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 AB2 AB3 AB4 AB10 AB11 APS7 APS12 ATS4 ATS5 ATS6 ATS8 B11 B13 B26 B27 B28 B29 B31 B36 B37 B38 B42 B46 P11 P12 P13 P14 P16 P17 P24 P31 P32 P34
Aktinomiset Aktinomiset Aktinomiset Aktinomiset Aktinomiset Aktinomiset Aktinomiset Aktinomiset Aktinomiset Aktinomiset Aktinomiset Aktinomiset Bacillus spp. Bacillus spp. Bacillus spp. Bacillus spp. Bacillus spp. Bacillus spp. Bacillus spp. Bacillus spp. Bacillus spp. Bacillus spp. Bacillus spp. Bacillus spp. Pseudomonas kel.fluorescens Pseudomonas kel.fluorescens Pseudomonas kel.fluorescens Pseudomonas kel.fluorescens Pseudomonas kel.fluorescens Pseudomonas kel.fluorescens Pseudomonas kel.fluorescens Pseudomonas kel.fluorescens Pseudomonas kel.fluorescens Pseudomonas kel.fluorescens
Tanah perakaran bambu Tanah perakaran bambu Tanah perakaran bambu Tanah perakaran bambu Tanah perakaran bambu Tanah perakaran bambu Tanah perakaran sawit Tanah perakaran sawit Tanah sawah Tanah sawah Tanah sawah Tanah sawah Koleksi lab.bakteriologi DPT Koleksi lab.bakteriologi DPT Tembilahan- Riau Koleksi lab.bakteriologi DPT Koleksi lab.bakteriologi DPT Bogor Tembilahan- Riau Tembilahan- Riau Koleksi lab.bakteriologi DPT Koleksi lab.bakteriologi DPT Koleksi lab.bakteriologi DPT Koleksi lab.bakteriologi DPT Citere-Pengalengan Koleksi lab.bakteriologi DPT Koleksi lab.bakteriologi DPT Landungsari-Malang Koleksi lab.bakteriologi DPT Koleksi lab.bakteriologi DPT Koleksi lab.bakteriologi DPT Koleksi lab.bakteriologi DPT Koleksi lab.bakteriologi DPT Batu-Malang
Himmah (2012) Himmah (2012) Himmah (2012) Himmah (2012) Himmah (2012) Himmah (2012) Himmah (2012) Himmah (2012) Himmah (2012) Himmah (2012) Himmah (2012) Himmah (2012) Penelitian ini Penelitian ini Penelitian ini Penelitian ini Penelitian ini Penelitian ini Penelitian ini Penelitian ini Penelitian ini Penelitian ini Penelitian ini Penelitian ini Ratdiana (2012) Ratdiana (2012) Ratdiana (2012) Ratdiana (2012) Ratdiana (2012) Ratdiana (2012) Ratdiana (2012) Ratdiana (2012) Penelitian ini 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 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. dimana:
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. Gejala nekrosis
Gambar 6. Reaksi hipersensitif isolat rizobakteri
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)
16 14 12 10 8 6 4 2 0 B28 B42 B46 B37 B29 B13 P34 P31 P24 P12 P14 P13 ATS4 ATS6 AB11 AB2 AB3 ATS5
Produksi IAA (µg/ml)
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).
Isolat rizobakteri 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.
26
Tabel 6. Reaksi hipersensitif dan kemampuan melarutkan fosfat dari isolat rizobakteri Isolat Bakteri 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
Reaksi hipersensitif *)
Pelarutan fosfat **)
+ + + +
++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ + ++
+ + + + -
++ ++ + ++ ++ ++ ++
+ + + -
+++ +++ +++ ++ +++ +++ -
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
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. a
14
a ab
ab IV (%)
ab 40 a
20
ab ab
ab
ab
ab
ab ab ab
12
ab
10
b
b
6
a ab
ab ab
ab
8
ab
ab
ab
ab
ab
ab
ab
b
ab b
4
KCT (% etmal-1)
60
2 0
0
Isolat rizobakteri Indeks Vigor
Kecepatan tumbuh
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. a
80
ab
ab
ab ab
ab
ab
ab bc
bc
c
ab
ab
ab ab
bc
DB (%)
60 40 20 0
Isolat rizobakteri 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.
29
Tabel 7. Pengaruh aplikasi isolat rizobakteri terhadap tinggi tanaman, panjang akar, dan bobot kering bibit jagung pada umur 4 MST Isolat rizobakteri Kontrol B28 B46 B42 B37 B13 P14 P24 P31 P34 P12 AB2 AB3 AB11 ATS4 ATS5
Tinggi tanaman (cm) 36.4 37.6 33.8 33.8 37.0 39.1 36.9 37.0 34.1 39.3 39.2 38.5 36.4 36.6 35.9 35.3
Panjang akar (cm) 39.8 bc 42.9 abc 42.4 abc 42.0 abc 44.7 ab 44.0 abc 43.4 abc 46.6 ab 39.8 bc 50.0 a 49.1 a 35.5 c 44.9 ab 41.3 abc 43.2 abc 39.0 bc
Bobot kering bibit (g/bibit) 0.59 0.55 0.52 0.50 0.58 0.63 0.61 0.60 0.48 0.62 0.64 0.55 0.59 0.55 0.54 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.
