12
19 KARAKTERISASI RIZOBAKTERI UNTUK MENINGKATKAN MUTU FISIOLOGIS BENIH DAN PERTUMBUHAN BIBIT TETUA BETINA JAGUNG HIBRIDA Abstract Rhizobacteria has ability in increasing plant growth, yield, and improve plant resistance to disease, because it produce plant growth regulator and increases plant nutrition uptake such as phosphate, and is not phathogenic to plant. The objectives of this experiment were to get rhizobacteria isolates capable of dissolving phosphate, producing IAA, not pathogenic to the plant, and can improve the physiological quality of seeds and seedling growth of female parent of maize hybrid. The experiments were conducted in Bacteriology laboratory, Departement of Plant Protection Faculty of Agriculture IPB and in greenhouse at Leuwikopo laboratory of Seed Science and Technology, Department of Agronomy and Horticulture Faculty of Agriculture IPB, during Maret until July 2011. The groups of isolates Actinomycetes, Bacillus spp. and Fluorescent pseudomonads were used in these experiments. The experiment steps were: (1) characterization of rhizobacteria, (2) selection of selected rhizobacteria based on their ability to improve seed quality and seedling growth of female parents of maize hybrid. The results of experinment 1 showed, there were five isolate choosen from each genus of rhizobacteria based on the criteria of high dissolving of phosphate, negative hypersensitive reaction test, and producing IAA. Experiment 2 showed the rhizobacteria B28 and B46 increase growth rate and seed vigor index, and B28 isolate increased germination of seed. Rhizobacteria AB2, ATS4, B28, P14, P31, and B42 isolate were selected due to their ability to improve the physiological seed quality of female parent of maize hybrid. Key words : dissolving phosphate, producing IAA, seedling growth Abstrak Rizobakteri memiliki kemampuan meningkatkan pertumbuhan tanaman, produktivitas, dan dapat meningkatkan ketahanan tanaman terhadap penyakit. Hal ini karena rizobakteri mampu menghasilkan regulator pertumbuhan tanaman dan meningkatkan ketersediaan nutrisi bagi tanaman seperti fosfat, dan tidak patogen terhadap tanaman. Tujuan penelitian ini adalah untuk mendapatkan isolat rizobakteri yang mampu melarutkan fosfat, memproduksi IAA, tidak bersifat patogen bagi tanaman, dan dapat meningkatkan mutu fisiologis benih serta pertumbuhan bibit tetua betina jagung hibrida. Percobaan dilakukan di laboratorium Bakteriologi Departemen Proteksi Tanaman Fakultas Pertanian IPB dan di rumah kaca laboratorium Ilmu dan Teknologi Benih, Leuwikopo Departemen Agronomi dan Hortikultura Fakultas Pertanian IPB, sejak Maret hingga Juli 2011. Rizobakteri yang digunakan dalam penelitian ini adalah dari jenis Aktinomiset, Bacillus spp. dan Pseudomonas kelompok flourescens. Tahapan percobaan adalah: (1) Karakterisasi rizobakteri, (2) seleksi rizobakteri berdasarkan kemampuannya dalam meningkatkan mutu fisiologis benih dan pertumbuhan bibit tetua betina jagung hibrida. Hasil percobaan tahap 1, terpilih lima isolat dari masing-masing genus rizobakteri yang diuji berdasarkan kriteria pelarutan fosfat yang tinggi, reaksi hipersensitif negatif, dan mampu memproduksi IAA yang tinggi. Hasil percobaan tahap 2 menunjukkan rizobakteri B28 dan B46 meningkatkan kecepatan tumbuh dan indeks vigor benih, isolat B28 mampu meningkatkan daya berkecambah. Rizobakteri AB2, ATS4, B28, P14, P31, dan B42 dipilih untuk digunakan pada percobaan lapang. Kata kunci : melarutkan fosfat , memproduksi IAA , pertumbuhan bibit

KARAKTERISASI RIZOBAKTERI UNTUK MENINGKATKAN MUTU ... · MUTU FISIOLOGIS BENIH DAN PERTUMBUHAN BIBIT ... Percobaan dilakukan di laboratorium Bakteriologi Departemen Proteksi ... Media

  • Upload
    vanlien

  • View
    229

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

19

KARAKTERISASI RIZOBAKTERI UNTUK MENINGKATKAN

MUTU FISIOLOGIS BENIH DAN PERTUMBUHAN BIBIT

TETUA BETINA JAGUNG HIBRIDA

Abstract

Rhizobacteria has ability in increasing plant growth, yield, and improve plant

resistance to disease, because it produce plant growth regulator and increases plant

nutrition uptake such as phosphate, and is not phathogenic to plant. The objectives of

this experiment were to get rhizobacteria isolates capable of dissolving phosphate,

producing IAA, not pathogenic to the plant, and can improve the physiological quality

of seeds and seedling growth of female parent of maize hybrid. The experiments were

conducted in Bacteriology laboratory, Departement of Plant Protection Faculty of

Agriculture IPB and in greenhouse at Leuwikopo laboratory of Seed Science and

Technology, Department of Agronomy and Horticulture Faculty of Agriculture IPB,

during Maret until July 2011. The groups of isolates Actinomycetes, Bacillus spp. and

Fluorescent pseudomonads were used in these experiments. The experiment steps

were: (1) characterization of rhizobacteria, (2) selection of selected rhizobacteria based

on their ability to improve seed quality and seedling growth of female parents of maize

hybrid. The results of experinment 1 showed, there were five isolate choosen from each

genus of rhizobacteria based on the criteria of high dissolving of phosphate, negative

hypersensitive reaction test, and producing IAA. Experiment 2 showed the

rhizobacteria B28 and B46 increase growth rate and seed vigor index, and B28 isolate

increased germination of seed. Rhizobacteria AB2, ATS4, B28, P14, P31, and B42

isolate were selected due to their ability to improve the physiological seed quality of

female parent of maize hybrid.

Key words : dissolving phosphate, producing IAA, seedling growth

Abstrak

Rizobakteri memiliki kemampuan meningkatkan pertumbuhan tanaman, produktivitas,

dan dapat meningkatkan ketahanan tanaman terhadap penyakit. Hal ini karena

rizobakteri mampu menghasilkan regulator pertumbuhan tanaman dan meningkatkan

ketersediaan nutrisi bagi tanaman seperti fosfat, dan tidak patogen terhadap tanaman.

Tujuan penelitian ini adalah untuk mendapatkan isolat rizobakteri yang mampu

melarutkan fosfat, memproduksi IAA, tidak bersifat patogen bagi tanaman, dan dapat

meningkatkan mutu fisiologis benih serta pertumbuhan bibit tetua betina jagung

hibrida. Percobaan dilakukan di laboratorium Bakteriologi Departemen Proteksi

Tanaman Fakultas Pertanian IPB dan di rumah kaca laboratorium Ilmu dan Teknologi

Benih, Leuwikopo Departemen Agronomi dan Hortikultura Fakultas Pertanian IPB,

sejak Maret hingga Juli 2011. Rizobakteri yang digunakan dalam penelitian ini adalah

dari jenis Aktinomiset, Bacillus spp. dan Pseudomonas kelompok flourescens.

Tahapan percobaan adalah: (1) Karakterisasi rizobakteri, (2) seleksi rizobakteri

berdasarkan kemampuannya dalam meningkatkan mutu fisiologis benih dan

pertumbuhan bibit tetua betina jagung hibrida. Hasil percobaan tahap 1, terpilih lima

isolat dari masing-masing genus rizobakteri yang diuji berdasarkan kriteria pelarutan

fosfat yang tinggi, reaksi hipersensitif negatif, dan mampu memproduksi IAA yang

tinggi. Hasil percobaan tahap 2 menunjukkan rizobakteri B28 dan B46 meningkatkan

kecepatan tumbuh dan indeks vigor benih, isolat B28 mampu meningkatkan daya

berkecambah. Rizobakteri AB2, ATS4, B28, P14, P31, dan B42 dipilih untuk

digunakan pada percobaan lapang.

Kata kunci : melarutkan fosfat , memproduksi IAA , pertumbuhan bibit

20

Pendahuluan

Penggunaan input kimia dalam jangka panjang, telah menyebabkan

degradasi lahan pertanian dan polusi lingkungan. Untuk mengembalikan kesuburan

lahan pertanian agar dapat berproduksi dengan baik dan ramah lingkungan, salah

satu caranya adalah dengan menggunakan bakteri akar pemacu pertumbuhan

tanaman (plant growth-promoting rhizobacteria= PGPR). Penggunaan PGPR

untuk peningkatan produksi, pengurangan input kimia dan polusi lingkungan

sangat penting dalam rangka menciptakan pertanian organik yang ramah

lingkungan. Rizobakteri telah banyak diaplikasi pada berbagai tanaman dan

beberapa diantaranya telah dikemas dalam berbagai bentuk dan dikomersilkan

sebagai pupuk hayati dan untuk pengendalian penyakit tanaman (Herman et al.

2008; Minorsky 2008; Ashrafuzzaman et al. 2009).

Penggunaan rizobakteri mampu memacu pertumbuhan dan meningkatkan

produksi tanaman. Glick et al. (2007) menyatakan bahwa fungsi rizobakteri

terhadap pertumbuhan tanaman adalah: (i) membantu meningkatkan serapan hara;

(ii) mencegah perkembangbiakan organisme patogen; dan (iii) menyediakan

hormon pertumbuhan. Dalam meningkatkan pertumbuhan tanaman, rizobakteri

memiliki peran penting seperti menghasilkan hormon tumbuh seperti IAA

(Thakuria et al. 2004; Karnwal 2009; Agustiansyah 2010), giberelin dan

memfiksasi N (Hafeez et al. 2006; Ismarini 2007), melarutkan fosfat (Gray dan

Smith 2005; Mehvraz dan Chaichi 2008). Khusus pada kemampuan melarutkan

fosfat, rizobakteri seperti Pseudomonas spp. dan Bacillus spp. dapat mengeluarkan

asam-asam organik seperti asam formiat, asetat, dan laktat yang bersifat dapat

melarutkan bentuk-bentuk fosfat yang sukar larut tersebut menjadi bentuk yang

tersedia bagi tanaman (Rodriquez dan Fraga 1999; Rao 2007; Prihartini 2009).

Dalam meningkatkan mutu fisiologis benih, Gholami et al. (2009)

mengemukakan bahwa inokulasi benih jagung dengan rizobakteri secara signifikan

meningkatkan daya berkecambah dan vigor benih jagung. Namun, peningkatan

tersebut bervariasi antar jenis bakteri. Bakteri Azospirilium lipoferum DSM1691

dapat meningkatkan daya berkecambah benih jagung hingga 18.5% dibanding

tanpa inokulasi. Pada benih padi, inokulasi rizobakteri signifikan meningkatkan

viabilitas dan vigor benih (Ashrafuzzaman et al. 2009; Agustiansyah et al. 2010).

Peningkatan mutu fisiologis benih jagung, dapat dilakukan dengan

perlakuan benih menggunakan rizobakteri. Perlakuan benih dilakukan dengan

tujuan (1) menghasilkan pertumbuhan bibit yang baik, (2) meminimalkan

kehilangan hasil, (3) mempertahankan dan memperbaiki mutu, dan (4) menghindari

penyebaran organisme berbahaya (Ilyas 2006).

Kemampuan rizobakteri dalam meningkatkan pertumbuhan dan produksi

pada berbagai komoditas telah banyak dilaporkan. Penggunaan rizobakteri dalam

meningkatkan pertumbuhan, mutu fisiologis benih tetua jagung hibrida dalam

rangka produksi benih belum banyak dilakukan. Berdasarkan hal tersebut maka

karakterisasi rizobakteri dalam meningkatkan mutu fisologis dan pertumbuhan

tanaman tetua betina jagung hibrida untuk produksi benih perlu dilakukan. Tujuan

percobaan ini adalah untuk mendapatkan isolat rizobakteri yang mampu

melarutkan fosfat, mampu memproduksi IAA, tidak bersifat patogen terhadap

tanaman, dapat meningkatkan mutu fisiologis benih dan pertumbuhan bibit tetua

betina jagung hibrida.

21

Bahan dan Metode

Karakterisasi rizobakteri dilakukan di Laboratorium Bakteriologi

Departemen Proteksi Tanaman Fakultas Pertanian IPB dan pengujian mutu

fisiologis dilakukan di rumah kaca Ilmu dan Teknologi Benih Leuwikopo IPB.

Rizobakteri yang diuji adalah dari jenis Aktinomiset, Bacillus spp., dan

Pseudomonas kelompok fluorescens, koleksi laboratorium Bakteriologi

Departemen Proteksi Tanaman IPB (Tabel 5).

Tabel 5. Isolat rizobakteri yang digunakan dalam penelitian

Isolat Genus Asal Isolat Referensi AB1 Aktinomiset Tanah perakaran bambu Himmah (2012)

AB2 Aktinomiset Tanah perakaran bambu Himmah (2012)

AB3 Aktinomiset Tanah perakaran bambu Himmah (2012)

AB4 Aktinomiset Tanah perakaran bambu Himmah (2012)

AB10 Aktinomiset Tanah perakaran bambu Himmah (2012)

AB11 Aktinomiset Tanah perakaran bambu Himmah (2012)

APS7 Aktinomiset Tanah perakaran sawit Himmah (2012)

APS12 Aktinomiset Tanah perakaran sawit Himmah (2012)

ATS4 Aktinomiset Tanah sawah Himmah (2012)

ATS5 Aktinomiset Tanah sawah Himmah (2012)

ATS6 Aktinomiset Tanah sawah Himmah (2012)

ATS8 Aktinomiset Tanah sawah Himmah (2012)

B11 Bacillus spp. Koleksi lab.bakteriologi DPT Penelitian ini

B13 Bacillus spp. Koleksi lab.bakteriologi DPT Penelitian ini

B26 Bacillus spp. Tembilahan- Riau Penelitian ini

B27 Bacillus spp. Koleksi lab.bakteriologi DPT Penelitian ini

B28 Bacillus spp. Koleksi lab.bakteriologi DPT Penelitian ini

B29 Bacillus spp. Bogor Penelitian ini

B31 Bacillus spp. Tembilahan- Riau Penelitian ini

B36 Bacillus spp. Tembilahan- Riau Penelitian ini

B37 Bacillus spp. Koleksi lab.bakteriologi DPT Penelitian ini

B38 Bacillus spp. Koleksi lab.bakteriologi DPT Penelitian ini

B42 Bacillus spp. Koleksi lab.bakteriologi DPT Penelitian ini

B46 Bacillus spp. Koleksi lab.bakteriologi DPT Penelitian ini

P11 Pseudomonas kel.fluorescens Citere-Pengalengan Ratdiana (2012)

P12 Pseudomonas kel.fluorescens Koleksi lab.bakteriologi DPT Ratdiana (2012)

P13 Pseudomonas kel.fluorescens Koleksi lab.bakteriologi DPT Ratdiana (2012)

P14 Pseudomonas kel.fluorescens Landungsari-Malang Ratdiana (2012)

P16 Pseudomonas kel.fluorescens Koleksi lab.bakteriologi DPT Ratdiana (2012)

P17 Pseudomonas kel.fluorescens Koleksi lab.bakteriologi DPT Ratdiana (2012)

P24 Pseudomonas kel.fluorescens Koleksi lab.bakteriologi DPT Ratdiana (2012)

P31 Pseudomonas kel.fluorescens Koleksi lab.bakteriologi DPT Ratdiana (2012)

P32 Pseudomonas kel.fluorescens Koleksi lab.bakteriologi DPT Penelitian ini

P34 Pseudomonas kel.fluorescens Batu-Malang Ratdiana (2012)

22

Uji Kemampuan Melarutkan Fosfat

Rizobakteri yang diuji berupa Pseudomonas kelompok fluorescens,

Bacillus spp. dan Aktinomiset (Tabel 5). Pengujian kemampuan rizobakteri

melarutkan fosfat menggunakan media uji Pikovskaya’s dengan penambahan

tri-calcium phosphate (TCP) sebagai sumber fosfat (Rao, 1999). Komposisi

medium yang digunakan per liter terdiri atas glukosa (10 g), NaCl (0.2 g), KCl (0.2

g) MgSO4 (0.1 g), FeSO4 (2.5 mg), yeast extract (0.5 g), (NH4)2SO4 (0.5 g), dan

agar (15 g). Media disterilisasi dengan pemanasan menggunakan autoklaf. Media

uji dituangkan kedalam cawan petri, dibuat lubang dengan cork borer dan diisi

dengan 10 µl suspensi isolat bakteri yang diuji. Media uji dengan bakteri diinkubasi

selama 3 hari pada suhu 28oC. Kemampuan melarutkan fosfat dari isolat yang diuji

dievaluasi secara kualitatif berdasarkan terbentuknya zona bening di sekitar lubang

yang berisi suspensi bakteri (Thakuria et al, 2004).

Uji reaksi hipersensitif

Pengujian ini bertujuan untuk menyeleksi isolat rizobakteri yang tidak

bersifat patogen terhadap tanaman. Pengujian dilakukan dengan cara menyuntikkan

isolat rizobakteri ke daun tanaman tembakau yang sehat, dan dievaluasi 24 – 48 jam

setelah inokulasi. Reaksi hipersensitif ditandai dengan timbulnya gejala nekrosis

pada daun tembakau. Isolat yang menunjukkan gejala nekrosis mengindikasikan

isolat tersebut bersifat patogen terhadap tanaman. Isolat rizobakteri yang tidak

menunjukkan gejala nekrosis berpotensi untuk digunakan dalam pengujian lebih

lanjut.

Uji Produksi Asam Indol Asetat (IAA)

Rizobakteri yang diuji berupa Pseudomonas kelompok fluorescens,

Bacillus spp. dan Aktinomiset yang teridentifikasi melarutkan fosfat, dan tidak

patogen terhadap tanaman, masing-masing jenis 6 isolat dari tiap jenis rizobakteri.

Isolat Pseudomonas kelompok fluorescens ditumbuhkan dalam medium King’s B

cair, Bacillus spp. dalam larutan nutrient broth, dan Aktinomiset dalam larutan

YCED cair masing-masing sebanyak 5 ml. Untuk memacu sintesis auksin, ke

dalam masing-masing media ditambahkan asam amino triptofan 0.1 mM. Media

yang berisi isolat bakteri diinkubasi dalam kondisi gelap pada suhu ruang selama 48

jam sambil dikocok pada kecepatan 110 rpm. Kultur bakteri disentrifugasi dengan

kecepatan 3000 rpm selama 15 menit, kemudian supernatan dipisahkan dari

endapan bakteri, dan dianalisis kandungan IAA-nya.

Kandungan IAA dalam filtrat kultur bakteri dideteksi dengan menggunakan

reagen Salkowski (FeCl3 12 g/l dalam 7.9 M H2SO4). Filtrat kultur bakteri (1 ml)

ditambahkan reagen Salkowski (4 ml) dan diinkubasi selama 30 menit. Setelah

periode inkubasi, nilai absorban campuran dibaca dengan spektrofotometer (model

Parmacia) pada panjang gelombang 510 nm. Kurva standar berdasarkan nilai

absorban larutan IAA murni digunakan untuk menghitung kandungan IAA dalam

filtrat kultur bakteri (Glickman dan Dessaux 1995).

23

Uji Keefektifan Rizobakteri dalam Meningkatkan Mutu Benih dan Pertumbuhan

bibit Tetua Jagung Hibrida

Percobaan dilakukan di rumah kaca Leuwikopo pada bulan Agustus -

September 2011. Percobaan menggunakan rancangan acak kelompok lengkap,

dimana jenis rizobakteri yang diuji sebagai perlakuan. Isolat rizobakteri yang diuji

sebanyak 15 isolat hasil seleksi dari percobaan sebelumnya yaitu: AB2, AB3,

AB11, ATS4, ATS5, B13, B28, B37, B42, B46, P12, P14, P24, P31, P34. Benih

jagung yang digunakan adalah tetua betina dari hibrida Bima-3 berasal dari

Balitsereal Maros Sulawesi Selatan, hasil panen bulan Mei 2011.

Aplikasi rizobakteri dilakukan pada benih sebelum ditanam yaitu dengan

merendam dalam suspensi bakteri dengan nilai OD yang sama selama 12 jam,

kemudian dikeringanginkan (Afzal, 2002). Benih jagung yang telah diberi

perlakuan rizobakteri dikecambahkan dalam bak plastik berukuran 40 x 30 x 12 cm

(panjang, lebar, dan tinggi) yang berisi media pasir steril. Setiap perlakuan ditanam

25 benih, dan masing-masing perlakuan diulang empat kali. Untuk menjaga media

agar tetap lembab, dilakukan penyiraman tiap hari.

Pengamatan dilakukan terhadap:

1. Mutu fisiologis benih:

a. Daya berkecambah (DB)

Pengukuran daya berkecambah (%) dihitung berdasarkan perbandingan

jumlah kecambah normal pada hitungan pertama dan kedua dengan jumlah

total benih yang ditanam. Hitungan pertama adalah 4 hari setelah

pengecambahan dan hitungan kedua adalah 7 hari setelah pengecambahan

(ISTA 2007), dengan rumus sebagai berikut :

b. Indeks Vigor (IV)

Indeks vigor dihitung berdasarkan jumlah kecambah normal pada

pengamatan hitungan ke-1 (Copeland dan McDonald 1995) dengan rumus:

c. Kecepatan Tumbuh (KCT)

Kecepatan tumbuh benih dihitung berdasarkan jumlah pertambahan

persentase kecambah normal/etmal (1 etmal = 24jam) (Sadjad et al. 1999)

dengan rumus:

KCT

dimana: KCT = kecepatan tumbuh benih (% etmal-1

)

d = tambahan persentase kecambah normal

t = waktu perkecambahan

2. Tinggi bibit diukur dari batang sejajar media tumbuh hingga ujung daun

tertinggi. Pengamatan dilakukan pada saat bibit berumur 4 minggu setelah

tanam (MST).

3. Panjang akar, diukur dari pangkal batang tempat tumbuhnya akar hingga akar

terpanjang. Tanaman dibongkar dari box plastik secara perlahan-lahan sambil

disiram air, kemudian dicuci, dikeringkan dan diukur panjang akarnya.

24

4. Bobot kering bibit, dihitung dengan cara menimbang seluruh bibit dibagi dengan

jumlah bibit, setelah dioven pada suhu 60oC selama 3 x 24 jam.

Hasil dan Pembahasan

Kemampuan Melarutkan Fosfat

Identifikasi pelarutan fosfat dengan melihat adanya lingkaran bening (halo)

(Gambar 5). Dari hasil uji dengan metode sumur, teridentifikasi enam isolat

Pseudomonas kelompok fluorescens, tujuh isolat Bacillus, dan sepuluh isolat

Aktinomiset yang dapat melarutkan fosfat. Isolat Pseudomonas kelompok

fluorescens memiliki potensi besar dalam melarutkan fosfat yang ditandai dengan

terbentuknya “halo” yang lebih besar dibanding isolat Bacillus spp. dan

Aktinomiset (Tabel 6). Rao (2007) melaporkan bahwa mikroorganisme dari

kelompok Bacillus spp. dan Pseudomonas spp. merupakan pelarut fosfat yang

potensial.

Gambar 5. Pelarutan fosfat oleh isolat rizobakteri; P12, P13, P17, P31 = rizobakteri

Pseudomonas kelompok fluorescens

Reaksi hipersensitif

Isolat bersifat hipersensitif positif jika pada area daun tembakau yang

disuntik dengan isolat rizobakteri tersebut menunjukkan gejala kematian sel, kering

dan nekrosis (Gambar 6). Rizobakteri yang menunjukkan gelala hipersensitif positif

pada daun tembakau diduga bersifat patogen bagi tanaman.

Gambar 6. Reaksi hipersensitif isolat rizobakteri

Gejala nekrosis

25

Dari hasil pengujian, terdapat empat isolat Bacillus spp menunjukkan gejala

hipersensitif positif yaitu B11, B27, B31, dan B36, tiga isolat dari jenis

Pseudomonas kelompok fluorescens yaitu P16, P17, dan P32, sedang dari jenis

Aktinomiset terdapat empat isolat yaitu AB4, AB10, APS12, dan ATS8. Terdapat

delapan isolat dari jenis Bacillus spp., tujuh isolat dari jenis Pseudomonas

kelompok fluorescens, dan delapan isolat dari jenis Aktinomiset yang

menunjukkan hipersensitif negatif atau tidak patogen terhadap tanaman (Tabel 6).

Produksi Asam Indol Asetat (IAA)

Penapisan rizobakteri dimulai dari pengujian kemampuan dalam

melarutkan fosfat dan reaksi hipersensitifnya pada daun tembakau. Berdasarkan

dua pengujian tersebut dipilih masing-masing enam isolat rizobakteri dari setiap

jenis rizobakteri untuk diuji kemampuan produksi IAAnya.

Hasil pengujian menunjukkan bahwa terdapat perbedaan kemampuan

memproduksi IAA dari masing-masing jenis rizobakteri. Isolat rizobakteri dari

jenis Bacillus spp. dan Pseudomonas kelompok fluorescens mampu menghasilkan

IAA lebih tinggi dibandingkan isolat dari jenis (Gambar 7). Isolat B42 dan B28

menghasilkan IAA lebih tinggi dibanding isolat lainnya. Thakuria et al. (2004)

melaporkan bahwa rizobakteri dari kelompok Bacillus spp. mampu menghasilkan

IAA lebih tinggi. Kemampuan rizobakteri mengkolonisasi perakaran tanaman

berimplikasi pada jumlah asam amino triptofan yang diperoleh dari eksudat akar

tanaman. Produksi IAA oleh rizobakteri hanya akan terjadi jika konsentrasi asam

amino triptofan di daerah perakaran tanaman cukup tinggi (Karnval 2009). IAA

merupakan hormon tumbuhan yang berperan dalam pemanjangan batang,

penyembuhan luka, dan penuaan daun (Taiz dan Zeiger 2002), penundaan

gugurnya daun, bunga, dan buah (Salisbury dan Ross 1995).

Gambar 7. Produksi IAA dari isolat, Bacillus spp, Pseudomonas kelompok

fluorescens, dan Aktinomiset

Berdasarkan hasil karakterisasi rizobakteri terhadap kemampuan

melarutkan fosfat, reaksi hipersensitif, dan produksi IAA, selanjutnya dilakukan

penapisan rizobakteri untuk digunakan pada percobaan berikutnya.

0

2

4

6

8

10

12

14

16

B2

8

B4

2

B4

6

B3

7

B2

9

B1

3

P3

4

P3

1

P2

4

P1

2

P1

4

P1

3

AT

S4

AT

S6

AB

11

AB

2

AB

3

AT

S5

Pro

du

ksi

IA

A (

µg/m

l)

Isolat rizobakteri

26

Tabel 6. Reaksi hipersensitif dan kemampuan melarutkan fosfat dari isolat

rizobakteri

Isolat Bakteri Reaksi hipersensitif *) Pelarutan fosfat **)

Aktinomiset

AB1

AB2

AB3

AB4

AB10

AB11

APS7

APS12

ATS4

ATS5

ATS6

ATS8

-

-

-

+

+

-

-

+

-

-

-

+

-

++

++

++

++

-

++

++

++

++

+

++

Bacillus spp.

B11

B13

B26

B27

B28

B29

B31

B36

B37

B38

B42

B46

+

-

-

+

-

-

+

+

-

-

-

-

-

++

-

-

++

+

-

++

++

-

++

++

P. kelompok fluorescens

P11

P12

P13

P14

P16

P17

P24

P31

P32

P34

-

-

-

-

+

+

-

-

+

-

-

+++

+++

+++

-

++

+++

+++

-

- Keterangan : *) : + = hipersensitif positif; - = hipersensitif negatif

**) pelarutan fosfat: - = tidak; + = rendah; ++ = sedang; +++ = tinggi

Dari hasil seleksi, terpilih lima isolat dari masing-masing jenis rizobakteri. Dari kelompok Aktinomiset terpilih isolat: AB3, ATS4, AB11, AB2 dan ATS5, dari

kelompok Bacillus spp. terpilih lima isolat: B13, B46, B28, B37 dan B42, sedangkan

dari Pseudomonas kelompok fluerescens terpilih isolat: P24, P12, P14, P31 dan P34.

27

a a

ab ab

ab

ab

ab ab ab

b

ab ab ab ab

ab

b

a a

ab ab

ab

ab

ab ab ab

b

ab

ab ab ab

ab

b

0

2

4

6

8

10

12

14

0

20

40

60

KC

T (%

etm

al-

1)

IV (

%)

Isolat rizobakteri

Indeks Vigor Kecepatan tumbuh

Isolat B29 memiliki kemampuan memproduksi IAA lebih tinggi dibanding rizobakteri

B13, B46 dan B28, namun kemampuan melarutkan fosfat lebih rendah dibanding ke

tiga isolat tersebut.

Pengaruh Rizobakteri terhadap Mutu Fisiologis Benih Tetua Betina Jagung

Hibrida

Aplikasi rizobakteri dapat meningkatkan indeks vigor (IV) dan kecepatan

tumbuh (KCT) benih jagung hibrida dibanding kontrol, kecuali isolat P12.

Pengamatan terhadap IV, menunjukkan bahwa perlakuan benih dengan isolat B28

dan B46 mencapai IV tertinggi dan berbeda nyata dengan perlakuan P12 dan

kontrol (Gambar 8). Isolat B28 dan B46 dapat meningkatkan IV masing-masing

19% dan 22%. Demikian pula pada variabel kecepatan tumbuh, isolat B28 dan

B46 menghasilkan KCT benih jagung hibrida yang tinggi dibanding isolat P12 dan

kontrol.

Gambar 8. Pengaruh aplikasi rizobakteri terhadap indeks vigor (IV) dan kecepatan

tumbuh (KCT) benih tetua betina jagung hibrida. Huruf yang sama pada

tengah balok data dan diatas lambang [ ], menunjukkan tidak berbeda

nyata berdasarkan uji DMRT pada taraf α= 5%

Isolat B28 mampu meningkatkan DB benih jagung 15% lebih tinggi

dibanding kontrol, berbeda nyata dengan perlakuan P24, P34, P12, dan kontrol,

namun tidak berbeda nyata dibanding perlakuan B46, B42, B13, P14, P31, AB2,

AB3, AB11, ATS4, dan ATS5 (Gambar 9). Hameda et al. (2008) melaporkan

bahwa inokulasi bakteri pelarut fosfat dapat meningkatkan viabilitas dan vigor

benih jagung. Perbaikan viabilitas dan vigor benih diduga disebabkan peningkatan

sintesis hormon seperti IAA atau giberelin (GA3) sebagai pemicu aktivitas enzim

amilase yang berperan dalam perkecambahan (Gholami et al. 2009). Inokulasi

PGPR pada benih padi dapat meningkatkan daya berkecambah benih 2.3 – 14.7 %

dibanding tanpa PGPR (Ashrafuzzaman et al. 2009). Demikian pula yang

dilaporkan oleh Sutariati et al. (2006), bahwa perlakuan benih cabai dengan

Bacillus spp. dan P. fluorescens, mampu meningkatkan daya berkecambah, indeks

28

vigor, potensi tumbuh maksimum, kecepatan tumbuh relatif, dan menurunkan

waktu yang dibutuhkan untuk berkecambah 50% (T50). Isolat rizobakteri mampu

meningkatkan DB diduga karena isolat-isolat tersebut mampu memproduksi

hormon pertumbuhan seperti IAA, giberelin dan sitokinin, serta mampu

menginduksi tanaman sejak perkecambahan.

Gambar 9. Pengaruh aplikasi rizobakteri terhadap daya berkecambah (DB)

benih tetua betina jagung hibrida. Huruf yang sama diatas balok

data menunjukkan tidak berbeda nyata berdasarkan uji DMRT

pada taraf α = 5%

Aplikasi rizobakteri tidak berpengaruh nyata terhadap tinggi tanaman dan

bobot kering bibit, namun berpengaruh terhadap panjang akar jagung (Tabel 7).

Isolat P34 dan P12 mampu meningkatkan panjang akar masing-masing mencapai

50.0 dan 49.1cm dibanding kontrol (39.8 cm). Hameeda et al. (2008) melaporkan

adanya peningkatan panjang akar dan tinggi tanaman akibat inokulasi bakteri

pelarut fosfat pada benih jagung. Akar merupakan salah satu organ tanaman yang

sangat sensitif terhadap konsentrasi IAA. Tanaman merespon IAA dengan

mekanisme pemanjangan akar primer, pembentukan akar lateral dan akar adventif

(Leveau 2005). Patten dan Glick (2002), menyatakan bahwa IAA yang

disekresikan oleh bakteri meningkatkan pertumbuhan akar tanaman secara

langsung dengan menstimulasi pemanjangan sel atau pembelahan sel.

Rata-rata bobot kering bibit jagung berkisar antara 0.48 – 0.64 g. Isolat

P12, B13, dan P34 cenderung meningkatkan bobot kering bibit jagung (Tabel 7).

Sharafzadeh (2012) melaporkan bahwa inokulasi PGPR dapat meningkatkan

pertumbuhan tanaman tomat dalam rumah kaca. Namun percobaan lapangan

perlu dilakukan untuk memastikan bahwa efek positif tersebut masih dapat

dipertahankan.

0

20

40

60

80 a

ab ab

ab ab

ab

bc ab

bc c

ab ab ab ab

ab bc

DB

(%

)

Isolat rizobakteri

29

Tabel 7. Pengaruh aplikasi isolat rizobakteri terhadap tinggi tanaman, panjang

akar, dan bobot kering bibit jagung pada umur 4 MST

Isolat

rizobakteri

Tinggi tanaman

(cm)

Panjang akar

(cm)

Bobot kering

bibit (g/bibit)

Kontrol 36.4 39.8 bc 0.59

B28 37.6 42.9 abc 0.55

B46 33.8 42.4 abc 0.52

B42 33.8 42.0 abc 0.50

B37 37.0 44.7 ab 0.58

B13 39.1 44.0 abc 0.63

P14 36.9 43.4 abc 0.61

P24 37.0 46.6 ab 0.60

P31 34.1 39.8 bc 0.48

P34 39.3 50.0 a 0.62

P12 39.2 49.1 a 0.64

AB2 38.5 35.5 c 0.55

AB3 36.4 44.9 ab 0.59

AB11 36.6 41.3 abc 0.55

ATS4 35.9 43.2 abc 0.54

ATS5 35.3 39.0 bc 0.49

Keterangan: Angka yang diikuti oleh huruf yang sama pada kolom yang sama tidak

berbeda nyata berdasarkan uji DMRT pada taraf α= 5%

Hasil penelitian Ashrafuzzaman et al. (2009), menunjukkan bahwa

perlakuan benih padi dengan rizobakteri dapat meningkatkan tinggi bibit, bobot

kering bibit, panjang akar, dan bobot kering akar padi. Agens hayati sebagai agens

pemacu pertumbuhan dan peningkatan produksi tanaman dapat melalui beberapa

mekanisme yaitu mampu memfiksasi nitrogen, melarutkan fosfat, dan

memproduksi hormon pertumbuhan tanaman seperti IAA, giberelin, dan sitokinin

(Egamberdiyeva 2005; Bae et al. 2007).

Berdasarkan hasil tersebut di atas terutama peranannya dalam

meningkatkan viabilitas dan vigor benih tetua jagung, maka terpilih isolat B28

(Bacillus spp.), P14, P31 (Pseudomonas kelompok fluerescens), AB2, dan ATS4

(Aktinomiset.). Isolat B42 (Bacillus spp.) dipilih karena selain menghasilkan IAA

yang tinggi yaitu 14.38 μg ml-1

, juga menghasilkan kitinase yang tinggi yaitu 8.67

mm (Budiman 2012), dibanding rizobakteri lainnya pada jenis Bacillus spp.

Rizobakteri hasil seleksi tersebut akan digunakan pada percobaan di lapang.

KESIMPULAN

1. Terdapat 23 isolat yang mampu melarutkan fosfat, dan 23 isolat menunjukkan

reaksi hipersensitif negatif, 18 isolat mampu memproduksi IAA.

2. Berdasarkan karakterisasi rizobakteri, terpilih lima isolat dari jenis

Aktinomiset (AB3, ATS4, AB11, AB2 dan ATS5), lima isolat dari jenis

Bacillus spp. (B13, B46, B28, B37 dan B42), dan lima isolat dari Pseudomonas

kelompok fluorescens (P24, P12, P14, P31 dan P34) yang digunakan untuk

pengujian mutu fisiologis benih tetua betina jagung hibrida.

30

3. Isolat B28 dan B46 dapat meningkatkan indeks vigor dan kecepatan tumbuh

benih jagung. Isolat B28 mampu meningkatkan daya berkecambah hingga

mencapai 80 %. Isolat lain yang berpotensi meningkatkan daya berkecambah

yaitu: B46, B42, B13, P14, P31, AB2, AB3, AB11, ATS4, dan ATS5.

4. Aplikasi rizobakteri P34 dan P12 mampu meningkatkan panjang akar jagung.

5. Berdasarkan hasil karakterisasi rizobakteri dan pengaruhnya terhadap

peningkatan mutu fisiologis benih jagung, terpilih enam isolat rizobakteri dari

masing-masing jenis rizobakteri yang dapat digunakan pada percobaan

selanjutnya yaitu AB2, ATS4, B28, B42, P14, dan P31.