6
2. Menghasilkan Biofertilizer Nitrogen pupuk hayati Nitrogen, yaitu bakteri Rhizobium yang mampu bersimbiosis dengan tanaman kedelai, bakteri tersebut mampu menambat
Nitrogen dari udara dan menyediakan Nitrogen pada tanaman kedelai 3. Menghasilkan Biofertilizer Fosfat, ada beberapa Rhizobakteria pada akar tanaman kedelai
merupakan Bakteri pelarut Fosfat, yang mampu melarutkan fosfat yang terikat pada butiran tanah dengan memakai enzym, sehingga fosfat tersedia bagi tanaman kedelai
4. Menghasilkan Biopestisida Pestisita hayati, beberapa bakteri pada akar tanaman kedele bersifat sebagai penginduksi ketahanan sistemik, dengan menghasilkan Protein PR.
Protein ini mampu menginduksi setiap sel tanaman untuk mengaktifkan metabolisme sekunder hingga sel menghasilkan senyawa senyawa yang beracun terhadap patogen dan
hama tanaman
Keutamaan Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan dengan harapan : 1.
Menambah pengetahuan ilmiah tentang perkembangan bakteri Rhizobium pada akar tanaman kedelai selain dipengaruhi oleh sifat fisik dan kimia tanah, juga dipengaruhi oleh hubungan
antara Rhizobium dengan bakteri penghuni permukaan akar tanaman, dan beberapa diantaranya dapat memacu pertumbuhan populasi Rhizobium dan meningkatkan kemampuan Rhizobium
menginfeksi akar tanaman 2. Penelitian ini dapat memberikan informasi tentang adanya mikroba selain Rhizobium yang dapat
digunakan sebagai pupuk dan pestisida hayati, dalam hal menunjang pertanian organik kedelai 3. Dari penelitian ini diharapkan akan dapat terwujudnya formulasi biopestisida dan Biofertilizer
yang dapat di komersilkan untuk perkembangan pertanian Organik 4.
Kegiatan ini akan memberikan pengetahuan praktis pada petani untuk dapat memproduksi kedelai bergizi, sehat dan aman bagi konsumen serta aman bagi kelestrarian lingkungan yang
dibudidayakan secara organik
BAB I I . Tinjauan Pustaka
Kedelai merupakan tanaman asli Daratan Cina dan telah dibudidayakan oleh manusia sejak 2500 SM. Sejalan dengan makin berkembangnya perdagangan antar negara yang terjadi
pada awal abad ke-19, menyebabkan tanaman kedalai juga ikut tersebar ke berbagai negara tujuan perdagangan tersebut, yaitu Jepang, Korea, Indonesia, India, Australia, dan Amerika.
Kedelai mulai dikenal di Indonesia sejak abad ke-16. Awal mula penyebaran dan pembudidayaan kedelai yaitu di Pulau Jawa,kemudian berkembang ke Bali, Nusa Tenggara,
dan pulau pulau lainnya Rukmana,dan Yuniarsih. 1996
7
Kebutuhan kedelai Glycine max L. Merril di Indonesia setiap tahun selalu meningkat seiring dengan pertambahan penduduk dan perbaikan pendapatan perkapita.
Kedelai digunakan uintuk bahan makanan dalam bentuk tahu, tempe, tauco, kecap, dan tauge, sedangkan bungkilnya dapat digunakan untuk campuran pakan ternak Samsudin dan
Djakamiharja, 1985. Kebutuhan kedelai secara nasional saat ini mencapai 2,2 juta ton per tahun, sementara produksi dalam negeri baru mampu memenuhi kebutuhan 35-40, sehingga
kekurangannya dipenuhi dari import. Rata-rata produktivitas kedelai nasional masih rendah, yakni hanya 1,1 ton ha. Angka produktivitas itu sebetulnya masih dapat ditingkatkan
menjadi 2,0 – 2,5 tonha, untuk itu perlu dilakukan penelitian yang mendalam agar dapat meningkatkan produksi kedelai di Indonesia Adisarwanto, dan Wudianto. 1999
. Salah satunya adalah dengan memperbaiki pertumbuhan bakteri Rhizobium, agar bakteri ini dapat
berkembang dengan baik di dekat akar tanaman dan mempunyai kamampuan tinggi untuk melakukan penetrasi kedalam akar tanaman, di dalam jaringan akar bakteri akan membentuk
bintil akar sebagai tempat tinggal bakteri Rhizobium, dan dalam bintil akar itulah bakteri mampu memfiksasi Nitrogen dari Udara untuk tanaman, dan bakteri hidup dalam bintil akar
akan mendapat makanan dari tanaman baik berupa protein, karbohidrat dan vitamin Surtiningsih, et al,2009
Perbaikan kondisi lingkungan Rhizobium, yaitu dilakukan perbaikan secara biologis dengan cara meningkatkan populasi bakteri yang bermanfaat di sekitar bakteri Rhizobium,
bakteri tersebut menguntungkan bagi Rhizobium, baik dalam memacu peningkatan populasi Rhizobium dan kemampuannya menginfeksi akar tanaman kedelai, tetapi juga bakteri
tersebut mampu meningkatkan kesuburan tanaman baik sebagai pengyedia nutrisi maupun hormon tumbuh tanaman serta mikroba tersebut mampu menginduksi ketahanan sistemik
tanaman sehingga tanaman tahan terhadap serangan hama dan penyakit tanaman. Bakteri yang menguntungkan bagi bakteri Rhizobium akan memproduksi protein dan karbohidrat
yang berguna bagi Rhizobium, dan meranggsang pertumbuhan rambut akar tempat masuknia Rhizobium ke dalam jaringan akar.
Bakteri Rhizobium
Rhizobium adalah bakteri gram negatif yang merupakan bakteri penghuni tanah, bersifat aerob, bentuk batang, koloninya berwarna putih berbentuk sirkular, merupakan
penambat nitrogen yang hidup di dalam tanah dan berasosiasi simbiotik dengan sel akar tanaman leguminoceae. Bakteri ini masuk melalui bulu-bulu akar tanaman berbuah polongan
dan menyebabkan jaringan akar agar tumbuh berlebih-lebihan hingga menjadi kutil-kutil. Bakteri ini hidup dalam kutil pada akar tanaman dan memperoleh makanannya dari sel-sel
8
akar tanaman. Biasanya beberapa spesies Actinomycetes
kedapatan bersama-sama dengan Rhizobium sp. dalam satu sel, untuk itu perlu diteliti fungsi keberadaan Actinomycetes
terhadap pertumbuhan Rhizobium dalam bintil akar Surtiningsih,et al. 2009 Rhizobium masuk ke dalam akar kedelai salah satunya melalui rambut akar atau
secara langsung ke titik munculnya akar lateral. Rhizobium menginfeksi akar leguminoceae melalui ujung-ujung bulu akar yang tidak berselulose, karena bakteri Rhizobium tidak dapat
menghidrolisis selulose. Pada mulanya tanaman menghasilkan senyawa seperti flavonoids, sebagai akibat sekresi lipochitooligosaccharides LCOs oleh bakteri Rhizobium. Tahap
berikutnya, LCOs membentuk nodul pada akar tanaman inang dan memicu proses infeksi sehingga sel berkembang abnormal sehingga membentul Nodul tempat hidup Rhizobium
dalam hal bersimbiosa dengan tanaman dimana Rhizobium menambat nitrogen dari udara untuk tanaman dan Rhizobium mendapat makanan dar i sel tanaman disekitarnya
Induksi Ketahanan Sistemik oleh Rhizobakteria
Rhizobakteria dapat melakukan Indusi ketahanan sistemik atau Systemic acquired resistance SAR pada tanaman, yang mengakibatkan tanaman tahan terhadap serangan
pathogen. Dalam hal ini, bakteri yang berada disekitar akar dapat memacu sel akar untuk menghasilkan senyawa yang mampu menghambat pertumbuhan pathogen, selanjutnya sel
mengirimkan signyal ke sel lainnya agar menghasilkan senyawa toksik sehingga seluruh sel tanaman dikatakan tahan terhadap penyakit Kuc, J. 1983, Hanuddin dan B. Marwoto. 2003
. Ciri khas terjadinya peristiwa
Systemic acquired resistance SAR pada tanaman, yaitu terjadinya akumulasi senyawa asam salisilat, asam jasmonik. ethylene serta pathogenesis
related-protein PR-protein dalam tanaman yang sangat berperan dalam peningkatan
ketahanan tanaman terhadap hama atau penyakit Ryals et al, 1996; Zhang, et al. 2002.. Ketahanan sistemik yang diinduksi oleh infeksi mikroorganisme baik yang patogenik
maupun non patogenik telah banyak dipelajari pada tanaman Cucurbitae. Tanaman mentimun atau tanaman lain dari suku Cucurbitae dapat memperoleh ketahanan sistemik setelah
sebelumnya diinfeksi dengan jamur Colletotrichum lagenarium terhadap patogen yang sama
Kloepper, dan Tuzun, S. 2004
. Selain itu infeksi daun pertama dengan Tobacco Necrosis Virus TNV atau Cladosporium cucumerinum Ell. Et Arth. akan dapat melindungi tanaman dari
serangan C. lagenarium. Perendaman benih semangka ke dalam suspensi inokulum Pseudomonas sp dapat mengurangi kerusakan tanaman karena penyakit antraknose.
Demikian pula perlakuan benih mentimun ke dalam suspensi Pseudomonas mycophaga selama 24 jam dapat mengurangi antraknose sebesar 52-63 Caruso dan Kuc, 1979.
Infeksi C. lagenarium atau TNV pada mentimun dapat pula menimbulkan ketahanan tanaman
9
terhadap serangan layu oleh Fusarium oxysporum f.sp. cucumerinum Snyder et Hansen Gessler Kuc, 1982.
Bakteri Pelarut Fosfat
Alternatif untuk meningkatkan efisiensi pemupukan Fosfat P dan untuk mengatasi rendahnya fosfat tersedia atau kejenuhan fosfat dalam tanah dapat dilakukan
dengan memanfaatkan kelompok mikroorganisme pelarut
fosfat sebagai pupuk hayati.
Mikroorganisme pelarut fosfat adalah mikroorganisme yang dapat melarutkan fosfat sukar larut menjadi larut, baik yang berasal dari dalam tanah maupun dari pupuk, sehingga dapat
diserap oleh tanaman. Ketersediaan P didalam tanah sangat rendah, karena P terjerap oleh mineral tanah dan senyawa organik serta terfiksasi Al,Fe,Mn,Ca dan dalam proses pelapukan
bagan organic yang rendah. Bakteri Pelarut Fospat merupakan salah satu pupuk hayati yang dapat berperansebagai amelioran,penyedia unsur hara dan tidak terjadi pencemaran
lingkungan. Berbagai spesies mikroba pelarut fosfat, antara lain Pseudomonas, Microccus, Azotobacter, Bacillus, Flavobacterium, Penicillium, Sclerotium, Fusarium, dan Aspergillus,
berpotensi tinggi dalam melarutkan fosfat terikat menjadi fosfat tersedia dalam tanah, karena mikroba tersebut menghasilkan
enzim fosfatase dan enzim fitase. Enzim fosfatase dapat memutuskan fosfat yang terikat oleh senyawa-senyawa organik menjadi bentuk yang tersedia bagi
tanaman
Marista et al 2013
Bakteri Penghasil Fitohormon
Bakteri akar tanaman dapat menghasilkan fitohormon, misalnya, Azotobacter sp dan Azospirillum sp. Sebagai penghasil fitohormon, bakteri ini sangat berguna bagi tumbuhan
karena dengan adanya fitohormon tersebut maka tanaman akan tumbuh dengan cepat. Fitohormon adalah hormon tumbuhan yang berupa senyawa organik yang dibuat pada suatu
tempat dibagian tanaman dan kemudian diangkut ke bagian lain, yang dengan konsentrasi rendah menghasilkan suatu dampak fisiologis pada sel tanaman yang signifikan. Peran suatu
hormon adalah merangsang pertumbuhan, pembelahan sel, pemanjangan sel, dan ada yang menghambat pertumbuhan Doke 1982; Istamar Syamsuri, 2007. Fitohormon yang
dihasilkan bakteri ini adalah auksin, sitokinin, giberelin dan etilen. Hormon-hormon ini berperan penting dalam pertumbuhan tanaman dan masing-masing memiliki fungsi yang
berbeda-beda pada suatu fase
pertumbuhan suatu tanaman. Jika bakteri tersebut
menghasilkan hormon tumbuh di sekitar akar, maka akan merang pembentukan bulu akar di permukaan akar sehingga bakteri Rhizobium mudah mempenetrasi untuk masuk ke sel akar
tanaman.
10
BAB I I I . METODA PENELI TI AN
