Eksplorasi RPTT (Rhizobakteri Pemacu Tumbuh Tanaman) pada Tanaman Kedelai dan Kacang Tanah
4
TINJAUAN PUSTAKA
Botani Tanaman Kacang Kedelai
Adapun sistematika tanaman kedelai (Glycine max (L.) Merr.) yaitu :
Kingdom : Plantae
Divisio
: Tracheophyta
Subdivisio : Spermatophytina
Kelas
: Magnoliopsida
Ordo
: Fabales
Famili
: Fabaceae
Genus
: Glycine
Species
: Glycine max (L.) Merr.
(http://www.itis.gov, 2011).
Kedelai merupakan tanaman pangan berupa semak yang tumbuh tegak.
Batang kedelai memiliki buku yang akan menjadi tempat tumbuhnya bunga. Buku
yang menghasilkan buah disebut buku subur. Pada batang tanaman tersebut
biasanya akan muncul cabang (http://www.distantph.kalselprov.go.id, 2014).
Daun kedelai merupakan daun majemuk beranak daun tiga (triofoliolatus)
yang tumbuh secara berselang-seling. Daun ini berfungsi sebagai alat untuk proses
asimilasi, respirasi, dan transpirasi (Rubatzky & Yamaguchi, 1998).
Pembungaan kedelai berbentuk aksilar atau terminal berisi 3-30 kuntum
bunga, bunga kecil berbentuk kupu-kupu, daun kelopak berbentuk tabung, benang
sari sepuluh helai, dua tukal, tangkai putik melengkung, berisi kepala putik yang
berbentuk bonggol (Pakpahan, 2009).
Universitas Sumatera Utara
5
Kedalaman perakarannya dapat mencapai 2 m, sedangkan penyebaran ke
samping hingga 1,5 m. Akar kedelai tumbuh benjol seperti puru yang disebut
bintil akar. Bintil akar merupakan bentuk simbiosis kedelai dengan bakteri
Rhizobium japonicum yang mampu mengikat gas nitrogen bebas dari udara.
Adanya kerjasama ini memungkinkan kedelai untuk memenuhi sebagian hara
nitrogen untuk pertumbuhannya (http://www.distantph.kalselprov.go.id, 2014).
Buah kedelai berbentuk polong. Setiap tanaman mampu menghasilkan
100-250 polong. Polong kedelai berbulu dan berwarna kuning kecoklatan atau
abu-abu. Selama proses pematangan buah, polong yang berwarna hijau akan
berubah menjadi kehitaman (http://www.pertanian.jombangkab.go.id, 2011).
Syarat Tumbuh
Iklim
Varietas kedelai berbiji kecil, sangat cocok ditanam di lahan dengan
ketinggian 0,5 -300 m di atas permukaan laut (dpl). Sedangkan varietas kedelai
berbiji besar cocok ditanam di lahan dengan ketinggian 300-500 m dpl. Di atas
ketinggian lebih dari
500 m dpl tidak dapat tumbuh dengan baik
(http://www.warintek.ristek.com, 2011).
Suhu yang dikehendaki tanaman kedelai antara 21-34 o C, akan tetapi suhu
optimum bagi pertumbuhan tanaman kedelai 23-27
o
C. Pada proses
perkecambahan benih kedelai memerlukan suhu yang cocok sekitar 30
o
C. Saat
panen kedelai yang jatuh pada musim kemarau akan lebih baik daripada musim
hujan karena berpengaruh terhadap waktu pemasakan biji dan pengeringan hasil
(http://www.pertanian.jombangkab.go.id, 2011).
Universitas Sumatera Utara
6
Tanaman kedelai sangat peka terhadap perubahan panjang hari atau lama
penyinaran sinar matahari karena kedelai termasuk tanaman “hari pendek”.
Artinya, tanaman kedelai tidak akan berbunga bila panjang hari melebihi batas
kritis, yaitu 15 jam perhari. Oleh karena itu, bila varietas yang berproduksi tinggi
dari daerah subtropik dengan panjang hari 14 – 16 jam ditanam di daerah tropik
dengan rata- rata panjang hari 12 jam maka varietas tersebut akan mengalami
penurunan produksi karena masa bunganya menjadi pendek, yaitu dari umur
50 – 60 hari menjadi 35 – 40 hari setelah tanam (Irwan, 2006).
Tanah
Toleransi keasaman tanah (pH) tanah bagi kedelai adalah 5,8-7,0. Namun,
pada pH 4,5 kedelai dapat tumbuh. Pada pH kurang dari 5,5 pertumbuhannya
sangat terhambat karena keracunan alumunium. Pertumbuhan bakteri bintil dan
proses nitrifikasi akan berjalan kurang baik. Pada tanah podsolik merah kuning
dan tanah yang banyak mengandung pasir kwarsa, pertumbuhan kedelai kurang
baik, kecuali jika tanah diberi tambahan pupuk organik dalam jumlah cukup
(http://www.warintek.ristek.com, 2011).
Tanaman kedelai sebenarnya dapat tumbuh di semua jenis tanah, namun
demikian, untuk mencapai tingkat pertumbuhan dan produktivitas yang optimal,
kedelai harus ditanam pada jenis tanah berstruktur lempung berpasir atau liat
berpasir. Upaya program pengembangan kedelai bisa dilakukan dengan
penanaman di lahan kering masam dengan pH tanah 4,5 – 5,5 yang sebenarnya
termasuk kondisi lahan kategori kurang sesuai (Irwan, 2006).
Tanaman kedelai dapat tumbuh pada berbagai jenis tanah dengan drainase
dan aerasi tanah yang cukup baik serta air yang cukup selama pertumbuhan
Universitas Sumatera Utara
7
tanaman. Tanaman kedelai dapat tumbuh baik pada tanah alluvial, regosol,
grumosol, latosol atau andosol. Pada tanah yang kurang subur (miskin unsur hara)
dan jenis tanah podsolik merah-kuning, tanaman kedelai perlu diberi pupuk
organik dan pengapuran (Departemen Pertanian, 2011).
Botani Tanaman Kacang Tanah
Adapun sistematika tanaman kacang tanah (Arachis hypogaea L.) yaitu :
Kingdom : Plantae
Divisio
: Tracheophyta
Subdivisio : Spermatophytina
Kelas
: Magnoliopsida
Ordo
: Fabales
Famili
: Fabaceae
Genus
: Arachis
Species
: Arachis hypogaea L.
(http://www.itis.gov, 2011).
Kacang tanah mempunyai akar serabut yang tumbuh ke bawah sepanjang
± 20 cm. Selainitu, tanaman ini memiliki akar-akar lateral (cabang) yang tumbuh
ke samping sepanjang 5-25 cm. Pada akar lateral terdapat banyak serabut,
fungsinya untuk menghisap air dan unsur hara. Pada akar lateral juga terdapat
bintil akar (nodul) yang mengandung bakteri rhizobium, kegunaannya sebagai
pengikat zat nitrogen dari udara (Departemen Pertanian, 2006).
Tanaman kacang tanah memiliki batang yang kerdil dan berbuku-buku.
Pada mulanya batang tanaman kacang tanah tumbuh tunggal, namun selanjutnya
akan tumbuh cabang-cabang. Secara umum, tanaman kacang tanah tumbuh tinggi
Universitas Sumatera Utara
8
sekitar 30-50 cm, namun bisa lebih tinggi lagi sesuai dengan jenis dari kacang
tanah tersebut (http://www.agroteknologi.web.id, 2015).
Tanaman kacang tanah hidup semusim berumur pendek sekitar 3,5 bulan
tergantung ketinggian dan cuaca. Daun kacang tanah adalah daun majemuk
bersirip genap, terdiri atas empat anak daun yang bentuknya bulat, elip atau agak
lancip dan berbulu. Bulu tersebut berfungsi sebagai penahan atau penyimpan debu
dan obat semprotan. Apabila polong kacang tanah sudah tua atau memasuki akhir
masa pertumbuhan, maka daun-daun akan berguguran dan dimulai dari bagian
daun paling bawah (Pajow et al., 2006).
Tanaman kacang
ditanam memasuki
tanah yang berumur
4 hingga 6 minggu setelah
tahap berbunga. Malam hari merupakan
waktu bagi
bunga kacang tanah untuk berbunga, bunga kacang tanah mekar selama 24
jam,
setelah
itu
bunga
akan
kembali
layu
dan
berguguran
(http://www.agroteknologi.web.id, 2015).
Kacang tanah berbuah polong. Polongnya terbentuk setelah terjadi
pembuahan. Buah kacang tanah berada di dalam tanah. Setelah terjadi pembuahan
bakal buah tumbuh memanjang dan nantinya akan menjadi tangkai polong. Mulamula, ujung ginofor (bakal buah kacang tanah) yang runcing mengarah ke atas,
kemudian tumbuh mengarah ke bawah dan selanjutnya masuk ke dalam tanah
sedalam 1-5 cm. Pada waktu menembus tanah, pertumbuhan memanjang ginofor
akan terhenti. Panjang ginofor ada yang mencapai 18 cm tempat berhentinya
ginofor masuk ke dalam tanah tersebut menjadi tempat buah kacang tanah.
Ginofor yang terbentuk di cabang bagian atas dan tidak masuk ke dalam tanah
akan gagal membentuk polong (Departemen Pertanian, 2006).
Universitas Sumatera Utara
9
Syarat Tumbuh
Iklim
Kacang tanah tumbuh antara garis lintang 4
o
LU dan 40 o LS di daerah
tropik dan sub tropik yang hangat dan di iklim sedang yang lembab yang
memiliki musim panas hangat dan panjang. Fotoperiode tampak mempengaruhi
perbandingan perbandingan antara bunga yang menghasilkan polong dan
menyebarkan asimilat antara cabang vegetatif dan generatif. Pada beberapa
kultivar foto periode panjang (lebih dari 14 jam) umumnya meningkatkan
pertumbuhan vegetatif dan fotoperiode pendek (lebih kecil dari 10 jam) akan
meningkatkan pertumbuhan reproduktif (Somaatmadja, 1993).
Faktor iklim adalah faktor kritis yang memang belum dapat dikendalikan
oleh manusia. Namun kacang tanah dapat tumbuh pada temperatur berkisar antara
18-34
o
C dan optimum 25-27
o
C. Di Indonesia, tanaman kacang tanah cocok
ditanam di dataran rendah yang berketinggian di bawah 500 m dpl
(Pajow et al., 2006).
Curah hujan yang sesuai untuk tanaman kacang tanah antara 800-1.300
mm/tahun. Hujan yang terlalu keras akan mengakibatkan rontok dan bunga tidak
terserbuki oleh lebah. Selain itu, hujan yang terus-menerus akan meningkatkan
kelembaban di sekitar pertanaman kacang tanah. Kelembaban udara untuk
tanaman kacang tanah berkisar antara 65-75%. Adanya curah hujan yang tinggi
akan
meningkatkan
kelembaban
terlalu
tinggi
di
sekitar
pertanaman
(Prihatman, 2000).
Universitas Sumatera Utara
10
Tanah
Kacang tanah lebih menghendaki jenis tanah lempung berpasir, liat
berpasir, atau lempung liat berpasir. Kemasaman (pH) tanah optimal adalah
seikitar 6,5-7,0. Apabila pH tanah lebih besar dari 7,0 maka daun akan berwarna
kuning akibat kekurangan suatu unsur hara (N, S, Fe, Mn) dan sering kali timbul
bercak hitam pada polong. Kacang tanah memberikan hasil terbaik jika ditanam
di tanah remah dan berdrainase baik, terutama di tanah berpasir. Tanah bertekstur
ringan memudahkan penembusan dan perkembangan polong, yang biasanya
terjadi di bawah permukaan tanah. Ketersediaan kalsium tanah sangat diperlukan
agar biji dapat tumbuh dengan baik (Rubatzky & Yamaguchi, 1998).
Jenis tanah yang sesuai untuk tanaman kacang tanah adalah jenis tanah
yang gembur/bertekstur ringan dan subur. Ketinggian tempat yang baik dan ideal
untuk tanaman kacang tanah adalah pada ketinggian antara 500 m dpl. Jenis
kacang tanah tertentu dapat ditanam pada ketinggian tempat tertentu untuk dapat
tumbuh optimal (Prihatman, 2000).
Kekurangan air akan menyebabkan tanaman kurus, kerdil, layu, dan
akhirnya mati. Air yang diperlukan tanaman berasal dari mata air atau sumber air
yang ada di sekitar lokasi penanaman. Tanah berdrainase dan berserasi baik atau
lahan yang tidak terlalu becek dan tidak terlalu kering, baik bagi pertumbuhan
kacang tanah (Prihatman, 2000).
Rhizobakteri Pemacu Tumbuh Tanaman (RPTT)
Rizobakteri pemacu tumbuh tanaman yang lebih popular disebut
Rhizobakteri Pemacu Tumbuh Tanaman (RPTT) merupakan kelompok bakteri
menguntungkan yang secara aktif mengkolonisasi rhizosfer. RPTT berperan
Universitas Sumatera Utara
11
penting dalam meningkatkan pertumbuhan tanaman, hasil panen, dan kesuburan
lahan (Wahyudi, 2009).
Penggunaan RPTT memberikan alternatif untuk menggantikan pupuk
kimia, pestisida dan zat pemacu pertumbuhan, banyak isolatnya meningkatkan
tinggi, panjang akar dan bobot kering produksi tajuk dan akar tanaman secara
signifikan. RPTT juga membantu mengendalikan penyakit tanaman. Beberapa
RPTT yang secara khusus diinokulasi pada benih sebelum ditanam mampu
tumbuh pada perakaran tanaman. RPTT sebagai komponen sistem pengendalian
terpadu dapat mengurangi pemakaian pupuk dan menjadi agen biokontrol.
Pengendalian oleh RPTT dapat meningkatkan produksi tanaman dan akan menjadi
toleran terhadap nematoda dan penyakit lain beberapa minggu setelah ditanam
(Saharan & Nehra, 2011).
Berbagai jenis bakteri telah diidentifikasi sebagai RPTT. Sebagian besar
berasal dari kelompok Gram negatif dengan jumlah strain paling banyak dari
genus Pseudomonas dan beberapa dari genus Serratia. Selain kedua genus
tersebut, dilaporkan antara lain genus Azotobacter, Azospirilium, Acetobacter,
Burkholderia, Enterobacter, Rhizobium, Erwinia, Flavobacterium, dan Bacillus
(Wahyudi, 2009).
RPTT secara umum terbagi atas RPTT ekstraselular (eRPTT) yang berada
di rhizosfer, permukaan akar, atau di ruang antar sel pada korteks akar dan
intraselular (iRPTT) yang berada di dalam sel akar. Beberapa contoh eRPTT
adalah Agrobacterium, Arthrobacter, Azotobacter, Azospirillum, Bacillus,
Burkholderia,
Caulobacter,
Chromobacter,
Erwinia,
Flavobacterium,
Micrococcus, Pseudomonas, dan Seratia. Genus yang termasuk iRPTT antara
Universitas Sumatera Utara
12
lain
Allorhizobium,
Azorhizobium,
Bradyrhizobium,
Mesorhizobium,
dan
Rhizobium dari famili Rhizobiaceae (Ahemad & Kibret, 2014).
Fungsi dan Mekanisme RPTT
Secara umum, fungsi RPTT dalam meningkatkan pertumbuhan tanaman
dibagi dalam tiga kategori yaitu : (1) sebagai pemacu/perangsang pertumbuhan
(biostimulan) dengan mensintesis dan mengatur konsentrasi berbagai zat pengatur
tumbuh (fitohormon) seperti Indole Acetic Acid (IAA), giberelin, sitokinin, dan
etilen dalam lingkungan akar; (2) sebagai penyedia hara (biofertilizer) dengan
menambat N2 dari udara secara asimbiosis dan melarutkan hara P yang terikat di
dalam tanah; (3) sebagai pengendali patogen berasal dari tanah (bioprotectans)
dengan cara menghasilkan berbagai senyawa atau metabolit anti patogen seperti
siderofor, β 1-3 glukanase, kitinase, antibiotik, dan sianida (Rahni, 2012).
RPTT mampu memberikan pengaruh positif dalam memicu pertumbuhan
tanaman. Interaksi yang menguntungkan antara tanaman dan mikroba di rhizosfer
dapat mempengaruhi vigor dan kesuburan tanah. Pengaruh menguntungkan dari
RPTT ini terjadi secara langsung dan tidak langsung. Pengaruh langsung terhadap
pertumbuhan tanaman oleh RPTT adalah dengan memproduksi senyawa metabolit
yang meningkatkan pertumbuhan tanaman seperti auksin, sitokinin, giberelin, dan
dapat melarutkan fosfat. Pengaruh tidak langsungnya terjadi dengan pencegahan
terhadap patogen melalui produksi senyawa metabolit sekunder seperti hidrogen
sianida dan siderofor (Noori & Saud, 2012).
Mekanisme RPTT dalam memacu atau meningkatkan pertumbuhan
tanaman belum sepenuhnya dipahami. Hal ini terkait dengan kompleksitas peran
RPTT bagi pertumbuhan tanaman dan beragamnya kondisi fisik, kimia, dan
Universitas Sumatera Utara
13
biologi di lingkungan rhizosfer. Namun diyakini bahwa proses pemacuan tumbuh
tanaman dimulai dari keberhasilan RPTT dalam mengkolonisasi rhizosfer
(Bhatnagar & Bhatnagar, 2005).
Indol acetic acid (IAA)
Sintesis zat fitohormon berupa auxin telah lama diketahui. Hasil penelitian
melaporkan ada lebih dari 80% mikroorganisme yang diisolasi dari berbagai
rhizosfer tanaman memiliki kemampuan untuk mensintesis dan menghasilkan
auxin sebagai metabolit sekunder (Patten & Glick, 1996). Secara umum, auksin
atau IAA mempengaruhi pembelahan sel, pemanjangan dan diferensiasi,
menstimulasi perkecambahan dan pembentukan batang, meningkatkan luas xylem
dan perkembangan akar, mengontrol proses pertumbuhan vegetatif, menginisiasi
pembentukan akar lateral dan akar serabut, mempengaruhi fotosintesis,
pembentukan pigmen, biosintesa berbagai senyawa metabolit, dan sebagai
pertahanan dalam berbagai cekaman (Ahemad & Kibret, 2014).
Biosintesis IAA di dalam tanah diperkaya oleh triptofan dari eksudat akar
atau penguraian sel (Mohite, 2013). Pengujian terhadap kemampuan bakteri dalam
menghasilkan hormon IAA secara invitro dalam medium tumbuh yang
disuplementasi dengan triptofan sebagai prekursor biosintesis IAA sangat penting
untuk mengetahui dan mengidentifikasi jenis bakteri yang mempunyai
kemampuan menghasilkan hormon IAA terbesar diantara isolat bakteri endofit
yang lain (Retnowati et al., 2013).
Fosfat
Fosfat (P) merupakan nutrisi untuk pertumbuhan tanaman yang terpenting
kedua setelah nitrogen. Namun, fosfat dalam bentuk tersedia yang dapat diserap
Universitas Sumatera Utara
14
oleh tanaman sangat rendah. Oleh karena itu, petani sering mengaplikasikan
pupuk P untuk mengatasi kekurangan P dalam tanah. Namun, hal ini tidak hanya
menambah biaya perawatan tanaman namun juga memberi pengaruh yang tidak
diharapkan terhadap lingkungan. Dalam hal ini, mikroorganisme yang dapat
melarutkan P diperlukan untuk mengurai P menjadi bentuk tersedia bagi tanaman.
(Ahemad & Kibret, 2014).
Uji pelarutan fosfat menunjukkan bahwa isolat Bacilllus DM-4 memiliki
indeks zona bening pelarutan fosfat yang paling tinggi. Indeks zona bening
berkorelasi dengan kemampuan melarutkan fosfat (Widayanti, 2007).
Asam Sianida (HCN)
Menurut Haas dan Defago (2005), enam kelas senyawa antibiotik
diketahui memiliki hubungan yang positif terhadap biokontrol penyakit pada akar
: fenazin, floroglucinol, pyoluteorin, pyrrolnitrin, lipopeptida siklik, dan hidrogen
sianida. Hidrogen sianida adalah senyawa anorganik. HCN tersebar luas di
perairan dan berada dalam bentuk ion sianida (CN-), hidrogen sianida (HCN) dan
metalosianida (Purba, 2009).
Pada umumnya sianida banyak diproduksi oleh jamur, namun bakteri juga
mampu menghasilkan sianida. Pseudomonas aeruginosa dan Pseudomonas putida
adalah jenis bakteri yang menghasilkan HCN (Ahemad & Khan, 2012). Senyawa
HCN juga merupakan senyawa metabolit sekunder yang umumnya dihasilkan
oleh bakteri Pseudomonas fluorescens dan bersifat toksik terhadap cendawan
patogen (Ramamoorthy et al., 2002).
Universitas Sumatera Utara
15
Siderofor
Siderofor adalah biomolekul ringan , senyawa yang mampu mengkhelat
iron (Fe) yang disintesis oleh mikroorganisme (Bakthavatchalu et al., 2012). Di
lingkungan aerob, Fe tersedia dalam dalam bentuk Fe3+ dan karena proses
hidroksida dan oksihidroksida menyebabkan Fe menjadi tidak tersedia bagi
tanaman dan mikroorganisme (Rajkumar et al., 2010). Oleh karena itu, siderofor
bertindak sebagai agen pelarut bagi Fe dari bentuk mineral atau ikatan organik
dibawah kondisi yang terbatas (Indiragandhi et al., 2008).
Siderofor yang diproduksi oleh mikroorganisme rhizosfer mampu untuk
memproduksi siderofor tidak hanya memperbaiki kolonisasi rhizosfer oleh RPTT
tapi juga berperan penting dalam menyediakan nutrisi Fe bagi tanaman dan
bersifat antagonis dalam mengendalikan fitopatogen (Prashant et al., 2009).
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
Botani Tanaman Kacang Kedelai
Adapun sistematika tanaman kedelai (Glycine max (L.) Merr.) yaitu :
Kingdom : Plantae
Divisio
: Tracheophyta
Subdivisio : Spermatophytina
Kelas
: Magnoliopsida
Ordo
: Fabales
Famili
: Fabaceae
Genus
: Glycine
Species
: Glycine max (L.) Merr.
(http://www.itis.gov, 2011).
Kedelai merupakan tanaman pangan berupa semak yang tumbuh tegak.
Batang kedelai memiliki buku yang akan menjadi tempat tumbuhnya bunga. Buku
yang menghasilkan buah disebut buku subur. Pada batang tanaman tersebut
biasanya akan muncul cabang (http://www.distantph.kalselprov.go.id, 2014).
Daun kedelai merupakan daun majemuk beranak daun tiga (triofoliolatus)
yang tumbuh secara berselang-seling. Daun ini berfungsi sebagai alat untuk proses
asimilasi, respirasi, dan transpirasi (Rubatzky & Yamaguchi, 1998).
Pembungaan kedelai berbentuk aksilar atau terminal berisi 3-30 kuntum
bunga, bunga kecil berbentuk kupu-kupu, daun kelopak berbentuk tabung, benang
sari sepuluh helai, dua tukal, tangkai putik melengkung, berisi kepala putik yang
berbentuk bonggol (Pakpahan, 2009).
Universitas Sumatera Utara
5
Kedalaman perakarannya dapat mencapai 2 m, sedangkan penyebaran ke
samping hingga 1,5 m. Akar kedelai tumbuh benjol seperti puru yang disebut
bintil akar. Bintil akar merupakan bentuk simbiosis kedelai dengan bakteri
Rhizobium japonicum yang mampu mengikat gas nitrogen bebas dari udara.
Adanya kerjasama ini memungkinkan kedelai untuk memenuhi sebagian hara
nitrogen untuk pertumbuhannya (http://www.distantph.kalselprov.go.id, 2014).
Buah kedelai berbentuk polong. Setiap tanaman mampu menghasilkan
100-250 polong. Polong kedelai berbulu dan berwarna kuning kecoklatan atau
abu-abu. Selama proses pematangan buah, polong yang berwarna hijau akan
berubah menjadi kehitaman (http://www.pertanian.jombangkab.go.id, 2011).
Syarat Tumbuh
Iklim
Varietas kedelai berbiji kecil, sangat cocok ditanam di lahan dengan
ketinggian 0,5 -300 m di atas permukaan laut (dpl). Sedangkan varietas kedelai
berbiji besar cocok ditanam di lahan dengan ketinggian 300-500 m dpl. Di atas
ketinggian lebih dari
500 m dpl tidak dapat tumbuh dengan baik
(http://www.warintek.ristek.com, 2011).
Suhu yang dikehendaki tanaman kedelai antara 21-34 o C, akan tetapi suhu
optimum bagi pertumbuhan tanaman kedelai 23-27
o
C. Pada proses
perkecambahan benih kedelai memerlukan suhu yang cocok sekitar 30
o
C. Saat
panen kedelai yang jatuh pada musim kemarau akan lebih baik daripada musim
hujan karena berpengaruh terhadap waktu pemasakan biji dan pengeringan hasil
(http://www.pertanian.jombangkab.go.id, 2011).
Universitas Sumatera Utara
6
Tanaman kedelai sangat peka terhadap perubahan panjang hari atau lama
penyinaran sinar matahari karena kedelai termasuk tanaman “hari pendek”.
Artinya, tanaman kedelai tidak akan berbunga bila panjang hari melebihi batas
kritis, yaitu 15 jam perhari. Oleh karena itu, bila varietas yang berproduksi tinggi
dari daerah subtropik dengan panjang hari 14 – 16 jam ditanam di daerah tropik
dengan rata- rata panjang hari 12 jam maka varietas tersebut akan mengalami
penurunan produksi karena masa bunganya menjadi pendek, yaitu dari umur
50 – 60 hari menjadi 35 – 40 hari setelah tanam (Irwan, 2006).
Tanah
Toleransi keasaman tanah (pH) tanah bagi kedelai adalah 5,8-7,0. Namun,
pada pH 4,5 kedelai dapat tumbuh. Pada pH kurang dari 5,5 pertumbuhannya
sangat terhambat karena keracunan alumunium. Pertumbuhan bakteri bintil dan
proses nitrifikasi akan berjalan kurang baik. Pada tanah podsolik merah kuning
dan tanah yang banyak mengandung pasir kwarsa, pertumbuhan kedelai kurang
baik, kecuali jika tanah diberi tambahan pupuk organik dalam jumlah cukup
(http://www.warintek.ristek.com, 2011).
Tanaman kedelai sebenarnya dapat tumbuh di semua jenis tanah, namun
demikian, untuk mencapai tingkat pertumbuhan dan produktivitas yang optimal,
kedelai harus ditanam pada jenis tanah berstruktur lempung berpasir atau liat
berpasir. Upaya program pengembangan kedelai bisa dilakukan dengan
penanaman di lahan kering masam dengan pH tanah 4,5 – 5,5 yang sebenarnya
termasuk kondisi lahan kategori kurang sesuai (Irwan, 2006).
Tanaman kedelai dapat tumbuh pada berbagai jenis tanah dengan drainase
dan aerasi tanah yang cukup baik serta air yang cukup selama pertumbuhan
Universitas Sumatera Utara
7
tanaman. Tanaman kedelai dapat tumbuh baik pada tanah alluvial, regosol,
grumosol, latosol atau andosol. Pada tanah yang kurang subur (miskin unsur hara)
dan jenis tanah podsolik merah-kuning, tanaman kedelai perlu diberi pupuk
organik dan pengapuran (Departemen Pertanian, 2011).
Botani Tanaman Kacang Tanah
Adapun sistematika tanaman kacang tanah (Arachis hypogaea L.) yaitu :
Kingdom : Plantae
Divisio
: Tracheophyta
Subdivisio : Spermatophytina
Kelas
: Magnoliopsida
Ordo
: Fabales
Famili
: Fabaceae
Genus
: Arachis
Species
: Arachis hypogaea L.
(http://www.itis.gov, 2011).
Kacang tanah mempunyai akar serabut yang tumbuh ke bawah sepanjang
± 20 cm. Selainitu, tanaman ini memiliki akar-akar lateral (cabang) yang tumbuh
ke samping sepanjang 5-25 cm. Pada akar lateral terdapat banyak serabut,
fungsinya untuk menghisap air dan unsur hara. Pada akar lateral juga terdapat
bintil akar (nodul) yang mengandung bakteri rhizobium, kegunaannya sebagai
pengikat zat nitrogen dari udara (Departemen Pertanian, 2006).
Tanaman kacang tanah memiliki batang yang kerdil dan berbuku-buku.
Pada mulanya batang tanaman kacang tanah tumbuh tunggal, namun selanjutnya
akan tumbuh cabang-cabang. Secara umum, tanaman kacang tanah tumbuh tinggi
Universitas Sumatera Utara
8
sekitar 30-50 cm, namun bisa lebih tinggi lagi sesuai dengan jenis dari kacang
tanah tersebut (http://www.agroteknologi.web.id, 2015).
Tanaman kacang tanah hidup semusim berumur pendek sekitar 3,5 bulan
tergantung ketinggian dan cuaca. Daun kacang tanah adalah daun majemuk
bersirip genap, terdiri atas empat anak daun yang bentuknya bulat, elip atau agak
lancip dan berbulu. Bulu tersebut berfungsi sebagai penahan atau penyimpan debu
dan obat semprotan. Apabila polong kacang tanah sudah tua atau memasuki akhir
masa pertumbuhan, maka daun-daun akan berguguran dan dimulai dari bagian
daun paling bawah (Pajow et al., 2006).
Tanaman kacang
ditanam memasuki
tanah yang berumur
4 hingga 6 minggu setelah
tahap berbunga. Malam hari merupakan
waktu bagi
bunga kacang tanah untuk berbunga, bunga kacang tanah mekar selama 24
jam,
setelah
itu
bunga
akan
kembali
layu
dan
berguguran
(http://www.agroteknologi.web.id, 2015).
Kacang tanah berbuah polong. Polongnya terbentuk setelah terjadi
pembuahan. Buah kacang tanah berada di dalam tanah. Setelah terjadi pembuahan
bakal buah tumbuh memanjang dan nantinya akan menjadi tangkai polong. Mulamula, ujung ginofor (bakal buah kacang tanah) yang runcing mengarah ke atas,
kemudian tumbuh mengarah ke bawah dan selanjutnya masuk ke dalam tanah
sedalam 1-5 cm. Pada waktu menembus tanah, pertumbuhan memanjang ginofor
akan terhenti. Panjang ginofor ada yang mencapai 18 cm tempat berhentinya
ginofor masuk ke dalam tanah tersebut menjadi tempat buah kacang tanah.
Ginofor yang terbentuk di cabang bagian atas dan tidak masuk ke dalam tanah
akan gagal membentuk polong (Departemen Pertanian, 2006).
Universitas Sumatera Utara
9
Syarat Tumbuh
Iklim
Kacang tanah tumbuh antara garis lintang 4
o
LU dan 40 o LS di daerah
tropik dan sub tropik yang hangat dan di iklim sedang yang lembab yang
memiliki musim panas hangat dan panjang. Fotoperiode tampak mempengaruhi
perbandingan perbandingan antara bunga yang menghasilkan polong dan
menyebarkan asimilat antara cabang vegetatif dan generatif. Pada beberapa
kultivar foto periode panjang (lebih dari 14 jam) umumnya meningkatkan
pertumbuhan vegetatif dan fotoperiode pendek (lebih kecil dari 10 jam) akan
meningkatkan pertumbuhan reproduktif (Somaatmadja, 1993).
Faktor iklim adalah faktor kritis yang memang belum dapat dikendalikan
oleh manusia. Namun kacang tanah dapat tumbuh pada temperatur berkisar antara
18-34
o
C dan optimum 25-27
o
C. Di Indonesia, tanaman kacang tanah cocok
ditanam di dataran rendah yang berketinggian di bawah 500 m dpl
(Pajow et al., 2006).
Curah hujan yang sesuai untuk tanaman kacang tanah antara 800-1.300
mm/tahun. Hujan yang terlalu keras akan mengakibatkan rontok dan bunga tidak
terserbuki oleh lebah. Selain itu, hujan yang terus-menerus akan meningkatkan
kelembaban di sekitar pertanaman kacang tanah. Kelembaban udara untuk
tanaman kacang tanah berkisar antara 65-75%. Adanya curah hujan yang tinggi
akan
meningkatkan
kelembaban
terlalu
tinggi
di
sekitar
pertanaman
(Prihatman, 2000).
Universitas Sumatera Utara
10
Tanah
Kacang tanah lebih menghendaki jenis tanah lempung berpasir, liat
berpasir, atau lempung liat berpasir. Kemasaman (pH) tanah optimal adalah
seikitar 6,5-7,0. Apabila pH tanah lebih besar dari 7,0 maka daun akan berwarna
kuning akibat kekurangan suatu unsur hara (N, S, Fe, Mn) dan sering kali timbul
bercak hitam pada polong. Kacang tanah memberikan hasil terbaik jika ditanam
di tanah remah dan berdrainase baik, terutama di tanah berpasir. Tanah bertekstur
ringan memudahkan penembusan dan perkembangan polong, yang biasanya
terjadi di bawah permukaan tanah. Ketersediaan kalsium tanah sangat diperlukan
agar biji dapat tumbuh dengan baik (Rubatzky & Yamaguchi, 1998).
Jenis tanah yang sesuai untuk tanaman kacang tanah adalah jenis tanah
yang gembur/bertekstur ringan dan subur. Ketinggian tempat yang baik dan ideal
untuk tanaman kacang tanah adalah pada ketinggian antara 500 m dpl. Jenis
kacang tanah tertentu dapat ditanam pada ketinggian tempat tertentu untuk dapat
tumbuh optimal (Prihatman, 2000).
Kekurangan air akan menyebabkan tanaman kurus, kerdil, layu, dan
akhirnya mati. Air yang diperlukan tanaman berasal dari mata air atau sumber air
yang ada di sekitar lokasi penanaman. Tanah berdrainase dan berserasi baik atau
lahan yang tidak terlalu becek dan tidak terlalu kering, baik bagi pertumbuhan
kacang tanah (Prihatman, 2000).
Rhizobakteri Pemacu Tumbuh Tanaman (RPTT)
Rizobakteri pemacu tumbuh tanaman yang lebih popular disebut
Rhizobakteri Pemacu Tumbuh Tanaman (RPTT) merupakan kelompok bakteri
menguntungkan yang secara aktif mengkolonisasi rhizosfer. RPTT berperan
Universitas Sumatera Utara
11
penting dalam meningkatkan pertumbuhan tanaman, hasil panen, dan kesuburan
lahan (Wahyudi, 2009).
Penggunaan RPTT memberikan alternatif untuk menggantikan pupuk
kimia, pestisida dan zat pemacu pertumbuhan, banyak isolatnya meningkatkan
tinggi, panjang akar dan bobot kering produksi tajuk dan akar tanaman secara
signifikan. RPTT juga membantu mengendalikan penyakit tanaman. Beberapa
RPTT yang secara khusus diinokulasi pada benih sebelum ditanam mampu
tumbuh pada perakaran tanaman. RPTT sebagai komponen sistem pengendalian
terpadu dapat mengurangi pemakaian pupuk dan menjadi agen biokontrol.
Pengendalian oleh RPTT dapat meningkatkan produksi tanaman dan akan menjadi
toleran terhadap nematoda dan penyakit lain beberapa minggu setelah ditanam
(Saharan & Nehra, 2011).
Berbagai jenis bakteri telah diidentifikasi sebagai RPTT. Sebagian besar
berasal dari kelompok Gram negatif dengan jumlah strain paling banyak dari
genus Pseudomonas dan beberapa dari genus Serratia. Selain kedua genus
tersebut, dilaporkan antara lain genus Azotobacter, Azospirilium, Acetobacter,
Burkholderia, Enterobacter, Rhizobium, Erwinia, Flavobacterium, dan Bacillus
(Wahyudi, 2009).
RPTT secara umum terbagi atas RPTT ekstraselular (eRPTT) yang berada
di rhizosfer, permukaan akar, atau di ruang antar sel pada korteks akar dan
intraselular (iRPTT) yang berada di dalam sel akar. Beberapa contoh eRPTT
adalah Agrobacterium, Arthrobacter, Azotobacter, Azospirillum, Bacillus,
Burkholderia,
Caulobacter,
Chromobacter,
Erwinia,
Flavobacterium,
Micrococcus, Pseudomonas, dan Seratia. Genus yang termasuk iRPTT antara
Universitas Sumatera Utara
12
lain
Allorhizobium,
Azorhizobium,
Bradyrhizobium,
Mesorhizobium,
dan
Rhizobium dari famili Rhizobiaceae (Ahemad & Kibret, 2014).
Fungsi dan Mekanisme RPTT
Secara umum, fungsi RPTT dalam meningkatkan pertumbuhan tanaman
dibagi dalam tiga kategori yaitu : (1) sebagai pemacu/perangsang pertumbuhan
(biostimulan) dengan mensintesis dan mengatur konsentrasi berbagai zat pengatur
tumbuh (fitohormon) seperti Indole Acetic Acid (IAA), giberelin, sitokinin, dan
etilen dalam lingkungan akar; (2) sebagai penyedia hara (biofertilizer) dengan
menambat N2 dari udara secara asimbiosis dan melarutkan hara P yang terikat di
dalam tanah; (3) sebagai pengendali patogen berasal dari tanah (bioprotectans)
dengan cara menghasilkan berbagai senyawa atau metabolit anti patogen seperti
siderofor, β 1-3 glukanase, kitinase, antibiotik, dan sianida (Rahni, 2012).
RPTT mampu memberikan pengaruh positif dalam memicu pertumbuhan
tanaman. Interaksi yang menguntungkan antara tanaman dan mikroba di rhizosfer
dapat mempengaruhi vigor dan kesuburan tanah. Pengaruh menguntungkan dari
RPTT ini terjadi secara langsung dan tidak langsung. Pengaruh langsung terhadap
pertumbuhan tanaman oleh RPTT adalah dengan memproduksi senyawa metabolit
yang meningkatkan pertumbuhan tanaman seperti auksin, sitokinin, giberelin, dan
dapat melarutkan fosfat. Pengaruh tidak langsungnya terjadi dengan pencegahan
terhadap patogen melalui produksi senyawa metabolit sekunder seperti hidrogen
sianida dan siderofor (Noori & Saud, 2012).
Mekanisme RPTT dalam memacu atau meningkatkan pertumbuhan
tanaman belum sepenuhnya dipahami. Hal ini terkait dengan kompleksitas peran
RPTT bagi pertumbuhan tanaman dan beragamnya kondisi fisik, kimia, dan
Universitas Sumatera Utara
13
biologi di lingkungan rhizosfer. Namun diyakini bahwa proses pemacuan tumbuh
tanaman dimulai dari keberhasilan RPTT dalam mengkolonisasi rhizosfer
(Bhatnagar & Bhatnagar, 2005).
Indol acetic acid (IAA)
Sintesis zat fitohormon berupa auxin telah lama diketahui. Hasil penelitian
melaporkan ada lebih dari 80% mikroorganisme yang diisolasi dari berbagai
rhizosfer tanaman memiliki kemampuan untuk mensintesis dan menghasilkan
auxin sebagai metabolit sekunder (Patten & Glick, 1996). Secara umum, auksin
atau IAA mempengaruhi pembelahan sel, pemanjangan dan diferensiasi,
menstimulasi perkecambahan dan pembentukan batang, meningkatkan luas xylem
dan perkembangan akar, mengontrol proses pertumbuhan vegetatif, menginisiasi
pembentukan akar lateral dan akar serabut, mempengaruhi fotosintesis,
pembentukan pigmen, biosintesa berbagai senyawa metabolit, dan sebagai
pertahanan dalam berbagai cekaman (Ahemad & Kibret, 2014).
Biosintesis IAA di dalam tanah diperkaya oleh triptofan dari eksudat akar
atau penguraian sel (Mohite, 2013). Pengujian terhadap kemampuan bakteri dalam
menghasilkan hormon IAA secara invitro dalam medium tumbuh yang
disuplementasi dengan triptofan sebagai prekursor biosintesis IAA sangat penting
untuk mengetahui dan mengidentifikasi jenis bakteri yang mempunyai
kemampuan menghasilkan hormon IAA terbesar diantara isolat bakteri endofit
yang lain (Retnowati et al., 2013).
Fosfat
Fosfat (P) merupakan nutrisi untuk pertumbuhan tanaman yang terpenting
kedua setelah nitrogen. Namun, fosfat dalam bentuk tersedia yang dapat diserap
Universitas Sumatera Utara
14
oleh tanaman sangat rendah. Oleh karena itu, petani sering mengaplikasikan
pupuk P untuk mengatasi kekurangan P dalam tanah. Namun, hal ini tidak hanya
menambah biaya perawatan tanaman namun juga memberi pengaruh yang tidak
diharapkan terhadap lingkungan. Dalam hal ini, mikroorganisme yang dapat
melarutkan P diperlukan untuk mengurai P menjadi bentuk tersedia bagi tanaman.
(Ahemad & Kibret, 2014).
Uji pelarutan fosfat menunjukkan bahwa isolat Bacilllus DM-4 memiliki
indeks zona bening pelarutan fosfat yang paling tinggi. Indeks zona bening
berkorelasi dengan kemampuan melarutkan fosfat (Widayanti, 2007).
Asam Sianida (HCN)
Menurut Haas dan Defago (2005), enam kelas senyawa antibiotik
diketahui memiliki hubungan yang positif terhadap biokontrol penyakit pada akar
: fenazin, floroglucinol, pyoluteorin, pyrrolnitrin, lipopeptida siklik, dan hidrogen
sianida. Hidrogen sianida adalah senyawa anorganik. HCN tersebar luas di
perairan dan berada dalam bentuk ion sianida (CN-), hidrogen sianida (HCN) dan
metalosianida (Purba, 2009).
Pada umumnya sianida banyak diproduksi oleh jamur, namun bakteri juga
mampu menghasilkan sianida. Pseudomonas aeruginosa dan Pseudomonas putida
adalah jenis bakteri yang menghasilkan HCN (Ahemad & Khan, 2012). Senyawa
HCN juga merupakan senyawa metabolit sekunder yang umumnya dihasilkan
oleh bakteri Pseudomonas fluorescens dan bersifat toksik terhadap cendawan
patogen (Ramamoorthy et al., 2002).
Universitas Sumatera Utara
15
Siderofor
Siderofor adalah biomolekul ringan , senyawa yang mampu mengkhelat
iron (Fe) yang disintesis oleh mikroorganisme (Bakthavatchalu et al., 2012). Di
lingkungan aerob, Fe tersedia dalam dalam bentuk Fe3+ dan karena proses
hidroksida dan oksihidroksida menyebabkan Fe menjadi tidak tersedia bagi
tanaman dan mikroorganisme (Rajkumar et al., 2010). Oleh karena itu, siderofor
bertindak sebagai agen pelarut bagi Fe dari bentuk mineral atau ikatan organik
dibawah kondisi yang terbatas (Indiragandhi et al., 2008).
Siderofor yang diproduksi oleh mikroorganisme rhizosfer mampu untuk
memproduksi siderofor tidak hanya memperbaiki kolonisasi rhizosfer oleh RPTT
tapi juga berperan penting dalam menyediakan nutrisi Fe bagi tanaman dan
bersifat antagonis dalam mengendalikan fitopatogen (Prashant et al., 2009).
Universitas Sumatera Utara