EFEKTIVITAS LIMA ISOLAT Bacillus subtilis SEBAGAI PGPR DALAM MENINGKATKAN PERTUMBUHAN TANAMAN CABAI MERAH

  

EFEKTIVITAS LIMA ISOLAT Bacillus subtilis SEBAGAI PGPR

DALAM MENINGKATKAN PERTUMBUHAN TANAMAN

CABAI MERAH

  

Oleh

  1

  2

  2 Nur Kholida Wulansari , Nur Prihatiningsih dan Heru Adi Djatmiko

1 Mahasiswa S2 Program Studi Agronomi

  

Program Pascasarjana Universitas Jenderal Soedirman

2 Fakultas Pertanian Universitas Jenderal Soedirman

  

lisawulansari1989@gmail.com

ABSTRAK

  Karakter PGPR yang dihasilkan oleh B. subtilis dapat digunakan untuk meningkatkan produktivitas cabai merah. Tujuan dari penelitian ini adalah 1. Mengetahui efektivitas formula lima isolat B.

  

subtilis dalam meningkatkan petumbuhan tanaman cabai merah, 2. Mengetahui potensi masing-

  masing isolat B. subtilis. Penelitian dilakukan di Desa Psir Kulon, Kecamatan Karanglewas Kabupaten Banyumas mulai bulan Juli 2017. Rancangan percobaan yang digunakan yaitu Rancangan Acak Kelompok Lengkap dengan tujuh perlakuan dan 4 ulangan. Perlakuan yang diberikan yaitu formula B46, B209, B211, B298, B315 dan propineb. Variabel yang diamati yaitu tinggi tanaman, diameter batang dan luas daun. Data yang diperoleh dianalisis menggunakan uji F dan jika berbeda nyata dilanjutkan menggunakan uji jarak ganda duncan. Laju pertumbuhan dihitung. Hasil penelitian menunjukkan isolat B. subtilis efektif meningkatkan pertumbuhan tanaman dan B. subtilis B209 merupakan isolatterbaik dalam meningkatkan laju tinggi tanaman sebesar 2,78 cm/hari.

  Kata kunci: PGPR, Bacillus subtilis, cabai, pertumbuhan tanaman ABSTRACT

Character PGPR produced by B. subtilis can be used to increase the productivity of red chili. The

purpose of this study The purpose of this study is 1. To know the effectiveness of the formula of five

isolates of B. subtilis in increasing the growth of red pepper plant 2. To know the potency of each

isolate B. subtilis. The research was conducted in Pasir Kulon village, Karanglewas districts,

Banyumas Regency starting July 2017. The experiment design used was Complete Group Design

with 4 replications. The treatments are formula B46, B209, B211, B298 B315 and propineb. The

variables observed were plant height, stem diameter and leaf area. The data obtained were

analyzed using the F test and if significantly different were continued using a double duncan test.

Growth rate is calculated. The results showed that isolates of B. subtilis effectively increased plant

growth and B209 was the best B. subtilis isolate in increasing plant’s hige rate of 2,78 cm/day.

  Keywords : PGPR, Bacillus subtilis, chili, plant growth

  PENDAHULUAN

  Cabai merah (Capsicum annum L.) merupakan salah satu tanaman sayuran yang cukup penting di Indonesia, baik sebagai konsumsi di dalam negeri maupun sebagai komoditas ekspor.

  Pada tahun 2015, luas areal tanaman cabai mencapai 120.847 dengan produksi 1.045.182 ton. Angka ini mengalami penurunan dibandingkan dengan data tahun 2014 yang menunjukkan luas panen mencapai 128.734 ha dengan produksi 1.074.602. Namun demikian, produktivitas cabai merah mengalami peningkatan dari 8,35 ton/ha di tahun 2014 menjadi 8,65 ton ha (Badan Pusat Statistik, 2016). Akan tetapi produktivitas cabai merah di Indonesia masih jauh dari potensinya yang dapat mencapai 12-20 ton/ha (Duriat, 1996).

  Salah satu upaya untuk dapat meningkatkan produktivitas cabai merah yaitu dengan penambahan hormon pemacu tumbuh tanaman PGPR (Plant Growth Promoting Rizobacteria) yang dihasilkan oleh agens hayati. PGPR bermanfaat dalam mengoloni akar dan memacu pertumbuhan tanaman (Kumar et al., 2011) serta kesuburan lahan (Raka et al., 2012). Prinsip pemberian PGPR yaitu dapat meningkatkan jumlah bakteri aktif di sekitar perakaran sehingga memberikan dampak yang baik untuk tanaman.

  Keuntungan pemberian PGPR yaitu dapat meningkatkan kadar mineral dan fiksasi nitrogen, meningkatkan toleransi tanaman terhadap cekaman lingkungan, sebagai biofertilizer, agen biocontrol, melindungi tanaman dari patogen, meningkatkan produksi indol-3-acetic acid, mensekresi enzim litic, serta menginduksi ISR (Figueiredo et al., 2010; Mafia et al., 2009; Kumar

  

et al., 2011). Zhao et al., 2015 menyatakan bahwa salah satu agens hayati yang berpotensial

sebagai PGPR yaitu B. subtilis.

  Beberapa hasil penelitian menunjukkan bahwa setiap isolat dari agens hayati memiliki kemampuan berbeda dalam menginduksi tanaman (Dewi et al., 2015). Lebih lanjut dalam penelitian tersebut menyatakan bahwa masing-masing isolat mampu menghasilkan enzim protease, senyawa IAA yang berbeda beda dan isolat IC mampu menghasilkan senyawa IAA tertinggi. IAA merupakan hasil senyawa metabolit sekunder yang dihasilkan oleh agens hayati yang berpean dalam meningkatkan perkembangan sel, merangsang pembentukan akar baru, memacu pertumbuhan, merangsang pembungaan dan meningkatkan aktivitas enzim (Egamberdiyeva, 2007). Wu and Wong. (2005), melaporkan bahwa inokulum Bacillus megaterium dan Bacillus

  

mucilaginous tidak hanya meningkatkan pertumbuhan tanaman jagung, tetapi juga meningkatkan

asimilasi hara tanaman (total N, P dan K).

  Efektivitas B. subtilis yaitu dengan lima isolat B46, B209, B211, B298 dan B315 dengan formula dari maltodextrin dan CMC sebagai pembawa. Lima isolat tersebut dipilih karena mampu menekan patogen Ralstonia solanacearum pada tanaman kentang yang dilakukan Prihatiningsih 2013. Tujuan dari penelitan ini adalah 1. Mengetahui efektivitas lima isolat B. subtilis dalam meningkatkan petumbuhan tanaman cabai merah, 2. Mengetahui potensi masing-masing isolat B.

METODE PENELITIAN

  Penelitian dilakukan di Kabupaten Banyumas mulai bulan Juli 2017. Materi penelitian yang digunakan adalah lima isolat Bacillus yaitu yaitu B46, B209, B211, B298 dan B315 (Koleksi Prihatiningsih) dan Fungisida berbahan aktif propineb. Rancangan percobaan yang digunakan yaitu Rancangan Acak Kelompok Lengkap dengan 4 ulangan. Perlakuan yang diberikan yaitu formula B46, B209, B211, B298 B315 dan propineb. Variabel yang diamati yaitu tinggi tanaman, diameter batang dan luas daun. Tinggi tanaman dan diameter batang diamati dengan selang 10 hari sampai 50 hari. Luas daun diamati pada hari 20. Data yang diperoleh daianalisis menggunakan uji F dan jika berbeda nyata dilanjutkan menggunakan uji jarak ganda duncan. Laju pertumbuhan dihitung dengan rumus: 2 − 1

  = 2 − 1 Dimana:

  LP = laju pertumbuhan P1 = pertumbuhan pertama P2 = pertumbuhan kedua t1 = waktu pengamatan pertama t2 = waktu pengamatan kedua

HASIL DAN PEMBAHASAN

  Keberhasilan aplikasi formula Bacillus dipengaruhi oleh berbagai faktor, diantaranya lingkungan (suhu, kelembapan, curah hujan), pupuk, dan kemampuan masing-masing mikroba dalam menghasilkan PGPR. Pracaya, 2013 menyatakan keberhasilan PGPR tergantung dalam pembentukan kepadatan populasi yang efektif dari sel aktif dalam rizozfer tanaman. berdasarkan analisi ragam dengan taraf kesalahan 5% aplikasi lima isolat formula Bacillus dan propineb berpengaruh nyata pada variabel tinggi tanaman akan tetapi tidak berpengaruh nyata pada diameter batang dan luas daun Tabel 1. Peningkatan pertumbuhan tanaman cabai oleh formula Bacillus dapat terjadi melalui satu atau lebih mekanisme yang terkait dengan karakter fungsional PGPR dan kondisi di lingkungan rizosfir. Karakter fungsional PGPR selain produksi fitohormon dan siderofor adalah mekanisme penambatan N secara nonsimbiotik dan pelarutan hara P. Tabel 1. Matrik analisis ragam pengaruh B. subtilis pada tanaman cabai

  Variabel Uji F Keterangan: n = nyata pada taraf kesalahan 5% dan tn = tidak nyata pada taraf kesalahan 5% Tabel 2. Tinggi tanaman, diameter batang dan luas daun tanaman cabai pada perlakuan B. subtilis

  B. subtilis Tinggi tanaman Diameter batang Luas daun

  Kontrol 61,59 b 0,94 11,20 B46 65,45 ab 0,93 9,65 B209 72,00 ab 0,88 12,08 B211 74,75 a 1,06 13,82 B298 62,90 b 0,95 11,11 B315 69,61 ab 0,94 11,16 Propinep 67,41 ab 0,93 11,18

  Keterangan: angka yang diikuti huruf yang sama dalam satu kolom tidak berbeda nyata menurut uji jarak ganda duncan pada taraf kesalahan 5%.

  Aplikasi formula Bacillus beda nyata terhadap tinggi tanaman Tabel 2 tetapi tidak beda nyata pada diameter batang dan luas daun. Aplikasi terbaik nampak pada perlakuan B211 yang menunjukkan beda nyata terhadap kontrol. Hal ini disebabkan setiap mikroorganisme memiliki kemampuan yang berbeda dalam mensintesis hormon tumbuh. Hormon tumbuh tersebut yaitu asam indol asetat (IAA) (Thakuria et al., 2004) dan giberelin (Joo et al., 2004). Isolat B211 diduga mampu mensintesis hormon IAA dan giberelin tertinggi sehingga paling baik dalam meningkatkan tinggi tanaman cabai. B211 juga mampu meningkatkan diameter batang1,06 cm dan luas daun 13,82 cm. Dari hasil penelitian Yulistiani, 2015 yang menyatakan bahwa isolat B1, B298 dan B315 mampu menghasilkan IAA yang ditandai dengan terbentuknya warna merah muda pada media YPGA yang ditetesi reagen salkowski. Warna merah muda terbentuk karena adanya interaksi antara IAA dengan Fe membentuk senyawa kompleks [Fe ^{2 (OH) 2 (IA) 4 ] warna merah muda yang} semakin pekat menunjukkan kandungan IAA yang dihasilkan oleh bakteri semakin tinggi. Hasil penelitian Novrianti, 2014 yaitu isolat B46 teruji menghasilkan enzim IAA secara kualitatif dan kuantitatif sebesar 3,93 ppm.

  Fungisida propineb selain dapat menekan pertumbuhan patogen juga dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman. Fungisida berbahan aktif propineb merupakan fungisida kontak yang berbentuk tepung, yang di dalamnya mengandung unsur mikro zinc (zn). Zn dalam tanaman terlibat dalam beberapa fungsi enzim untuk meningkatkan reaksi-reaksi metabolik, sintesis senyawa- Gambar 1. Laju tinggi tanaman cabai pada perlakuan B. subtilis Aplikasi formula B46, B209, B211, B298, B315, dan propineb menunjukkan laju pertumbuhan tanaman yang meningkat (Gambar 1). Laju pertumbuhan naik mulai 10 HST sampai ke titik tertinggi pada 40 HST, kemudian menurun pada 50 HST. Laju pertumbuhan yang paling cepat yaitu pada aplikasi B209 pada 30 HST yaitu sebesar 2,71 cm/hari. Sedangkan laju terbaik pada aplikasi B211 pada 40 HST sebesar 2,78 cm/hari. Aplikasi terendah pada perlakuan propineb pada 40 HST sebesar 2,0 cm/hari.

  Hal ini disebabkan isolat Bacillus memiliki mekanisme PGPR sebagai biofertilisasi dengan memfiksasi N ^{2 , memproduksi siderofor dan melarutkan phospat (Kumar et al., 2011). Siderofor} berperan dalam induksi resistensi atau peningkatan ketahanan tanaman terhadap OPT. Hasil penelitian Masnilah et al., 2006 menunjukkan bahwa perlakuan bakteri yang tergolong PGPR dapat meningkatkan pertumbuhan akar tanaman kedelai. Keberadaan Bacillus mampu membantu kelarutan fosfat hingga 2-3 kali lebih banyak (Vessey, 2003).

  Pelarut fosfat secara biologis terjadi karena mikroorganisme tersebut menghasilkan enzim fosfatase (Lynch, 1983). Fosfatase merupakan enzim yang dihasilkan apabila ketersediaan fosfat rendah. Pada proses mineralisasi bahan organik, senyawa fosfat organik diuraikan menjadi bentuk fosfat anorganik yang tersedia bagi tanaman dengan bantuan enzim fosfatase. Sehingga penyerapan unsur-unsur hara yang kurang tersedia pada tanaman dapat segera terpenuhi.

  0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00

  10

  20

  30

  40

  50

  60 L

  aj u T in g g i T an am an ( cm /h ar i)

  Waktu Pengamatan (HST) Kontrol B46 B209 B211 B298 B315 Propinep Gambar 2. Laju diameter batang tanaman cabai pada perlakuan B. subtilis Laju diameter batang tanaman cabai meningkat mulai dari 0 HSt sampai 30 HST dan setelahnya menurun kecuali pada perlakuan B209. Artinya selain pada perlakuan B209 puncak laju diameter batang tanaman cabai tertinggi diperoleh pada 30 HST. Perlakuan B209 menunjukkan laju teru meningkat sampai 40 HSTdan setelahnya mulai menurun.

  KESIMPULAN

  Kesimpulan penelitian ini adalah isolat B. subtilis efektif meningkatkan pertumbuhan tanaman dan B209 merupakan isolat B. subtilis terbaik dalam meningkatkan pertumbuhan tanaman.

  Penulis mengucapkan terima kasih kepada Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Kementerian Riset, Teknologi dan Pendidikan Tinggi, Lembaga Penelitian dan Pengabdian Kepada Masyarakat Universitas Jenderal Soedirman yang telah membiayai penelitian ini melalui Hibah Penelitian Strategis Nasional.

  Badan Pusat Statistik. 2016. Produksi Cabai Besar Menurut Provinsi, 2010-2016. Badan Pusat Statistik dan Direktorat jenderal Hortikultura.

  0,000 0,005 0,010 0,015 0,020 0,025 0,030

  10

  20

  30

  40

  50

  60 L

  aj u D ia m et er B at an g ( cm /h ar i)

  Waktu Pengamatan (HST) Kontrol B46 B209 B211 B298 B315 Propinep

UCAPAN TERIMA KASIH

DAFTAR PUSTAKA

  Duriat, A.S. 1996. Cabai Merah: Komoditas Prospek dan Andalan. Dalam: Duriat, A.S., A.

  Widjaja, W. Hadisoeganda, T.A. Soetiarso, dan L. Prabaningrum (Eds). Teknologi Produksi Cabai Merah. Lembang: Balai Penelitian Tanaman Sayuran. Hlm 1-3. Egamberdiyeva, D. 2007. The effect of PGPR on Growth and Nutrient Uptake of Maize in Two Different Soils. Applied Soil Ecology. 36(1). 184-189. Figuiredo, M. V. B., L. Seldin, F. F. Araujo, and R. L. R. Mariano. 2010. Plant Growth Promoting

  Rhizobacteria: Fundamentals and Aplication. In: D. K. Maheshwari (eds). pp 21-43. Harpenas, A. dan R. Dermawan. 2011. Budidaya Cabai Unggul. Penebar Swadaya. Jakarta. Joo, G.J., Y. Kim, I.J. Lee, K.S. Song, and I.K. Rhee. 2004. Growth Promotion of Red Pepper Plug

  Seedling and The Production of Gibberellins by Bacillus cereus.Bacillus macroides and

  Bacillus pumilus. 2004 diakses pada10 Maret 2017.

  Kumar, A., A. Prakash., and B.N. Johri. 2011. Bacillus as PGPR in Crop Ecosystem. Bacteria in Agrobiology; Crop Ecosystem. In: D. K. Maheshwari (eds).Bacteria in Agrobiology: Crop Ecosystems.pp 37-59.

  

Longfei Zhao, L., Yajun, X., Xin-He Lai dan Changjuan, S. 2015. Screening and Characterization

of Endophytic Bacillus And Paenibacillus Strains From Medicinal Plant Lonicera japonica for Use as Potential Plant Growth Promoters. Brazilian Journal of Microbiology. 46(4): 977-989.

  Lynch, J. M. 1983. Soil Biotecnology. Blackwell Sci. Pub. Com London. 191p. Mafia, R. G., A. C. Alfenas, E. M. Ferreira, D. H. B. Binoti, G. M. V. Mafia dan A. H. Mounter.

  2009. Root Colonitation and Interaction Among Growth Promoting Rizobacteria Isolates and Eucalypts Species. Rev. Árvore, 33(1):1-9. Masnilah, R. P. A., Miharja., dan Restuningsih. 2006. Pemanfaatan Bacillus sp. sebagai Biopestisida untuk Pengendalian Hayati Bakteri Penyebab Penyakit Layu pada Tomat.

  Jurnal Mapeta. 8(2): 87-94.

  Novrianti, N. 2014. Pengaruh Dosis Pupuk Fosfor dan Aplikasi Bacillus B46 + Pseudomonas

  fluorencens P60 Terhadap Pertumbuhan Caisin. Tesis. Program Studi Agronomi, Pasca Sarjana. Universitas Jenderal Soedirman. Purwokerto. Tidak dipublikasikan.

  Prihatiningsih, N. 2013. Aktivitas Antibiosis Bacillus sp. B315 Sebagai Agens Pengendali Hayati

  Ralstonia solanacearum Pada Kentang. Disertasi. Fakultas Pertanian. Universitas Gajah Mada. Yogyakarta.

  Raka I. G. N., K. Khalimi, I. D. N. Nyana, dan I. K. Setiadi. 2012. Aplikasi Rizobacteri Pantoea agglomerans untuk meningkakan Pertumbuhan dan Hasil Tanaman Jagung (Zea mays. L) Varietas Hibrida BISI-2. Agrotrop. 2(1):1-9.

  Vessey, J. K. 2003. Plant Growth Promoting Rizobacteria as Biofertilizers. Plant and Soil. 255: 571-586. Wu, S. C and M. H. Wong. 2005. Effect of Biofertilizer Containing N-fixer, P and K Solubilizers and AM Fungi on Maize Growth; a Greenhouse Trial. Geoderma. 125: 1-2. Wunarso, S. 2005. Kesuburan Tanah, Dasar-Dasar Kesuburan Tanah dan Kesehatan Tanah. Gava Media. Yogyakarta. Yulistiani, D. 2015. Potensi Tiga Isolat Bacillus subtilis B1, B298, dan B315, Sebagai Pemacu

  Pertumbuhan Tanaman Solanaceae. Skripsi. Program Studi Agroteknologi. Universitas Jenderal Soedirman. Purwokerto. Tidak dipublikasikan.