adalah perlakuan pada pengujiaan penghambatan penyakit busuk pangkal batang
merupakan perlakuan dengan hasil terbaik berdasarkan pengujian pemacuan
pertumbuhan. Oleh karena itu, persiapan suspensi bakteri untuk masing-masing
pengujian dilakukan pada waktu yang tidak bersamaan.
Pembiakan dan Pemeliharaan Sclerotiumrolfsii
BiakanS. rolfsiiyang digunakan adalah koleksi Laboratorium Bakteriologi
Tumbuhan, Departemen Proteksi Tanaman.S. rolfsii diremajakan pada media
Potato Dextrose Agar (PDA). Sklerotia yang berasal dari biakan tersebut diambil
dengan menggunakan pinset yang telah disterilkan dengan alkohol 70%,
kemudian diletakkan di atas permukaan media PDA. Metode peletakan sklerotia
ini dilakukan dengan meletakkan satu sklerotia per cawan atau dua sampai tiga
sklerotia per cawan. Selain dengan menggunakan sklerotia, miselium yang
tumbuh dari biakan terdahulu juga dapat dimanfaatkan. Miselium cendawan dan
media agar yang berada di bawahnya diambil dengan jarum isolasi dan diletakkan
di permukaan media PDA. Inkubasi selama 4-5 hari sampai miselium tumbuh
dan memenuhi permukaan cawan. Jumlah biakan yang digunakan dalam uji
antagonisme adalah 40 cawan, maka peremajaanya di lakukan secara bertahap.
16
a
b
G
Gambar
5M
Morfologi cendawan
c
SS. rolfsii,(aa) sklerotia tumbuh membentuk
m
miseliumdan
m
n miselium tumbuh ham
mpir menutuupi permukaaan cawan,
(b)
( sklerotia sebagai alatt pemencaran
n dan pertahhanan diri
Uji Pemaacuan Pertum
mbuhan
P
Persiapan
Media
M
Tana
am
Mediaa tanam yangg digunakan adalah tanahh steril dan pupuk
p
kandaang dengan
p
perbandinga
an 1:1. Tanaah disterilkaan terlebih dahulu untuuk mencegaah patogen
y
yang
dapat menyerang benih kedellai yang akaan ditanam. Media tanaam tersebut
ke dalam polybag
d
dimasukkan
p
ukuuran 25 cm x 25 cm.P
Persiapan meedia tanam
d
dilakukan
pada minggu
u ke-4 bulann Desember 2011. Penannaman dilakkukan pada
3 Desembeer 2011 di Ruumah Kaca, University Farm.
31
F
P
Perendama
an Benih
Benih kedelai yaang digunakkan adalah varietas Annjasmoro. Varietas
V
ini
u
umumnya
banyak digun
nakan oleh ppetani dan ju
uga cocok dditanami padda lahan di
l
lingkungan
kampus IPB
B.Pemilihan benih yangg sehat dan tidak cacatt dilakukan
t
terlebih
dahhulu.Benih juga haruss dalam keeadaan yanng kering.Perendaman
d
dilakukan
d
dengan
cara memasukkaan benih yaang telah diibungkus deengan kain
p
perca
ke dallam masing--masing susppensi isolat bakteri (P1,, B12, F8) 250
2 ml NB
(
(Gambar
6)). Perlakuann ditambah dengan mem
masukkan benih
b
kedelaai juga ke
d
dalam
250 ml air steriil sebagai pperlakuan perendaman tanpa aplikkasi PGPR,
n
namun
perlakuan ini tidak disebuut sebagai kontrol.
k
Perllakuan konttrol adalah
p
perlakuan
baik tanpa peerendaman maupun tannpa aplikasi PGPR, artinnya adalah
b
benih
langsu
ung ditanam
m pada mediia tanam. Beenih perlu dibungkus
d
deengan kain
17
perca karena di dalam suspensi bakteri akan dimasukkan berbagai perlakuan
perendaman dalam kurun waktu yang berbeda-beda.Perendaman benih dilakukan
selama 5, 10, 15, dan 20 jam. Perendaman pertama yang dilakukan adalah
perendaman 20 jam, benih dimasukkan kedalam suspensi bakteri dan air steril
dimulai pada pukul 11.00. Perendaman kedua adalah 15 jam dan benih
dimasukkan pada pukul 16.00. Perendaman selanjutnya adalah 10 jam dan benih
dimasukkan pada pukul 21.00. Perendaman yang terakhir adalah 5 jam dan benih
dimasukkan pada pukul 02.00. Perendaman benih dalam perlakuan 4 waktu yang
berbeda tersebut selesai tepat pada pukul 07.00 dan benih siap ditanam.
Perlakuan pada uji pemacuan pertumbuhan adalah 17 dengan 3 kali ulangan
dan menggunakan 5 unit benih kedelai dalam setiap perlakuannya. Perlakuanperlakuan tersebut yaitu:
P1 5
= Benih kedelai dengan aplikasi P. fluorescens RH4003 melalui
perendaman 5 jam
P1 10
= Benih kedelai dengan aplikasi P. fluorescens RH4003 melalui
perendaman 10 jam
P1 15
= Benih kedelai dengan aplikasi P. fluorescens RH4003 melalui
perendaman 15 jam
P1 20
= Benih kedelai dengan aplikasi P. fluorescens RH4003 melalui
perendaman 20 jam
B12 5
= Benih kedelai dengan aplikasi B. subtilis AB89 melalui perendaman 5
jam
B12 10 = Benih kedelai dengan aplikasi B. subtilis AB89 melalui perendaman 10
jam
B12 15 =Benih kedelai dengan aplikasi B. subtilis AB89 melalui perendaman 15
jam
B12 20 = Benih kedelai dengan aplikasi B. subtilis AB89 melalui perendaman 20
jam
F8 5
= Benih kedelai dengan aplikasi F8 melalui perendaman 5 jam
F8 10
=Benih kedelai dengan aplikasi F8 melalui perendaman 10 jam
F8 15
= Benih kedelai dengan aplikasi F8 melalui perendaman 15 jam
F8 20
= Benih kedelai dengan aplikasi F8 melalui perendaman 20 jam
18
A5
= Benih kedelai melalui perendaman 5 jam tanpa aplikasi PGPR
A10
= Benih kedelai melalui perendaman 10 jam tanpa aplikasi PGPR
A 15
= Benih kedelai melalui perendaman 15 jam tanpa aplikasi PGPR
A 20
= Benih kedelai melalui perendaman 20 jam tanpa aplikasi PGPR
Kontrol = Benih kedelai tanpa aplikasi PGPR dan perendaman
a
b
Gambar 6Persiapan perendamanbenih pada uji pemacuan pertumbuhan, (a) benih
kedelai dibungkus kain perca dan diberi labelwaktu perendaman dan
(b)benih kedelai akan dimasukkan ke dalam suspensi bakteri dan air
Pemeliharaan Tanaman
Pemeliharaan dilakukan dengan menyiram tanaman kedelai secara teratur
dan membersihkan sekitar pertanaman dari serangan gulma. Gulma yang tidak
dibersihkan akan tumbuh sebagai tanaman yang tidak diinginkan dan bersaing
dengan kedelai dalam memperoleh nutrisi dari dalam tanah.Penyiraman dilakukan
setiap 2hari sekali. Penyiraman dilakukan pada pagi hari. Tanaman kedelai yang
telah berumur 2 minggu setelah tanam (MST) dipasangi ajir agar dapat berdiri
tegak. Kedelai yang ditanam tersebut tidak memerlukan penyiangan karena
penanaman dilakukan di dalam rumah kaca.
Peubah yang Diamati
Uji pemacuan pertumbuhan dilakukan untuk mengamati laju pertambahan
tinggi tanaman kedelai dan interaksi antara jenis PGPR dengan waktu perendaman
yang dilakukan selama 7 minggu setelah tanam (MST).Peubah yang diamati
19
adalah laju pertambahan tinggi tanaman, nilai total laju pertambahan tinggi
tanaman (AUHPGC), bobot basah akar, bobot kering akar, dan bobot kering tajuk.
Pengukuran Tinggi Tanaman
Tinggi tanaman diukur setiap empat hari sekali. Pengukuran tinggi tanaman
pertama dilakukan pada 4 Januari 2012 dan pengukuran terakhir dilakukan pada
25 Februari 2012.
Data tinggi tanaman yang diperoleh kemudian digunakan dalam
penghitungan
nilai
Area
Under
Height
of
Plant
Growth
Curve
(AUHPGC).AUHPGC adalah total laju pertumbuhan tanaman. Nilai AUHPGC
dapat dihitung menggunakan rumus yang dinyatakan oleh Van der Plank (1963
dalamCooke1998) sebagai berikut:
Keterangan:
AUHPGC = Area Under Height of Plant Growth Curve(cm hari)
Yi+t
= Data pengamatan ke-i+1
ti+1 = Waktu pengamatan ke-i+1
Yi
= Data pengamatan ke-1
ti
= Waktu pengamatan ke-1
Penghitungan Bobot Basah dan Kering Tanaman
Bobot yang dihitung dalam uji pemacuan pertumbuhan ini adalah bobot
basah akar, bobot kering akar, dan bobot kering tajuk. Tanaman kedelai berumur
7MST yang telah dipanen kemudian dipisahkan bagian akar dan tajuknya. Akar
ditimbang untuk memperoleh data bobotbasah akar. Akar yang telah ditimbang
tersebut beserta tajuk kemudian dijemur selama 2 minggu dan dimasukkan dalam
oven 24 sampai 48 jam. Pengeringan di dalam oven bertujuan untuk memperoleh
bobot kering akar dan tajuk yang konstan.
20
Uji Penghambatan Penyakit Busuk Pangkal Batang
Persiapan Media Tanam
Media tanam