KAJIAN TABLET AKTINOMISET ENDOFIT TERHADAP PENGENDALIAN PENYAKIT HAWAR DAUN BAKTERI DAN PENINGKATAN PERTUMBUHAN TANAMAN PADI
LAILI HUSNIYAH
DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2013
i
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Kajian Tablet Aktinomiset Endofit terhadap Pengendalian Penyakit Hawar Daun Bakteri dan Peningkatan Pertumbuhan Tanaman Padi adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, Agustus 2013 Laili Husniyah NIM G34080058
ii
ABSTRAK
LAILI HUSNIYAH. Kajian Tablet Aktinomiset Endofit terhadap Pengendalian Penyakit Hawar Daun Bakteri dan Peningkatan Pertumbuhan Tanaman Padi. Dibimbing oleh YULIN LESTARI dan RATIH DEWI HASTUTI. Hawar daun bakteri (HDB) merupakan penyakit penting pada tanaman padi yang menyebabkan penurunan produksi. Aktinomiset endofit diketahui berperan penting dalam meningkatkan pertumbuhan tanaman padi. Tujuan penelitian ini adalah mengkaji kemampuan tablet aktinomiset endofit dalam mengendalikan penyakit HDB dan meningkatkan pertumbuhan tanaman padi secara in planta serta mengidentifikasi bakteri penyebab penyakit HDB tersebut. Aktinomiset endofit terpilih yaitu isolat AB131-1, AB131-2, dan PS4-16 yang diproduksi menggunakan media modifikasi molase-kedelai dan kemudian diformulasi dalam bentuk tablet. Aplikasi produk dilakukan dengan cara seed coating dan perendaman akar bibit. Identifikasi bakteri penyebab HDB menggunakan kit API 20 NE. Perlakuan tablet aktinomiset sebanyak 200 g ha-1 di lapangan mampu meningkatkan 4% tinggi tanaman padi dibandingkan dengan kontrol. Tablet aktinomiset endofit mampu menekan perkembangan penyakit HDB hingga 74%. Berdasarkan karakter morfologi dan hasil uji identifikasi, bakteri penyebab penyakit HDB yang diisolasi dari daun yang terserang HDB di lapangan terindikasi sebagai Sphingomonas paucimobilis. Hasil uji postulat Koch menunjukkan bahwa S. paucimobilis merupakan bakteri patogen endofit pada tanaman padi yang menyebabkan penyakit dengan gejala mirip hawar daun. Kata kunci: aktinomiset endofit, hawar daun bakteri, padi, Sphingomonas paucimobilis, tablet aktinomiset endofit
ABSTRACT
LAILI HUSNIYAH. Study of Endophytic Actinomycetes Tablet in Controlling of Bacterial Leaf Blight and Promoting Growth of Rice Plants. Under direction of YULIN LESTARI and RATIH DEWI HASTUTI. Bacterial leaf blight (BLB) is an important disease in rice plants that cause production to decrease. Endophytic actinomycetes has been known to have an important role in enhancing rice plant’s growth. This research aimed to assess the capability of endophytic actinomycetes based product in controlling BLB disease, to improve rice plant’s growth, and to identify bacteria causing the BLB disease. Selected endophytic actinomycetes (AB131, AB131-2, and PS4-16) biomass were produced using modified molasses-soybeans medium and formulated into tablet. Biological product application was done by seed coating and soaking the roots of seedlings. Identification of bacteria causing the BLB disease was done using API
iii
20 NE kit. Application of endophytic actinomycetes tablet at 200 g ha-1 in the field was able to increase plant height by 4% higher than control. Endophytic actinomycetes tablet could reduced BLB disease severity up to 74%. Based on morphological and biochemical characters, bacteria causing BLB disease which was isolated from the affected leaves in the field was indicated as Sphingomonas paucimobilis. Result of Koch's postulates test showed that S. paucimobilis produced similar symptoms with BLB disease in rice plant. Key words: bacterial leaf blight, biological product, endophytic actinomycetes, rice, Sphingomonas paucimobilis
iv
KAJIAN TABLET AKTINOMISET ENDOFIT TERHADAP PENGENDALIAN PENYAKIT HAWAR DAUN BAKTERI DAN PENINGKATAN PERTUMBUHAN TANAMAN PADI
LAILI HUSNIYAH
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen Biologi
DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2013
Judul Skripsi : Kajian Tablet Aktinomiset Endofit terhadap Pengendalian Penyakit Hawar Daun Bakteri dan Peningkatan Pertumbuhan Tanaman Padi : Laili Husniyah Nama : G34080058 NIM
Disetujui oleh
Y ulin Lestari Pembimbing I
Tanggal Lulus :
Dr If Ratih Dewi Hastuti, MSc Pembimbing II
v
Judul Skripsi : Kajian Tablet Aktinomiset Endofit terhadap Pengendalian Penyakit Hawar Daun Bakteri dan Peningkatan Pertumbuhan Tanaman Padi Nama : Laili Husniyah NIM : G34080058
Disetujui oleh
Dr Ir Yulin Lestari Pembimbing I
Dr Ir Ratih Dewi Hastuti, MSc Pembimbing II
Diketahui oleh
Dr Ir Iman Rusmana, MSi Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
vi
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Terima kasih penulis ucapkan kepada Dr Ir Yulin Lestari dan Dr Ir Ratih Dewi Hastuti, MSc selaku pembimbing, serta kepada seluruh staf laboratorium Mikrobiologi dan teman seperjuangan selama penelitian atas bantuan dan saran yang telah diberikan. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada ayah, ibu, seluruh keluarga, teman Biologi 45, dan para sahabat atas segala doa, dukungan, dan kasih sayangnya. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Agustus 2013 Laili Husniyah
vii
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI
vii
DAFTAR GAMBAR
viii
DAFTAR LAMPIRAN
viii
PENDAHULUAN Latar Belakang Tujuan Penelitian Manfaat penelitian METODE Waktu dan Tempat Metode Percobaan Analisis Tanah, Kandungan Hara, dan Iklim Analisis Total Bakteri dan Aktinomiset dalam Tanah Persentase Kejadian Penyakit HDB Persentase Keparahan Penyakit HDB Isolasi Bakteri Penyebab HDB Pengamatan Morfologi dan Pewarnaan Gram Uji Postulat Koch Persiapan Media Tanam Persiapan Tanaman Uji Patogenisitas Identifikasi Bakteri Penyebab Penyakit HDB HASIL Kondisi Tanah, Total Mikrob, dan Iklim. Pertumbuhan Tanaman Padi Kejadian dan Keparahan Penyakit HDB Postulat Koch dan Identifikasi Bakteri Penyebab Penyakit HDB
1 1 2 2 2 2 2 3 3 4 4 4 5 5 5 5 5 6 6 6 8 9 11
PEMBAHASAN
12
SIMPULAN DAN SARAN
15
Simpulan Saran
15 16
DAFTAR PUSTAKA
16
RIWAYAT HIDUP
24
viii
DAFTAR TABEL
1 2 3 4
Kondisi kesuburan dan tekstur tanah lahan percobaan Cikarawang Analisis total bakteri dan total aktinomiset dalam tanah Data iklim bulan Juli-Oktober 2012 di wilayah Dramaga, Bogor Hasil identifikasi bakteri penyebab penyakit HDB dengan kit API 20 NE
6 7 8 12
DAFTAR GAMBAR
1 Kondisi uji in planta di desa Cikarawang, Dramaga, Bogor 2 Pengaruh perlakuan tablet aktinomiset endofit terhadap tinggi tanaman padi 3 Pengaruh perlakuan tablet aktinomiset endofit terhadap jumlah anakan padi 4 Persentase kejadian penyakit HDB di lapangan 5 Persentase keparahan penyakit HDB di lapangan 6 Morfologi S. paucimobilis pada media YDCA 7 Kondisi uji postulat Koch isolat S1 pada tanaman padi
6 8 9 10 10 11 11
DAFTAR LAMPIRAN
1 2 3 4 5 6 7 8
Komposisi media peremajaan dan kultur Tabel Persentase kejadian penyakit HDB di lapangan Tabel persentase keparahan penyakit di lapangan Uji Lavene terhadap tinggi Tanaman Analysis of variance data tinggi tanaman Uji Lavene terhadap jumlah anakan Analysis of variance data jumlah anakan Uji Friedman terhadap skor keparahan penyakit HDB
20 21 21 21 21 22 22 23
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Upaya pemenuhan kebutuhan pangan nasional terutama beras perlu terus diupayakan. Produksi padi tahun 2011 kurang lebih 65.39 juta ton gabah kering giling (GKG) dan mengalami penurunan sebesar 1.08 juta ton (1.63%) dibandingkan tahun 2010 (BPS 2011). Berdasarkan data SJKP PDSIP (2012) kebutuhan beras di tingkat nasional mencapai 102 kg/kapita/tahun. Penurunan produksi beras antara lain disebabkan oleh serangan hama dan penyakit yang tentunya sangat merugikan petani. Pemupukan dan pengendalian organisme pengganggu tanaman (OPT) menggunakan pestisida kimia dalam jangka waktu lama dapat membawa dampak negatif bagi lingkungan. Penyakit penting yang disebabkan oleh serangan mikrob adalah hawar daun bakteri (HDB). HDB merupakan penyakit penting pada padi dan menyerang tanaman inang pada usia vegetatif maksimum. Keparahan penyakit yang dialami tergantung pada tingkat kerentanan kultivar padi dan kondisi lingkungan, sehingga keparahannya di wilayah tropik dan subtropik berbeda. Penyakit tersebut sangat berbahaya karena dapat menyebabkan penurunan produksi hingga 50% (Elings et al. 1997). Salah satu mikrob penyebab penyakit HDB pada tanaman padi adalah Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo). Bakteri lain yang berasosiasi pada tanaman dan kemungkinan terkait dengan penyakit HDB pada tanaman padi adalah Spingomonas paucimobilis yang dulu disebut sebagai Pseudomonas paucimobilis. Bakteri S. paucimobilis dapat mendegradasi senyawa hidrokarbon dan memproduksi senyawa polisakarida yaitu gellan yang bermanfaat di dunia industri. Lebih lanjut, S. paucimobilis diketahui juga masih berkerabat dekat dengan Rhizomonas dan termasuk patogen tanaman (White et al. 1996). Pengendalian penyakit menggunakan pestisida dapat menyebabkan pencemaran lingkungan sehingga pemanfaatan agen hayati perlu digalakkan melalui program ‘Go Organik’ pemerintah. Agen hayati yang siap diaplikasikan di lapangan contohnya adalah tablet aktinomiset endofit. Aktinomiset merupakan bakteri Gram positif, berfilamen, bercabang membentuk konidia, tidak mengkilat, dan melekat kuat pada media pertumbuhannya (Madigan et al. 2006). Aktinomiset endofit hidup dalam jaringan tanaman tanpa menyebabkan kerusakan pada tanaman. Aktinomiset mampu memproduksi IAA sampai 99.2 ppm yang berperan dalam memacu pertumbuhan tanaman padi (Yusepi 2011) dan memiliki kemampuan untuk melarutkan fosfat (Hamdali et al. 2008a; Hamdali et al. 2008b; Widawati et al. 2008). Aktinomiset golongan Streptomyces dapat menghasilkan senyawa antibiotik tunikamisin, mampu menghidrolisis pati, protein, selulase, mereduksi nitrat dan mendekomposisi urea (Atta 2012). Senyawa antimikrob yang dimiliki aktinomiset juga mampu menghambat pertumbuhan bakteri patogen baik bakteri Gram positif, Gram negatif, maupun fungi (Papuangan 2009; Atta 2012). Senyawa metabolit sekunder dan senyawa antimikrob itulah yang membuat aktinomiset memiliki nilai komersial tinggi karena manfaatnya dalam pengelolaan
2
penyakit tanaman dan peningkatan hasil produksi (Winarni 2004). Oleh karena itu pengujian tablet aktinomiset endofit yang mampu menurunkan keparahan penyakit hawar daun padi penting dilakukan.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan mengkaji kemampuan tablet aktinomiset endofit dalam mengendalikan penyakit HDB dan meningkatkan pertumbuhan tanaman padi secara in planta serta mengidentifikasi bakteri penyebab penyakit HDB.
Manfaat penelitian
Hasil penelitian diharapkan dapat menjadi landasan penelitian selanjutnya dalam mengembangkan tablet aktinomiset endofit dalam meningkatkan pertumbuhan tanaman padi serta sebagai agen pengendali penyakit hawar daun bakteri. Tablet aktinomiset endofit bersifat ramah lingkungan, murah, mudah diaplikasikan, dan mudah diproduksi sehingga diharapkan dapat membantu dan meningkatkan produktivitas padi untuk ketahanan pangan nasional.
METODE
Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Juli 2012 sampai Agustus 2013 di Laboratorium Mikrobiologi FMIPA IPB, rumah kaca Departemen Biologi FMIPA IPB, Laboratorium Balai Penelitian Tanah Litbang Pertanian Bogor, dan di Kebun Percobaan padi sawah IPB, Cikarawang-Bogor.
Metode Percobaan
Percobaan dilaksanakan dengan menggunakan rancangan acak kelompok lengkap (RAKL) dengan dua perlakuan dan dua ulangan sehingga terdapat empat satuan percobaan. Dua perlakuan tersebut yaitu perlakuan tablet aktinomiset endofit 200 g ha-1 dan kontrol.
3
Persiapan inokulan dan formulasi tablet aktinomiset endofit menggunakan acuan metode Rahayu (2012). Tablet aktinomiset endofit tersebut memiliki total aktinomiset 3.2 x 106 cfu/g dengan kadar air 1,23% pada suhu ruang. Kriteria tersebut sudah memenuhi kriteria pupuk hayati menurut Kementan 2011 yaitu pupuk hayati minimal memiliki kandungan total aktinomiset ≥ 104 cfu/g dengan kandungan air ≤ 20%. Tablet aktinomiset endofit yang diperoleh digunakan untuk seed coating pada proses penyemaian. Benih yang digunakan adalah benih padi Ciherang. Benih padi direndam dalam air kemudian benih yang mengambang dibuang. Setelah itu benih direndam kembali dalam air selama 24 jam. Setelah 24 jam, benih (36 bulir/g) ditiriskan dan dilapisi dengan tablet aktinomiset endofit (25 g/kg benih) kemudian didiamkan semalam dalam ruang gelap guna memecah perkecambahan. Benih yang sudah berkecambah disemai ke lahan selama 21 hari. Bibit yang berusia 21 hari direndam akarnya dalam larutan tablet aktinomiset endofit (25 g L-1) selama 15 menit sebelum dipindahkan ke lahan tanam (Hastuti et al. 2012). Bibit ditanam sebanyak 4 bibit perlubang tanam dengan jarak antar bibit 25 cm x 25 cm pada masing-masing petak berukuran 8x9 m2. Petak satu dan lainnya memiliki saluran drainase terpisah. Selama penyemaian dan penanaman tidak diberikan perlakuan pupuk apapun kecuali tablet aktinomiset endofit dan tidak dilakukan penyemprotan pestisida. Pemeliharaan di lapangan dilakukan dengan melakukan pengairan secara rutin dan membersihkan area tanam dari rumput dan gulma. Penempatan sampel di lapangan mengikuti pola zigzag. Pengamatan dilakukan setiap dua mingu selama 10 minggu dengan parameter pengamatan: tinggi tanaman, jumlah anakan, dan kejadian serta keparahan penyakit HDB. Data pertumbuhan tinggi tanaman dan jumlah anakan diuji dengan uji Lavene, sedangkan persentase keparahan penyakit diuji dengan uji Friedman pada taraf P=0.05. Kedua uji tersebut diolah menggunakan statistical product and service solutions (SPSS) 16.0 per 2 minggu setelah tanam (MST).
Analisis Tanah, Kandungan Hara, dan Iklim Sampel tanah yang dianalisis diambil dari lima titik yang berbeda pada tanah sawah yang sudah dibajak sebelum tanam. Analisis tersebut meliputi analisis tekstur tanah dan kesuburan tanah yang dilakukan di Balai Penelitian Tanah, Balitbang Pertanian, Kementan, Djuanda-Bogor, sedangkan data iklim diperoleh dari Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika, Balai Besar Wilayah II, Stasiun Klimatologi Dramaga Bogor.
Analisis Total Bakteri dan Aktinomiset dalam Tanah
Sampel tanah diambil pada lima titik yang berbeda pada lahan sebelum tanam. Sampel tanah yang diambil diencerkan sampai 10-6 untuk analisis total
4
bakteri, sedangkan untuk analisis total aktinomiset cukup diencerkan sampai 10-2. Total bakteri dan aktinomiset dianalisis menggunakan metode total plate count (TPC) pada media nutrient agar (NA) untuk bakteri dan media humic acid vitamin agar (HV) untuk aktinomiset. Media HV agar dipilih karena media tersebut merupakan media selektif diferensial untuk aktinomiset.
Persentase Kejadian Penyakit HDB
Perhitungan persentase kejadian penyakit (Lampiran 2) menggunakan rumus sebagai berikut: KJ = a/b x 100% Keterangan : KJ = persentase kejadian penyakit HDB a = jumlah tanaman yang menunjukkan gejala HDB b = jumlah tanaman yang diamati
Persentase Keparahan Penyakit HDB
Perhitungan persentase keparahan penyakit (Lampiran 3) menggunakan nilai skor yang telah ditentukan dalam pengamatan tanaman contoh yang terserang HDB. Adapun nilai skor dan rumus perhitungan persentase penyakit adalah sebagai berikut: Skor 0 = tidak ada gejala HDB Skor 1 = 0-20% gejala HDB Skor 2 = 21-40% gejala HDB Skor 3 = 41-60% gejala HDB Skor 4 = 61-80% gejala HDB Skor 5 = >80% gejala HDB
Keterangan:
KP = [Σ nivi/NV] x 100% KP = persentase keparahan penyakit HDB ni = jumlah tanaman dengan skor ke-i vi = nilai skor penyakit N = jumlah tanaman yang diamati V = skor tertinggi
Isolasi Bakteri Penyebab HDB
Daun tanaman yang diduga terserang hawar daun bakteri dipotong-potong dan direndam dalam larutan garam fisiologis 0.85% selama 10 menit, kemudian
5
divortex selama 15 menit. Suspensi bakteri diencerkan sampai 10-3 dan disebar dengan metode cawan sebar pada media yeast extract dextrose calcium carbonate agar (YDCA) kemudian diinkubasi pada suhu ruang selama 72 jam (Muneer et al. 2007; Jabeen et al. 2012). Selanjutnya hasil isolasi dimurnikan dengan metode garis kuadran pada media yang sama.
Pengamatan Morfologi dan Pewarnaan Gram
Koloni bakteri diamati pada umur 72 jam (kondisi optimum pertumbuhan) pada media YDCA. Isolat bakteri tersebut diremajakan kembali dan diinkubasi selama 24 jam. Selanjutnya dilakukan pewarnaan Gram dan diamati di bawah mikroskop cahaya dengan perbesaran 1000 x.
Uji Postulat Koch
Persiapan Media Tanam 2 kg sampel tanah diambil dari kedalaman ± 20 cm dari permukaan. Tanah tersebut disterilisasi basah menggunakan autoklaf, kemudian dipindahkan ke dalam bak dan setiap harinya (selama seminggu) disiram air hingga teksturnya menjadi halus dan berlumpur .
Persiapan Tanaman Permukaan benih padi Ciherang yang terpilih disterilisasi dengan klorox 1% kemudian direndam dalam air steril selama 20 menit, dilanjutkan perendaman kembali selama 24 jam dalam air steril pada wadah tertutup. Selanjutnya benih padi ditiriskan dan dipindahkan ke wadah yang telah dilapisi kertas buram lembab dan steril, didiamkan selama 32 jam dalam wadah tertutup dan diletakkan di tempat yang gelap guna memecah perkecambahan. Kecambah padi dipindahkan ke dalam bak berisi tanah steril yang ditaburi dengan urea (150 kg ha-1). Padi dipelihara di dalam rumah kaca selama 30 hari dengan melakukan penyiraman dua hari sekali menggunakan air steril.
Uji Patogenisitas Daun padi yang telah berumur 30 hari dipotong ± 7 cm dari ujung daun dengan menggunakan gunting steril, kemudian dicelupkan ke dalam suspensi bakteri uji (kerapatan 108 sel mL-1) ± 10 detik (Wahyudi et al. 2011). Pengamatan
6
penyakit HDB dilakukan pada hari ke-1, ke-3, dan ke-6 (Hoque dan Mansfield 2005). Selanjutnya dilakukan isolasi dan pemurnian kembali. Hasil positif apabila bakteri hasil isolasi sama dengan bakteri yang diinokulasikan.
Identifikasi Bakteri Penyebab Penyakit HDB
Isolat yang diduga sebagai bakteri penyebab HDB diambil koloni murninya dan diuji oksidase terlebih dahulu. Pengujian menggunakan kit API 20 NE dapat dilanjutkan apabila hasil uji oksidase positif.
HASIL
Kondisi Tanah, Total Mikrob, dan Iklim.
Uji in planta (Gambar 1) dilakukan di kebun percobaan padi sawah IPB yang terletak di Cikarawang, Dramaga-Bogor. Lokasi tersebut berada 250 m di atas permukaan air laut dengan jenis tanah latosol yang tekstur dominannya berupa debu sebanyak 52% (Tabel 1).
a
b
Gambar 1 Kondisi uji in planta di desa Cikarawang, Dramaga, Bogor (a) kondisi lahan sebelum tanam, (b) tanaman padi umur 2 MST Tabel 1 Kondisi kesuburan dan tekstur tanah lahan percobaan Cikarawang Sifat-sifat tanah Metode/ekstraktan Nilai Kriteria* Tekstur Pasir (%) 21 Debu (%) 52 Liat (%) 27 pH H2O (1:5) 5.6 Agak masam KCl (1:5) 4.6
7 Lanjutan tabel 1 Bahan Organik C-organik (%) N-total (%) P dan K Potensial P2O5 ( ) K2O ( ) P tersedia P2O5 (ppm) P2O5 (ppm) K2O (ppm) Nilai tukar kation Ca Mg K Na Jumlah KTK Kejenuhan basa (%) Kemasaman Al3+ H+
Walkley & Black Kjeldahl
1.33 0.13 10
Rendah Rendah Rendah
HCl 25%
125 24
Sangat tinggi
Olsen Bray 1 Morgan NH4-Acetat 1 N, pH 7
54 5.8 231
Sangat tinggi Rendah
7.73 1.87 0.45 0.21 10.26 9.70 >100
Sedang Sedang Sedang Rendah
KCl 1 N
Rendah Sangat tinggi
0.00 0.04
Sumber: Balai Penelitian Tanah, Balitbang Pertanian, Kementan, Djuanda-Bogor * Hardjowigeno dan Widiatmaka (2007)
Tekstur tanah dengan kandungan liat yang minim cenderung memiliki nilai kapasitas tukar kation (KTK) yang rendah. Hal ini mempengaruhi proses penjerapan ion dalam tanah, seperti penjerapan unsur nitrogen (N), phospor (P), dan kalium (K), yang tentunya sangat mempengaruhi kesuburan tanah serta nutrisi tanaman. Analisis total bakteri dan aktinomiset pada sampel tanah sebelum tanam dan sesudah panen menunjukkan populasi sebelum tanam yang lebih tinggi dibandingkan setelah panen (Tabel 2). Total bakteri mengalami penurunan sebesar 95.6%, sedangkan total aktinomiset mengalami penurunan sebesar 36.5% pada tanah yang diambil setelah panen. Indikasi ini menunjukkan bahwa kondisi cuaca yang tidak stabil (Tabel 3) berpengaruh pada pertumbuhan mikrob dalam tanah.
Tabel 2 Analisis total bakteri dan total aktinomiset dalam tanah Sampel tanah
CKW A CKW B
Jumlah koloni Total bakteri pada pengenceran 10-6 (cfu 176 8
)
Total aktinomiset pada pengenceran 10-2 (cfu ) 40 23
Keterangan: CKW A diambil sebelum tanam, CKW B diambil setelah panen
8
Tabel 3 Data iklim bulan Juli-Oktober 2012 di wilayah Dramaga, Bogor Parameter Juli Agustus September Oktober Temperatur rata-rata (oC) 25.6 25.8 26.0 26.3 Curah hujan (mm) 116.5 79.0 270.5 539.5 2 311.0 333.0 368.0 340.0 Intensitas matahari ) Sumber: Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika, Balai Besar Wilayah II, Stasiun Klimatologi Dramaga Bogor
Pertumbuhan Tanaman Padi
Hasil pengamatan lapangan menunjukkan bahwa perlakuan tablet aktinomiset endofit berbanding lurus dengan tinggi tanaman (Gambar 2). Perlakuan tablet aktinomiset endofit sebanyak 200 g ha-1 di lapangan mampu meningkatkan 4% tinggi tanaman padi dibandingkan dengan kontrol.
Tinggi tanaman (cm)
80 70 60 50 40 30 20 10 0 2
4
6
8
10
Waktu (MST) Pupuk hayati 0 g/ha
Pupuk hayati 200 g/ha
Gambar 2 Pengaruh perlakuan tablet aktinomiset endofit terhadap tinggi tanaman padi Data tinggi tanaman yang diperoleh diuji dengan uji Lavene. Uji Lavene digunakan untuk mengukur kehomogenan suatu variansi data yang merupakan syarat suatu data agar bisa diolah secara statistik. Hasil uji Lavene menunjukkan bahwa semua data yang diuji homogen (Lampiran 4). Data yang telah dianalisis menggunakan uji Lavene kemudian diolah menggunakan uji F. Uji F inilah yang menentukan apakah antar perlakuan signifikan atau tidak. Hasil uji F pada data tinggi tanaman hanya signifikan pada pengamatan pertama yaitu pada umur tanaman 2 MST (Lampiran 5). Parameter pertumbuhan kedua yang diamati adalah jumlah anakan. Tanaman kontrol memiliki jumlah anakan yang lebih tinggi dibandingkan
9
Jumlah anakan/rumpun
tanaman dengan perlakuan tablet aktinomiset endofit 200 g ha-1 (Gambar 3). Hal ini terjadi kemungkinan disebabkan curah hujan yang tidak stabil disertai intensitas matahari yang tinggi. Lahan sawah pun mengalami kekeringan pertanian sehingga anakan yang baru tidak dapat berkembang dengan baik karena tidak tersedianya air yang mencukupi. 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 2
4
6
8
10
Waktu (MST) Pupuk hayati 0 g/ha
Pupuk hayati 200 g/ha
Gambar 3 Pengaruh perlakuan tablet aktinomiset endofit terhadap jumlah anakan padi Hasil analisis statistik pada data pengaruh perlakuan tablet aktinomiset endofit terhadap jumlah anakan tidak signifikan. Perbedaan jumlah anakan pada kedua perlakuan juga menunjukkan hasil yang tidak signifikan. Data yang diperoleh mempunyai nilai varians yang homogen berdasarkan uji Lavene (Lampiran 6), dan hanya signifikan pada umur 2 MST (Lampiran 7).
Kejadian dan Keparahan Penyakit HDB Perlakuan tablet aktinomiset endofit 200 g ha-1 mampu menekan perkembangan penyakit HDB sebesar 74% atau 48% lebih tinggi penekanannya dibandingkan tanaman kontrol pada percobaan in planta (Gambar 4 dan Gambar 5). Hal ini membuktikan bahwa sinergisme ketiga isolat aktinomiset endofit di dalam tablet produk mampu menekan perkembangan bakteri penyebab penyakit HDB padi. Persentase kejadian dan keparahan penyakit terparah terjadi pada minggu ke-10 setelah tanam. Ini mengindikasikan bahwa bakteri penyebab HDB menyerang pada usia vegetatif maksimum.
10
Kejadian penyakit (%)
60 50 40 30 20 10 0 2
4
6
8
10
Waktu (MST) Pupuk hayati 0 g/ha
Pupuk hayati 200 g/ha
Gambar 4 Persentase kejadian penyakit HDB di lapangan
Keparahan penyakit (%)
60 50 40 30 20 10 0 2
4
6
8
10
Waktu (MST) Pupuk hayati 0 g/ha
Pupuk hayati 200 g/ha
Gambar 5 Persentase keparahan penyakit HDB di lapangan
Analisis statistika untuk skor keparahan penyakit HDB tidak menggunakan uji Lavene, tetapi menggunakan uji Friedman. Uji Friedman merupakan uji nonparametrik yang biasa digunakan pada RAK untuk data skor yang tidak menyebar normal. Hasil uji Friedman menunjukkan bahwa hasil uji pada setiap MST tidak signifikan (Lampiran 8).
11
Postulat Koch dan Identifikasi Bakteri Penyebab Penyakit HDB
Hasil isolasi bakteri yang didapatkan dari sawah dan postulat Koch menunjukkan hasil yang sama. Koloni bakteri berwarna kuning terang, berlendir, berbentuk bulat, cembung dengan tepian halus (Gambar 6). Pewarnaan Gram menunjukkan bahwa bakteri tersebut termasuk bakteri Gram negatif batang pendek. Hasil uji patogenisitas membuktikan bahwa bakteri tersebut mampu menyebabkan penyakit dengan gejala mirip hawar daun (Gambar 7) dan hidup di dalam jaringan tanaman yang diinfeksi. Semula bakteri ini diduga sebagai Xanthomonas oryzae pv. oryzae yang pada umumnya merupakan bakteri spesifik penyebab penyakit HDB. Akan tetapi, hasil uji identifikasi menunjukkan bahwa bakteri tersebut bukan Xanthomonas oryzae pv. oryzae melainkan Sphingomonas paucimobilis (Tabel 4).
a
b Gambar 6 Morfologi S. paucimobilis pada media YDCA, koloni tunggal, hasil pewarnaan Gram perbesaran 1000 x (a) Isolat S1, (b) Isolat P1
a
b
c
Gambar 7 Kondisi uji postulat Koch isolat S1 pada tanaman padi (a) kondisi tanaman, (b) kontrol, (c) gejala hawar daun dari uji patogenisitas
12
Tabel 4 Hasil identifikasi bakteri penyebab penyakit HDB dengan kit API 20 NE Hasil Hasil No. Reaksi identifikasi Isolat S1 Isolat P1 1 Nitrifikasi 2 Indol 3 Fermentasi glukosa 4 Arginin dihidrolase 5 Urease + + 6 Esculin 7 Gelatin + + 8 β-galactosidase (Para-nitrophenylβD-galactopiranosidase) (PNPG) Asimilasi: 9 Glukosa + + Sphingomonas 10 Arabinosa + + paucimobilis 11 Mannosa + + 12 Mannitol 13 N-asetil-glukosamin + + 14 Maltosa + + 15 Potassium glukonat + + 16 Capric acid 17 Adipic acid 18 Malat + + 19 Trisodium sitrat + + 20 Phenylacetic acid 21 Oksidase + + Keterangan: Isolat S1 = isolat hasil isolasi dari sawah Isolat P1 = isolat hasil isolasi dari postulat Koch
Hasil uji identifikasi menunjukkan bahwa bakteri penyebab HDB adalah S. paucimobilis yang belum pernah dilaporkan sebelumnya. Penyakit HDB secara umum disebabkan oleh bakteri Xoo. Bakteri S. paucimobilis dan Xoo mempunyai beberapa kesamaan antara lain: berada pada satu filum Proteobacteria, Gram negatif batang pendek, koloni berwarna kuning, memproduksi pigmen, merupakan patogen tanaman, dan mampu hidup di dalam jaringan tanaman (Brenner et al. 2005).
PEMBAHASAN
Ketiga isolat aktinomiset endofit yang dikemas dalam tablet produk bekerja secara sinergis sehingga mampu meningkatkan tinggi tanaman pada uji in planta. Isolat PS4-16 terbukti mampu meningkatkan pertumbuhan tanaman lebih baik
13
dari perlakuan isolat lain pada penelitian Ulya (2009). PS4-16 juga mampu memproduksi IAA sebesar 93.4 ppm. Dua isolat lain yang terdapat dalam tablet produk yaitu isolat aktinomiset endofit AB131-1 dan AB131-2 mampu meningkatkan tinggi dengan cara memproduksi IAA sebesar 99.2 ppm. dan terbukti mampu meningkatkan pertumbuhan tinggi tanaman sebesar 26%, panjang akar 33.4% dan bobot kering total tanaman 206% melebihi pengaruh penambahan IAA sintetik 0.1 ppm (Yusepi 2011). Rahayu (2012) juga menyatakan bahwa aplikasi tablet aktinomiset 250 g ha-1 + 0.25 dosis pupuk NPK rekomendasi pada tanah streril di rumah kaca mampu mengefisiensikan penggunaan NPK sebesar 75%. Konsorsium aktinomiset endofit yang digunakan juga telah dibuktikan mampu menambat N2 (Pratyasto 2012). Keberadaan N2 dan nutrisi tanaman lainnya dipengaruhi oleh total mikrob dalam tanah. Tanah pertanian yang subur mengandung lebih dari 100 juta mikrob g-1. Produktivitas dan daya dukung tanah tergantung pada aktivitas mikrob-mikrob tersebut. Mikrob tanah memiliki banyak peran, antara lain: re-cycling hara tanaman, fiksasi nitrogen, pelarutan fosfat, merangsang pertumbuhan tanaman, biokontrol patogen tanaman, dan membantu penyerapan unsur hara. Perlakuan tablet aktinomiset endofit terbukti mampu meningkatkan tinggi tanaman, tetapi berbeda halnya dengan perlakuan terhadap jumlah anakan. Hal ini bukan karena tablet aktinomiset endofit tidak mampu meningkatkan jumlah anakan, tetapi karena kekeringan pertanian yang dimulai pada umur 4 MST. Selain itu kemiringan tanah yang tidak rata mengakibatkan tanaman pada bagian tertentu tergenangi lebih banyak air dibandingkan tanaman pada bagian lainnya. Ketersediaan air yang naik turun ini menyebabkan anakan per rumpun padi tidak berkembang, karena anakan yang baru tumbuh ketika air tersedia akan mati ketika minggu berikutnya tidak tersedia air. Begitu seterusnya hingga minggu ke 10 MST dan tanaman padi benar-benar mengalami puso. Jumlah anakan pada lahan dengan perlakuan tablet aktinomiset endofit 200 g ha-1 lebih sedikit dibandingkan kontrol karena mikrob pada lahan perlakuan mengalami gangguan metabolisme sehingga menyebabkan tanaman padi juga terganggu proses metabolismenya dan tumbuh abnormal. Curah hujan bulan Agustus 79 mm termasuk kategori di bawah normal. Menurut teori Oldemann, curah hujan < 100 mm menyebabkan tanaman menjadi stres dan kurang subur. Kekeringan yang terjadi ini termasuk ke dalam kategori kekeringan pertanian karena berkurangnya kandungan air dalam tanah sehingga tidak mampu memenuhi kebutuhan air tanaman (Sivakumar 2010). Salah satu keunggulan tablet aktinomiset endofit ini selain meningkatkan pertumbuhan tanaman adalah mampu menekan perkembangan penyakit HDB pada padi. Tablet aktiomiset endofit terbukti mampu menekan kejadian dan keparahan penyakit HDB sampai 30% pada musim kemarau. Penekanan tersebut dihasilkan oleh sinergisme isolat di dalam tablet produk. Mekanisme pengendalian hayati oleh aktinomiset dapat terjadi secara langsung maupun tidak langsung. Mekanisme langsung berupa mekanisme antibiosis yang dapat menghambat mikrob patogen, produksi siderofor yang menghasilkan asam salisilat untuk mengaktifkan gen yang menyandikan pathogenesis-related protein (PR-protein) (Maurhofer et al. 1998), dan dihasilkannya asam sianida (HCN) yang dapat mengambat pertumbuhan mikrob lainnya, serta dihasilkannya enzim litik seperti kitinase, glukanase dan selulase. Mekanisme tidak langsung dapat berupa indusi sistemik tanaman dan peningkatan kebugaran tanaman. Isolat
14
PS4-16 mempunyai aktifitas penghambatan terhadap patogen tular tanah dan aplikasinya secara tunggal juga efektif mengendalikan penyakit HDB dengan nilai LADKP 1923 pada musim hujan dan LADKP 1458 pada musim kemarau (Hastuti et al. 2012). Isolat tersebut juga mampu menurunkan luas area di bawah kurva perkembangan penyakit (LADKP) sebesar 54.9% (Papuangan 2009). PS4-16 merupakan isolat dengan kemampuan hambat bakteri paling tinggi dibandingkan isolat lain yang diuji dan mampu menghambat perkembangan Xoo sebesar 11 mm (Ulya 2009). Isolat AB131-1 menghambat bakteri patogen dengan memproduksi siderofor. Aktinomiset endofit AB131-2 juga mampu menghambat Xoo sebesar 12 mm melalui mekanisme antibiosisnya dan mampu memproduksi kitinase (Hastuti 2012). Aplikasi produk pada tanaman dengan cara seed coating dan perendaman akar setelah semai. Langkah ini bertujuan untuk menghambat bakteri patogen yang terdapat pada biji serta untuk penetrasi aktinomiset endofit ke akar tanaman dan menghambat mikrob patogen yang mungkin masuk melalui luka pada akar (Ou 1985). Reddy dan Yin (1972) menyatakan bahwa Xoo bertahan selama 7-8 bulan di dalam biji, dan hanya 3-4 bulan pada tunggul dan jerami padi. Uji yang dilakukan Ikhwani (2010) menunjukkan bahwa seed coating merupakan cara aplikasi terbaik. Hastuti et al. (2012) juga melaporkan bahwa aplikasi seed coating dan perendaman akar bibit lebih efektif dalam mengendalikan penyakit HDB dibandingkan perlakuan kontrol. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa tanaman yang terserang HDB memiliki gejala berupa daun yang berwarna kuning kecoklatan. Bakteri Xoo menginfeksi tanaman melalui hidatoda maupun luka pada tanaman, kemudian menyebar melalui xilem (Rajarajeswari dan Muralidharan 2006; Chithrashree et al. 2011). Hal ini sesuai dengan pernyataan Rudolph (1993) bahwa HDB berkembang pada ujung daun, dengan lesi berwarna kuning kecoklatan pada fase awal, kemudian melebar ke bawah sepanjang vena dan tepi daun. Fase akhir perkembangan penyakit HDB akan menyebabkan warna daun tampak putih keabu-abuan dan dikolonisasi oleh banyak organisme saprofit (Ou 1985). Hasil percobaan menunjukkan bahwa di lapangan jumlah tanaman yang terserang HDB hanya sedikit. Hal ini dikarenakan musim tanam jatuh pada musim kemarau sehingga tingkat angin dan curah hujan rendah. Penyebaran HDB ini meningkat pada tingkat curah hujan, kelembaban, dan angin yang tinggi. Curah hujan harian > 20 mm mendukung perkembangan penyakit HDB. Kelembaban yang tinggi juga mendukung penyebaran penyakit tersebut karena pada kelembaban tinggi lesi penyakit HDB yang berupa butiran-butiran kecil pada daun akan pecah dan menyebar melalui angin maupun gesekan daun (Ou 1985). Keparahan penyakit HDB tidak hanya dilihat dari keparahan daun yang terserang penyakit, tetapi dibuktikan juga dengan analisis laboratorium melalui uji postulat Koch. Uji tersebut dilakukan untuk menguji apakah penyakit yang diamati di lapangan adalah benar HDB, dan membuktikan apakah bakteri penyebab HDB tersebut benar bersifat patogen (Jabeen et al. 2012). Hasil uji postulat Koch menunjukkan bahwa tanaman kontrol tidak terinfeksi HDB, sedangkan tanaman yang diinfeksi dengan kultur isolat S1 menunjukkan gejala mirip HDB. Isolasi bakteri hasil uji postulat Koch pada tanah steril di rumah kaca menunjukkan hasil yang sama dengan bakteri hasil isolasi dari sawah. Morfologi bakteri tersebut pada media YDCA berwarna kuning, berlendir, permukaan timbul,
15
dan tepian rata. Konfirmasi bakteri penyebab HDB dilanjutkan dengan uji identifikasi menggunakan kit API 20 NE. Hasil uji identifikasi dengan kit API 20 NE terdeteksi bahwa bakteri penyebab HDB yang diperoleh adalah Sphingomonas paucimobilis. Sphingomonas ini merupakan Proteobacteria yang sering berasosiasi dengan tanaman. Bakteri ini sering ditemukan di tanah, air, dan tanaman. Banyak strain diisolasi dari rizosfer, dan sebagian besar berkerabat dekat dengan Rhizomonas yang merupakan patogen tanaman. Koloni Sphingomonas berwarna kuning dan memproduksi pigmen nostoxanthin carotenoid , Gram negatif, dan aerob, (White et al. 1996). Beberapa jenis Sphingomonas bersifat non motil dan non fermentatif. S. paucimobilis ini memiliki beberapa kesamaan dengan bakteri Xoo penyebab HDB pada umumnya, yaitu berada pada satu filum Proteobacteria, Gram negatif batang pendek, koloni berwarna kuning, cembung, tepian rata, berlendir, memproduksi pigmen, endofit tanaman, dan merupakan patogen tanaman (Brenner et al. 2005). Berdasarkan uji biokimia Xoo dan S. paucimobilis memiliki beberapa perbedaan, yaitu pada Xoo uji oksidase bersifat negatif atau positif lemah, gelatin dan adipatnya negatif (Wahyudi 2011), sedangkan pada penelitian ini S. paucimobilis menunjukkan hasil uji oksidase, gelatin dan adipat yang positif. Sphingomonas banyak terdapat pada jaringan tanaman. Populasi maksimum Sphingomonas 108 g-1 (berat basah) jaringan tanaman (Kim et al. 1998). Penyebaran masing-masing spesies berbeda-beda, misalnya S. melonis, S. yabuuchiae, S. parapaucimobilis, S. echinoides ditemukan di daun dan biji Oryza sativa, sementara S. paucimobilis ditemukan pada akar O. sativa dan O. officinalis dan merupakan endofit pemfiksasi nitrogen (Mano dan Morisaki 2008). Sphingomonas dilaporkan sebagai patogen tanaman yang mampu menyebabkan penyakit bercak coklat pada melon. Berg dan Ballin 1994 menyebutkan bahwa S. paucimobilis mampu melawan fungi patogen Verticillium dahliae. S. paucimobilis juga digunakan sebagai patogen target tanaman yang digunakan untuk uji in vitro antibiosis pada tanaman kentang (Sturz et al. 1999). Sphingomonas sp. yang diisolasi dari tanah diketahui sebagai pendegradasi hidrokarbon aromatik polisiklik (Koh et al. 2000), γ-hexachlorocyclohexane (Senoo et al. 1996) pendegradasi senyawa xenobiotic, dan pemfiksasi nitrogen (Katayama et al. 1988 dan Mueller et al. 1990). Berdasarkan telaah literatur belum pernah dilaporkan hasil penelitian yang menyebutkan bahwa S. paucimobilis dapat menyebabkan penyakit HDB, seperti hasil yang diperoleh dari penelitian ini.
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan Perlakuan pemberian tablet aktinomiset endofit 200 g ha-1 mampu meningkatkan 4% tinggi tanaman dibandingkan dengan kontrol, serta mampu
16
menekan perkembangan penyakit hawar daun bakteri sebesar 74%. Bakteri penyebab HDB yang diisolasi dari padi sawah adalah S. paucimobilis.
Saran
Berdasarkan penelitian ini disarankan untuk dilakukan identifikasi molekuler dan pengujian kembali penyakit HDB dengan membandingkan gejala HDB yang disebabkan oleh Xoo dan S. paucimobilis.
DAFTAR PUSTAKA
Anitha A, Rabeeth M. 2009. Kontrol of fusarium wilt of tomato by bioformulation of Streptomyces griseus in green house condition. African J of Basic & Applied Sciences. 1(1-2):9-14. Atta HM. 2012. Biochemical studies on antibiotic production from Streptomyces sp.: Taxonomy, fermentation, isolation, and biological properties. J of Saudi Chemical Society. 30:1-10.doi: 10.1016/j.jscs.2011.12.011. Berg G, Ballin G. 1994. Bacterial antagonists to Verticillium dahliae. J Phytopathol. 141:99-110. [BPS] Biro Pusat Statistik (ID). 2011. Berita Resmi Statistik No. 69/11/Th. XIV [Internet]. [Diunduh 2013 Sep 10]. Tersedia pada:http://www.bps.go.id. Brenner DJ, Krieg NR, Staley JT. 2005. Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology. New York (US): Springer. Chithrashree, Udayashankar AC, Nayaka SC, Reddy MS, Srinivas C. 2011. Plant growth-promoting rhizobacteria mediate induced systemic resistance in rice against bacterial leaf blight caused by Xanthomonas oryzae pv. oryzae. Bio Cont. 59:114-122.doi: 10.1016/j.biokontrol.2011.06.010. Elings A, Reddy PR, Marimuthu T, Rossing WAH, Jansen MJW, Teng PS. 1997. Rice bacterial leaf blight: field experiments, systems analysis and damage coefficients. Field Cr Research. 5(1):113-131. Hamdali H, Bouizgarne B, Hafidi M, Lebrihi A, Virolle MJ, Ouhdouch Y. 2008. Screening for rock phosphate solubilizing actinomycetes from Moroccan phosphate mines. Appl Soil Ecology. 38:12-19.doi: 10.1016/j.apsoil.2007.08.007. Hamdali H, Hafidi M, Virolle MJ, Ouhdouch Y. 2008. Growth promotion and protection against damping-off of wheat by two rock phosphate solubilizing actinomycetes in a P-deficient soil under greenhouse conditions. Appl Soil Ecology. 40:510–517.doi: 10.1016/j.apsoil.2008.08.001. Hardjowigeno S, Widiatmaka. 2007. Evaluasi Kesesuaian Lahan dan Perencanaan Tata Guna Lahan. Yogyakarta (ID): UGM Pr.
17
Hastuti RD. 2012. Potensi aktinomiset endofit dalam mengendalikan penyakit hawar daun bakteri pada tanaman padi (Oryza sativa) [disertasi]. Bogor(ID): Institut Pertanian Bogor. Hastuti RD, Lestari Y, Saraswati R, Suwanto A, Chaerani. 2012. Capability of Streptomyces spp. in controlling bacterial leaf blight disease in rice plants. Am J Agri & Biol Sci. 7(2):217-223. doi: 10.3844/ajabssp.2012.217.223 Hoque ME, Mansfield JW. 2005. A simple and reliable method for patogenicity tests of bacterial blight disease of rice. Bangladesh J. Bot. 34(1):11-16. Ikhwani N. 2010. Efektivitas Streptomyces spp. sebagai agensia hayati mikrob patogen pada tanaman cabai besar (Capsicum annuum) [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Jabeen R, Iftikhar T , Batool H. 2012. Isolation, characterization, preservation and patogenicity test of Xanthomonas oryzae pv. oryzae causing BLB disease in rice. Pak. J. Bot. 44(1):261-265. Katayama Y, Nishikawa S, Murayama A, Yamasaki M, Morohoshi N, Haraguchi T. 1988. The metabolism of biphenyl structures in lignin by the soil bacterium (Pseudomonas paucimobilis SYK-6). FEBBS letter. 233:129-133. [Kementan] Kementerian Pertanian (ID). 2011. Pedoman Pelaksanaan Pengembangan Pupuk Organik, Pupuk Hayati, dan Pembenah Tanah. Jakarta: Direktorat Pupuk dan Pestisida. Kim H, Nishiyama M, Kunito T, Senoo K, Kawahara K, Murakami K, Oyaizu H. 1998. High population of Sphingomonas spesies on plant surface. J Apll microbiol. 85:731-736. Koh S, Park Y, Koo Y, So J. 2000. Plant terpenes and lignin as natural cosubstrates in biodegradation polyclorinated biphenyl (PCBs) and polycyclic aromatic hydrocarbon (PAHs). Biotechnol Bioprocess Eng.5:164-168. Madigan MT, Martinko JM, Parker J. 2006. Brock: Biology of Mikroorganims. New Jersey American (US): Prentice Hall. Mano H, Morisaki H. 2008. Endophytic bacteria in the rice plant. Microbs Environ. 23:109-117. doi.10.1264/jsme.2.23.109. Maurhofer M, Reimmann C, Schmidli-Sacherer P, Heeb P, Haas S, Defago G. 1998. Salicylic acid biosynthetic gene expressed in Pseudomonas fluorecens strain P3 improve the induction of systemic resistance in tobacco against Tobacco necrosis virus. Phytophatology. 88:678-684. Mueller JG, Chapman PJ, Blattmann BO, Pritchard PH. 1990. Isolation and characterization of a fluoranthene-utilizing strain of Pseudomonas paucimobilis. Apll environ microbiol. 56:1079-1086. Muneer N, Rafi A, Akhtar MA. 2007. Isolation and characterization of Xanthomonas oryzae pv. oryzae isolates from North West Frontier Province (NWFP) Pakistan. Sarhad J. Agric. 23(3):743-751. Ou SH. 1985. Rice Diseases. England (GB): CAB Papuangan N. 2009. Aktivitas penghambatan senyawa antimikrob Streptomyces spp. terhadap mikrob patogen tular tanah secara in vitro dan in planta [tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Pratyasto AP. 2012. Kemampuan aktinomet endofit sebagai penambat nitrogen dan perannya dalam meningkatkan pertumbuhan tanaman padi. [tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
18
Rahayu AT. 2012. Formulasi produk hayati berbasis aktinomiset endofit sebagai pemacu pertumbuhan tanaman padi. [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Rajarajeswari NVL, Muralidharan K. 2006. Assessments of farm yield and district production loss from bacterial leaf blight epidemics in rice. Crop Protect. 25:244-252. doi:10.1016/j.cropro.2005.04.013. Reddy R, Yin SZ. 1972. Survival of Xanthomonas campestris pv. oryzae the causal organism of bacterial blight of rice. Di dalam: Banta SJ, editor. International Workshop on Bacterial blight of Rice; 1988 Maret 14-18; Manila, Fiilipina. IRRI. 65-78. Rudolph K. 1993. Infection of the plant by Xanthomonas.. Di dalam: Swings JG, Civerolo EL, editor. Xanthomonas [Internet]. [Waktu dan tempat pertemuan tidak diketahui]. Belanda(NL): Springer Netherland. hlm 193-197; [diunduh 2013 Apr 9]. Tersedia pada: http://link.springer.com/chapter/10.1007/978-94011-1526-1_4. Sabaratnam S, Traquair JA. 2002. Formulation of a Streptomyces biokontrol agent for the suppression of rhizoctonia damping-off in tomato transplants. Bio Cont. 23:245-253. doi:10.1006/bcon.2001.1014. Senoo K, Nishiyama M, Matsumoto S. 1996. Bioremediation of γ-HCH-polluted field soil by inoculation with an aerobic γ -HCH-decomposing bacterium (Sphingomonas paucimobilis SS86). Soil Sci Plant Nutr. 1:11-19. Sivakumar MVK. 2010. Agricultural Drought —WMO Perspectives. Di dalam: Sivakumar MVK, Motha RP, Wilhite DA, Wood DA, editor. Agricultural Drought Indices. Proceedings of an Expert Meeting; 2010 Jun 2-4; Murcia, Spanyol. Switzerland (CH): WMO. Hlm 22-34. [SJKP PDSIP] Sekretariat Jenderal Kementerian Pertanian, Pusat Data dan Sistem Informasi Pertanian (ID). 2012. Statistik Konsumsi Pangan Tahun 2012. Jakarta: Pusat Data dan Sistem Informasi Pertanian Sekretariat Jenderal Kementerian Pertanian. Sturz A, Christie BG, Matheson BG, Arsenaultb WJ, Buchanan NA. 1999. Endophytic bacterial communities in the periderm of potato tubers and their potential to improve resistance to soil-borne plant pathogens. Plant Pathol. 48:360–369. Ulya J. 2009. Kemampuan penghambatan Streptomyces spp. terhadap mikrob patogen tular tanah pada beberapa kondisi pertumbuhan: jenis media, waktu produksi, pH, dan suhu [tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Wahyudi AT, Meliah S, Nawangsih AA. 2011. Xanthomonas oryzae pv. oryzae bakteri penyebab hawar daun pada padi: isolasi, karakterisasi, dan telaah mutagenesis dengan transposon. Makara Sains. 15(1):89-96. White DC, Suttont SD, Ringelberg DB. 1996. The genus Sphingomonas: physiology and ecology. Curr Opinion Biotechnol. 7:301-306. Widawati S, Nurkanto A, Sudiana IM. 2008. Aktivitas pelarutan fosfat oleh aktinomisetes yang diisolasi dari Waigeo, kepulauan Raja Ampat, Papua Barat. Biodiversitas. 9(2):87-90. Winarni I. 2004. Kajian potensi Streptomyces sp. sebagai agen pengendali hayati bakteri patogen pada benih padi dan kedelai [tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Yusepi TT. 2011. Kemampuan aktinomiset endofit dalam meningkatkan pertumbuhan tanaman padi (Oryza sativa L.) melalui aktivitas asam indol asetat [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
19
LAMPIRAN
20
Lampiran 1 Komposisi media peremajaan dan kultur a. No. 1 2 3
b.
Media yeast starch agar A (YSA-A) Komposisi Agar-agar Soluble starch Yeast extract
Takaran (g L-1) 15 10 2
Media oatmeal agar (OA)
No.
Komposisi
Takaran (g L-1)
1
Agar-agar oatmeal
23
c.
Media nutrient agar (NA)
No.
Komposisi
Takaran (g L-1)
1
Agar-agar nutrinet
23
d.
Media yeast extract dextrose calcium carbonate agar (YDCA)
No.
Komposisi
Takaran (g L-1)
1 2 3 4
CaCO3 Glukosa Agar-agar Yeast extract
20 20 15 10
e.
Media agar-agar asam humat mengandung vitamin B (HV)
No.
Komposisi
Takaran (g L-1)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Asam humat CaCO3 FeSO4.7H2O KCl MgSO4.7H2O Na2HPO4 Agar-agar Griseofulvin Asam nalidiksat Vitamin B
1* 0.02 0.01 1.71 0.05 0.5 18 0.05 0.02** 5 mL***
Keterangan : *) Dilarutkan dalam 40 ml 0.4% NaOH; **) Dilarutkan dalam 1 ml NaOH 0.4% + 3 ml akuades steril; ***) Satu butir vitamin B kompleks IPI dilarutkan dalam 200 ml akuades steril
21
f.
Media modifikasi molase kedelai
No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Takaran (g L-1) 10 mL 2 1 1 1 1 1 1.10-3 1.10-3 1.10-3 5 mL
Komposisi Molase CaCO3 Urea SP-36 KCl MgSO4.7H2O NaCl FeSO4.7H2O MnCl2.7H2O ZnSO4.7H2O Sari Kedelai
Lampiran 2 Persentase kejadian penyakit HDB di lapangan Perlakuan 2 MST 4 MST 6 MST 8 MST Pupuk hayati 0 g/ha 0% 0% 30% 30% Pupuk hayati 200 g/ha 0% 10% 0% 20%
10 MST 50% 20%
Lampiran 3 Tabel persentase keparahan penyakit di lapangan Perlakuan Pupuk hayati 0 g/ha Pupuk hayati 200 g/ha
2 MST 0% 0%
4 MST 0% 10%
6 MST 20% 0%
Lampiran 4 Uji Lavene terhadap tinggi tanaman 2 MST 4 MST 6 MST F 0.553 1.239 0.438 Db1 3 3 3 Db2 16 16 16 * Sig 0.654 0.328 0.729
8 MST 20% 20%
8 MST 0.871 3 16 0.477
10 MST 50% 20%
10 MST 1.224 3 16 0.333
*: variansi data homogen (p>0.05)
Lampiran 5 Analysis of variance data tinggi tanaman 2 MST Jumlah Derajat Kuadrat Sumber F kuadrat bebas tengah Tinggi 332.928 1 332.928 13.990 Tanaman Blok 51.842 1 51.842 2.178 Galat 404.560 17 23.798 Total 789.330 19
Sig.
Notasi*
.002
s
.158
ns
22 Lanjutan lampiran 5 4 MST Tinggi Tanaman
.946
1
.946
.031
.861
ns
Blok
17.391
1
17.391
.577
.458
ns
Galat Total
512.327 530.664
17 19
30.137
6 MST Tinggi Tanaman Blok Galat Total
16.200
1
16.200
.360
.556
ns
5.618 763.970 785.788
1 17 19
5.618 44.939
.125
.728
ns
8 MST Tinggi Tanaman Blok Galat Total
21.425
1
21.425
.547
.469
ns
27.612 665.269 714.306
1 17 19
27.612 39.133
.706
.413
ns
10 MST Tinggi Tanaman Blok Galat Total
103.512
1
103.512
2.015
.174
ns
150.701 873.284 1127.498
1 17 19
150.701 51.370
2.934
.105
ns
*signifikan (p<0.05)
Lampiran 6 Uji Lavene terhadap jumlah anakan 2 MST 4 MST 6 MST F 0.494 3.009 2.666 Db1 3 3 3 Db2 16 16 16 Sig* 0.691 0.061 0.083
8MST 3.280 3 16 0.048
10 MST 3.198 3 16 0.052
*: variansi data homogen (p>0.05)
Lampiran 7 Analysis of variance data jumlah anakan 2 MST Jumlah Derajat Kuadrat Sumber F kuadrat bebas tengah Pemupukan 6.050 1 6.050 10.658 Blok .050 1 .050 .088 Galat 9.650 17 .568 Total 15.750 19
Sig.
Notasi
.005 .770
s ns
23 Lanjutan lampiran 7 Pemupukan Blok Galat Total
72.200 12.800 325.800 410.800
Pemupukan Blok Galat Total
76.050 6.050 299.650 381.750
Pemupukan Blok Galat Total
61.250 6.050 271.650 338.950
Pemupukan Blok Galat Total
39.200 9.800 314.800 363.800
4 MST 1 1 17 19 6 MST 1 1 17 19 8 MST 1 1 17 19 10 MST 1 1 17 19
72.200 12.800 19.165
3.767 .668
.069 .425
ns ns
76.050 6.050 17.626
4.315 .343
.053 .566
ns ns
61.250 6.050 15.979
3.833 .379
.067 .546
ns ns
39.200 9.800 18.518
2.117 .529
.164 .477
ns ns
*signifikan (p<0.05)
Lampiran 8 Uji Friedman terhadap skor keparahan penyakit HDB 2 MST 4 MST 6 MST 8 MST Rata-rata A0 1.50 1.45 1.65 1.60 A1 1.50 1.55 1.35 1.40 N 10 10 10 10 Chi-Square 0 1000 3000 1000 Db 1 1 1 1 Sig* 0 0.317 0.083 0.317 *= tidak signifikan (p>0.05)
10 MST 1.65 1.35 10 1800 1 0.180
24
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Pati pada tanggal 03 Februari 1990 dari ayah Ali Hamdan dan ibu Karsi. Penulis merupakan putri terakhir dari lima bersaudara. Tahun 2008 penulis lulus dari SMA NEGERI I Tayu dan pada tahun yang sama penulis lulus seleksi masuk IPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB. Penulis memilih mayor Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Selama mengikuti perkuliahan penulis menjadi asisten mata kuliah Fisiologi Tumbuhan pada tahun ajaran 2011/2012. Penulis juga terdaftar sebagai penerima beasiswa Karya Salemba Empat selama 3 tahun berturut-turut, serta menjadi pengajar sukarela di RUSA (Rumah Sahabat) KSE IPB pada tahun 2011-2012. Penulis juga aktif dalam organisasi Himpunan Mahasiswa Biologi (HIMABIO) sebagai ketua divisi PAMABI periode 2010/1011 dan sebagai staf divisi Biosains periode 2009/2010. Tahun 2011 penulis melaksanakan praktik lapangan dengan judul Pemeriksaan Sampel Makanan Secara Bakteriologis di Balai Laboratorium Kesehatan Yogyakarta dan pada Juli 2010 penulis melaksanakan studi lapangan dengan judul Biodiversitas Kupu-kupu di Cagar Alam Pangandaran.
