PENGARUH PERLAKUAN BENIH DENGAN PUPUK HAYATI TERHADAP PERTUMBUHAN DAN HASIL TANAMAN
Oleh Nana Danapriatna Fakultas Pertanian, Universitas Islam ”45” Bekasi Email :
[email protected] ABSTRACT Seed treatment with biofertilizer enlarge opportunities of microorganisms inoculated arly direct contact with the roots of host plants and also can dominate rhizosfir plants so the soil healthier. Seed treatment with beneficial microbes that can assist in controlling the attack and damage by diseases such as rhizobium may suppress the development of bacteria that cause root rot. improve the efficiency of plant nutrient uptake, increase growth and yield. Keyword : Seed treatment, biofertilizer, yield I. PENDAHULUAN
Daya tumbuh semaian benih menjadi kritis ketika persaingan untuk mendapatkan cahaya, nutrisi, udara, dan air menjadi kuat. Benih dengan daya tumbuh yang tinggi dapat sukses bersaing pada kondisi dibawah cekaman, mempengaruhi persen tegakan tanaman dan pada akhirnya mempengaruhi besaran hasil tanaman. Daya tumbuh dari setiap varietas tanaman dapat dipengaruhi oleh manipulasi genetik yang membutuhkan waktu dan biaya banyak dan manipulasi budidaya yang dapat dilakukan dalam waktu yang pendek dan dapat meningkatkan hasil dengan cara merubah kondisi fsiologis tanaman . Manipulasi budidaya dilapangan dapat dicapai dengan cara pemberian pupuk yang berimbang, optimalisasi manajemen air, perlakuan benih dan lain sebagainya. Perlakuan benih dengan mikroba yang menguntungkan dapat membantu
dalam
mengontrol
serangan
dan
kerusakan
oleh
penyakit,
meningkatkan efisiensi serapan hara tanaman, meningkatkan pertumbuhan dan hasil tanaman. Selain itu perlakuan benih dengan mikroba dapat menurunkan tingkat keracunan logam berat pada tanaman.
90
Pupuk
hayati (biofertilizers)
adalah pemanfaatan
inokulan
yang
mengandung sel hidup atau dorman untuk meningkatkan ketersediaan hara dan pertumbuhan tanaman. Pupuk hayati antara lain adalah mikroba penambat N baik simbiotik maupun non simbiotik, mikroba pelarut fosfat, mikroba penghasil fitihormon tumbuh dan cendawan mikoriza (Sharma et al., 2004; Subba-Rao, 1982; Sieverding, 1991). Aplikasi inokulan pada tanaman dapat dilakukan dengan berbagai cara yaitu dicampur dengan bahan organik dan tanah, ditaburkan, disemprotkan, dan perlakuan benih. Perlakuan inokulasi mikroba sebagai pupuk hayati pada benih diharapkan akan mempercepat proses simbiosis dengan tanaman inang bersamaan dengan mulai perkecambahan bagi mikroba yang bersimbiosis dan pemberian pupuk hayati melalui benih akan memungkinkan mikroba tersebut melakukan kontak dengan perakaran tanaman lebih awal dan dapat mendominasi rhizosfir tanaman tersebut (Dobbelaere et al., 2003; Sharma et al., 2004). Selain itu, teknik aplikasi melalui perlakuan benih lebih praktis dan sangat murah sehingga dapat digunakan dengan mudah oleh petani.
II. PERLAKUAN BENIH DENGAN PUPUK HAYATI UNTUK MENGENDALIKAN PENYAKIT TANAMAN Hasil suatu tanaman ditentukan oleh beberapa faktor, salah satunya adalah serangan hama penyakit tanaman yang menyebabkan rendahnya hasil tanaman. Pada tanaman kacang-kacangan penyakit yang sering menyerang adalah penyakit busuk akar yang disebabkan oleh bakteri Fusarium oxysporum dan Sclerotium rolfsii. Keduanya merupakan penyakit tular tanah yang sangat merusak. Penyakit busuk akar dapat mengakibatkan sampai 90 % tanaman kacang bushbean mati (Chunje dan Zhibiao, 1996). Penggunaan bahan kimia untuk mengendalikan penyakit ini dapat menyebabkan polusi pada lingkungan, dan resiko kesehatan manusia hampir di seluruh dunia. Di lain pihak, petani miskin tidak dapat membeli bahan kimia yang mahal untuk mengendalikan penyakit tersebut. Sebagai alternatif untuk mengatasi masalah tersebut, di beberapa negara maju digunakan agen pengendali
91
hayati dengan tujuan untuk meningkatkan hasil. Salah satu mikroba sebagai agen pengendali hayati yang sering digunakan adalah Rhizobium. Rhizobium dapat menghambat perkembangan pathogen penyebab penyakit busuk akar, mengurangi penyakit busuk akar, dan meningkatkan hasil pada tanaman legum dan non legum (Hossain et.al., 2000; Kibria dan Hossain, 2000). Dengan menggunakan Rhizobium sebagai agen pengendali hayati, petani mendapatkan dua manfaat sekaligus. Pertama penanganan penyakit tanpa bahan kimia sehingga terhindar dari bahaya polusi lingkungan dan kedua manfaat tambahan dari adanya penabahan nitrogen dari udara ke dalam tanah sebagai hasil nodulasi pada akar kacang-kacangan yang diaplikasi Rhizobium. Cara pemberian perlakuan agen pengendali hayati menurut Khalequzaman dan Hossain (2008) benih dilapisi larutan hara yang berisi Rhizobium sebanyak 109 sel ml-1 dalam larutan hara yeast manitol dan benih direndam dalam larutan tersebut selama 15 menit kemudian ditiriskan. Untuk perlakuan dengan pupuk hayati siap pakai, benih pada awalnya dilembabkan dengan tetes tebu atau bisa juga dengan air kemudian dicampur sampai rata dengan pupuk hayati dengan dosis 50 g kg-1 benih kacang. Setiap pupuk hayati mengandung Rhizobium sebanyak 108 sel mg-1 inokulan. Hasil penelitian Mohammad dan Hossain (2003) memperlihatkan bahwa perlakuan benih dengan pupuk hayati secara nyata meningkatkan daya kecambah pada mungbean kultivar binamoog-3 dan binamoog-4 (Tabel 1). Daya kecambah yang tinggi dari mungbean kultivar binamoog-3 terjadi pada perlakuan benih dengan pupuk hayati “BINA” yang berbeda 5.67 % lebih tinggi dari pada kontrol (tanpa pupuk hayati). Hal yang sama terjadi pada kultivar binamoog-4, perlakuan benih dengan pupuk hayati “BINA” meningkatkan daya kecambah 10.81 % lebih tinggi dibandingkan kontrol. Tabel 1. Pengaruh Perlakuan Benih dengan Biofertilizer terhadap Daya Kecambah Mungbean (Mohammad dan Hossain, 2003) Perlakuan Binamoog-3 Kontrol (tanpa perlakuan) Biofertilizer BARI
% Daya kecambah
% Peningkatan
75,71 76,66
1,25
92
Biofertilizer BINA Binamoog-4 Kontrol (tanpa perlakuan) Biofertilizer BARI Biofertilizer BINA LSD (p = 0.05)
80.00
5,67
70,47 76,66 78,09 7,249
7,78 10,81
Tabel 2. Pengaruh Perakuan Benih dengan Bioferilizer terhadap Serangan Busuk Akar (Mohammad dan Hossain, 2003) Perlakuan
% Serangan Busuk Akar
% Penurunan serangan penyakit Busuk Akar
32,45 7,23 7,15
77,72 77,97
Binamoog-3 Kontrol (tanpa perlakuan) Biofertilizer BARI Biofertilizer BINA Binamoog-4 Kontrol (tanpa perlakuan) Biofertilizer BARI Biofertilizer BINA LSD (p = 0.05)
34,93 10,61 8,11 11,50
69,62 76,78
Perlakuan benih dengan pupuk hayati berpengaruh terhadap penurunan penyakit busuk akar pada mungbean kultivar binamoo-3 dan 4 (Mohammad dan Hossain, 2003). Hasil selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 2. Hasil terbaik dalam menurunkan penyakit busuk akar didapat pada perlakuan benih dengan pupuk hayati “BINA”. Hal tersebut sejalan dengan hasil penelitian Khan et al. (1998), bahwa perlakuan benih dengan inokulan Rhizobial memperlihatkan pengaruh yang baik dalam melindungi tanaman terhadap serangan Fusarium oxysporium dan Sclerotium rolfsii. Berkurangnya tanaman yang terserang penyakit busuk akar pada perlakuan dengan pupuk hayati disebabkan mikrooragnisme yang dinokulasikan lebih unggul dan mendominasi daerah rhizosfir. Dominannya mikroorganisme yang diinokulasikan menyebabkan mikroba pathogen seperti Fusarium oxyporium kalah bersaing dalam mendapatkan nutrisi dan energi sehingga tidak dapat menginfeksi tanaman.
93
III. PERLAKUAN BENIH DENGAN PUPUK HAYATI UNTUK MENINGKATKAN PERTUBUHAN DAN HASIL TANAMAN Upaya peningkatan hasil tanaman dapat dilakukan dengan perbaikan cara budidaya tanaman. Salah satu upaya perbaikan budidaya yaitu dengan inokulasi bakteri untuk meningkatkan aktivitas pertumbuhan tanaman. Peningkatan aktivitas tumbuh oleh bakteri terhadap tanaman terjadi dengan beberapa cara. Salah satu mekanisme aktivitas peningkatan tumbuh melalui induksi ketahanan terhadap penyakit secara sistemik pada tanaman inang (Maurhofer et al., 1994), penambatan N2 (Burton, 1976), peningkatan pelarutan hara (Subba Rao, 1982) dan menghasilkan zat pengatur tumbuh tanaman (Tien et al., 1979; Bashan et al. 1990) yang mempengaruhi peningkatan bulu akar dan pembentukan akar lateral yang pada akhirnya tanaman akan meningkat kemampuannya dalam mengambil unsur hara dari tanah dan meningkatkan hasil tanaman. Biswas et al. (2000) mengemukakan hasil penelitiannya bahwa perlakuan benih padi yang diinokulasi dengan beberapa strain rhizobia secara nyata meningkatkan aktivitas pertumbuhan tanaman meliputi peningkatan laju perkecambahan, akumulasi bahan kering tanaman dan serapan N. Selengkapnya dapat dilihat pada Gambar 1. dan Tabel 3. Tingginya kualitas benih karena adanya inokulasi berpengaruh terhadap pertumbuhan tanaman dan meningkatkan biji dan jerami tanaman, terutama yang diinokulasi dengan Rhizobium strain E11 dan IRBG74. Sejalan dengan tingginya akumulasi bahan kering tanaman pada perlakuan benih yang dinokulasi dengan rhizobia strain E11, IRBG74, dan IRBG271 terjadi pula peningkatan hasil biji. Peningkatan kualitas hijau daun (sebagai ukuran kandungan klorofil) dan perpanjangan perakaran pada tanaman dengan perlakuan benih yang diinokulasi rhizobia mengakibatkan terjadinya peningkatan kapasitas fotosintesis dan efisiensi serapan hara oleh tanaman (Bashan et al.1990), kondisi tersebut mendukung tingginya akumulasi bahan kering tanaman dan hasil biji (Tabel 4).
94
Gambar 1. Pengaruh Inokulasi Benih dengan Rizobium Strain IRGB74 dan E11 terhadap perkecambahan padi. (Garis vertikal menunjukkan standar error dari rata-rata) (Biswas et al., 2000)
Tabel 3. Pengaruh Inokulasi Rhizobia terhadap Bahan Kering dan Serapan N pada Bibit IR 74 (Biswas et al., 2000) Strain Bakteri Kontrol E11 IRBG74 ORS571 IRBG271 JCB
Bahan Kering Pupus Serapan N ------ mg per bibit -----139 2,3 164 3,0 168 2,8 155 3,0 169 3,5 172 2,9
95
Tabel 4. Pengaruh Inokulasi Rhizobia pada Benih terhadap Hasil Biji dan Jerami IR 74 di Rumah Kaca (Biswas et al., 2000) Strain Bakteri Kontrol E11 IRBG74 ORS571 IRBG271 JCB
Hasil Biji (Gabah) Hasil Jerami ------ g per rumpun -----71,1 66,7 83,3 80,0 79,8 77,0 76,5 73,5 79,6 74,8 78,0 76,5
Berdasarkan Tabel 3 dan 4 terlihat bahwa pertumbuhan padi yang mendapat perlakuan benih dengan inoulasi rhizobia lebih baik dari pada kontrol. Produksi IAA dan penambatan nitrogen udara oleh bakteri diduga merupakan faktor yang merangsang pertumbuhan tanaman. Berdasarkan hasil penelitian Biswas et al., (2000) menyatakan bahwa hasil uji produksi auksin IAA menunjukkan positif pada semua strain uji, dan diduga bahwa mekanisme produksi IAA sebagai pengatur pertumbuhan tanaman. yang tinggi pada perlakuan benih
Kandungan nitrogen
yang diinokulasi dengan rhizobia akibat
peningkatan serapan hara oleh permukaan akar yang luas karena adanya penambahan bulu akar dan perkembangan akar lateral. Pemberian pupuk hayati menurut Fitriatin dan Simarmata (2005) dapat dilakukan melalui benih (seed treatment). Aplikasi BPF-PF (bakteri pelarut fosfat penghasil fitohormon) melalui benih akan memungkinkan mikroba tersebut melakukan kontak dengan tanaman lebih awal dan mendominasi rhizosfir tanaman tersebut.
Hasil penelitian memperlihatkan bahwa perlakuan benih
dengan BPF-PF Pseudomonas pichetii meningkatkan hasil padi gogo secara signifikan dibandingkan kontrol (tanpa perlakuan). (Tabel 5) Tabel 5. Pengaruh Pemberian Pupuk Hayati dan Kinetin yang Diaplikasi dengan Teknik Perendaman Benih terhadap Hasil Gabah Kering Tanaman Padi Gogo (Fitriatin dan Simarmata, 2005)
Perlakuan Kontrol
Hasil Gabah Kering g pot Kenaikan (%) 17,3 a -1
96
P. oichetii 23,8 c 19,5 P. cepasia 16,1 a -6,9 Kinetin 19,9 b 15,0 Keteranan : Angka yang diikuti hurup sama tidak berbeda nyata menurut uji Duncan pada taraf nyata 5 %. Hasil penelitian Mohammad dan Hossain (2003) perlakuan benih dengan pupuk hayati pada Mungbean (Vigna mungo) menunjukkan peningkatan hasil yang tinggi dibandingkan tanpa perlakuan (9,72% sampai dengan 20,83 %). Perlakuan benih dengan pupuk hayati mengakibatkan
terjadiya peningkatan
jumlah polong/tanaman, panjang polong/tanaman, jumlah biji/tanaman, dan berat biji/tanaman. Hal ini terjadi karena tanaman dengan perlakuan pupuk hayati menjadi lebih sehat dan akarnya berkembag baik dan tidak terkena serangan penyakit busuk akar. Selain itu, rhizobia yang diinokulasi dapat bersimbiosis dengan kacang-kacangan dan melakukan penambatan nitrogen udara, sehingga ketersediaan nitrogen bagi tanaman meningkat. Hasil penelitian El-Zeiny (2007) menunjukkan bahwa inokulasi pada biji kacang buncis (Phaseolus vugaris L.) dengan pupuk hayati phosphrein (mengandung Bacillus megatherium var. Phosphaticum) atau microbein (mengandung Azotobacter spp.) meningkatkan pertumbuhan vegetatif tanaman denga parameter yaitu tinggi tanaman, jumlah cabang, luas daun segar, dan berat kering
tanaman
dibandingkan
tanaman
tanpa
inokulasi.
Meningkatnya
pertumbuhan tanaman karena perlakuan pupuk hayati kemungkinan berkaitan dengan pengaruh mikroorganisme terhadap aktivitas fsiologis dan metabolisme tanaman. Pengaruh peningkatan ini kemungkinan berhubungan dengan efisiensi dalam suplai bahan bagi pertumbuhan tanaman melalui penambatan nitrogen udara, pelarutan fosfor dan mempengaruhi eksudat dari beberapa senyawa hormonal seperti sitokinin dan auksin yang dapat menstimulir serapan hara dan proses fotosintesis menjadi lebih baik yang pada akhirnya akan meningkatkan pertumbuhan dan hasil tanaman.
97
IV. PENUTUP
Perlakuan benih dengan pupuk hayati memperbesar peluang mikroba yang diinokulasi kontak langsung lebih awal dengan akar tanaman inang dan juga dapat mendominasi rhizosfir tanaman sehingga tanah lebih sehat. Perlakuan benih dengan mikroba yang menguntungkan dapat membantu dalam mengontrol serangan dan kerusakan oleh penyakit seperti rhizobium dapat menekan perkembangan bakteri penyebab busuk akar. meningkatkan efisiensi serapan hara tanaman, meningkatkan pertumbuhan dan hasil tanaman.
DATAR PUSTAKA
Bashan, Y., S.K. Harrison, and R.E. Whitmoyer. 1990. Enhanced growth of wheat and soybean plants inoculated with Azospirillum brasilense is not necessarily due to general enhancement of mineral uptake. Appl. Environ. Microbiol. 56:769–775. Biswas, J.C., J.K. Ladha, F.B. Dazzo, .G. Yanni, and B.G. Rolfe. 2000. Rhizobial inoculation influences seedling vigor and yield of rice. Agron. J. 92 : 880 – 886. Burton, J.C. 1976. Methods of inoculating seeds and their effect on survival of rhizobia. p. 175–189. In P. Nutman (ed.) Symbiotic nitrogen fixation in plants. International Biological Programme 7. Cambridge Univ. Press, Cambridge, UK. Chunje, L. and N. Zhibiao. 1996. Occurrence and damage of foot rot in spring broad bean in Linxia area. Plant Protection. 22(6) : 25-26. Dobbelaere, S, J. Vanderleyden, and Y. Okon. 2003. Plant growth-promoting effects of diazotrophs in the rhizosphere. Critical Rev. in Plant Sci. Vol. 22; 107 – 149. El-Zeiny, O.A.H. 2007. Effect of bio-fertilizers and root exudates of two weeds as a source of natural growth regulators on growth and productivity of bean plant (Phaseolus vulgaris L.). Res.J.Agric. & Biol.Sci. 3(5) : 440 – 446. Fitriatin, B.N. dan T. Simarmata. 2005. Efek metode perlakuan benih dengan kinetin dan suspensi bakteri pelarut fosfat penghasil fitohormon terhadap pertumbuhan dan hasil tanaman padi gogo. Agrikultura 16(2) : 84 – 88. Hossain, I., M.A. Jalil, M.A.I. Khan and F.M. Aminuzzaman. 2000. Seed treatment with rhizobium and N P K nutrition on disease incidence and yield of chickpea (Cicer arietinum L.). Bangladesh J. Seed Sci. Tech., 4 : 1 - 6. Khalequzaman, K.M. and I. Hossain. 2008. Effect of seed treatment with rhizobium strains and biofertilizers on foot/root rot and yield of bushbean in Fusarium oxysporum infested soil. J.Agric.Res. 46 (1) : 55 – 64. 98
Khan, M.A.I., I. Hossain and A.K. Podder. 1998. Biological seed treatment with Rhizobium inoculants to control foot and root rot of lentil (Lens culinaris M.). Bangladesh J. Environ. Sci. 4(4) : 146-151. Kibria, M.G. and I. Hossain. 2000. Effect of biofertilizer and Rhizobium on foot and root rot disease and seed yield of mungbean. Bangladesh J. Seed Sci. Tech. 6 (1&2) : 41-45. Maurhofer, M., C. Hase, P. Meuwly, J.P. Mraux, and G. De´ fago. 1994. Induction of systemic resistance of tobacco necrosis virus by the rootcolonizing Pseudomonas fluorescens strain CHAO: Influence of gacA gene and of pyoverdine production. Phytopathology 84: 139–146. Mohammad, D. and I. Hossain. 2003. Seed treatment with biofertilizer in controlling foot and root rot of mungbean. Pak.J.Plant Pathol. 2(2) : 91 – 96. Sharma, RA; KL Totawat; SR Maloo, and LL Somani. 2004. Biofertilizer technology. Udaipur, Agrotech Publi. Acad. Sieverding, E. 1991. Vesicular-Arbuscular Mycorrhiza Management in Tropical Agrosystems. GTZ, Dag Hammarsjold Weg 1+2, Eschborn, Germany. Subba-Rao, N.S. 1982. Biofertilizers in Agriculture. Oxford and IBH Publishing Co. New Delhi, Bombay, Calcutta. Tien, T.M., M.H. Gaskins, and D.H. Hubbell. 1979. Plant growth substances produced by Azospirillum brasilense and their effect on the growth of pearl millet (Pennisetum americanum L.). Appl. Environ. Microbiol. 37:1016–1024.
99
