Isolasi, Identifikasi, Serta Aplikasi Rhizobakteri Dan Pupuk Nitrogen Fosfat Dalam Mempengaruhi Mutu Fisiologis Benih Dan Pertumbuhan Tanaman Tetua Betina Jagung Hibrida

ISOLASI, IDENTIFIKASI, SERTA APLIKASI
RHIZOBAKTERI DAN PUPUK NITROGEN-FOSFAT DALAM
MEMPENGARUHI MUTU FISIOLOGIS BENIH DAN
PERTUMBUHAN TANAMAN TETUA BETINA
JAGUNG HIBRIDA

PITRI RATNA ASIH

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2016

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA

Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Isolasi, Identifikasi, serta
Aplikasi Rhizobakteri dan Pupuk Nitrogen-Fosfat dalam Mempengaruhi Mutu
Fisiologis Benih dan Pertumbuhan Tanaman Tetua Betina Jagung Hibrida adalah
benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan
dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang

berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari
penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di
bagian akhir tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Januari 2016
Pitri Ratna Asih
NIM A251130101

RINGKASAN
PITRI RATNA ASIH. Isolasi, Identifikasi, serta Aplikasi Rhizobakteri dan Pupuk
Nitrogen-Fosfat dalam Mempengaruhi Mutu Fisiologis Benih dan Pertumbuhan
Tanaman Tetua Betina Jagung Hibrida. Dibimbing oleh MEMEN SURAHMAN
dan GIYANTO.
Peningkatan produktivitas jagung dapat dilakukan dengan penggunaan
benih bermutu dari varietas unggul seperti hibrida dengan memperhatikan
kebutuhan nutrisi tanaman selama proses produksi di lapang. Nitrogen dan fosfat
merupakan unsur hara esensial yang dibutuhkan tanaman pada seluruh fase
hidupnya. Namun, ketersediaan unsur tersebut seringkali sedikit di dalam tanah.
Pemanfaatan rhizobakteri penambat nitrogen dan pelarut fosfat pada benih tetua

betina hibrida diharapkan dapat membantu pertumbuhan tanaman dengan
meningkatkan ketersediaan unsur N dan P. Penelitian ini bertujuan untuk
mendapatkan bakteri penambat N yang kompatibel dengan bakteri pelarut P dan
mampu meningkatkan mutu fisiologis benih serta pertumbuhan tanaman tetua
betina jagung hidrida.
Percobaan menggunakan benih tetua betina jagung hibrida varietas Bima-3
yaitu Nei 9008. Penelitian ini terdiri atas percobaan di laboratorium dan di lapang
dengan rangkaian sebagai berikut: (1) Isolasi, karakterisasi dan uji kompatibilitas
rhizobakteri, (2) Pengaruh aplikasi bakteri penambat nitrogen dan pelarut fosfat
terhadap viabilitas benih tetua betina jagung hibrida, dan (3) Pengaruh aplikasi
bakteri penambat nitrogen dan pelarut fosfat serta dosis pupuk nitrogen fosfat
terhadap pertumbuhan vegetatif tetua betina jagung hibrida. Isolasi dan
identifikasi rhizobakteri serta uji viabilitas benih yang diberi perlakuan
rhizobakteri dilakukan di Laboratorium Fisiologi dan Kesehatan Benih IPB.
Percobaan di lapang dilaksanakan di Balai Besar Padi Instalasi Kebun Percobaan
Muara, Bogor dan disusun dengan rancangan split plot RKLT menggunakan tiga
ulangan. Benih ditanam dalam polibag hingga usia tanaman 4 minggu. Petak
utama adalah dosis pupuk N dan P (0%, 25%, 50%, 75%, dan 100% dari dosis
rekomendasi), dan anak petak adalah perlakuan rhizobakteri.
Hasil menunjukkan bahwa bakteri penambat nitrogen berhasil diisolasi yaitu

35 isolat Azotobacter dan 42 isolat Actinomycetes dari beberapa lokasi di wilayah
Bogor. Sebanyak 25 isolat Azotobacter dan 29 isolat Actinomycetes memiliki
kemampuan menambat nitrogen. Bakteri penambat nitrogen diuji
kompatibilitasnya dengan bakteri pelarut fosfat. Bakteri yang kompatibel
diaplikasikan ke benih untuk dilihat pengaruhnya. Uji mutu fisiologis
menunjukkan bahwa perlakuan bakteri B8 (P24–AzL7), B9 (P24–AzL9), B15
(B28–AcCKB4), B20 (P24–AcCKB9), B23 (P24–AcCKB20), dan B24 (P24–
AcCKW5) mampu meningkatkan indeks vigor benih. Perlakuan B23 juga mampu
meningkatkan bobot kering kecambah normal.
Percobaan di lapang menunjukkan bahwa aplikasi dosis 100% pupuk N-P
nyata meningkatkan tinggi tanaman dan jumlah daun dibandingkan kontrol.
Aplikasi bakteri nyata meningkatkan tolok ukur vigor benih namun belum mampu
meningkatkan pertumbuhan vegetatif tanaman jagung hingga umur empat MST.
Kata kunci: Actinomycetes, Azotobacter, Isolasi, Mutu fisiologis benih

SUMMARY
PITRI RATNA ASIH. Isolation, Identification, and Application of Rhizobacteria
and Nitrogen Phosphate Fertilizer in Affecting Physiological Seed Quality, and
Growth of Female Parent of Maize Hybrid Seed. Supervised by MEMEN
SURAHMAN and GIYANTO.

Increased productivity of maize can be done with the use of quality seeds of
improved varieties such as hybrid by observing the nutrient requirements during
production process in the field. Nitrogen and phosphate are essential nutrients that
plants need during this phase of life. However, these element is often unavailable
in the soil. The used of nitrogen fixing and phosphate solibilizing bacteria can
help plant growth by increasing the availability of N and P. The objectives of this
study were to determine nitrogen fixing bacteria compatible with phosphate
solubilizing bacteria (PSB), and increased physiological seed quality and growth
of maize female parent.
This experiment using Nei 9008 seed, female parent of maize hibryd var.
Bima 3. The research consisted of laboratory and field experiments: (1) Isolation,
caracterization, and compatibility test of rhizobacteria, (2) Effect of N-fixing and
P solubilizing bacteria application on viability of maize female parent seed, and
(3) Effect of N-fixing and P solubilizing bacteria and nitrogen phosphate fertilizer
on vegetative growth of maize female parent. Isolation and identification of
rhizobacteria and viability test of treated seed was conducted at Seed Physiology
and Seed Health Laboratory IPB. Field experiment was conductes at Balai Besar
Padi Instalasi Kebun Percobaan Muara, Bogor and arranged in a split plot design
with three replications. Seeds planted in polybags until 4 weeks. The main plot
was dosage of N-P fertilizer (0%, 25%, 50%, 75%, dan 100% from

recommendation dosage), and the subplot was 12 rhizobacteria treatments.
The experiment successfully isolating N-fixing bacteria ie. 35 isolates
Azotobacter and 42 isolates Actinomycetes from several location in Bogor. There
were 25 isolates of Azotobacter and 29 isolates of Actinomycetes able to fixing
nitrogen. Isolated N-fixing bacteria were tested for compatibility with PSB and
used for seed treatment. Physiological quality test showed that bacteria treatment
of B8 (P24–AzL7), B9 (P24–AzL9), B15 (B28–AcCKB4), B20 (P24–AcCKB9),
B23 (P24–AcCKB20), and B24 (P24–AcCKW5) increased seed vigour. B23 was
also able to increase normal seedling dry weight.
The field experiment showed that 100% of recommended dosage fertilizer
increased plant height and number of leaves significantly. Bacterial treatment
significantly effected seed vigour but did not increase vegetative growth of maize
seedling until four weeks after planting.
Keyword: Actinomycetes, Azotobacter, Isolation, Physiological seed quality

© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2016
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau

tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB

ISOLASI, IDENTIFIKASI, SERTA APLIKASI
RHIZOBAKTERI DAN PUPUK NITROGEN-FOSFAT DALAM
MEMPENGARUHI MUTU FISIOLOGIS BENIH DAN
PERTUMBUHAN TANAMAN TETUA
BETINA JAGUNG HIBRIDA

PITRI RATNA ASIH

Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada
Program Studi Ilmu dan Teknologi Benih

SEKOLAH PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2016

Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: Dr Ir Heni Purnamawati, MScAgr

Judul Tesis

Nama
NIM

: Isolasi, Identifikasi, serta Aplikasi Rhizobakteri dan Pupuk
Nitrogen-Fosfat dalam Mempengaruhi Mutu Fisiologis Benih
dan Pertumbuhan Tanaman Tetua Betina Jagung Hibrida
: Pitri Ratna Asih
: A251130101

Disetujui oleh
Komisi Pembimbing

Prof Dr Ir Memen Surahman, MScAgr
Ketua

Dr Ir Giyanto, MSi
Anggota

Diketahui oleh

Ketua Program Studi
Ilmu dan Teknologi Benih

Dekan Sekolah Pascasarjana

Dr Ir Endah Retno Palupi, MSc

Dr Ir Dahrul Syah, MSc Agr

Tanggal Ujian: 28 Januari 2016

Tanggal Lulus:

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karunia-Nya sehingga tesis ini berhasil diselesaikan. Penelitian yang
dilaksanakan sejak bulan Februari 2015 ini berjudul Isolasi, Identifikasi, serta
Aplikasi Rhizobakteri dan Pupuk Nitrogen-Fosfat dalam Mempengaruhi Mutu
Fisiologis Benih dan Pertumbuhan Tanaman Tetua Betina Jagung Hibrida dalam
rangka mendapatkan gelar Magister Sains. Dengan terselesaikannya penulisan
tesis ini, penulis ucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Prof Dr Ir Memen Surahman, MScAgr dan Dr Ir Giyanto, MSi selaku komisi
pembimbing yang telah banyak memberikan arahan, bimbingan, motivasi dan
nasihat demi terselesaikannya tesis ini.
2. Dr Ir Endah Retno Palupi, MSc selaku ketua program studi Ilmu dan
Teknologi Benih dan seluruh dosen, karyawan serta teknisi atas semua ilmu
dan bantuannya.
3. Dr Ir Heni Purnamawati, MscAgr selaku penguji luar komisi atas semua kritik
dan sarannya.
4. Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi (DIKTI) atas Beasiswa Pendidikan
Pascasarjana Dalam Negeri (BPPDN) tahun 2013-2015

5. Lembaga Penelitian dan Pengabdian Masyarakat (LPPM) IPB serta DIKTI
atas bantuan dana dalam pelaksanaan penelitian ini dalam skema hibah
penelitian STRANAS (Strategis Nasional) tahun 2015
6. Ayah, ibu serta seluruh keluarga atas segala doa dan kasih sayangnya
7. Rekan-rekan pascasarjana ITB angkatan 2013 untuk semua kebersamaan dan
perjuangannya.
Penulis menyadari bahwa tulisan ini masih jauh dari sempurna, namun
penulis berharap semoga tesis ini bermanfaat bagi perkembangan ilmu
pengetahuan.
.

Bogor, Januari 2016
Pitri Ratna Asih

DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL

xii

DAFTAR GAMBAR

xii

DAFTAR LAMPIRAN

xii

1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Tujuan Penelitian

1
1
2

2 TINJAUAN PUSTAKA
Mutu Benih Jagung Hibrida
Peran Nitrogen dan Bakteri Penambat Nitrogen bagi Tanaman
Peran Fosfat dan Bakteri Pelarut Fosfat bagi Tanaman

2
2
3
5

3 METODE
6
Waktu dan Tempat Penelitian
6
Bahan Penelitian
6
Prosedur
7
Percobaan 1. Isolasi, Karakterisasi dan Uji Kompatibilitas Rhizobakteri
8
Percobaan 2. Pengaruh Aplikasi Bakteri Penambat Nitrogen dan Pelarut
Fosfat terhadap Viabilitas Benih Tetua Betina Jagung Hibrida
9
Percobaan 3. Pengaruh Aplikasi Bakteri Penambat Nitrogen dan Pelarut
Fosfat serta Dosis Pupuk N & P terhadap Pertumbuhan Vegetatif Tetua
Betina Jagung Hibrida
11
4 HASIL DAN PEMBAHASAN
Percobaan 1. Isolasi, Karakterisasi dan Uji Kompatibilitas Rhizobakteri
Percobaan 2. Pengaruh Aplikasi Rhizobakteri terhadap Viabilitas Benih
Tetua Betina Jagung Hibrida
Percobaan 3. Pengaruh Aplikasi Bakteri Penambat Nitrogen dan Pelarut
Fosfat serta Dosis Pupuk N & P terhadap Pertumbuhan Vegetatif Tetua
Betina Jagung Hibrida Varietas Bima 3

12
12

5 KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Saran

23
23
23

DAFTAR PUSTAKA

23

RIWAYAT HIDUP

37

17

19

DAFTAR TABEL
1
2
3
4

Hasil reaksi hipersensitif bakteri penambat nitrogen pada daun
tembakau
Indeks pelarutan fosfat beberapa mikroba pelarut fosfat pada media
pikovskaya
Pengaruh perlakuan bakteri penambat nitrogen dan pelarut fosfat
terhadap mutu fisiologis benih tetua betina jagung hibrida
Tinggi tanaman, jumlah daun, dan bobot kering tanaman tetua betina
jagung hibrida pada berbagai dosis pemupukan N dan P serta
perlakuan bakteri

13
16
18

21

DAFTAR GAMBAR
1

2
3
4
5
6
7
8

Diagram alir penelitian isolasi rhizobakteri dan pengaruh aplikasinya
dengan pupuk N-P terhadap mutu benih dan pertumbuhan vegetatif
tetua betina jagung.
Hasil isolasi Azotobacter dan Actinomycetes penambat nitrogen
Hasil uji reaksi hipersensitivitas isolat bakteri penambat nitrogen
Uji penambatan nitrogen menggunakan media Ashby Nitrogen Free
Medium
Uji pelarutan fosfat isolat bakteri pada media pikovskaya
Uji kompatibilitas antara bakteri penambat nitrogen dengan pelarut
fosfat
Pengaruh perlakuan bakteri terhadap daya tumbuh (%) benih tetua
betina jagung hibrida varietas Bima-3
Hasil pengujian rhizobakteri pada media spesifik pH 5.6

7
12
14
15
16
17
20
22

DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5

Deskripsi galur tetua betina Bima-3: Nei9008
Hasil isolasi Azotobacter pada media Nitrogen Free Mannitol
Hasil isolasi Actinomycetes pada media Starch Cassein Agar
Kompatibilitas antara bakteri penambat nitrogen dan pelarut fosfat
Hasil analisis tanah

28
29
32
34
36

1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Jagung (Zea mays L.) merupakan tanaman pangan nasional kedua setelah
padi dan perannya semakin meningkat sejalan bertambahnya jumlah penduduk.
Selain sebagai sumber karbohidrat, jagung juga kaya akan komponen pangan
fungsional seperti protein dan serat pangan yang dibutuhkan tubuh. Disamping itu,
industri peternakan yang semakin berkembang memerlukan lebih dari 55%
produksi jagung dalam negeri sebagai pakan. Komoditas ini juga digunakan
sebagai bahan baku industri, bahan ekspor nonmigas, dan sumber bioetanol
(Suarni & Yasin 2011).
Produksi jagung nasional belum dapat mencukupi konsumsi sehingga
pemerintah perlu melakukan importasi (BPS 2015). Peningkatan produksi jagung
untuk dapat memenuhi kebutuhan dalam negeri dapat dilakukan melalui
penggunaan benih hibrida bermutu. Varietas hibrida merupakan varietas unggul
hasil pemuliaan tanaman yang terbukti mampu berproduksi 15% lebih baik
dibandingkan varietas bersari bebas (Setimela et al. 2006). Menurut Ilyas (2012)
penggunaan benih bermutu dari varietas unggul akan menghasilkan tanaman yang
produktif dan lebih efisien.
Benih jagung hibrida didapatkan dari tongkol tanaman tetua betina. Menurut
Kepmentan (2007), rata-rata hasil produksi tetua betina jagung hibrida Varietas
Bima 3 yatu Nei 2008 hanya 1.60 ton ha-1. Hasil tersebut tergolong rendah dan hal
ini pula yang menyebabkan harga benih hibrida F1 mahal. Untuk itu, perlu
perlakuan yang dapat meningkatkan pertumbuhan tetua betina sehingga
menghasilkan benih hibrida dengan produktivitas dan mutu yang tinggi.
Saenong et al. (2005) memaparkan ada beberapa hal yang perlu
diperhatikan dalam penyediaan benih bermutu salah satunya yaitu teknik produksi
di lapang. Benih bermutu dapat dihasilkan melalui pemberian unsur nitrogen (N)
dan fosfat (P) dalam jumlah yang cukup. Nitrogen merupakan unsur esensial pada
pembentukan sel, penyusunan protein, sitoplasma, klorofil dan komponen sel
lainnya (Kraiser et al. 2011). Fosfat berfungsi dalam pembelahan sel,
pembentukan biji, transfer energi (ATP, ADP) dan pembentukan nucleoprotein.
Tanaman yang cukup P tidak mudah roboh dan lebih tahan penyakit (Czarnecki et
al. 2013). Pemberian dua unsur tersebut pada tahap produksi benih akan
menghasilkan benih bermutu tinggi tidak hanya secara fisiologis dan genetik
namun juga dari aspek kesehatan benihnya.
Masalah yang dihadapi adalah nitrogen dan fosfat tersedia di dalam tanah
seringkali sedikit. Nitrogen diambil tanaman dalam bentuk amonium (NH 4+) dan
nitrat (NO3-) (Bloom 2009). Namun, N dalam bentuk NH4+ dapat diikat oleh
mineral jenis illit sehingga tidak dapat digunakan oleh tanaman. Sedangkan N
dalam bentuk NO3- mudah dicuci oleh air hujan (leaching). Unsur P paling mudah
diserap oleh tanaman pada pH netral (6 – 7). Unsur P pada tanah masam
mengalami fiksasi oleh unsur Al dan Fe sedangkan jika tanah alkalis unsur P akan
diikat oleh Ca sehingga tidak dapat digunakan tanaman (Czarnecki et al. 2013).
Kebutuhan tanaman akan N dan P dapat dipenuhi dengan bantuan bakteri
penambat nitrogen dan bakteri pelarut fosfat. Bakteri penambat nitrogen seperti

2
Azotobacter dan Azospirillum mampu memfiksasi gas N2 dari udara dan
mengubahnya menjadi bentuk yang bisa dimanfaatkan oleh tanaman (Widiyawati
et al. 2014). Bakteri pelarut P memproduksi enzim fosfatase dan asam organik
yang bisa meningkatkan pelarutan fosfat. Beberapa jenis bakteri pelarut fosfat
antara lain Pseudomonas sp, Bacillus sp, Bukholderia sp, Mycobacterium dan
Flavobacterium (Subba Rao 1994). Hasil penelitian Widiyawati et al. (2014)
menunjukkan konsorsium Azotobacter-like dan Azospirillum-like mampu
mengurangi 25% penggunaan pupuk urea dan meningkatkan hasil hingga 8.59%.
Penelitian Hipi et al. (2013) menunjukkan bahwa aplikasi Actinomycetes pelarut
fosfat mampu meningkatkan tinggi tanaman dan produktivitas benih jagung
hibrida serta mampu mengurangi penggunaan pupuk SP-36 hingga 50% dari dosis
rekomendasi. Penggunaan bakteri ini juga berpotensi meningkatkan mutu benih
(Budiman 2012).
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan bakteri penambat N yang
kompatibel dengan bakteri pelarut P dan berpengaruh terhadap mutu fisiologis
benih serta pertumbuhan tanaman tetua betina jagung hidrida.

2 TINJAUAN PUSTAKA
Mutu Benih Jagung Hibrida
Penggunaan benih bermutu merupakan salah satu faktor penentu
keberhasilan penanaman secara ekonomis. Benih yang bermutu rendah akan
menghasilkan penanaman yang tidak seragam dengan presentase tumbuh rendah
dan dapat menjadi sumber inokulum bagi penyakit terbawa benih (seedborne)
tertentu. Mutu benih yang tinggi dicirikan oleh (1) tingkat kemurnian tinggi, (2)
daya berkecambah tinggi, (3) vigor tinggi, dan (4) bebas dari penyakit seedborne
(Ilyas 2012).
Mutu benih menyangkut mutu fisik, fisiologis, genetis, dan patologis. Benih
bermutu fisik tinggi secara visual memiliki keseragaman dari bentuk, ukuran,
warna dan berat per jumlah atau volume. Selain itu benih harus bersih dari:
campuran benih mati atau benih abnormal fisik (inferior), benih hampa, bagian
dari benih (kulit, endosperma, pecahan kotiledon) serta dari kotoran fisik seperti
pasir, tanah, tangkai atau daun kering. Mutu fisiologis mencerminkan kemampuan
benih untuk bisa hidup normal, mampu tumbuh cepat, dan merata dalam kisaran
keadaan alam yang cukup luas. Mutu fisiologis berhubungan dengan viabilitas
dan vigor. Mutu genetik menunjukkan kemurnian sesuai dengan identitas genetik
dari benih sumber (Sadjad 1993). Mutu patologis merujuk pada kesehatan benih.
BPPT (2008) menyebutkan bahwa penggunaan benih bermutu merupakan
langkah awal menuju keberhasilan dalam usahatani jagung. Benih yang bermutu,
jika ditanam akan tumbuh serentak pada saat 4 hari setelah tanam dalam kondisi
normal. Penggunaan benih bermutu akan lebih menghemat jumlah benih yang
ditanam. Penggunaan varietas unggul (baik hibrida maupun komposit)

3
mempunyai peranan penting dalam upaya peningkatan produktivas jagung.
Varietas hibrida terbukti mampu berproduksi lebih tinggi 15 – 20% daripada
varietas bersari bebas dan lebih tahan penyakit dengan penampilan yang lebih
seragam (Setimela et al. 2006). Jagung hibrida merupakan generasi F1 hasil
persilangan dua atau lebih galur murni (Singh 1987). Zubachtiroddin et al. (2007)
menyatakan bahwa untuk meningkatkan hasil pada areal yang tingkat
produktivitasnya masih rendah (< 5.0 ton ha-1), perlu adanya pergeseran
penggunaan jagung ke jenis hibrida dan komposit dengan benih bermutu.

Peran Nitrogen dan Bakteri Penambat Nitrogen bagi Tanaman
Nitrogen (N) merupakan unsur hara esensial (keberadaannya mutlak ada
untuk kelangsungan pertumbuhan dan perkembangan tanaman), dan dibutuhkan
dalam jumlah banyak sehingga disebut unsur hara makro. Nitrogen berfungsi
dalam pembentukan sel, penyusunan protein, sitoplasma, klorofil dan komponen
sel lainnya (Kraiser et al. 2011)) serta menghasilkan karbohidrat dari proses
fotosintesis, juga berperan dalam perkembangan sistem perakaran (Padmini &
Suwardi 1998). Tanaman yang kekurangan unsur N akan tumbuh lambat/kerdil,
daun hijau kekuningan, sempit, pendek dan tegak, dan daun-daun tua cepat
menguning lalu mati (Hardjowigeno 1992).
Akar tanaman menyerap nitrogen dalam bentuk amonia (NH4+) dan nitrat
(NO3-) (Salisbury & Ross 1995, Bloom 2009). Namun, N dalam bentuk NH4+
dapat diikat oleh mineral jenis illit sehingga tidak dapat digunakan oleh tanaman.
Sedangkan N dalam bentuk NO3- mudah dicuci oleh air hujan (leaching). Selain
itu, kehilangan nitrogen di dalam tanah juga dapat terjadi melalui penguapan
seperti N2, N2O dan NH3. Mekanisme kehilangan N dalam bentuk gas N2 tersebut
bisa disebabkan oleh proses denitrifikasi oleh mikroorganisme atau reaksi kimia
akibat drainase dan tata udara yang buruk (Hardjowigeno 1992). Penguapan gas
NH3 terjadi akibat dari pemupukan pada tanah alkalis (Armiadi 2007).
Sumber utama N tanaman berasal dari gas N2 atmosfir. Kadar gas nitrogen
di atmosfir bumi sekitar 79% dari volumenya. Walaupun jumlahnya sangat besar
tetapi belum dapat dimanfaatkan oleh tanaman tingkat tinggi, kecuali telah
menjadi bentuk yang tersedia. Kebutuhan nitrogen untuk komoditas pertanian
pada umumnya dipenuhi dengan dua cara yaitu (1) pupuk kimia/buatan, manure
dan/atau mineralisasi dari bahan organik, dan (2) melalui penambatan N2 oleh
mikroorganisme (Armiadi 2007).
Pemberian pupuk yang mengandung nitrogen seperti Urea, ZA, dan NPK
dapat meningkatkan kandungan nitrogen dalam tanah yang dapat segera diserap
tanaman (Ristiati et al. 2008). Namun demikian, setiap pupuk yang ditambahkan
ke dalam tanah akan mengalami berbagai macam reaksi dan mempengaruhi sifat
fisika, kimia dan biologi tanah (Sutedjo et al. 1991). Pemupukan berlebih juga
menyebabkan tercemarnya lingkungan oleh unsur nitrat, nitrit, dan gas N2O,
tanaman mudah terserang hama dan penyakit, mudah rebah, dan perkembangan
gulma lebih cepat (Hardjowigeno 1992).
Kebutuhan nitrogen tanaman mampu disuplai dengan adanya sekelompok
bakteri tanah yang bersimbiosis dengan tanaman leguminosa seperti Rhizobium
ataupun hidup bebas seperti Azotobacter dan Azospirillum. Penambatan N2 oleh

4
mikroba ditentukan oleh adanya enzim nitrogenase. Nitrogen organik yang
berhasil difiksasi oleh bakteri tersebut kemudian diubah menjadi amonia melalui
proses deaminasi atau diubah terlebih dahulu menjadi senyawa nitrat secara
nitrifikasi (Ristiati et al. 2008). Selain itu, bakteri tipe ini mampu menambat nitrat
dengan mengoksidasi ion ammonium pada tanah sehingga dapat terikat dengan
kuat pada komponen-komponen humus yang menyebabkan nitrat tidak mudah
terbilas keluar tanah (Schlegel & Schmidt 1994).
Menurut Postgate (1998) reaksi enzimatik dari proses penambatan N2
adalah sebagai berikut:
N2 + 8H+ + 8e- + 16ATP

2NH3 + 16ADP + 16P + H2

Reaksi proses penambatan nitrogen tersebut terjadi karena N2 terikat oleh
enzim nitrogenase. Dari persamaan dapat diketahui bahwa, 2 mol amonia
terbentuk dari 1 mol gas nitrogen, memerlukan 16 mokekul ATP dan suplai
elektron (Ferredoxin) dan proton (Wibowo 2008). Berkaitan dengan kebutuhan
energi secara biologi, nitrogenase merupakan enzim yang membutuhkan energi
yang besar. Energi ATP dan elektron feredoksin mereduksi protein Fe sebagai
reduktor. Reduktor ini mereduksi protein MoFe yang kemudian mereduksi N2
menjadi NH3 dengan hasil sampingan berupa gas H2 (Postgate 1998). Gen yang
mengatur proses penambatan ini adalah gen nif (singkatan nitrogen – fixation).
Gen-gen nif ini berbentuk suatu rantai, tidak terpencar ke dalam sejumlah DNA
yang sangat besar yang menyusun kromosom bakteri, tetapi semuanya
terkelompok dalam suatu daerah.
Inolukasi bakteri penambat nitrogen sudah sering dilakukan namun hasilnya
masih bervariasi yang terkadang tidak dapat meningkatkan hasil. Kontribusi
rizobakteri hidup bebas terhadap nitrogen tanah adalah sekitar 15 kg N/ha/tahun
sedangkan kontribusi bakteri pemfiksasi nitrogen simbiosis yang mencapai 24584 kg N/ha/t (Shantharam & Mattoo 1997).
Azotobacter
Azotobacter merupakan bakteri pemfiksasi nitrogen bebas non simbiotik
yang melimpah di daerah rhizosfer lahan pertanian (Mazinani et al. 2012). Bakteri
famili Azotobacteraceae ini termasuk ke dalam golongan Gram negatif. Selnya
berukuran 1.5 – 2.0 μ m dan bervariasi dalam bentuk batang hingga bulat,
polimorfik, tidak beraturan dan terkadang membentuk rantai panjang yang
bergerak dengan peritrichous flagella. Kisaran pH optimal untuk pertumbuhan
dan penambatan nitrogen adalah 7 – 7.5 namun bisa tumbuh pada pH 4.5 - 8.5
dengan adanya nitrogen tambahan (Holt et al. 1994).
Bakteri ini mampu menambat nitrogen dalam jumlah yang cukup tinggi,
bervariasi ± 2 - 15 mg nitrogen/gram sumber karbon yang digunakan (Subba Rao
1994). Azotobacter bersifat aerob obligat namun dapat tumbuh dengan tekanan
oksigen rendah. Kapsul lendir tebal yang diproduksinya diduga membantu
melindungi enzim nitrogenase dari O2. Genus ini terdiri dari enam spesies, yaitu A.
armeniacus, A. beijerinckii, A. chrococcum, A, nigricans, A. paspali dan A.
vinelandi. Setiap spesies menghasilkan pigmen yang dapat larut dalam air
sehingga menimbulkan warna yang khas pada lingkungan habitatnya. Di samping

5
memfiksasi nitrogen, Azotobacter juga menghasilkan thiomin, riboflavin, nicotin,
indol acitic acid dan giberelin. (Holt et al. 1994).
Sejumlah kajian mengindikasikan bahwa Azotobacter merupakan
rizobakteri yang selalu terdapat di tanaman serealia seperti jagung (Hindersah et
al. 2000) maupun sayuran (Hindersah & Setiawati 1997).
Actinomycetes
Actinomycetes merupakan bakteri Gram positif yang pernah
diklasifikasikan sebagai fungi, hal ini dikarenakan struktur Actinomycetes
membentuk filament lembut yang sering disebut hyfa atau mycelia. Selnya
berbentuk batang dan bersifat anaerob atau fakultatif. Actinomycetes merupakan
bakteri yang bereproduksi dengan pembelahan sel, rentan terhadap penisilin,
tetapi tahan terhadap zat antifungi (Rao 2001).
Actinomycetes banyak ditemukan di dalam tanah. Ciri khas dari koloni ini
adalah ketika ditumbuhkan secara in vitro di media agar koloninya memiliki bau
tanah. Sehingga, diduga bahwa bau yang selama ini menjadi ciri khas tanah
tersebut memang merupakan hasil dari aktivitas metabolisme bakteri ini (Raut &
Bajekal 2009).
Keberadaan Actinomycetes dalam tanah telah banyak dikaji peneliti.
Selama ini, penelitian tentang Actinomycetes sebagian besar terkait dengan
potensi bakteri ini dalam menghasilkan antibiotik. Streptomyces merupakan genus
dari Actinomycetes yang paling banyak ditemukan di tanah dan kompos serta
paling banyak menghasilkan antibiotik (Waksman 1967) antara lain: streptomycin
yang dihasilkan oleh Streptomyces griseus, aureomisin yang dihasilkan oleh
S. aureofaciens, oleandomycin yang dihasilkan oleh S. antibioticus, spiramycin
yang dihasilkan oleh S. ambofaciens, dan eritromisin yang dihasilkan oleh
S. erythreus (Oskay et al. 2004).
Selain kemampuannya dalam memproduksi antibiotik, ada beberapa
spesies Actinomycetes yang mampu menambat nitrogen. Diantara jenis
Actinomycetes, Frankia merupakan genus yang dinilai mampu menambat nitrogen
paling baik. Frankia membentuk bintil akar pada delapan jenis famili tanaman
yang berbeda. Genus ini bersimbiosis dengan tanaman pohon non legum dengan
membentuk bintil akar seperti pada genus Casuarina, Comptonia, Alnus, dan
Elaeagnus (Tjepkema et al. 2002).
Beberapa jenis Actinomycetes non Frankia juga dilaporkan mampu
menambat nitrogen. Jenis ini membentuk hifa bercabang pada media agar dan
membentuk filamen ketika ditumbuhkan pada media cair (Valdes et al. 2005).
Seperti dilaporkan oleh Raut dan Bajekal (2009) mampu mengisolasi enam isolat
Actinomycetes non Frankia dari danau salin dan alkalis di India yang mampu
menambat nitrogen.
Peran Fosfat dan Bakteri Pelarut Fosfat bagi Tanaman
Salah satu hara yang dibutuhkan oleh tanaman adalah fosfat. Fosfat
dibutuhkan hampir di seluruh siklus kehidupan tanaman sehingga unsur ini
digolongkan sebagai hara makro esensial. Fosfat berperan dalam proses
pemecahan karbohidrat, transfer energi, pembelahan sel, pembentukan
nucleoprotein, pertumbuhan akar, mempercepat kematangan serta produksi buah

6
dan biji. Tanaman yang kekurangan unsur P akan memiliki gejala: pembentukan
buah/dan biji berkurang, kerdil, daun berwarna keunguan atau kemerahan
(Hardjowigeno 1992).
Fosfat merupakan faktor pembatas dalam produktivitas tanaman karena
konsentrasi terlarutnya dalam tanah sangat rendah akibat fiksasi tinggi sehingga P
tersedia sedikit. Fosfat paling mudah diserap oleh tanaman pada pH netral (6 – 7).
Unsur P pada tanah masam mengalami fiksasi oleh Al dan Fe sedangkan jika
tanah alkalis unsur P akan diikat oleh Ca sehingga tidak dapat digunakan tanaman
(Hardjowigeno 1992). Selain itu, pada tanah di daerah dengan curah hujan tinggi
kehilangan P sangat besar karena proses run off dan erosi (Lestari et al. 2011).
Pemberian pupuk P sintetik dalam jumlah besar dapat menyebabkan
semakin cepatnya transformasi P ke bentuk yang tidak larut, akibatnya persentase
P yang tersedia bagi tanaman sedikit. Bakteri pelarut fosfat berperan dalam
melarutkan P anorganik tidak larut menjadi bentuk yang bisa diserap tanaman.
Bakteri pelarut fosfat antara lain Pseudomonas sp., Bacillus sp., Bukholderia sp.,
Mycobacterium dan Flavobacterium (Premono et al. 1994).
Bakteri ini mensekresikan sejumlah asam organik berbobot molekul rendah
seperti sitrat, glutamat, suksinat, laktat, oksalat, glioksalat, malat, fumarat, tartarat
dan alfa ketobutirat (Ivanova et al. 2006). Asam organik ini akan bereaksi dan
membentuk komplek organik stabil dengan kation-kation pengikat fosfat seperti
Al3+, Fe3+, Ca2+, atau Mg2+ sehingga mampu membebaskan ion fosfat terikat
sehingga dapat diserap oleh tanaman (Suriadikarta & Simanungkalit 2006). Asamasam organik tersebut akan menurunkan pH serta memecahkan ikatan pada
beberapa bentuk senyawa fosfat sehingga akan meningkatkan ketersediaan fosfat
dalam tanah (Subba Rao 1994). Reaksi pelarutan fosfat tersebut dibantu oleh
enzim fosfatase yang dihasilkan oleh bakteri tersebut (De Freitas et al. 1997).
Inokulasi bakteri pelarut P seperti Pseudomonas sudah banyak dilakukan dan
terbukti mampu meningkatkan mutu benih jagung hibrida (Budiman 2012),
pertumbuhan kapas (Egamberdiyeva et al. 2006) serta kedelai (Noor 2003).

3 METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilaksanakan pada Bulan Februari - November 2015 di
Laboratorium Fisiologi dan Kesehatan Benih Departemen Agronomi dan
Hortikultura IPB, Laboratorium Bakteri Departemen Proteksi Tanaman IPB, dan
Balai Besar Padi Instalasi Kebun Percobaan Muara, Bogor.
Bahan Penelitian
Benih yang digunakan adalah tetua betina jagung hibrida varietas Bima-3
yaitu Nei 9008 (Lampiran 1) yang diperoleh dari Maros, Sulawesi Selatan. Kadar
air awal benih adalah 8.9 % dengan daya berkecambah 76 %. Benih disimpan
dalam kemasan plastik pada suhu 20 oC sebelum digunakan untuk penelitian.
Isolat bakteri pelarut fosfat yang digunakan adalah Pseudomonas kelompok
fluorescens, Bacillus, dan Actinomycetes, koleksi Laboratorium Bakteriologi

7
Departemen Proteksi Tanaman IPB yang sudah digunakan dalam penelitian
Budiman (2012).
Prosedur
Penelitian ini terdiri dari tiga percobaan. Diagram alir pelaksanaan
penelitian dapat dilihat pada Gambar 1.
Persiapan Percobaan
Percobaan I
Isolasi, Karakterisasi dan Uji Kompatibilitas
Rhizobakteri
Output Percobaan I:
24 kombinasi kompatibel terpilih
antara bakteri pelarut P dengan
penambat N
Percobaan II
Pengaruh Aplikasi Bakteri Penambat Nitrogen
dan Pelarut Fosfat terhadap Viabilitas Benih
Tetua Betina Jagung Hibrida
Output Percobaan II:
12 kombinasi kompatibel
terseleksi antara bakteri pelarut P
dengan penambat N
Percobaan III
Pengaruh Aplikasi Bakteri Penambat Nitrogen
dan Pelarut Fosfat dan Dosis Pupuk N & P
terhadap Pertumbuhan Vegetatif Tetua Betina
Jagung Hibrida
Output Percobaan III:
1. Enam kombinasi kompatibel
terseleksi antara bakteri
pelarut P dengan penambat N
2. Dosis pupuk P dan N optimal

Gambar 1 Diagram alir penelitian isolasi rhizobakteri dan pengaruh aplikasinya
dengan pupuk N-P terhadap mutu benih dan pertumbuhan vegetatif
tetua betina jagung.

8
Metode Penelitian
Percobaan 1. Isolasi, Karakterisasi dan Uji Kompatibilitas Rhizobakteri
Percobaan ini bertujuan untuk mengisolasi rhizobakteri yang dapat
menambat nitrogen dan non patogen bagi tanaman. Rhizobakteri penambat
nitrogen tersebut juga diuji kompatibilitasnya dengan bakteri pelarut fosfat.
Isolasi dan Karakterisasi Bakteri Penambat Nitrogen
Tanah diambil dengan metode composite sampling dari beberapa lokasi,
yakni Muara, Cikabayan, Cikarawang, Leuwikopo, dan Sawah Baru. Setiap lokasi
diambil 5 titik pengambilan sampel secara acak pada kedalaman 15 cm di sekitar
perakaran tanaman jagung. Tanah kemudian dikompositkan dan dimasukan ke
kantong plastik lalu dibawa ke laboratorium (Hyde et al. 2009).
Isolasi bakteri penambat nitrogen dilakukan dengan cara memasukkan
tanah sebanyak 10 gram ke dalam erlenmeyer berisi 90 mL larutan fisiologis
(NaCl 0.85%) sebagai pengenceran 10-1. Suspensi tersebut dikocok dengan
menggunakan shaker pada kecepatan 150 rpm selama 30 menit. Selanjutnya
diambil 1 mL larutan dari tabung reaksi dan dimasukkan kedalam 9 mL larutan
fisiologis pada tabung reaksi lain (10-2) kemudian dibuat serial pengenceran
sampai 10-4 (Waluyo 2008).
Bakteri diisolasi dengan metode tuang (pour plate method). Sebanyak 0.1
mL dari pengenceran 10-3 dan 10-4 dimasukkan kedalam cawan petri steril
bersamaan dengan media agar yang masih cair bersuhu 45 oC dan diinkubasi
selama 3 hari pada suhu ruang (Fankhauser 2010). Bakteri penambat nitrogen
yang diisolasi adalah Azotobacter dan Actinomycetes. Isolasi Azotobacter
menggunakan media Nitrogen Free Mannitol Agar (NFM) dengan komposisi 0.9
g K2HPO4, 0.1 g KH2PO4, 0.1 g MgSO4.7H2O, 0.1 g CaCl2.2H2O, 0.005 g
Na2MoO4.2H2O, 0.0125 g FeSO4.7H2O, 5 g Manitol, 20 g Agar Bacto, sedangkan
isolasi Actinomycetes menggunakan media Starch Casein Agar (SCA)
berdasarkan Kuster dan Williams (1964) dengan komposisi 10 g starch, 0.3 g
casein, 2 g KNO3, 2 g NaCl, 2 g K2HPO4, 0.05 g MgSO4.7H2O, 0.02 g CaCO3,
0.01 g FeSO4.7H2O, 20 g agar bacto, masing-masing komposisi tersebut
dilarutkan dalam 1 L akuades kemudian disterilisasi dengan autoclave suhu 121
o
C selama 15 menit. Seluruh proses isolasi hingga pengkulturan bakteri dilakukan
di dalam laminar air flow cabinet dalam kondisi aseptik.
Pengujian Hypersensitive Reaction (HR)
Pengujian HR bertujuan untuk menyeleksi isolat bakteri non patogen
tanaman. Isolat bakteri ditumbuhkan pada media nutrient broth (NB) dan dikocok
menggunakan shaker dengan kecepatan 150 rpm selama 24 jam. Isolat cair
tersebut (kerapatan 108 - 109 cfu mL-1) kemudian diambil sebanyak 1 mL
menggunakan jarum suntik steril kemudian diinjeksikan ke permukaan bawah
daun tembakau secara perlahan. Perubahan yang terjadi pada daun tembakau
diamati, jika spot yang disuntikkan menunjukkan gejala nekrosis (HR+) maka
mengindikasikan mikroba tersebut merupakan patogen tanaman. Isolat dengan
HR+ tidak diuji lebih lanjut (Schaad et al. 2001).

9

Karakterisasi dan Pengujian Kemampuan Bakteri Penambat Nitrogen dalam
Menambat N
Bakteri penambat nitrogen yang terseleksi kemudian dikarakterisasi secara
morfologi dengan melakukan pengamatan terhadap koloni bakteri meliputi
bentuk, elevasi, tepian, dan warna sesuai prosedur Bergey's Manual of
Determinative Bacteriology (Holt et al. 1994). Selain itu, dilakukan pula
pengujian kemampuan bakteri penambat nitrogen dalam menambat nitrogen bebas
dengan menumbuhkannya pada media agar yang tidak mengandung nitrogen.
Media yang digunakan adalah Ashby’s Nitrogen Free Mannitol Agar (Raut &
Bajekal 2009, Franco-Correa et al. 2010). Komposisi dari media Ashby adalah 10
g mannitol, 0.5 g K2HPO4, 0.2 g MgSO4.7H2O, 0.2 g NaC1, MnSO4 (trace), FeCl
(trace) dalam 1 L akuades (Sen & Sen 1965). Bakteri yang mampu tumbuh pada
media tersebut selama 7 hari waktu inkubasi mengindikasikan bakteri tersebut
mampu menambat nitrogen bebas dari udara.
Seleksi Bakteri Pelarut Fosfat Berdasarkan Kemampuan dalam Melarutkan P
Bakteri pelarut fosfat yang digunakan adalah isolat bakteri dari penelitian
sebelumnya (Budiman 2012) sebanyak 15 isolat. Bakteri-bakteri tersebut diseleksi
kembali dan hanya dipilih enam isolat saja. Penyeleksian bakteri pelarut fosfat
didasarkan pada kemampuan bakteri tersebut dalam melarutkan P pada media
Pikovskaya (Subba-Rao 1999), dengan komposisi 10 g glukosa, 5 g Ca3HPO4, 0.5
g (NH4)2SO4, 0.2 g KCl, 0.1 g MgSO4.7H2O, 0.5 g ekstrak khamir, 25 mg MnSO4,
25 mg FeSO4, dan 20 g agar Bacto dalam 1 L akuades. Isolat bakteri berumur 24 48 jam diambil sedikit dengan menggunakan tusuk gigi steril hingga membentuk
sebuah titik pada media Pikovskaya (Nugraha et al. 2014). Inkubasi dilakukan
selama 7 hari. Kemampuan bakteri dalam melarutkan P dapat dilihat dari nilai
Indeks Pelarutan (IP). Indeks Pelarutan diperoleh dengan cara menghitung
perbandingan antara diameter zona bening dan diameter koloni bakteri.
Uji Kompatibilitas antara Bakteri Penambat Nitrogen dan Bakteri Pelarut
Fosfat
Uji kompatibilitas dilakukan dengan metode Dual Culture dengan cara
meneteskan 0.01 mL suspensi bakteri penambat nitrogen pada kertas saring
berdiameter 5 mm yang ditempatkan pada cawan petri yang berisi media agar
Nutrient Agar (NA) yang telah disebar dengan 0.1 mL suspensi biakan bakteri
pelarut fosfat (BPF). Sebagai pembanding dilakukan juga pengujian dengan
menukar posisi antara dua jenis bakteri yang diuji. Bakteri diinkubasi pada selama
5 hari dan diamati muncul tidaknya zona bening di sekitar kertas saring.

Percobaan 2. Pengaruh Aplikasi Bakteri Penambat Nitrogen dan Pelarut
Fosfat terhadap Viabilitas Benih Tetua Betina Jagung Hibrida
Percobaan 2 bertujuan untuk menyeleksi perlakuan rhizobakteri yang tidak
toksik terhadap benih (tidak menurunkan viabilitas). Percobaan disusun

10
menggunakan Rancangan Acak Lengkap 1 faktor yaitu rhizobakteri. Perlakuan
rhizobakteri yang digunakan adalah 24 kombinasi kompatibel terseleksi hasil
Percobaan 1. Dua belas kombinasi antara BPF dan Azotobacter dan 12 pasang
isolat BPF dengan Actinomycetes. Masing-masing perlakuan diulang empat kali
dengan 25 butir benih setiap ulangan. Berikut perlakuan yang digunakan pada
Percobaan 2:
B0
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
B8
B9
B10
B11
B12
B13

= Kontrol tanpa bakteri (akuades)
= Kontrol tanpa bakteri (NB)
= AB3 – AzSB1
= AB3 – AzSB2
= B28 – AzL4
= B28 – AzLB3
= P14 – Az L4
BPF = P14 – AzLB4
Azotobacter
= P24 – AzL7
= P24 – AzL9
= P24 – AzCKW2
= P31 – AzL7
= P31 – AzL9
= P31 – AzCKW7

B14
B15
B16
B17
B18
B19
B20
B21
B22
B23
B24
B25

= AB3 – AcSB2
= B28 – AcCKB4
= B28 – AcCKB6
= P14 – AcCKW7
= P24 – AcBBP13
= P24 – AcCKB4 BPF = P24 – AcCKB9 Actinomycetes
= P24 – AcCKB12
= P24 – AcCKB18
= P24 – AcCKB20
= P24 – AcCKW5
= P24 – AcSB4

Bakteri dibiakkan pada media NB dan dikocok selama 48 jam (150 rpm)
hingga diperoleh kerapatan 108 - 109 cfu mL-1. Benih yang telah didesinfeksi
permukaan dengan natrium hipoklorit 1% selama 1 menit kemudian direndam
menggunakan suspensi bakteri selama 12 jam dengan perbandingan antara benih
dan suspensi bakteri adalah 1 : 1.2 (b/v). Benih ditanam dengan pada media kertas
dengan metode UKDdp (Uji Kertas Digulung Didirikan dalam Plastik). Variabel
yang diamati meliputi: (1) Daya berkecambah, dihitung dari persentase jumlah
kecambah normal pada pengamatan hitungan ke-1 (4 hari) dan pengamatan
hitungan ke-2 (7 hari), (2) Indeks Vigor, dihitung dari persentase kecambah
normal pada pengamatan hitungan ke-1, (3) Potensi Tumbuh Maksimum, dihitung
dari persentase kecambah normal dan abnormal dari total benih yang ditanam (3)
Kecepatan Tumbuh Benih (KCT), dihitung berdasarkan jumlah pertambahan
persentase kecambah normal/etmal (1 etmal = 24 jam), diamati hingga
pengamatan hitungan ke-2, dan (4) Bobot Kering Kecambah Normal (BKKN),
dilakukan dengan cara mengeringkan kecambah normal yang endospermnya telah
dibuang di dalam oven pada suhu 60 OC selama 3 x 24 jam, setelah itu dihitung
bobot kering kecambah normalnya.
Model linier rancangan percobaan RAL yang digunakan adalah sebagai
berikut :
Yij = µ + αi + εij
Keterangan :
Yijk
µ
αi
εijk

= Nilai pengamatan pada rhizobakteri ke-i dan ulangan ke-j
= Nilai rataan umum
= pengaruh utama faktor rhizobakteri
= pengaruh acak yang menyebar normal

11
Percobaan 3. Pengaruh Aplikasi Bakteri Penambat Nitrogen dan Pelarut
Fosfat serta Dosis Pupuk N & P terhadap Pertumbuhan
Vegetatif Tetua Betina Jagung Hibrida
Percobaan 3 bertujuan untuk melihat pengaruh aplikasi rhizobakteri
penambat nitrogen dan pelarut fosfat serta pupuk N-P terhadap pertumbuhan
vegetatif tetua betina jagung hibrida hingga 4 MST. Percobaan disusun
menggunakan rancangan petak terbagi (Split Plot Design) RKLT. Petak utama
adalah dosis pupuk N dan P yaitu: 0, 25%, 50%, 75%, dan 100% dari dosis
rekomendasi (300 kg ha-1 Urea dan 200 kg ha-1 SP-36). Anak petak adalah 12
perlakuan bakteri terseleksi hasil Percobaan 2 sebagai berikut:
B0
B3
B8
B9
B10
B12
B13

= Kontrol tanpa bakteri (NB)
= AB3 – AzSB2
= P24 – AzL7
BPF = P24 – AzL9
= P24 – AzCKW2 Azotobacter
= P31 – AzL9
= P31 – AzCKW7

B15
B17
B20
B21
B23
B24

= B28 – AcCKB4
= P14 – AcCKW7
= P24 – AcCKB9 BPF = P24 – AcCKB12 Actinomycetes
= P24 – AcCKB20
= P24 – AcCKW5

Kombinasi dari dua faktor tersebut menghasilkan 65 perlakuan. Setiap
perlakuan diulang tiga kali dan setiap ulangan terdiri dari tiga tanaman, sehingga
total percobaan terdiri dari 585 tanaman dalam polibag.
Tanah yang digunakan dianalisis di laboratorium terlebih dahulu untuk
memastikan bahwa kandungan P dan N rendah atau sedang. Hasil analisis tanah
disajikan pada Lampiran 5. Aplikasi bakteri pada benih sama dengan prosedur
perendaman benih pada Percobaan 2. Benih yang telah diberi perlakuan ditanam
pada media tanah dalam polibag selama satu bulan. Tanah dimasukkan ke dalam
polybag berukuran 30 cm x 30 cm x 30 cm. Benih ditanam sebanyak dua benih
per polibag. Penjarangan menjadi satu tanaman per polibag dilakukan pada saat
tanaman berumur 1 MST. Pemupukan dilakukan pada umur 1 MST. Dosis urea
dan SP-36 diberikan sesuai perlakuan dan dikonversi sesuai kebutuhan tanaman
per polibag. Pupuk KCl juga diaplikasikan pada 1 MST dengan dosis 100 kg ha-1.
Peubah yang diamati meliputi: (1) Daya tumbuh, dihitung dari persentasi
jumlah benih yang tumbuh pada saat tanaman berumur 7 HST, (2) Tinggi
tanaman, dengan cara menghitung dari pangkal batang tanaman diatas tanah
sampai titik tumbuh tanaman, (3) Jumlah daun, dilakukan dengan cara
menghitung jumlah daun yang telah membuka secara sempurna, dan (4) Bobot
kering tanaman, dilakukan dengan cara mengeringkan tanaman berumur 4 MST
dalam oven pada suhu 80 OC selama 5 x 24 jam, setelah itu ditimbang bobot
keringnya.
Model linier rancangan split plot RKLT yang digunakan adalah:
Yijk  µ  K k  α i  δ ik  β j  αβ ij  ε ijk

dimana:
Yijk
= nilai pengamatan pada faktor A taraf ke-i faktor B taraf ke-j dan ulangan
ke k

12

Kk
i
ik
j
ij)
(
ijk

= merupakan kompone
ponen aditif dari rataan
= pengaruh utama ke
kelompok
= pengaruh utama fa
faktor A
= komponen acakk da
dari petak utama yang menyebar normal(0, 2)
= pengaruh utama fa
faktor B
= merupakan kompone
ponen interaksi dari faktor A dan faktor B
= merupakan pengar
garuh acak dari anak petak juga menyebar norm
rmal (0, 2).

Data dianalisis mengg
enggunakan sidik ragam untuk mengetahui
hui pengaruh
perlakuan. Apabila analisi
isis ragam menunjukkan keragaman nyata di
dilanjutkan
dengan Duncan’s Multiple
ple R
Range Test (DMRT) taraf 5%.

4 HA
HASIL DAN PEMBAHASAN
Percobaan 1. Isolasi, Karak
arakterisasi dan Uji Kompatibilitas Rhizobak
obakteri
Isolasi dan Karakterisasii B
Bakteri Penambat Nitrogen
Isolasi bakteri penam
ambat nitrogen dilakukan dengan menggunaka
unakan media
selektif yaitu NFM dan S
SCA. Koloni yang tumbuh pada media NF
FM diduga
merupakan Azotobacter yan
yang ditandai dengan karakter morfologi beni
bening seperti
tetesan air, permukaan cem
cembung dengan ukuran koloni kecil (Sarasw
aswati et al.
2007) (Gambar 2A). Koloni
oni yang diduga Actinomycetes yang muncul
ul pa
pada media
SCA ditandai dengan ciri-c
ri-ciri koloni berwarna putih, diameter (3-20
20 m
mm), awal
terbentuk permukaan licinn llama kelamaan bertepung (Agrios 2005) (Ga
Gambar 2B).
Sebanyak 35 isolat Azotobac
obacter dan 42 isolat Actinomycetes diperoleh
oleh dari lima
lokasi di daerah Bogor. Set
etiap isolat hasil isolasi memiliki morfologi kol
koloni yang
bervariasi walaupun ada bebe
beberapa koloni yang tampak serupa (Lampiran
ran 2 dan 3).

A

B

Gambar 2 Hasil isolasi mikr
mikroba penambat nitrogen: A. Azotobacter pa
pada media
NFM (tanda pana
panah) dan B. Actinomycetes di media SCA (tanda
tanda panah)
Uji Reaksi Hipersensitifitas
itas
ntara bakteri
Uji reaksi hipersensi
sensitifitas dilakukan untuk membedakan anta
digunakan
yang bersifat patogenik da
dan non patogenik. Tanaman indikator yangg di
hadap bakteri
adalah tembakau karena da
daun tembakau bersifat hipersensitif terhada
positif dengan
patogen. Bakteri patogenn aakan menimbulkan reaksi hipersensitif posit

13
ditandai dengan munculnya nekrosis berwarna cokelat dan daun tembakau
menjadi seperti kertas (Gambar 3).
Tabel 1 Reaksi hipersensitif bakteri penambat nitrogen pada daun tembakau
Isolat Hipersen
Isolat
Hipersen
Isolat
Hipersen
Isolat
bakteri sitifitas
bakteri
sitifitas
bakteri
sitifitas
bakteri
Azotobacter
AzL1
+
AzL9
AzCKB4
AzL2
AzBBP1
AzCKB5
AzL3
AzBBP2
AzCKB8
AzL4
AzBBP3
AzCKW1
AzL5
AzBBP4
AzCKW2
AzL6
+
AzCKB1
AzCKW3
AzL7
AzCKB2
AzCKW4
AzL8
+
AzCKB3
AzCKW7
Actinomycetes
AcBBP2
AcCKB4
AcCKB18
AcBBP3
AcCKB5
AcCKB19
AcBBP5
AcCKB6
AcCKB20
AcBBP7
AcCKB9
AcCKB21
AcBBP8
+
AcCKB10
AcCKW5
AcBBP11
AcCKB11
AcCKW7
AcBBP12
+
AcCKB12
AcCKW9
AcBBP13
AcCKB13
AcLWK1
AcBBP14
AcCKB14
AcLWK6
AcBBP15
AcCKB16
AcP1
AcBBP16
+
AcCKB17
AcP2
Keterangan : + = patogenik, - = non patogenik

Hipersen
sitifitas

+
+
+
+
-

AzLB1
AzLB2
AzLB3
AzLB4
AzLB5
AzLB6
AzSB1
AzSB2

-

+
+
+
+
+

AcP4
AcP5
AcP7
AcP8
AcSB1
AcSB2
AcSB3
AcSB4

+
+
+
-

Kerr dan Gibb (1997) menyatakan bahwa apabila bakteri yang diuji berupa
bakteri patogen maka akan terjadi nekrosis pada daun tembakau, dimana terjadi
hubungan yang kompatibel antara patogen dan tembakau. Sifat bakteri yang
nonpatogenik memberikan keuntungan bagi tanaman inang. Salah satunya dapat
meningkatkan ketahanan terhadap penyakit yang disebabkan oleh patogen. Hasil
pengujian reaksi hipersensitifitas memperlihatkan 25 isolat Azotobacter dan 29
isolat Actinomycetes non patogen seperti yang disajikan pada Tabel 1.

14

Nekrosis
Gambar 3 Hasil uji reaksi
si hipersensitivitas. Kiri: kondisi daun tembak
bakau pada 1
hari setelah pen
pengujian. Kanan: kondisi daun tembakau pa
pada 3 hari
setelah
penguj
gujian,
atas:
hipersensitifitas
negatif,
if,
bawah:
hipersensitifitas
as positif ditunjukkan dengan adanya da
daun yang
mengalami nekrosi
krosis.
Uji Kemampuan Fiksasi
ksasi N
Nitrogen
Isolat Azotobacter da
dan Actinomycetes non patogen selanjut
njutnya diuji
kemampuan menambat ni
nitrogennya dengan cara mengkulturkan isol
isolat-isolat
bakteri tersebut pada media
dia bebas nitrogen yaitu Ashby’s Nitrogen Free
ree Medium.
Bacillus subtilis isolat B12
12 (koleksi Lab. Bakteri Dept. Proteksi Tanam
naman, IPB)
dikulturkan juga pada medi
edia bebas nitrogen dan digunakan sebagai pem
pembanding.
Bakteri yang mampu mena
nambat nitrogen akan mampu tumbuh dengan
an baik jika
dikulturkan pada media be
bebas nitrogen, sebaliknya bakteri yang tida
tidak dapat
tumbuh pada media terse
rsebut berarti tidak memiliki kemampuann m
menambat
nitrogen. Bacillus tidak me
memiliki kemampuan menambat nitrogen sehin
hingga tidak
menunjukkan pertumbuhan
han yang baik ketika dikulturkan pada medi
edia bebas
nitrogen (Gambar 4C dan 4D). Sebanyak 25 isolat Azotobacter dan 29 isolat
Actinomycetes mampu mena
enambat nitrogen pada media tanpa nitrogen.
n.
Bakteri juga memerl
erlukan nitrogen untuk mendukung metabol
bolismenya.
Bakteri penambat nitrogenn m
mampu menyuplai kebutuhan nitrogennya de
dengan cara
menambat N2 bebas dar
dari udara dengan bantuan enzim nitroge
ogenase dan
mengubahnya menjadi prot
protein. Keefektifan aktivitas enzim nitrogena
enase dalam
memfiksasi nitrogen berbe
rbeda-beda antara satu isolat dengan isola
solat lainnya
(Nugraha et al. 2014). Hal ini dapat terlihat dari pertumbuha
buhan isolat
Actinomycetes pada media
dia tanpa nitrogen dimana terdapat isolat yan
ang mampu
tumbuh dengan koloni teba
bal, namun ada isolat Actinomycetes yang per
pertumbuhan
koloninya tipis.

15

AzCK
CKW1

AzCKW3

AzLB2

A

B

C

D

Gambar 4 Uji penam
nambatan nitrogen menggunakan media Ashby
shby Nitrogen Free
Medium,, ((A) Azotobacter, (B) Actinomycetes, (C)) B
Bacillus subtilis
B-12 tidak
dak tumbuh pada media bebas nitrogen pada usi
usia biakan 7 hari,
(D) Bacillus
illus subtilis pada media NA mampu tumbuh
buh de
dengan baik pada
usia biakan
kan 7 ha
hari.
Seleksi Bakteri Pelaru
larut Fosfat dalam Melarutkan P
Kemampuan pe
pelarutan fosfat dilihat dari kemampuann bakteri dalam
menghasilkan zona be
bening pada media Pikovskaya (Gambar 5).. Zon
Zona bening yang
terbentuk pada media
dia Pikovskaya menunjukkan bahwa bakteri
ri ttersebut mampu
melarutkan fosfat ya
yang terdapat pada media yaitu Ca3(PO4)3OH
OH. Kemampuan
arutkan fosfat tersebut akibat dari aktivitass eenzim fosfatase.
bakteri dalam melarut
ng dihasilkan bakteri tersebut mampu melarut
Enzim fosfatase yang
rutkan fosfat tidak
PO4 agar dapat diserap oleh tanaman dalam
tersedia menjadi H2P
lam bentuk fosfat
terlarut (Purwaningsih
sih 20
2003, Richardson et al. 2009).
Penelitian tahun
hun sebelumnya menggunakan 15 jenis bakter
kteri pelarut fosfat,
namun dalam penelit
litian ini akan dipilih 6 bakteri pelarut fosfat
osfat yang memiliki
indeks pelarutan fosf
fosfat terbesar. Indeks pelarutan fosfat di
dihitung dengan
membandingkan anta
ntara diameter koloni dengan diameter tota
otal (koloni+zona
bening). Isolat bakte
kteri yang diuji, hampir semua mampu meng
enghasilkan zona
bening pada media Pi
Pikovskaya kecuali AB2 dan P34. Bakteri pel
pelarut fosfat yang
terpilih adalah AB3,
3, B28, P12, P14, P24, dan P31. Indeks pelar
larutan fosf