POTENSI KONSORSIUM BAKTERI ENDOFIT SEBAGAI PEMACU PERTUMBUHAN DAN PRODUKSI

didalam pot yang telah berisi media tanah tersebut. Tanaman dipanen pada umur 14 minggu setelah tanam MST. Pemberian pupuk Pupuk SP-36 dan KCl diberikan satu minggu setelah tanam MST, masing- masing dengan dosis 3.4 dan 2.5 g pot -1 , sedangkan pupuk Urea pada minggu ke 4 dan 8 setelah tanam masing-masing dengan dosis 1.7 g pot -1 . Tabel 4.1. Sifat kimia pada tanah dan pupuk kandang Jenis Pengujian Tanah Pupuk kandang pH H 2 KCl 5.95 5.27 8.10 - C-org 1.91 18.36 N-total 0.20 1.33 CN ratio 9.55 - P 2 O 5 tersedia ppm 5.81 - Basa-basa cmolkg Ca Mg K Na P Fe Total 10.03 2.33 1.05 0.28 - - 13.69 4.04 0.47 1.69 1.69 0.61 0.51 - KTK 13.06 - KB 104.82 - Mn ppm 866.26 Cu ppm 65.54 Zn ppm 240.38 Pb ppm 24.26 Cd ppm 6.12 Co ppm 3.40 Perlakuan bakteri endofit Bakteri endofit diberikan sesuai perlakuan yaitu 20BB, 90AA, 5MD, 20BB, dan 20CD, masing-masing dengan kepadatan populasi 10 10 cfu ml -1 . Frekuensi pemberian bakteri endofit adalah 4 kali dengan selang waktu 2 minggu dan dimulai pada tanaman berumur 3, 5, 7 dan 9 MST. Cara pemberian bakteri endofit yaitu disemprotkan ke daun dan disiram ke tanah masing-masing 50 ml tanaman -1 dengan konsentrasi 10 -10 cfu ml -1 . Uji hipersensitif HR Keempat konsorsium dan satu isolat tunggal melewati uji hypersensitive response HR Lelliott dan Stead 1987 yang bertujuan untuk mengetahui apakah bakteri tersebut berpotensi sebagai patogen atau tidak. Cara uji HR yaitu Kontrol air K air , Kontrol TSB K TSB , konsorsium 5MD, 90AA, 20BB, 20BD, 20CD dan sebagai pembanding menggunakan patogen Pseudomonas solanocearum Pseu diinduksikan kedalam tanaman tembakau selama 24-48 jam. Selanjutnya dilihat gejala kerusakan atau serangan penyakit pada tanaman tembakau. Gambar 4.1. Pengujian HR bakteri endofit pada tanaman tembakau Keterangan: Pseu = patogen Pseudomonas solanocearum, 20BB, 20BD, 20CD, dan 5MD=konsorsium bakteri endofit diisolasi dari tanaman sambiloto, 90AA=isolat tunggal diisolasi dari graminae, Kair=kontrol air, KTSB=kontrol TSB Tabel 4.2. Karakteristik konsorsium bakteri yang digunakan Kode Konsorsium Lokasi Asal tanaman Bagian yang diisolasi Warna koloni Bentuk koloni Kultur Hasil uji HR 20BB Blora Sambiloto Batang Putih, coklat Bulat tebal konsorsium negatif 90AA Bogor Graminae Daun Putih susu Bulat tebal tunggal negatif 5MD Madiun Sambiloto Daun Putih bening Bulat tipis konsorsium negatif 20BD Blora Sambiloto Daun Putih, kuning Bulat tebal konsorsium negatif 20CD Bogor Sambiloto Daun Putih, bening Bulat konsorsium negatif Gambar 4.2. Keragaan koloni konsorsiumisolat bakteri endofit 20CD 5MD 90AA 20BB 20BD 20BB 90AA Pseu K TSB K air 20CD 20BD 5MD D Hasil uji HR terhadap bakteri endofit tersebut menunjukkan hasil negatif yang berarti bahwa tidak berpotensi sebagai patogen Gambar 4.1 dan Tabel 4.2. Pada Gambar 4.1 menunjukkan bahwa tanaman tembakau yang diinduksi bakteri endofit dalam waktu 24 jam tidak memperlihatkan gejala bercak-bercak kuning dan mengering seperti pada tanaman tembakau yang diinokulasi patogen Pseudomonas solanocearum , demikian juga kontrol air dan kontrol TSB. Hal tersebut memberikan gambaran bahwa konsorsium bakteri endofit yang digunakan tidak bersifat patogen. Koloni kelima bakteri tersebut terlihat pada Gambar 4.2. Pengamatan Peubah yang diamati meliputi pertumbuhan tanaman yaitu tinggi tanaman, jumlah cabang primer, panjang dan lebar daun dimulai 4, 8 dan 12 MST. Komponen hasil diukur pada tanaman berumur 14 MST terdiri dari bobot segar, kering tajuk, akar tanaman, dan kadar hara N, P, dan K pada jaringan tanaman. Analisis fitohormon, N, P, K dan kadar andrografolid Analisis fitohormon IAA=Indole Acetic Acid dan GA 3 = Gibberellin Acid diukur dengan menggunakan HPLC High Performance Liquid Chromatography di Balai Besar Pasca Panen Litbang Pertanian. Kadar andrografolid diukur dengan menggunakan TLCS Thin Layer Chromatography Scanner dan kadar N, P, dan K dianalisis di Balittro. Pengaruh perlakuan terhadap peubah yang diamati dianalisis menggunakan analisis ragam dan DMRT pada taraf 5. Hasil dan Pembahasan Panjang dan lebar daun Secara umum pola pertumbuhan daun meningkat tajam berdasarkan parameter panjang dan lebar daun tanaman sambiloto pada umur 4-8 MST setelah diberikan konsorsium bakteri endofit. Periode 8-12 MST peningkatannya sangat kecil, bahkan cenderung menurun untuk lebar daun. Hal tersebut memberikan gambaran bahwa pola pertumbuhan vegetatif tanaman sambiloto, terutama panjang dan lebar daun meningkat hanya sampai umur tanaman 12 MST. Respon tanaman sambiloto pada umur 12 dan 14 MST terhadap pemberian bakteri endofit tidak menunjukkan adanya perbedaan yang berarti untuk pertumbuhan panjang dan lebar daun. Pada umur 12 MST yaitu awal dimulainya fase pertumbuhan generatif dan pada umur 14 MST yaitu tanaman sambiloto sudah mulai terjadi inisiasi pembungaan dan siap untuk dipanen. Pada kondisi tersebut panjang dan lebar daun tidak menunjukkan adanya perbedaan dengan kontrol. Tinggi tanaman dan jumlah cabang primer Pengamatan tinggi tanaman dan jumlah cabang primer pada umur 4-8 MST dan 8-12 MST menunjukkan masih adanya peningkatan pertumbuhan. Tinggi tanaman dan jumlah cabang primer masih meningkat meskipun tanaman sudah mulai masuk fase generatif. Menurut Parashar et al. 2011, pada umur tanaman 120 hari tanaman masih mengalami pertumbuhan tinggi tanaman dan jumlah cabang. Pemberian bakteri endofit ternyata meningkatkan tinggi tanaman dan jumlah cabang primer sambiloto yang berumur 14 MST, masing-masing sebesar 15.7-24.7 dan 31.9-42.2. Peningkatan tinggi tanaman secara nyata hanya terjadi pada pemberian konsorsium 20BB dan 20CD. Semua konsorsium bakteri endofit meningkatkan jumlah cabang primer Tabel 4.3. Keragaan tanaman sambiloto setelah aplikasi bakteri endofit terdapat pada Gambar 4.3. Tabel 4.3. Pengaruh konsorsium bakteri endofit terhadap pertumbuhan tanaman sambiloto umur 14 MST Perlakuan Tinggi tanaman Peningkatan tinggi tanaman Jumlah cabang primer Peningkatan jumlah cabang primer Kontrol 43.4 b - 16.6 b - 20BB 53.4 a 23.0 23.6 a 42.2 90AA 51.2 ab 18.0 22.7 a 36.7 5MD 50.3 ab 15.9 21.9 a 31.9 20BD 50.2 ab 15.7 23.5 a 41.6 20CD 54.1 a 24.7 23.3 a 40.4 KK 11.8 10.9 Keterangan: angka-angka yang diikuti oleh huruf yang sama pada satu kolom, tidak berbeda nyata dengan DMRT 5. Gambar 4.3. Keragaan tanaman sambiloto setelah aplikasi konsorsium bakteri endofit pada umur 14 MST Peningkatan pertumbuhan tanaman tersebut diduga dipengaruhi oleh fitohormon yang dihasilkan oleh konsorsium bakteri endofit, dalam hal ini IAA dan GA 3. Produksi fitohormon yang terdapat pada bakteri endofit berkisar 205.4- 585.7 ppm IAA dan 39-60 ppm GA 3 Tabel 4.4 . Adanya kandungan fitohormon pada bakteri endofit tersebut membantu tanaman dalam meningkatkan pertumbuhan dan perkembangannya. Produksi hormon IAA tertinggi terdapat pada konsorsium 20BB 585.7 ppm dan GA 3 terdapat pada konsorsium 20CD 60 ppm. Hormon tanaman mengatur beberapa aspek pertumbuhan dan perkembangan tanaman, seperti pembentukan dan pemeliharaan meristem Su et al . 2011. Pemberian hormon secara eksogen yang umum dilakukan sama pengaruhnya terhadap respon sel tanaman dengan hormon endogenus yang disintesis oleh bakteri Yamada 1993. Hormon auksin sangat penting didalam mengatur pembesaran sel dan memicu pemanjangan sel di daerah belakang meristem ujung. Kerja hormon auksin sinergis dengan hormon sitokinin dan hormon giberelin. Giberelin K 90AA 5MD 20BD 20BB 20CD menstimulasi pertumbuhan pada daun maupun pada batang; tetapi efeknya dalam pertumbuhan akar sedikit. Mekanisme kerja auksin dan giberelin dalam menstimulasi perpanjangan sel dan pembelahan sel pada batang yaitu auksin mengasamkan dinding sel dan mengaktifkan enzim sedangkan giberelin memfasilitasi penetrasi enzim kedalam dinding sel untuk bekerja sama dalam meningkatkan perpanjangan sel Campbell dan Reece 2002. Hormon berperan mempercepat pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Adanya hormon yang diproduksi oleh bakteri endofit tersebut membantu memacu pertumbuhan tanaman sambiloto. Tabel 4.4. Produksi hormon IAA dan GA 3 dari bakteri endofit Perlakuan IAA GA 3 Ppm 20BB 585.7 54 90AA 495.7 54 5MD 205.4 39 20BD 501.6 49 20CD 323.1 60 Produksi bahan segar Respon positif ditunjukkan oleh tanaman sambiloto terhadap pemberian bakteri endofit. Ke-empat konsorsium dan satu isolat bakteri endofit memberikan pengaruh nyata meningkatkan produksi bahan segar tanaman sambiloto baik bobot segar batang, daun maupun bobot segar tajuk. Masing-masing bakteri endofit memberikan pengaruh yang bervariasi. Secara umum perlakuan yang diberikan nyata meningkatkan bobot bahan segar dibandingkan dengan kontrol, tetapi antar bakteri endofit memberikan pengaruh yang sama terhadap produksi bahan segar. Hal tersebut mengindikasikan bahwa keempat konsorsium dan satu isolat bakteri endofit sama baiknya dalam meningkatkan produksi bahan segar. Peningkatan bobot segar tajuk tertinggi terdapat pada pemberian konsorsium 20BD Tabel 4.5. Tabel 4.5. Pengaruh konsorsium bakteri endofit terhadap terhadap produksi bahan segar tanaman sambiloto umur 14 MST Perlakuan Bobot segar batang Bobot segar daun Bobot segar tajuk Peningkatan Bobot segar tajuk g tan -1 Kontrol 5.4 b 17.8 b 23.2 b - 20BB 11.7 a 30.3 a 42.0 a 81.0 90AA 12.6 a 24.0 a 36.6 a 57.8 5MD 16.2 a 26.4 a 42.6 a 83.6 20BD 16.3 a 30.7 a 47.0 a 102.6 20CD 15.4 a 30.8 a 46.2 a 98.3 KK 17.4 14.5 14.1 Keterangan: angka-angka yang diikuti oleh huruf yang sama pada satu kolom, tidak berbeda nyata dengan DMRT 5. Masing-masing bakteri endofit memberikan pengaruh yang bervariasi terhadap produksi bahan segar tanaman sambiloto. Produksi segar tajuk terendah diperoleh dengan perlakuan isolat bakteri endofit 90AA 36.6 g tan -1 . Produksi segar tajuk tertinggi dengan memberikan konsorsium bakteri endofit 20CD. Produksi segar tajuk tan -1 berturut-turut dari yang terendah hingga tertinggi yaitu dari isolat 90AA, konsorsium 5MD, 20BB, 20BD, dan 20CD Tabel 4.5 dan Gambar 4.4. Peningkatan produksi segar tajuk berkisar 57.8-102.6. Peningkatan produksi tajuk tersebut merupakan dampak dari peningkatan pertumbuhan. Hal tersebut juga tidak lepas dari peranan fitohormon yang dihasilkan oleh konsorsium bakteri endofit. Bakteri endofit juga menghasilkan hormon-hormon lain seperti sitokinin dan ABA Ergun et al. 2002; Kharwar et al . 2008 yang mendukung pertumbuhan dan hasil tanaman. Gambar 4.4. Keragaan bobot segar tajuk sambiloto setelah pemberian konsorsium bakteri endofit Produksi bahan kering Sejalan dengan pertumbuhan dan produksi bahan segar, pemberian bakteri endofit juga meningkatkan produksi bahan kering. Peningkatan produksi bahan kering baik daun, batang, maupun total tajuk secara nyata dibandingkan dengan kontrol. Bakteri endofit yang diuji semuanya memberikan pengaruh yang berbeda dibandingkan dengan kontrol, kecuali perlakuan konsorsium tunggal 90AA. Konsorsium 20CD memberikan produksi total bobot kering tajuk tertinggi 11.7 g tan -1 , namun demikian antara kelima konsorsium bakteri yang diuji tidak memberikan respon yang berbeda terhadap produksi bahan kering Tabel 4.6. Peningkatan bahan segar dan kering merupakan dampak dari pertumbuhan tanaman. Peranan bakteri endofit cukup penting didalam memacu pertumbuhan tanaman sangat mempengaruhi produksi bahan kering tanaman. Peningkatan bobot kering tajuk berkisar 25-82.8. Peningkatan bobot terendah terdapat pada perlakuan 90AA dan tertinggi ditunjukkan oleh pemberian perlakuan 20CD, diikuti 20BB, 20BD, dan 5MD. Sejalan dengan bobot segar biomas, bobot kering biomas juga memberikan respon yang sama dari kelima bakteri endofit Tabel 4.6. Hal tersebut sejalan dengan penelitian Hung et al. 2007, menunjukkan bahwa semua bakteri endofit yang diisolasi dari tanaman kedelai memproduksi IAA, dan dapat meningkatkan produksi biomas kering berkisar 9-83. Menurut Rajan dan Radhakrishna 2013 bahwa peningkatan pertumbuhan dan produksi K 20BD 20BB 90AA 20CD 5MD tanaman inang yang diaplikasikan bakteri endofit, salah satunya disebabkan oleh produksi hormon yang dihasilkan dan ketersediaan hara oleh bakteri endofit tersebut baik melalui proses fiksasi Reis et al. 1994 maupun pelarutan hara di dalam tanah Seshadri et al. 2000. Tabel 4.6. Pengaruh konsorsium bakteri endofit terhadap produksi bahan kering tanaman sambiloto Perlakuan Bobot kering batang Bobot kering daun Bobot kering tajuk Peningkatan bobot kering tajuk Rasio daun batang -1 g tanaman -1 Kontrol 2.2 b 4.2 b 6.4 b 1.9 20BB 3.7 a 7.1 a 10.8 a 68.8 1.9 90AA 3.1 ab 4.9 ab 8.0 ab 25.0 1.6 5MD 4.0 a 6.5 ab 10.5 a 60.1 1.6 20BD 4.0 a 6.6 a 10.6 a 65.6 1.7 20CD 4.1 a 7.6 a 11.7 a 82.8 1.9 KK 18.5 16.8 17.8 - Keterangan: angka-angka yang diikuti oleh huruf yang sama pada satu kolom, tidak berbeda nyata dengan DMRT 5. Kadar dan serapan hara Pemberian konsorsium bakteri endofit mampu meningkatkan serapan hara N, P, dan K meskipun kadar N, P, K per tanaman tidak menunjukkan ada perbedaan. Peningkatan tersebut sejalan dengan produksi bahan kering tanaman. Serapan hara tanaman dipengaruhi oleh kadar hara yang terkandung didalam tanaman dan produksi bahan kering tanaman tersebut. Sejalan dengan meningkatnya produksi bahan kering maka serapan hara N, P, dan K tanaman juga meningkat. Peningkatan serapan hara N, P, dan K tertinggi ditunjukkan dengan memberikan bakteri endofit 20CD Tabel 4.7. Peningkatan serapan hara oleh pemberian bakteri endofit mengindikasikan bahwa bakteri tersebut mampu menyerap hara lebih efisien dalam memenuhi kebutuhan tanaman untuk dipergunakan pada fase pertumbuhan dan perkembangan, sehingga menghasilkan produk bahan segar dan kering yang lebih baik. Hasil penelitian di Brazil diperoleh bakteri penambat N yang dapat mengurangi 50 dari kebutuhan tanaman tebu Boddey et al. 1995. Bakteri penambat N tersebut dapat ditemukan pada jaringan tanaman seperti akar, daun, dan tajuk tanaman tebu Kennedy et al. 1997. Nitrogen yang ada di udara dapat difiksasi oleh bakteri endofit ke dalam bentuk yang tersedia bagi tanaman. Hal ini merupakan sumber N yang cukup besar bagi tanaman inang Asis et al. 2005. Peningkatan serapan hara pada tanaman tersebut diduga bakteri endofit dapat memfiksasi hara terutama N yang ada di atmosfir dan penyediaan hara melalui proses mineralisasi bakteri. Tanaman inang memperoleh hara dapat secara langsung maupun tidak langsung. Menurut Hurek dan Hurek 1998, tanaman inang secara langsung berasosiasi atau bersimbiosis dengan bakteri mengikat hara dari udara dan secara tidak langsung yaitu setelah bakteri mati terjadi proses mineralisasi dari bakteri tersebut sehingga hara tersedia bagi tanaman. Peningkatan serapan hara tersebut juga dapat diakibatkan karena bakteri endofit yang digunakan mampu memproduksi hormon GA 3 , hormon tersebut mampu memacu serapan hara N, P, dan K. Hormon GA 3 mengatur pertumbuhan tanaman melalui peningkatan divisi dan pemanjangan sel Eid dan Laila 2006. Pada saat produksi biomas yang dihasilkan lebih banyak, maka semakin tinggi juga hara yang diserap tanaman. Hal tersebut juga sejalan dengan penelitian pada tanaman sambiloto Vijakumari 2006 dan croton Codiaeum variegatum Soad et al . 2010. Tabel 4.7. Pengaruh konsorsium bakteri endofit terhadap kadar dan serapan hara pada tanaman sambiloto Perlakuan Kadar hara Serapan hara g tanaman -1 N P K N P K Kontrol 3.80 a 0.37 a 4.57 a 0.17 c 0.02 c 0.20 d 20BB 3.38 a 0.30 a 3.94 a 0.35 ab 0.03 b 0.42 ac 90AA 3.74 a 0.37 a 4.26 a 0.30 b 0.03 b 0.33 c 5MD 4.09 a 0.32 a 4.21 a 0.40 a 0.03 b 0.41 bc 20BD 3.67 a 0.36 a 4.24 a 0.38 ab 0.035ab 0.44 ab 20CD 3.70 a 0.38 a 4.33 a 0.44 a 0.04 a 0.51 a KK 12.5 9.8 11.7 19.54 19.03 16.21 Keterangan: angka-angka yang diikuti oleh huruf yang sama pada satu kolom, tidak berbeda nyata dengan DMRT 5. Pemberian isolat bakteri endofit 90AA memberikan peningkatan produksi tajuk kering 25 maupun serapan hara N, P, dan K terendah dibandingkan dengan ke empat konsorsium yang lain. Hal tersebut diduga karena isolat 90AA merupakan isolat tunggal sedangkan perlakuan yang lain merupakan konsorsium yang terdiri dari beberapa jenis konsorsium yang berbeda, diduga aktivititasnya lebih baik dibandingkan konsorsium tunggal. Hal tersebut ditunjukkan pada Tabel 4.7, perlakuan 90 AA menyerap hara terendah terutaman N dan K dibandingkan dengan konsorsium yang lain. Kadar dan produksi Andrografolid Peningkatan kadar andrografolid dan produksi andrografolid, tidak lepas dari peningkatan bahan kering tanaman sambiloto. Hal tersebut berarti bahwa peningkatan produksi bahan kering akan meningkatkan pula produksi bahan aktif. Pemberian bakteri endofit 20CD memberikan produksi bahan andrografolid tertinggi 0.46 g tanaman -1 , meskipun kadar andrografolidnya bukan yang tertinggi 3.9. Hal tersebut disebabkan karena produksi bahan kering yang dihasilkan tertinggi 11.7 g tanaman -1 . Hormon pertumbuhan tanaman selain dapat memacu pertumbuhan tanaman, dan berdampak terhadap produksi tanaman juga dapat meningkatkan kadar bahan aktif. Andrografolid dan GA 3 adalah senyawa aktif yang mempunyai biosintesis yang sama yaitu dari golongan terpenoid Dubay et al. 2003; Srivastava dan Akhila 2010. Pada biosintesis yang tergolong terpenoid yaitu mempunyai lintasan asam mevalonat pada sitosol atau non mevalonat pada plastid yang disintesis dari isopentenil pirofosfat IPP Croteu et al. 2000. Pemberian GA 3 eksogen dapat meningkatkan pasokan IPP ke lintasan pembentukan andrografolid yang mengakibatkan peningkatan kandungan andrografolid. Pemberian secara eksogen hormon IAA dan GA 3 mampu meningkatkan produksi dan kadar andrografolid Gudhate et al. 2009, dan kadar tanin pada tanaman jati belanda Syahid et al. 2010. Pemberian hormon baik secara eksogen maupun endogen memberikan dampak yang sama terhadap tanaman Yamada 1993. Hal tersebut mengindikasikan bahwa hormon yang dihasilkan oleh sel bakteri endofit mempunyai dampak yang sama terhadap peningkatan kadar dan bahan aktif yang dihasilkan tanaman dengan pemberian hormon eksogen. Tabel 4.8. Pengaruh konsorsium bakteri endofit terhadap kadar dan produksi andrografolid pada tanaman sambiloto Perlakuan Kadar andrografolid Peningkatan kadar andrografolid Produksi andrografolid g tan -1 Kontrol 3.2 b 0.0 0.19 c 20BB 4.1 a 29.0 0.44 ab 90AA 3.2 b 0.6 0.25 bc 5MD 3.2 b 0.0 0.34 ac 20BD 4.1 a 29.3 0.44 ab 20CD 3.9 a 23.7 0.46 a KK 8.80 - 19.10 Keterangan: angka-angka yang diikuti oleh huruf yang sama pada satu kolom, tidak berbeda nyata dengan DMRT 5. Peningkatan kadar dan produksi andrografolid, selain dipicu oleh adanya hormon yang dihasilkan oleh bakteri endofit, juga dapat disebabkan karena bakteri endofit tersebut dapat memproduksi bahan aktif. Simanjuntak et al. 2004 telah mengisolasi dan mengidentifikasi bakteri endofit penghasil bahan aktif artemisinin dari tanaman Artemisia annua. Beberapa bakteri endofit telah diisolasi dari tanaman mengkudu yang menghasilkan bahan aktif anti mikroba Kumala dan Siswanto 2007. Hasil analisis kadar andrografolid pada penelitian ini cukup tinggi yaitu berkisar 3.17-4.10. Hal ini dapat disebabkan rasio antara daun dan batang cukup tinggi di atas satu yaitu berkisar 1.6-1.9 Tabel 4.6. Hal tersebut berarti bahwa tanaman didominasi oleh daun. Daun mengandung kadar andrografolid tertinggi dibandingkan dengan bagian tanaman yang lain Pandey dan Mandal 2008 dan kadar andrografolid di daun berkisar 2.5-4.5 Bhan et al. 2006. Penelitian ini menghasilkan 3 konsorsium bakteri endofit yang dapat direkomendasikan untuk diuji lebih lanjut yaitu 20BB, 20BD, dan 20CD. Ketiga konsorsium tersebut unggul dalam menghasilkan bahan kering tanaman sambiloto, kadar dan produksi andrografolid. Konsorsium 20CD dan 20BB lebih baik dalam menghasilkan peningkatan bobot kering tajuk dan produksi andrografolid. Konsorsium 20BB dan 20BD sama dalam menghasilkan peningkatan produksi andrografolid. Penelitian selanjutnya mempergunakan dua konsorsium yang terbaik yaitu konsorsium 20CD dan 20BB. Konsorsium 20BD tidak digunakan karena sama-sama diisolasi dari daun seperti konsorsium 20CD sehingga untuk lebih bervariasi maka digunakan konsorsium 20BB. Simpulan Konsorsium bakteri endofit memberikan pengaruh positif dan nyata meningkatkan pertumbuhan, produksi tajuk segar dan kering tanaman, serta produksi andrografolid pada tanaman sambiloto dibandingkan kontrol. Peningkatan pertumbuhan tertinggi ditunjukkan oleh konsorsium 20CD dan 20BB. Konsorsium 20CD memberikan peningkatan produksi andrografolid tertinggi dan konsorsium 20BB memberikan peningkatan bobot kering tajuk tertinggi. Kadar andrografolid pada tanaman samniloto dengan pemberian ketiga konsorsium bakteri endofit 20CD, 20BB dan 20BD berkisar 3.9-4.1.

5. PENGGUNAAN KONSORSIUM BAKTERI ENDOFIT DAN PUPUK FOSFAT PADA TANAMAN SAMBILOTO

Abstrak Peranan bakteri endofit sebagai pemicu pertumbuhan tanaman cukup penting karena dapat menyuplai hara dan menghasilkan fitohormon. Unsur P merupakan unsur utama yang dibutuhkan di dalam metabolisme tanaman baik di dalam proses metabolisme primer maupun sekunder. Penggunaan bakteri endofit dan pupuk fosfat diharapkan dapat meningkatkan produksi biomas dan andrografolid pada tanaman sambiloto. Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh isolat bakteri endofit dan rekomendasi dosis P yang mampu memacu produksi biomas dan andrografolid pada tanaman sambiloto. Penelitian dilaksanakan di kebun percobaan BALITTRO, Cimanggu Bogor dari bulan Mei- Desember 2012. Penelitian bertujuan untuk memperoleh informasi hubungan konsorsium bakteri endofit dan fosfat terhadap pertumbuhan, produksi dan kadar andrografolid pada tanaman sambiloto di lapang. Penelitian ini menggunakan rancangan acak kelompok, faktorial, 9 perlakuan dan 3 ulangan. Faktor pertama yaitu bakteri endofit; 1 tanpa bakteri, 2 konsorsium 20CD, dan 3 20BB. Faktor kedua adalah dosis pupuk P; 1 tanpa pupuk, 2 27 kg ha -1 P, dan 3 54 kg ha -1 P. Hasil penelitian menunjukkan bahwa konsorsium bakteri endofit nyata meningkatkan pertumbuhan, produksi biomas, kadar andrografolid 2.42 untuk 20BB dan 2.69 untuk 20CD dan produksi andrografolid 3.06 g tanaman -1 pada 20CD dan 2.89 g tanaman -1 pada 20BB. Pemberian pupuk P dengan dosis 27 dan 54 kg ha -1 sama dalam meningkatkan produksi bahan kering dan produksi andrografolid. Pupuk P tidak berpengaruh nyata dalam meningkatkan kadar andrografolid, bahkan kadar andrografolid menurun pada dosis 54 kg ha -1 P. Konsorsium bakteri endofit dan pupuk P meningkatkan serapan hara N, P, dan K. Tidak terdapat pengaruh interaksi antara pemberian konsorsium bakteri endofit dan pupuk P. Kata kunci: Andrographis paniculata, produksi andrografolid, konsorsium bakteri endofit, fosfat Abstract The role of endophytic bacteria as plant growth promoter is important because it can supply nutrients and produces phytohormones. In addition, fertilizer is required due to insufficient nutrient supply in the soil. Phosphate is an important element needed in plant metabolism both in primary and secondary metabolic processes. The application of endophytic bacteria and P fertilizer were expected to increase biomass production and andrographolide content of king bitter plant. The experiment was conducted at the experimental garden of ISMCRI, at Cimanggu, Bogor from May to December 2012. The aim was to obtain information regarding the association of endophytic bacteria consortia and phosphate on growth, yield and andrographolide content on king bitter plant in the field. The trial was arranged in RBD factorial, 9 treatments and 3 replications. The first factor was endophytic bacteria consortia 1 without endophytic bacteria consortia, 2 20CD, and 3 20BB. The second factor is the rate of P; 1 without P, 2 27 kg ha -1 P, and 3 54 kg ha -1 P. Endophytic bacteria consortia application significantly increased plant growth, dry matter production, and andrographolide content. The increasing of dry matter production were indicated by physiological characters of plant such as increase in leaf area, relative growth rate and net assimilation rate. The 20CD and 20BB treatments had similar effect in increasing dry matter production, content and yield of andrographolide. Andrographolide content of 20CD and 20BB treatments were 2.42 and 2.69 respectively. The application of P fertilizer significantly increased growth, dry matter production than without P. The application of 27 and 54 kg ha -1 P gave similar result at dry matter production and andrographolide yield. The application of P fertilizer did not increase andrographolide content. In fact, 54 kg ha -1 P application reduced andrographolide content. Endophytic bacteria consortia or P fertilizer application increased N, P, and K uptake. There were no interaction between endophytic bacteria consortia and P fertilizer treatments. Keywords : Andrographolide content, physiological characters, endophytic bacteria consortia Pendahuluan Pemupukan dilakukan pada tanaman untuk memenuhi kebutuhan unsur hara yang tidak sepenuhnya tersedia didalam tanah. Pupuk buatan yang diberikan umumnya dilakukan untuk mengatasi hal tersebut, dalam praktek pertanian kadang-kadang berlebihan, melebihi yang diperlukan tanaman sehingga pemberian tersebut tidak efisien. Menurut Jipelos 1989, kehilangan tersebut disebabkan oleh beberapa faktor antara lain pencucian 43.3, hilang ke atmosfir melalui proses denitrifikasi, dan volatilisasi berupa gas ammonia 6- 10. Efisiensi hara yang rendah juga dikemukakan oleh Hayman 1927, dari total pupuk yang diberikan ke dalam tanah hanya sekitar 30 N, dan 25 P yang dapat dimanfaatkan oleh tanaman. Kondisi tersebut dapat menyebabkan defisiensi P bagi pertumbuhan tanaman Jones 1982. Pada budidaya tanaman sambiloto diperlukan faktor lingkungan yang mendukung antara lain tingkat kesuburan tanah Sharma dan Sharma 2013, sehingga tanaman dapat tumbuh dengan baik dan menghasilkan biomas yang tinggi. Unsur fosfat merupakan salah satu unsur utama yang banyak diperlukan oleh tanaman. Hal tersebut disebabkan karena P banyak berperan dalam proses metabolisme tanaman termasuk pembentukan energi pada proses fotosintesis, sintesis asam nukleat, respirasi dan sinyal seluler Vance et al. 2003. Selain itu P berperan penting pada proses metabolisme sekunder terutama biosintesis terpenoid. Hasil akhir proses fotosintesis dihasilkan yaitu glukosa-6-fosfat sebagai prekursor pembentukan asetil CoA yang selanjutnya menghasilkan senyawa-senyawa asam mevalonat termasuk terpenoid Vickery dan Vickery 1981. Setiap tahapan dalam proses biosintesis terpenoid tersebut termasuk Andrografolid memerlukan unsur P Vickery dan Vickery 1986; Brielmann 2006; Srivastava dan Akhila 2010. Salah satu alternatif untuk mengatasi permasalahan tersebut adalah dengan memanfaatkan bakteri endofit. Bakteri endofit merupakan bakteri yang tergolong dalam pemacu pertumbuhan tanaman. Pemacu pertumbuhan secara langsung terjadi ketika bakteri pemacu pertumbuhan memberikan senyawa yang mempengaruhi metabolisme tanaman atau memfasilitasi akuisisi tanaman dari hara yang tidak tersedia di tanah. Mekanisme langsung yang paling penting pada bakteri pemicu pertumbuhan tanaman adalah 1 dapat mengikat hara terutama N secara biologi Asis et al. 2004 dan melarutkan hara P Panhwar et al. 2009, dan 2 mensintesis fitohormon atau senyawa-senyawa yang mengatur pertumbuhan tanaman Boiero et al. 2007. Beberapa hasil penelitian menunjukkan bahwa bakteri endofit dapat mengikat N dan memberikan sumbangan yang cukup signifikan bagi kebutuhan tanaman. Pada larutan apoplas batang tanaman tebu terdapat bakteri endofit pengikat N berkisar 14.1-37.5 Asis et al. 2004. Selain mengikat N dari udara, bakteri endofit melalui proses mineralisasi didalam tanah cukup menyumbangkan hara. Bakteri endofit juga menghasilkan fitohormon yang tidak kalah penting didalam memacu pertumbuhan tanaman. Bakteri endofit Bradyrhizobium japonicum dapat mensintesis fitohormon antara lain IAA, ABA, GA 3 , dan Zeatin Boiero et al. 2007. Hasil penelitian lapang, bakteri B. japonicum sebagai penghasil fitohormon dapat meningkatkan produktivitas kedelai Ressia et al. 2003. Hasil penelitian menunjukkan bahwa zat pengatur tumbuh selain dapat memacu pertumbuhan tanaman juga dapat meningkatkan senyawa metabolit sekunder. Pemberian 80 mg l -1 GA 3 pada tanaman Artemisia dapat meningkatkan kadar artemisinin dari 0.77 menjadi 1.3 Farooqi et al. 1996. Pemberian ABA dan GA3 dengan konsentrasi 5 µM dapat meningkatkan kandungan andrografolid masing-masing menjadi 3.02 dan 2.94 Anuradha et al. 2010. Produksi hormon oleh bakteri endofit diharapkan juga dapat meningkatkan metabolit sekunder tanaman. Kelebihan-kelebihan yang terdapat pada bakteri endofit dan pupuk P diharapkan dapat terimplementasi dalam budidaya tanaman sambiloto, sehingga dapat meningkatkan produksi maupun kadar andrografolid. Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh informasi hubungan konsorsium bakteri endofit dan fosfat terhadap pertumbuhan, produksi dan kadar andrografolid pada tanaman sambiloto di lapang. Bahan dan Metode Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Mikrobiologi dan Kebun Percobaan Balai Penelitian Tanaman Obat dan Aromatik Bogor Balittro, dari bulan Mei –Desember 2012. Bahan dan Alat Bahan yang digunakan adalah tanaman sambiloto aksesi Cimanggu Balittro, bakteri endofit dari hasil seleksi, bahan untuk perbanyakan isolat bakteri endofit. Pupuk yang digunakan adalah Urea, SP-36, dan KCl serta pupuk kandang. Alat- alat yang digunakan adalah alat-alat yang digunakan untuk di laboratorium dan di lapang. Metode Penelitian Penelitian ini menggunakan 2 konsorsium bakteri endofit yang terbaik dari hasil seleksi pada Bab 4 yaitu konsorsium 20 BB dan 20 CD. Rancangan percobaan yang digunakan adalah rancangan acak kelompok, terdiri dari 9 perlakuan, faktorial dan 3 ulangan. Faktor pertama adalah konsorsium bakteri endofit KBE yaitu 1 tanpa konsorsium bakteri endofit, 2 konsorsium bakteri endofit 20CD, dan 3 konsorsium bakteri endofit 20BB. Faktor kedua adalah dosis pupuk P yaitu a tanpa pupuk P, b 27 kg ha -1 P 2 O 27 kg ha -1 SP-36, dan c 54 kg ha -1 P 2 O 150 kg ha -1 SP-36. Persiapan lahan dan penanaman Petakan dibuat dengan ukuran 4 m x 2 m = 8 m 2 sebanyak 27 petak yang terbagi dalam 3 ulangan, masing-masing ulangan ada 9 petak sesuai perlakuan. Jarak petak dalam ulangan dan jarak antar ulangan 1 m, serta jarak tanamnya adalah 40 cm x 60 cm. Penanaman dilakukan setelah benih disemaikan terlebih dahulu selama ± 1 bulan, kemudian dipindahkan kedalam polibag selama ± 1 bulan. Bibit ditanam sebanyak 25 tanaman petak -1 . Seminggu sebelum bibit ditanam lubang tanam terlebih dahulu diberi pupuk kandang sebanyak 0.25 kg lubang -1 . Persiapan pemupukan Dosis P yang dipergunakan sesuai dengan standar operasional prosedur yang dihasilkan oleh Balittro. Dosis 27 kg ha -1 75 kg ha -1 SP-36 adalah 0.5 dari dosis SOP dan dosis 54 kg ha -1 P 150 kg ha -1 SP-36 sesuai SOP Yusron et al. 2005. Pupuk P dalam bentuk SP-36 diberikan sesuai perlakukan pada saat tanam. Urea diberikan dengan dosis 200 kg ha -1 yaitu ½ dosis diberikan pada saat tanaman berumur 4 MST dan dan ½ dosis lagi pada saat tanaman berumur 8 MST, serta KCl pada saat tanaman berumur 1 BST. Pengamatan dan panen Paramater yang diamati meliputi pertumbuhan tanaman yaitu tinggi tanaman, dan jumlah cabang primer dimulai 2-14 MST. Komponen hasil yang diukur antara lain bobot segar dan kering tajuk dan akar tanaman, nisbah daun batang -1 NDB, serapan hara N, P, dan K, kadar dan produksi andrografolid serta karakterisasi bakteri endofit. Karakter fisiologi yang diamati adalah laju asimilasi bersih LAB, laju tumbuh relatif LTR, nisbah luas daun NLD, luas daun LA dan indeks luas daun ILD. Kadar andrografolid yang diukur pada umur 8 MST fase vegetatif dan 14 MST mulai fase generatif menggunakan High Performance Liquid Chromatography HPLC di laboratorium Biofarmaka Institut Pertanian Bogor. Bakteri endofit diidentifikasi di laboratorium Indonesian Center for Biodiversity and Biotechnology ICBB, Bogor. Tanaman dipanen 4 kali yaitu pada umur 8, 10, 12, dan 14 MST. Aplikasi konsorsium bakteri endofit Konsorsium bakteri endofit diperbanyak dengan media TSA selama 2x24 jam. Suspensi bakteri endofit diberikan sesuai perlakuan dengan kepadatan populasi 10 10 cfu ml -1 sebanyak 100 ml tan -1 dimulai pada tanaman berumur 3 MST, dengan frekuensi 5 kali dan selang waktu 2 minggu yaitu pada tanaman berumur 3, 5, 7, 9, dan 11 MST. Cara aplikasi dengan menyemprotkan ke daun dan disiram ke tanah masing-masing sebanyak 50 ml.