EFEKTIVITAS APLIKASI Methylobacterium spp TERHADAP PENINGKATAN VIGOR BENIH KEDELAI Darniaty Danial 1)*, Eny Widajati 2), Selly Salma 3) dan Didik Sucahyono4) 1)
Balai Pengkajian Teknologi Pertanian Kalimantan Timur Jl. Pangeran M. Noor Sempaja-Samarinda, Telp. (0541) 220857*)e-mail:
[email protected] 2) Departemen Pertanian, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor Jl. Meranti, Kampus IPB Darmaga Bogor 16680, Telp. (0251) 8629354 3) Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Bioteknologi dan Sumberdaya Genetik Pertanian Jl. Tentara Pelajar 3A, Bogor 16111, Telp. (0251) 337975 4) Balai Penelitian Tanaman Aneka Kacang dan Umbi
ABSTRAK Methylobacterium spp adalah salah satu bakteri penghasil fitohormon yang berpotensi menstimulasi perkecambahan benih dan pertumbuhan tanaman. Perlakuan benih menggunakan mikroba dapat melindungi tanaman tidak hanya pada tahap pembibitan atau pesemaian, tetapi selama siklus hidup tanaman tersebut. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari efektivitas isolat Methylobacterium spp dalam meningkatkan vigor benih. Penelitian dilaksanakan pada bulan SeptemberDesember 2010, di Laboratorium Ilmu dan Teknologi Benih Departemen Agronomi dan Hortikultura Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Rancangan yang digunakan adalah acak kelompok faktorial dengan dua faktor. Faktor pertama adalah enam varietas kedelai berdasarkan ukuran biji sedang dan besar. Varietas biji sedang adalah Sinabung, Kaba dan Tanggamus, sedangkan varietas biji besar adalah Anjasmoro, Grobogan dan Burangrang. Faktor kedua adalah empat isolat Methylobacterium spp yaitu TD-J2, TD-K2, TD-TPB3, NTB-K1 dan kontrol (air). Hasil penelitian menunjukkan bahwa ukuran biji kedelai mempengaruhi proses imbibisi selama perkecambahan. Semakin kecil ukuran benih semakin tinggi tingkat viabilitasnya. Perlakuan Methylobacterium spp isolat TDK2 pada benih kedelai varietas Kaba meningkatkan indeks vigor 17,3% (dari 72% menjadi 89,3%) dan isolat TD-J2 meningkatkan kecepatan tumbuh 9,5%/etmal (dari 31,7%/etmal menjadi 41,2%/etmal). Kata kunci: vigor, Methylobacterium spp, kedelai
ABSTRACT The effectivity of applications Methylobacterium spp to improvement of soybean vigour. Methylobacterium spp is one of bacteria that produces phytohormon which have potency to stimulate seed germination and plant growth. Using microba treatment can protect plant just on the transplanting phase. The objective of this research was to study the effectiveness of Methylobacterium spp isolates in improving vigour of soybean. The research conducted since September 2010 until December 2010 at Seed Technology Laboratory Departement of Agriculture and Horticulture, Bogor of Agriculture University, Bogor. The research consisted of the effect of application Methylobacterium spp bacteria isolates to soybean seed germination. Randomized complete block design with two treatment. The research materials are six soybean varieties i.e: Sinabung, Kaba, Tanggamus, Anjasmoro, Grobogan dan Burangrang and four isolates Methylobacterium spp i.e: TD-J2, TD-K2, TD-TPB3, NTB-K1 and control (aquades). The results showed that Methylobacterium spp soaking in TD-K2 isolate on Kaba increased vigour index 17.33% (from 72% to 89.33%) and TD-J2 isolate increased speed of germination 9.49%/etmal (from 31.74% etmal to 41.23%/etmal). Keywords: vigour, Methylobacterium spp, soybean
Prosiding Seminar Hasil Penelitian Tanaman Aneka Kacang dan Umbi 2013
73
PENDAHULUAN Manfaat mikroba dalam usaha pertanian belum disadari sepenuhnya, karena pandangan umum terhadap mikroba lebih terfokus secara selektif pada mikro patogen yang menimbulkan penyakit pada tanaman. Padahal sebagian besar spesies mikroba merupakan mikroflora yang bermanfaat, kecuali beberapa jenis spesifik yang dapat menyebabkan penyakit bagi tanaman. Baru sebagian kecil dari ribuan spesies mikroba yang telah diketahui bermanfaat bagi usaha pertanian, seperti bakteri fiksasi N2 udara pada tanaman kacang-kacangan, bakteri dan cendawan pelarut fosfat, bakteri dan cendawan perombak bahan organik, serta bakteri, cendawan, dan virus sebagai agensia hayati. Perlakuan benih dengan menggunakan mikroba dapat melindungi tanaman, tidak hanya pada tahap pembibitan atau pesemaian, tetapi selama siklus hidup tanaman (Copeland & McDonald 2001). Bakteri Methylobacterium spp disebut juga Pink Pigmented Facultative Methylotroph (PPFM) merupakan mikrobiota normal pada filosfer hampir semua tanaman, lumut, dan paku-pakuan. Menurut Lidstrom & Chistoserdova (2002), PPFM dapat ditemukan di tanah, permukaan daun, dan di bagian lain tumbuhan. Bakteri ini dapat menstimulasi perkecambahan benih dan pertumbuhan tanaman dengan cara memproduksi fitohormon hasil penggunaan metanol yang dikeluarkan tanaman melalui stomata. Menurut Holland (1997), bakteri PPFM memberikan efek pada pertumbuhan tanaman kedelai. Pengujian pada kecambah kedelai, melalui perlakuan inokulasi PPFM pada biji yang dipanaskan, dapat mengembalikan laju perkecambahan dan pertumbuhan akar ke tingkat normal. PPFM berperan dalam perkecambahan biji kering. Pada kondisi yang kurang ideal, biji mampu berkecambah normal bila biji diinokulasi atau diimbibisi dengan suspensi kultur bakteri PPFM yang dapat memicu viabilitas benih. Hasil penelitian Salma et al. (2005) menunjukkan penggunaan isolat Methylobacterium spp dapat meningkatkan perkecambahan benih. Perlakuan berupa perendaman benih jagung manis selama 4 jam menggunakan isolat TD-T1 dan kacang panjang menggunakan isolat TD-K1 meningkatkan daya berkecambah rata-rata 27% dibandingkan dengan kontrol. Selanjutnya Salma et al. (2006) melaporkan bahwa perendaman benih tomat menggunakan isolat TD-T1 menghasilkan perbedaan yang nyata pada tinggi tanaman 45 HST dan bobot kering akar dibanding kontrol. Kedelai yang diberi perlakuan isolat TD-K1 menunjukkan perbedaan yang nyata pada bobot kering tajuk, jumlah biji, bobot 100 biji, dan panjang polong. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari efektivitas isolat Methylobacterium spp untuk meningkatkan vigor benih kedelai.
BAHAN DAN METODE Penelitian dilaksanakan pada bulan September–Desember 2010 di Laboratorium Ilmu dan Teknologi Benih Departemen Agronomi dan Hortikultura Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Bahan yang digunakan adalah benih kedelai (daya kecambah awal rendah sampai sedang) dan isolat Methylobacterium spp. Perbedaan ukuran biji pada kedelai didasarkan pada bobot 100 butir masing-masing varietas. Bobot 100 butir masing-masing varietas berbiji sedang adalah Sinabung 10,7 g, Kaba 10,4 g dan Tanggamus 11 g. Bobot 100 butir varietas berbiji besar adalah Anjasmoro 14,8–15,3 g, Grobogan 18 g dan Burangrang 17 g. Isolat Methylobacterium spp terdiri atas TD-J2, TD-K2, TD-TPB3, dan NTB-K1. 74
Danial et al.: Efektivitas Methylobacterium spp terhadap peningkatan vigor benih kedelai
Bahan lainnya adalah alkohol 70%, media pertumbuhan Methylobacterium spp, dan kertas merang. Peralatan yang digunakan antara lain oven, timbangan analitik, alat pengepres kertas IPB, alat pengecambah benih IPB 72-1 dan meteran. Penelitian menggunakan rancangan acak kelompok yang disusun secara faktorial dengan dua faktor. Faktor pertama adalah enam varietas kedelai berdasarkan ukuran biji sedang dan besar. Varietas biji sedang adalah Sinabung, Kaba dan Tanggamus, varietas biji besar adalah Anjasmoro, Grobogan, dan Burangrang. Faktor kedua adalah empat isolat Methylobacterium spp, yaitu TD-J2, TD-K2, TD-TPB3, NTB-K1 dan kontrol (air). Analisis statistik menggunakan uji F taraf 5% dan uji lanjut BNJ taraf 5%. Penelitian diawali dengan persiapan Methylobacterium spp di laboratorium. Selanjutnya perendaman benih dengan empat jenis isolat Methylobacterium spp dan air selama 12 jam. Untuk merendam 150 butir benih berbiji sedang diperlukan 50 ml isolat Methylobacaterium spp dan pada biji besar diperlukan 60 ml. Isolat Methylobacterium spp yang diperlukan pada penelitian ini sekitar 900 ml untuk satu jenis isolat. Benih ditanam pada substrat kertas merang yang telah dilembabkan. Metode yang digunakan untuk mengecambahkan benih adalah metode uji kertas digulung dalam plastik (UKDdp) dan selanjutnya dimasukkan dalam alat pengecambah benih tipe IPB 72-1. Peubah yang diamati adalah daya berkecambah, indeks vigor, kecepatan tumbuh (%/etmal), bobot kering kecambah normal dan potensi tumbuh maksimum.
HASIL DAN PEMBAHASAN Aplikasi Isolat Bakteri Methylobacterium spp dan Perkecambahan Benih Kedelai Pengaruh perlakuan perendaman benih dengan isolat Methylobacterium spp terhadap benih kedelai memberikan respon yang beragam (Tabel 1). Interaksi varietas dan isolat Methylobacterium spp terhadap benih kedelai daya berkecambah, indeks vigor, kecepatan tumbuh, bobot kering kecambah normal, dan potensi tumbuh maksimum. Tabel 1.
Hasil analisis ragam pengaruh varietas dan isolat Methylobacterium spp terhadap daya berkecambah (DB), indeks vigor (IV), kecepatan tumbuh (KCT), bobot kering kecambah normal (BKN), dan potensi tumbuh maksimum (PTM)
Sumber keragaman
DB (%)
IV (%)
KCT (%/etmal)
BKKN (g)
PTM (%)
Varietas (V) Methylobacterium spp (M) VxM KK (%)
<0,0001** <0,0001**
<0,0001** 0,236tn
<0,0001** <0,0001**
<0,0001** <0,0001**
<0,0001** 0,1656tn
0,0055* 7,29
0,0043* 9,04
0,0011* 7,46
0,0182* 7,35
0,0002* 6,09
Keterangan: **) sangat nyata pada p ≤ 0.01; *) nyata pada p ≤ 0.05; tn= tidak nyata.
Pengaruh Varietas dan Methylobacterium spp terhadap Daya Berkecambah Respons masing-masing varietas terhadap isolat Methylobacterium spp terhadap daya berkecambah berbeda-beda (Tabel 2). Isolat TD-J2 dan TD-K2 nyata meningkatkan daya berkecambah varietas Kaba. Isolat TD-TPB3 juga nyata meningkatkan daya berkecambah varietas Anjasmoro. Peningkatan daya berkecambah masing-masing varietas tersebut tidak berbeda nyata dengan kontrol.
Prosiding Seminar Hasil Penelitian Tanaman Aneka Kacang dan Umbi 2013
75
Hal tersebut mengindikasikan bahwa peningkatan daya berkecambah benih kedelai yang direndam dengan berbagai isolat Methylobacterium spp dipengaruhi oleh tingkat viabilitas awal benih. Varietas yang memperlihatkan daya berkecambah yang tinggi memiliki viabilitas potensial yang tinggi. Viabilitas potensial menunjukkan kemampuan benih untuk tumbuh dan berproduksi normal pada kondisi optimum. Menurut Sadjad dkk. (1999) daya berkecambah merupakan tolok ukur viabilitas potensial benih. Tabel 2.
Varietas
Pengaruh interaksi varietas dan Methylobacterium spp terhadap peubah daya kecambah benih kedelai. Daya kecambah (%) akibat perlakuan Methylobacterium spp Kontrol
TDJ2
TDK2
TPB3
TDB1
Sinabung
78,00
a–f
89,33
ab
89,33
ab
88,00
abc
90,67
a
Kaba
77,33
a–f
93,33
a
93,33
a
92,00
a
89,33
ab
Tanggamus
78,00
a–f
79,33
a–f
87,33
a–d
83,33
a–e
84,00
a–e
Anjasmoro
70,67
c–g
81,33
a–e
84,00
a–e
89,33
ab
82,67
a–e
Grobogan
62,67
fg
67,33
efg
57,33
g
69,33
defg
70,67
c–g
Burangrang
70,00
c–g
71,33
b–g
82,67
a–e
61,33
fg
70,67
c–g
Angka selajur yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata pada uji 5% BNJ.
Pengaruh Varietas dan Methylobacterium spp terhadap Indeks Vigor Perlakuan perendaman isolat Methylobacterium spp pada beberapa varietas kedelai memberikan pengaruh yang nyata terhadap indeks vigor. Isolat TD-K2 secara nyata lebih tinggi meningkatkan indeks vigor varietas Kaba daripada kontrol. Isolat lainnya juga meningkatkan indeks vigor masing-masing varietas tetapi tidak berbeda nyata dengan kontrol (Tabel 3). Tabel 3. Varietas
Pengaruh interaksi varietas dan Methylobacterium spp terhadap indeks vigor. Indeks vigor (%) akibat perlakuan Methylobacterium spp Kontrol
TDJ2
TDK2
TPB3
TDB1
Sinabung
71,3
bcd
75,3
a–d
72,7
a–d
72,0
bcd
77,3
a–d
Kaba
72,0
bcd
82,0
abc
89,3
a
82,7
ab
78,0
a–d
Tanggamus
71,3
bcd
63,3
d
69,3
bcd
61,3
de
72,7
a–d
Anjasmoro
61,3
de
66,0
bcd
65,3
cd
71,3
bcd
66,0
bcd
Grobogan
24,0
gh
33,3
fgh
21,3
h
20,0
h
21,3
h
Burangrang
44,7
ef
42,0
f
42,0
f
34,7
fgh
39,3
fg
Angka selajur yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata pada uji 5% BNJ.
Isolat Methylobacterium spp tidak mampu meningkatkan indeks vigor benih dengan viabilitas awal yang sudah rendah. Hal tersebut juga menunjukkan bahwa perlakuan isolat Methylobacterium spp pada benih kedelai selain dipengaruhi oleh ukuran biji juga dipengaruhi oleh tingkat viabilitas awal benih. Menurut Byrd (1983), benih yang lebih lambat berkecambah dan mempunyai perbedaan yang besar antara hitungan pertama dan terakhir mempunyai vigor yang rendah. Sementara menurut Sadjad (1994), benih yang cepat tumbuh mampu mengatasi berbagai 76
Danial et al.: Efektivitas Methylobacterium spp terhadap peningkatan vigor benih kedelai
kondisi sub–optimum. Nilai indeks vigor selalu lebih rendah dibandingkan nilai daya kecambah tetapi cenderung mendekati pertumbuhan benih di lapangan.
Pengaruh Varietas dan Methylobacterium spp terhadap Kecepatan Tumbuh Perlakuan perendaman isolat Methylobacterium spp pada beberapa varietas kedelai memberikan pengaruh yang nyata terhadap kecepatan tumbuh. Isolat TD-J2, TD-K2, dan TD-TPB3 nyata meningkatkan kecepatan tumbuh varietas Kaba dan isolat TD-TPB3 nyata meningkatkan kecepatan tumbuh varietas Anjasmoro dibanding kontrol. Indeks vigor varietas Sinabung, Tanggamus, Grobogan dan Burangrang juga meningkat tetapi tidak berbeda nyata dibanding kontrol (Tabel 4). Menurut Sadjad (1993), tolok ukur kecepatan tumbuh mengindikasikan vigor kekuatan tumbuh, karena benih yang cepat tumbuh lebih mampu menghadapi kondisi lapang yang suboptimal. Salah satu tolok ukur yang dapat digunakan untuk mengetahui vigor kekuatan tumbuh (VKT) adalah kecepatan tumbuh (KCT). Tabel 4. Varietas Sinabung Kaba Tanggamus Anjasmoro Grobogan Burangrang
Pengaruh interaksi varietas dan Methylobacterium spp terhadap kecepatan tumbuh. Kecepatan tumbuh (%/etmal) akibat perlakuan Methylobacterium spp Kontrol 31,5 31,7 30,7 28,5 17,7 24,9
TDJ2 c–g c–g d–h e–h jk g–j
38,0 41,2 33,3 32,5 20,2 25,0
TDK2 abc a b–e c–f ijk Ghi
37,8 40,6 34,6 32,5 16,1 25,3
TPB3 a–d ab a–e c–f k f–i
37,9 40,1 31,7 36,0 19,3 20,7
TDB1 a–d ab c–g a–d ijk ijk
38,0 37,3 35,5 31,0 19,1 23,8
a–d a–d a–e c–h ijk hij
Angka selajur yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata pada uji 5% BNJ.
Pengaruh Varietas dan Methylobacterium spp terhadap Bobot Kering Kecambah Normal (BKKN) Perendaman benih kedelai menggunakan isolat Methylobacterium spp memberikan respon yang berbeda terhadap bobot kering kecambah normal. Viabilitas awal (kontrol) varietas biji sedang (Sinabung, Kaba, dan Tanggamus) memberikan bobot kering kecambah normal yang beragam yaitu 1.103 hingga 1.143 g (Tabel 5). Varietas biji besar (Anjasmoro, Grobogan dan Burangrang) pada viabilitas awal juga memperlihatkan bobot kering kecambah normal yang beragam berkisar antara 1.053–1.197 g. Perlakuan isolat Methylobacterium spp mampu meningkatkan bobot kering kecambah normal varietas Anjasmoro yang direndam dengan isolat TD-TPB3 sebesar 39,77 g. Perlakuan isolat Methylobacterium spp juga meningkatkan bobot kering kecambah normal varietas Sinabung, Kaba, Tanggamus, Grobogan dan Burangrang, tetapi tidak berbeda nyata dengan kontrol.
Prosiding Seminar Hasil Penelitian Tanaman Aneka Kacang dan Umbi 2013
77
Tabel 5.
Varietas
Pengaruh interaksi varietas dan Methylobacterium spp terhadap bobot kering kecambah normal. Bobot kering kecambah normal (g) akibat perlakuan Methylobacterium spp Kontrol
TDJ2
TDK2
TPB3
TDB1
Sinabung
1,140
ef
1,180
edf
1,303
edf
1,287
edf
1,367
b-e
Kaba Tanggamus
1,103 1,143
ef ef
1,230 1,243
edf edf
1,263 1,223
edf edf
1,337 1,183
c–f edf
1,250 1,223
edf edf
Anjasmoro
1,197
edf
1,633
ab
1,600
abc
1,673
a
1,473
a-d
Grobogan Burangrang
1,053 1,057
f f
1,103 1,197
ef edf
1,067 1,173
f ef
1,123 1,163
ef ef
1,077 1,183
ef edf
Angka selajur yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata pada uji 5% BNJ.
Bobot kering kecambah normal merupakan salah satu tolok ukur untuk mengetahui viabilitas potensial lot benih. Apabila memiliki pertumbuhan normal pada kondisi optimum maka lot benih memiliki kemampuan potensial, sebab lingkungan tumbuh di lapang tidak selalu dalam kondisi optimum. Apabila lot menghadapi kondisi suboptimum, kemampuan potensial belum tentu dapat mengatasi (Sadjad 1994).
Pengaruh Varietas dan Methylobacterium spp terhadap Potensi Tumbuh Maksimum Perlakuan perendaman menggunakan isolat Methylobacterium spp dapat meningkatkan potensi tumbuh maksimum benih kedelai. Isolat TD-TPB3 meningkatkan potensi tumbuh maksimum varietas Kaba dan tidak berbeda nyata dengan kontrol. Isolat TDTPB3 juga meningkatkan potensi tumbuh maksimum varietas Sinabung, Kaba, dan Anjasmoro tetapi tidak berbeda nyata dengan kontrol (Tabel 6). Tabel 6 menunjukkan bahwa kondisi awal (kontrol) varietas biji sedang (Sinabung, Kaba dan Tanggamus) memberikan nilai potensi tumbuh maksimum yang bervariasi berkisar antara 82–85,3%. Kondisi awal pada varietas biji besar (Anjasmoro, Grobogan, dan Burangrang) juga cukup beragam, 68,7–80,7%. Perlakuan isolat Methylobacterium spp mampu meningkatkan potensi tumbuh maksimum beberapa varietas kedelai, tetapi tidak berbeda nyata dengan kontrol. Peningkatan potensi tumbuh maksimum tertinggi terlihat pada varietas Kaba yang direndam dengan isolat TD-J2 dan TD-K2 yaitu 8,7% (dari 85,3 % menjadi 94%). Perlakuan Methylobacterium spp isolat TD-K2 tidak mampu meningkatkan potensi tumbuh maksimum varietas Grobogan. Isolat TD-J2, TD-TPB3, dan NTB-K1 juga tidak mampu meningkatkan potensi tumbuh maksimum varietas Burangrang. Hasil tersebut menunjukkan isolat Methylobacterium spp tidak mampu meningkatkan potensi tumbuh maksimum benih kedelai dengan viabilitas awal yang sudah rendah. Dari kelima peubah tersebut terlihat perlakuan varietas berdasarkan ukuran biji sedang dan besar yang direndam dengan isolat Methylobacterium spp memberikan respon yang beragam terhadap daya berkecambah, indeks vigor, kecepatan tumbuh, bobot kering kecambah normal, dan potensi tumbuh maksimum.
78
Danial et al.: Efektivitas Methylobacterium spp terhadap peningkatan vigor benih kedelai
Tabel 6.
Pengaruh interaksi varietas dan Methylobacterium spp terhadap potensi tumbuh maksimum.
Varietas Sinabung Kaba Tanggamus Anjasmoro Grobogan Burangrang
Potensi tumbuh maksimum (%) akibat perlakuan Methylobacterium spp Kontrol 82,0 85,3 82,7 80,7 68,7 75,3
TDJ2
a–f a–e a–f a–f fg b–g
90,7 94,0 74,7 83,3 70,0 72,7
TDK2 ab a c–g a–f efg d–g
89,3 94,00 87,3 84,7 60,7 83,3
abc a a–d a–e g a–f
TPB3 88,7 92,7 83,3 90,0 72,7 62,0
abc a a–f abc d–g g
TDB1 91,3 90,0 84,7 86,0 72,0 68,0
a abc a–e a–d d–g fg
Angka selajur yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata pada uji 5% BNJ.
Perlakuan varietas berdasarkan ukuran biji sedang dan besar yang direndam dengan isolat Methylobacterium spp memberikan respon yang beragam terhadap daya berkecambah, indeks vigor, kecepatan tumbuh, bobot kering kecambah normal, dan potensi tumbuh maksimum. Benih kedelai biji sedang yang diberi perlakuan Methylobacterium spp memperlihatkan keragaan perkecambahan yang lebih baik dibandingkan dengan kedelai biji besar, meskipun pada beberapa peubah tidak memperlihatkan perbedaan yang nyata. Ukuran biji varietas kedelai mempengaruhi proses imbisisi selama perkecambahan. Hasil penelitian menunjukkan terjadi perbedaan persentase perkecambahan benih pada varietas biji sedang dan biji besar. Perbedaan nyata terlihat pada indeks vigor dan kecepatan tumbuh yang merupakan tolok ukur vigor. Varietas Kaba (biji sedang) memperlihatkan keragaan yang terbaik pada kedua peubah dibanding vareitas lainnya. Hal ini diduga karena proses imbibisi dipengaruhi oleh permeabilitas kulit benih yang berhubungan dengan ukuran benih. Proses imbibisi tidak dipengaruhi oleh komposisi kimia benih (kandungan protein dan karbohidrat). Hal ini ditunjukkan oleh kandungan protein masing-masing varietas yang hampir sama, yaitu Sinabung (46%), Kaba (44%), Tanggamus (44,5%), Anjasmoro (41,8–42,1%), Grobogan (39%) dan Burangrang (43,9%). Menurut Calero et al. (1981), bentuk dan ukuran pori-pori kulit benih berbeda antara benih berukuran besar dan kecil. Pada benih berukuran besar jumlah pori-porinya lebih banyak dan bentuknya lebih mernanjang serta berdiameter lebih kecil, sedangkan pada benih berukuran kecil jumlah pori-porinya lebih sedikit dan bentuknya lebih pendek serta berdiameter lebih lebar. Hal serupa dijelaskan oleh Mugnisjah et al. (1978) bahwa terdapat perbedaan vigor antara berbagai varietas kedelai yang berbeda ukuran dan warna benihnya. Varietas kedelai yang benihnya berukuran lebih kecil memiliki vigor lebih tinggi daripada varietas yang benihnya berukuran besar. Perbedaan vigor tersebut disebabkan oleh perbedaan pembengkakan polimer benih selama imbibisi yang dapat menimbulkan kerusakan lebih berbahaya terhadap perkecambahan benih berukuran besar. Peranan isolat Methylobacterium spp selama proses perkecambahan cukup signifikan, hal ini terlihat dari peningkatan nilai daya berkecambah, indeks vigor, kecepatan tumbuh bobot kering kecambah normal, dan potensi tumbuh maksimum dibandingkan dengan kontrol. Peningkatan persentase perkecambahan benih setelah perlakuan perendaman isolat Methylobacterium spp diduga karena kandungan fitohormon yang dimiliki isolat Methylobacterium spp. Hal tersebut didasarkan pada hasil penelitian Laboratorium Mikrobiologi Balai Besar Biogen pada isolat Methylobacterium spp (TD-TPB3, TD-J2 dan TD-
Prosiding Seminar Hasil Penelitian Tanaman Aneka Kacang dan Umbi 2013
79
K2). Hasil penelitian Widajati et al. (2008) menunjukkan bahwa isolat Methylobacterium spp mampu menghasilkan fitohormon dari jenis IAA, GA3, dan Trans Zeatin (Tabel 7). Tabel 7.
Kadar fitohormon dari kultur bakteri Methylobacterium spp koleksi BB-Biogen. Kadar fitohormon (ppm)
Isolat
IAA
GA3
Trans Zeatin
TD-TD-TPB3
9,56
129,83
33,14
TD-J2
2,08
ttd
89,21
TD-K2
9,63
59,11
43,79
Sumber: Widajati et al. 2008.
Pada Tabel 7 terlihat isolat TD-TPB3, TD-J2 dan TD-K2 sangat potensial menghasilkan fitohormon. Fitohormon tersebut diduga dapat menstimulasi perkecambahan benih dan pertumbuhan tanaman (Lidstrom & Chistoserdova 2002). Isolat TD-J2, TD-K2, dan TD-TPB3 memiliki kandungan fitohormon yang beragam, sehingga pengaruhnya terhadap perkecambahan benih kedelai juga beragam. Isolat NTBK1 juga memiliki potensi yang sama dengan isolat TD-J2, TD-K2, dan TD-TPB3. Isolat TD-K2 dan TD-TPB3 sangat potensial memproduksi GA3 dan jenis Trans zeatin, demikian juga isolat TD-J2, di mana isolat tersebut memiliki kemampuan memproduksi Trans zeatin yang cukup tinggi. Fitohormon yang dihasilkan isolat-isolat tersebut dapat meningkatkan vigor benih kedelai. Hasil penelitian Afifah (2009) menunjukkan bahwa fitohormon yang dihasilkan isolat Methylobacterium spp untuk perlakuan invigorasi benih cabai rawit memiliki kesamaan respon dengan zat pengatur tumbuh (ZPT) sintetik. Isolat TD-J2 memberikan respon yang sama dengan zeatin (ZPT sintetik) berdasarkan tolok ukur daya berkecambah dan indeks vigor. Isolat TDJ10 juga memiliki kesamaan respon dengan IAA pada semua tingkat viabilitas benih cabai rawit. Hal ini mengindikasikan strain TD-J2 mampu memberikan pengaruh yang sama dengan Trans zeatin. Strain TDJ10 juga mampu memberikan pengaruh yang sama dengan zat IAA (Indole Acetic Acid). Menurut Holland (1997), pada kondisi yang kurang ideal, biji mampu berkecambah normal bila diinokulasi atau diimbibisi dengan suspensi kultur bakteri Pink Pigmented Facultative Methylotroph (PPFM). Keberadaan bakteri PPFM tersebut dapat memicu viabilitas benih. Ivanova et al. (2001) mengemukakan bahwa bakteri PPFM menghasilkan IAA (Indole Acetic Acid) yang dapat meningkatkan viabilitas benih. Kandungan giberelin yang cukup tinggi pada isolat TD-TPB3 diduga berperan dalam proses perkecambahan benih kedelai. Giberelin mempunyai peranan besar dalam perkecambahan dan perkembangan benih mempunyai efek fisiologi terhadap pembelahan dan perpanjangan sel, merangsang sintesis enzim hidrolisis, dan meningkatkan plastisitas dan turgiditas sel (Salisbury & Ross 1995). Larutan GA3 dapat meningkatkan aktivitas enzim yang berimpilikasi terhadap perombakan endosperma, sehingga menghilangkan hambatan mekanis pada saat pertumbuhan embrio (Watkins et al. (1985). Andreoli & Khan (1999) menyatakan bahwa giberelin berperan dalam perombakan cadangan makanan dan sebagai penginduksi enzim perombakan endosperm, sampai tersedianya energi untuk pertumbuhan embrio.
80
Danial et al.: Efektivitas Methylobacterium spp terhadap peningkatan vigor benih kedelai
KESIMPULAN Perlakuan Methylobacterium spp isolat TD-K2 pada benih kedelai varietas Kaba meningkatkan indeks vigor 17,3% (dari 72% menjadi 89,3%) dan isolat TD-J2 meningkatkan kecepatan tumbuh 9,5%/etmal (dari 31,7%/etmal menjadi 41,2%/etmal).
DAFTAR PUSTAKA Andreoli C. and AA. Khan. 1999. Matriconditioning integrated with gibberelic acid to hasten seed germination and improve stand establishment of pepper and tomato. Pasq. Agropec. Bras. 34(10):1953–1958 Lidstrom ME, L Chistoserdova. 2002. Plants in the pink: Cytokinin production by Methylobacterium. J of Bacteriol. 184(7): 1818. Watkins J.T., DJ. Cantliffe, D.J. Hubber and T.A. Nell. 1985. Gibberellic acid stimulated degradation of endosperma in pepper. J. Am. Calero E, SH West & K. Hinson. 1981. Water absorbtion of soybean seed and associated causal factors. Crop. Sci. 21: 926–933. Copeland LO & MB MC Donald. 2001. Seed Science and Technology. Chapman and Hall. Thomson Publ. Washington. 408p. Holland M.A. 1997. Methylobacterium and plants. Recent Res. Devei. In Plant Physiol. 1: 207– 213. Bryd HW. 1983. Pedoman Teknologi Benih (terjemahan). PT Pembimbing Masa. Jakarta. 79 hlm. Ivanova EG. NV. Doronina, and YA. Trotsenko. 2001. Aerobic Methylobacteria are Capable of Synthesizing Auxins. Microbiol 70:392–397. Salisbury, F.B. dan C.W. Ross. 1995. Fisiologi Tumbuhan jilid 3. D.R. Lukman dan Sumaryono (penerjemah). Terjemahan dari Plant Physiology 4th Edition. Penerbit ITB. Bandung. 343 hlm. Sadjad, S. 1994. Kuantifikasi Metabolisme Benih. PT Gramedia Widisarana Indonesia. Jakarta. 145 hlm. Salma S, Heriansah, A Noorrofiq, A Melyani. 2005. Kajian Bakteri Fototrof Ungu dan Pink Pigmented Facultative Methyltroph (PPFM) Asal Tanah dan Daun Tanaman Pangan dan Hortikultura di Kalimantan Timur. Laporan Hasil Penelitian. BPTP Kaltim. Salma S, N. Dina & Melyani. 2006. Uji Adaptasi Bakteri Fototrof Ungu dan Pink Pigmented Facultative Methylotroph (PPFM) asal Kalimantan Timur Sebagai Pupuk Hayati pada Tanaman Pangan dan Hortikultura. Laporan Hasil Penelitian BPTP Kaltim. [Sekertaris Negara RI] 2010. Upaya Peningkatan Produksi Kedelai. Jakarta 2010. www.setneg.go.id. [20 Maret 2010].
Prosiding Seminar Hasil Penelitian Tanaman Aneka Kacang dan Umbi 2013
81
