BAHAN DAN METODE
Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dilakukan di Laboratorium Mikrobiologi Departemen Biologi Fakultas MIPA IPB, rumah kaca Balai Penelitian Tanah Cimanggu Bogor dimulai bulan Maret 2010 sampai bulan Februari 2011.
Bahan
Bahan yang digunakan adalah: kedelai varietas Tanggamus; fungi patogen tanaman kedelai yakni F. oxysporum dan S. rolfsii diperoleh dari Departemen Proteksi Tanaman IPB, dan R. solani diperoleh dari Balai Penelitian Tanah, Cimanggu-Bogor; bakteri sebagai agen biokontrol dan pemacu pertumbuhan; Pseudomonas sp. (Crb 17, Crb 64, Crb 86), Bacillus sp. (Cr 24, Cr 55, Cr 76) dan Bradyrhizobium japonicum BJ 11. Karakteristik yang dimiliki oleh isolat-isolat rizobakteria yang digunakan dijabarkan pada Lampiran 1. Media yang digunakan adalah; King’S B agar (KB) untuk pertumbuhan Pseudomonas sp., nutrient agar (NA) untuk pertumbuhan Bacillus sp., yeast extract mannitol agar (YMA) untuk pertumbuhan B. japonicum, dan potato dextrose agar (PDA) untuk fungi patogen akar.
Teknologi Formulasi Optimasi Media Produksi Skala Laboratorium
Optimasi media biakan untuk produksi masing-masing isolat dilakukan dengan menggunakan bahan-bahan pengganti media standar laboratorium. Media alternatif yang digunakan yaitu media dengan komposisi susu skim 20 g/l, molase 15 ml/l, K2HPO4 1,5 g/l, MgSO4 1,5 g/l dalam 1 L air (SKM) dan media dengan komposisi kentang 200g/L, gula 20 g/L dalam 1 L air (PDB). Optimasi medium ini dilakukan dengan menginokulasikan 7,5 ml starter dengan populasi 108 sel/ml kedalam 150 ml medium cair dengan pH media optimal (pH 7). Laju pertumbuhan bakteri diamati dengan menghitung populasi bakteri menggunakan hemasitometer pada 0, 3, 6, 9, 12, 24, 36, 48 dan 60 jam setelah inokulasi untuk mengetahui waktu yang tepat pemanenan bakteri untuk diinokulasikan ke bahan pembawa.
11
Bahan Pembawa (Carrier)
Bahan pembawa yang digunakan dalam penelitian ini adalah gambut (bahan organik) dan talek (anorganik). Gambut yang digunakan berasal dari Rawa Pening (Jawa Tengah) berasal dari tanaman air eceng gondok, sedangkan talek atau yang sering dikenal dengan talcum powder merupakan bahan mineral magnesium silikat [H2Mg3(SiO3)4 atau Mg3Si4O10(OH)2]. Kedua bahan pembawa ini akan diformulasi dalam bentuk serbuk, tepung dan granul.
Penyiapan bahan pembawa tersebut menyesuaikan dengan prosedur Somasegaran dan Hoben (1994). Komposisi pupuk bentuk serbuk yaitu gambut 85%, fosfat alam 10%, dan kaptan 5% dari total berat campuran. Bahan-bahan ini kemudian dicampur hingga rata, lalu dikemas dengan berat 25 gram setiap kemasan. Komposisi bahan pembawa pupuk bentuk granul yaitu gambut 50%, kaolin 10%, fosfat alam 10%, kapur pertanian 10% dan zeolit 20% dari total berat campuran. Setelah itu, semua bahan diaduk hingga rata dan dikemas menjadi 250 gram setiap sachet. Berbeda dari pupuk serbuk dan granul, persiapan bahan pembawa pupuk tepung mengikuti prosedur Nandakumar et al. (2001). Bahan talek ditambah kapur pertanian sebanyak 1% dari total berat campuran dan dikemas sebanyak 300 gram/sachet. Semua bahan pembawa yang telah dikemas selanjutnya disterilisasi pada suhu 1210 C dan tekanan 1 atm selama 15 menit sebanyak dua kali.
Inokulasi Bakteri ke dalam Bahan Pembawa
Bakteri yang telah ditumbuhkan di media alternatif digabung menjadi 3 paket formulasi yang masing-masing paket mengandung 3 isolat bakteri berbeda dengan perbandingan 1:1:1. Paket campuran diberi kode M-Sr (Cr55, Crb64, dan Bj11), M-Fo (Cr24, Crb17,dan Bj 11), dan M-Rs (Cr76, Crb86, dan Bj11). Campuran bakteri ini diinokulasi ke tiap bentuk pupuk (granul, serbuk, tepung). Inokulasi untuk bentuk serbuk menggunakan syringe, yaitu sebanyak 10 ml/25 gram gambut. Sedangkan untuk bentuk tepung diinokulasi 100 ml/300 gram talc. Untuk bentuk granul, sebanyak 110 ml diinokulasi ke dalam 250 gram bahan pembawa pada mesin granulasi. Pupuk hayati bentuk granul dan tepung dikering-anginkan kemudian dikemas 25 gram/kemasan. konsentrasi akhir bakteri yang
12
diinokulasikan pada bahan pembawa sebesar 108 sel/g bahan pada masing-masing jenis bakteri.
Daya Simpan Inokulan Kemasan
Kestabilan inokulan ditentukan dengan mengamati populasi inokulan yang disimpan pada bulan ke 0, 3 dan 6 pada suhu kamar dan 4oC. Indikator kestabilan inokulan dalam bahan pembawa ditentukan oleh jumlah sel hidup setelah masa penyimpanan. Populasi ditentukan dengan pencawanan pada media yang sesuai yaitu media YMA untuk mengamati populasi inokulan B. japonicum BJ11, media K’B untuk populasi Pseudomonas sp., dan media NA untuk Bacillus sp.
Percobaan Rumah Kaca Aktivitas Pemacuan Pertumbuhan Tanaman
Masing-masing prototipe inokulan diinokulasikan pada kedelai yang akan ditanam pada tanah steril dan non-steril. Pengujian di rumah kaca menyesuaikan dengan prosedur yang diterangkan Cattelan et al. (1999). Dua kecambah kedelai yang sudah diinokulasi dengan masing prototipe inokulan dari masing-masing perlakuan ditumbuhkan pada 2 kg tanah (non-setril) dan 0,5 kg tanah (steril) pada pot plastik polietilen. Tanah yang digunakan berasal dari Cinangneng, Bogor dengan pH tanah 5,5. Kelembaban tanah diatur dengan penyiraman setiap hari. Rancangan faktorial digunakan dalam percobaan ini dengan faktor pertama jenis inokulum (M-Fo, M-Sr dan M-Rs) dan faktor kedua bentuk formulasi (Granul, Tepung dan Serbuk). Tiap perlakuan terdiri atas 3 ulangan. Tanaman dipelihara selama 21 hari setelah diinokulasi pupuk hayati untuk mengetahui efek pupuk hayati pada pertumbuhan awal tanaman (Cattelan et al. 1999). Parameter pemacu tumbuh diukur dari tinggi tanaman, berat basah tajuk dan akar. Dosis pupuk hayati untuk bentuk serbuk dan tepung 0,12 gram/30 benih kedelai, sedangkan bentuk granul 0,25 gram per benih.
13
Aktivitas Biokontrol terhadap Fungi Patogen Akar
Untuk mengetahui aktivitas biofungisida terhadap fungi patogen akar perlu dilakukan uji pada tanaman kedelai. Pengujian aktivitas biofungisida sebagai biokontrol terhadap fungi patogen R. solani, S. rolfsii dan F. oxysporum dilakukan pada media steril dan non-steril di rumah kaca (6 set percobaan). Uji terhadap patogen F. oxysporum menggunakan paket inokulan M-Fo; uji terhadap patogen S. rolfsii menggunakan paket inokulan M-Sr; sedangkan uji terhadap patogen R. solani menggunakan paket inokulan M-Rs.
Pengujian pada media steril (3 set/fungi patogen) menyesuaikan prosedur yang dilakukan Cattelan et al. (1999), yakni 0,5 kg tanah (steril) disterilisasi 2 kali dengan autoklaf, masing-masing selama 1 jam dengan interval waktu 1 hari. Sterilisasi pot plastik polietilen dilakukan dengan cara desinfeksi permukaan plastik dengan alkohol 95%.
Masing-masing inokulan fungi patogen disiapkan dengan mengambil satu lup patogen yang ditumbuhkan pada media PDA selama 5 hari dan disonikasi selama 1 jam dalam 200 mL aquades (Cattelan et al. 1999). Selanjutnya tanah diinokulasi dengan suspensi fungi patogen yang kepadatannya ditetapkan dengan cawan petri pengenceran bertingkat. Kepadatan sel fungi yang diinokulasikan ke tanah sekitar 103 sel/g tanah. Aplikasi pupuk hayati bentuk serbuk, tepung dan granul sama seperti pengujian pemacu tumbuh.
Penempatan pot percobaan menggunakan rancangan acak kelompok. Tiap perlakuan memiliki 3 blok kelompok dengan 4 ulangan pada masing-masing blok. Tiap pot terdiri atas 4 tanaman. Kelembaban tanah dijaga dengan penyiraman setiap hari. Tanaman dipelihara selama 14 hari dan diamati dengan parameter pengukuran biokontrol didasarkan atas kejadian penyakit (%), penekanan penyakit (%) (Wiyono 2003), berat basah tajuk dan akar.
Pengujian pada tanah non-steril (3 set percobaan) mengikuti prosedur Cattelan et al. (1999) seperti diuraikan di atas (pengujian aktivitas pemacu tumbuh pada tanah non-steril). Rancangan percobaan, pemeliharan dan parameter biokontrol sama seperti diuraikan di atas.
14
HASIL
Optimasi Media Produksi
Optimasi media produksi dengan menggunakan media alternatif menunjukkan hasil bahwa bakteri dapat tumbuh baik pada media alternatif PDB maupun SKM. Produksi biomassa sel pada media SKM umumnya lebih lebih tinggi dibandingkan dengan pada media PDB. Hal ini dapat terlihat pada kurva tumbuh isolat Bacillus sp. Pseudomonas sp. dan B. japonicum (Gambar 1). Namun, pada media SKM memberikan hasil waktu inkubasi bakteri yang lebih lama dibandingkan dengan media PDB untuk mencapai jumlah sel maksimum untuk ketiga jenis bakteri tersebut.
Pada media SKM isolat Cr 24, Cr 55, dan Cr 76 mencapai jumlah maksimum masing-masing 1,10 x 109 sel/ml; 1,00 x 109 sel/ml; dan 2,33 x 109 sel/ml, sedangkan isolat Crb 17, Crb 64, dan Crb 76 pada media SKM secara berurutan mencapai jumlah populasi 1,09 x 109 sel/ml; 3,42 x 109 sel/ml; dan 3,53 x 108 sel/ml. Waktu inkubasi Bacillus sp. berkisar antara 24-48 jam, sedangkan Pseudomonas sp. berkisar antara 12-48 jam (Tabel 1).
Hal yang berbeda terjadi pada isolat B. japonicum (Bj11) yang memiliki jumlah sel maksimum lebih banyak pada media PDB yaitu 5,60 X 1010 dibandingkan dengan media SKM sebanyak 1,13 X 1010. Waktu inkubasi untuk mencapai jumlah maksimum lebih lama pada media SKM yaitu 72 jam dibandingkan dengan pada media PDB yaitu 60 jam. Dari optimasi media alternatif ini diperoleh bahwa media SKM digunakan untuk tahap selanjutnya untuk memproduksi biomassa inokulan untuk semua jenis bakteri tersebut.
Formulasi Pupuk Hayati
Dari kombinasi tiga isolat Bacillus sp., tiga isolat Pseudomonas sp., dan B. japonicum (BJ11) menghasilkan tiga paket formula pupuk yaitu M-Sr (isolat Cr24, Crb17 dan Bj11); M-Rs (isolat Cr55, Crb64 dan Bj11); dan M-Fo (isolat Cr76, Crb86 dan Bj11). Masing-masing paket formulasi tersebut dibuat menjadi tiga bentuk paket formulasi yaitu granul (G), tepung (T) dan serbuk (S) (Gambar 2). Paket formulasi bentuk granul (G) memiliki kadar air berkisar 5-10%, bentuk tepung (T) dengan bahan dasar talek memiliki kadar air berkisar 2-6%, sedangkan
15
Gambar 1 Kurva tumbuh inokulan pupuk hayati pada media SKM dan PDB
6 7 8 9 10 0 3 6 9 12 24 36 48 60 Lo g pop u la si ba kt er i Pengamatan Jam Ke‐ Laju pertumbuhan Bacillus sp. pada media SKM Cr 24 Cr 55 Cr 76 6 7 8 9 10 0 3 6 9 12 24 36 48 60 Lo g po p u lasi ba kt eri Pengamatan Jam Ke‐ Laju pertumbuhan Pseudomonas sp. pada media SKM Crb 17 Crb 64 Crb 86 6 7 8 9 10 11 0 1 2 3 4 5 6 Lo g pop u la si ba kt er i Pengamatan hari Ke‐ Laju pertumbuhan B. japonicum pada media SKM Bj11 6 7 8 9 10 0 3 6 9 12 24 36 48 60 Log po pul as i ba kt er i Pengamatan Jam Ke‐ Laju pertumbuhan Bacillus sp. pada media PDB Cr 24 Cr 55 Cr 76 6 7 8 9 10 0 3 6 9 12 24 36 Log po pul as i ba kt er i Pengamatan Jam Ke‐ Laju pertumbuhan Pseudomonas sp. pada media PDB Crb 17 Crb 64 Crb 86 6 7 8 9 10 11 0 1 2 3 4 5 6 Log po pul as i bakteri Pengamatan hari Ke‐ Laju pertumbuhan B. japonicum pada media PDB Bj11
16
bentuk serbuk (S) dengan bahan dasar gambut memiliki kadar air berkisar 44-46%. Total kombinasi pupuk hayati yang diaplikasikan dalam pengujian terhadap tanaman kedelai ada sembilan macam dengan kode M-Sr(G), M-Fo (G), M-Rs(G), M-Sr(S), M-Fo(S), M-Rs(S), M-Sr(T), M-Fo(T), dan M-Rs(T).
Tabel 1 Jumlah sel maksimum dan waktu inkubasi isolat Bacillus sp., Pseudomonas sp., dan B. japonicum pada media alternatif PDB dan SKM.
Kode Isolat
Media produksi laboratorium
PDB SKM Jumlah sel maksimum Waktu inkubasi (Jam) Jumlah sel maksimum Waktu Inkubasi (Jam) Bacillus sp. Cr 24 2,70 X 108 24 1,10 X 109 48 Bacillus sp. Cr 55 8,81 X 108 24 1,00 X 109 48 Bacillus sp. Cr 76 1,50 X 108 24 2,33 X 108 24 Pseudomonas sp. Crb 17 5,60 X 108 36 1,09 X 109 48 Pseudomonas sp. Crb 64 8,42 X 108 9 3,42 X 109 36 Pseudomonas sp. Crb 86 3,98 X 108 9 3,53 X 108 12 BJ 11 (wt) 5,60 X 1010 60 1,13 X 1010 72
Gambar 2 Kemasan pupuk hayati hasil formulasi. (a) granul, (b) tepung, (c) serbuk
17
Uji Pemacu Pertumbuhan pada Tanaman Kedelai
Pengaruh aplikasi pupuk hayati mampu meningkatkan tinggi tanaman, berat basah tajuk dan akar dibandingkan dengan tanpa perlakuan (kontrol). Perlakuan paket inokulan M-Fo (S), M-Sr (G), M-Sr (S) pada tanah steril menunjukkan rata-rata tinggi tanaman yang paling tinggi yaitu masing-masing 27,3 ; 26,3 dan 25,9 cm dibandingkan dengan kontrol (Tabel 2). Pada tanah non-steril tidak terlihat pengaruh perlakuan pupuk hayati terhadap tinggi tanaman kedelai dibandingkan dengan kontrol. Penampilan tanaman pada masing-masing perlakuan yang dibandingkan dengan kontrol terlihat pada Gambar 3 dan Gambar 4.
Tabel 2 Pengaruh inokulasi pupuk hayati terhadap tinggi tanaman kedelai varietas Tanggamus umur 21 hari pada tanah steril dan non-steril di rumah kaca. Paket
Inokulan
Tinggi Tanaman (cm)
Tanah Steril Tanah Non-steril
M-Fo (G) 23,6 ± 2,50 ab 24,4 ± 3,35 a M-Sr (G) 26,3 ± 2,99 a 24,9 ± 1,18 a M-Rs (G) 24,2 ± 2,79 ab 26,0 ± 3,24 a M-Fo (T) 20,4 ± 5,59 b 26,5 ± 1,41 a M-Sr (T) 22,9 ± 4,70 ab 24,9 ± 1,08 a M-Rs (T) 24,5 ± 1,29 ab 24,9 ± 4,37 a M-Fo (S) 27,3 ± 1,70 a 25,3 ± 2,29 a M-Sr (S) 25,9 ± 0,75 a 22,6 ± 3,48 a M-Rs (S) 25,1 ± 3,15 ab 22,6 ± 8,34 a Kontrol 25,1 ± 1,11 ab 26,4 ± 2,50 a
Angka-angka yang diikuti oleh huruf yang sama pada lajur yang sama tidak berbeda nyata pada taraf 5% (DMRT)
Pengaruh aplikasi pupuk hayati juga mampu meningkatkan berat basah tajuk dan akar dibandingkan dengan tanpa perlakuan (kontrol). Perlakuan paket inokulan M-Fo (S) pada tanah steril menunjukkan rata-rata berat basah tajuk dan akar tertinggi yaitu masing-masing 3,061 dan 4,105 gram per tanaman dibandingkan dengan perlakuan lainnya dan kontrol (Tabel 3). Paket inokulan M-Sr (G), M-M-Sr (S) juga memiliki berat basah akar dan tajuk yang lebih besar dibandingkan dengan kontrol. Pada tanah non-steril beberapa paket inokulan memperlihatkan hasil lebih baik namun tidak signifikan dibandingkan dengan kontrol.
18 (a) (b) (c)
Gambar 3 Penampilan tanaman kedelai pada berbagai perlakuan pada tanah steril. Diinokulasi pupuk hayati bentuk granul (a), Diinokulasi pupuk hayati bentuk tepung (b), Diinokulasi pupuk hayati bentuk serbuk (c)
(a) (b)
(c)
Gambar 4 Penampilan tanaman kedelai pada berbagai perlakuan pada tanah non- steril. Diinokulasi pupuk hayati bentuk granul (a), Diinokulasi pupuk hayati bentuk tepung (b), Diinokulasi pupuk hayati bentuk serbuk (c)
19
Tabel 3 Pengaruh inokulasi pupuk hayati terhadap berat basah akar dan tajuk kedelai varietas Tanggamus umur 21 hari pada tanah steril dan non-steril di rumah kaca.
Paket Inokulan
Berat Basah (g/tanaman)
Tanah Steril Tanah Non-steril
Akar Tajuk Akar Tajuk
M-Fo (G) 2,67 ab 3,021 bc 2,685 a 3,485 a M-Sr (G) 2,74 ab 3,812 ab 2,764 a 4,003 a M-Rs (G) 2,85 ab 3,238 ab 2,804 a 4,223 a M-Fo (T) 1,98 c 2,206 c 2,73 a 3,848 a M-Sr (T) 2,29 bc 2,983 bc 3,278 a 4,124 a M-Rs (T) 3,05 a 3,568 ab 2,385 a 3,681 a M-Fo (S) 3,06 a 4,105 a 2,882 a 4,345 a M-Sr (S) 2,93 ab 3,751 ab 2,676 a 3,942 a M-Rs (S) 2,67 ab 3,432 ab 2,174 a 3,087 a Kontrol 2,64 abc 3,789 ab 2,727 a 3,615 a
Angka-angka yang diikuti oleh huruf yang sama pada lajur yang sama tidak berbeda nyata pada taraf 5% (DMRT)
Analisa statistik digunakan untuk melihat pengaruh bentuk paket inokulan terhadap pertumbuhan tanaman kedelai. Tabel 4 memperlihatkan bahwa bentuk paket inokulan serbuk (S) rata-rata mampu meningkatkan pertumbuhan tanaman kedelai umur 21 hari dibandingkan dengan bentuk lainnya pada tanah steril. Pada tanah non-steril, pengaruh bentuk paket inokulan tidak terlihat sama sekali perbedaannya (Tabel 4). Analisa juga dilakukan untuk melihat pengaruh paket inokulan (M-Fo, M-Rs, M-Sr) terhadap pertumbuhan tanaman kedelai, namun hasilnya tidak berbeda nyata antar paket inokulan baik pada tanah steril maupun non-steril (Tabel 5).
Tabel 4 Pengaruh bentuk paket inokulan terhadap tinggi, berat basah akar dan tajuk tanaman kedelai varietas Tanggamus umur 21 hari pada tanah steril dan non-steril
Paket Inokulan
Tanah Steril Tanah Non-steril
Tinggi Tanaman (cm) Berat Basah (g/tanaman) Tinggi Tanaman (cm) Berat Basah (g/tanaman)
Akar Tajuk Akar Tajuk
Granul (G) 24,6 ab 2,749 a 3,357 ab 25,1 a 2,751 a 3,791 a Tepung (T) 22,6 b 2,441 a 2,919 b 25,8 a 2,798 a 2,884 a Serbuk (S) 26,1 a 2,882 a 3,762 a 24,8 a 2,577 a 3,791 a Angka-angka yang diikuti oleh huruf yang sama pada lajur yang sama tidak berbeda nyata pada taraf 5% (DMRT)
20
Tabel 5 Pengaruh jenis inokulan terhadap tinggi, berat basah akar dan tajuk tanaman kedelai varietas Tanggamus umur 21 hari pada tanah steril dan non-steril
Paket Inokulan
Tanah Steril Tanah Non-steril
Tinggi Tanaman (cm) Berat Basah (g/tanaman) Tinggi Tanaman (cm) Berat Basah (g/tanaman)
Akar Tajuk Akar Tajuk
M-Fo 23,8 a 2,571 a 3,110 a 25,6 a 2,765 a 3,893 a M-Sr 25,0 a 2,649 a 3,515 a 25,5 a 2,906 a 4,023 a M-Rs 24,6 a 2,855 a 3,413 a 24,5 a 2,454 a 3,664 a Angka-angka yang diikuti oleh huruf yang sama pada lajur yang sama tidak berbeda nyata pada taraf 5% (DMRT)
Uji biokontrol pada Tanaman Kedelai
Hasil uji biokontrol di rumah kaca menunjukkan bahwa perlakuan pupuk hayati pada umumnya mampu mengurangi serangan cendawan patogen pada tanaman kedelai. Perlakuan paket formulasi M-Sr mampu menekan cendawan patogen S. rolfsii pada tanah steril. Penekanan penyakit paling besar terjadi pada paket inokulan bentuk serbuk sebesar 79,98%. Tanaman yang terserang oleh patogen menimbulkan gejala kerdil/mati dan terdapat tanda patogen berupa sclerotia pada kotiledon yang akan berkecambah (Gambar 5). Pertumbuhan tanaman antar perlakuan tidak berbeda nyata dibandingkan dengan kontrol (Tabel 6). Pada tanah non-steril perlakuan paket inokulan M-Sr (S) memberikan hasil terbaik baik pertumbuhan tinggi tanaman maupun berat basah akar dan total (Tabel 7).
Tabel 6 Pengaruh inokulasi pupuk hayati terhadap perkembangan tanaman kedelai yang diinokulasi patogen S. roflsii pada tanah steril di rumah kaca. Paket
Inokulan
Penekanan Penyakit (%)
Berat basah (g/tanaman)
Akar Tajuk Total
M-Sr (G) 30,00 3,358 a 4,755 a 8,114 a M-Sr (T) 79,98 3,526 a 5,037 a 8,563 a M-Sr (S) 60,01 3,667 a 5,127 a 8,743 a
Kontrol + - 3,251 a 4,379 a 7,630 a
Kontrol - - 3,701 a 5,041 a 8,743 a
Angka-angka yang diikuti oleh huruf yang sama pada lajur yang sama tidak berbeda nyata pada taraf 5% (DMRT)
21 (a) (b)
Gambar 5 Gejala serangan S. roflsii pada benih kedelai (a), Penampilan tanaman kedelai pada tanah steril yang diinokulasi S. roflsii (b)
Tabel 7 Pengaruh inokulasi pupuk hayati terhadap perkembangan tanaman kedelai yang diinokulasi patogen S. roflsii pada tanah non-steril di rumah kaca. Paket
Inokulan
Tinggi tanaman (cm)
Berat basah (g/tanaman)
Akar Tajuk Total
M-Sr (G) 18,83 ab 0,816 ab 1,557 a 2,373 ab M-Sr (T) 16,00 b 0,689 abc 1,473 a 2,162 ab M-Sr (S) 19,75 a 0,884 a 1,655 a 2,540 a Kontrol + 17,33 ab 0,535 c 1,566 a 2,100 ab
Kontrol - 19,00 ab 0,556 bc 1,461 a 2,017 b Angka-angka yang diikuti oleh huruf yang sama pada lajur yang sama tidak berbeda nyata pada taraf 5% (DMRT)
Pengujian lainnya dilakukan terhadap patogen R. solani. Hasil uji biokontrol pada tanah steril di rumah kaca menunjukkan bahwa perlakuan pupuk hayati belum mampu mengendalikan patogen R. solani kecuali perlakuan M-Rs (G) (Tabel 8). Perlakuan pupuk hayati tersebut mampu menekan patogen sebesar 22,27% sedangkan perlakuan lainnya tidak mampu menekan kejadian penyakit. Kedelai yang diserang oleh R. solani memperlihatkan gejala pada daun kotiledon mengalami malformasi. Kotiledon kedelai yang terserang menjadi tebal, berwarna hijau tua dan pertumbuhan terhambat (kerdil) (Gambar 6). Serangan ini lama-kelamaan akan hilang seiiring dengan pertumbuhan kedelai sehingga tanaman dapat tumbuh kembali walaupun tidak optimal. Pada tanah non-steril perlakuan pupuk hayati mampu meningkatkan tinggi tanaman dibandingkan dengan kontrol negatif namun tidak demikian terhadap berat basah akar dan tajuk (Tabel 9)
22
Tabel 8 Pengaruh inokulasi pupuk hayati terhadap pertumbuhan tanaman kedelai yang diinokulasi patogen R. solani pada tanah steril di rumah kaca. Paket
Inokulan
Penekanan Penyakit (%)
Berat basah (g/tanaman)
Akar Tajuk Total
M-Rs (G) 27,27 2,609 b 3,863 b 6,472 b
M-Rs (T) * 2,467 b 3,807 b 6,274 b
M-Rs (S) * 2,295 b 3,728 b 5,856 b
Kontrol + - 2,571 b 4,004 ab 6,575 b
Kontrol - - 3,251 a 4,543 a 7,798 a
Angka-angka yang diikuti oleh huruf yang sama pada lajur yang sama tidak berbeda nyata pada taraf 5% (DMRT)
* Tidak terjadi penekanan penyakit.
Gambar 6 Gejala serangan R. solani pada benih kedelai (a), Penampilan tanaman kedelai pada tanah steril yang diinokulasi R. solani (b)
Tabel 9 Pengaruh inokulasi pupuk hayati terhadap pertumbuhan tanaman kedelai yang diinokulasi patogen R. solani pada tanah non-steril di rumah kaca. Paket
Inokulan
Tinggi tanaman (cm)
Berat basah (g/tanaman)
Akar Tajuk Total
M-Rs (G) 16,6 ab 0,532 b 1,113 a 1,645 b M-Rs (T) 17,8 a 0,995 a 1,350 a 2,344 ab M-Rs (S) 17,5 a 0,790 ab 1,342 a 2,132 ab Kontrol + 14,1 b 0,622 b 1,283 a 1,905 ab
Kontrol - 16,4 ab 1,015 a 1,360 a 2,375 a Angka-angka yang diikuti oleh huruf yang sama pada lajur yang sama tidak berbeda nyata pada taraf 5% (DMRT)
Hal yang sama terjadi pada pengujian terhadap F. oxysporum Hasil uji biokontrol pada tanah steril di rumah kaca menunjukkan bahwa hanya perlakuan M-Fo (G) yang mampu menekan patogen yaitu sebesar 50.12% sedangkan perlakuan lainnya tidak mampu menekan kejadian penyakit (Tabel 10). Kedelai yang diserang oleh F. oxysporum memperlihatkan gejala menguning pada daun
23
kedelai (Gambar 7). Pertumbuhan kedelai pada perlakuan tersebut mendekati pertumbuhan kontrol negatif namun tidak berbeda nyata dengan kontrol positif. Hasil berkebalikan terjadi pada tanah non-steril, hanya perlakuan pupuk hayati M-Fo (G) yang menunjukkan hasil tidak lebih baik dari kontrol positif (Tabel 11) Tabel 10 Pengaruh inokulasi pupuk hayati terhadap pertumbuhan tanaman kedelai
yang diinokulasi patogen F. oxysporum pada tanah steril di rumah kaca. Paket
Inokulan
Penekanan Penyakit (%)
Berat basah (g/tanaman)
Akar Tajuk Total
M-Fo (G) 50,12 3,116 ab 5,119 ab 8,235 ab
M-Fo (T) * 2,766 b 4,793 b 7,393 b
M-Fo (S) * 2,296 c 4,537 ab 7,437 b
Kontrol + - 2,839 b 4,742 ab 7,581 ab
Kontrol - - 3,306 a 5,236 a 8,543 a
Angka-angka yang diikuti oleh huruf yang sama pada lajur yang sama tidak berbeda nyata pada taraf 5% (DMRT)
* Tidak terjadi penekanan penyakit.
Gambar 7 Penampilan tanaman kedelai pada tanah steril yang diinokulasi F. oxysporum
Tabel 11 Pengaruh inokulasi pupuk hayati terhadap pertumbuhan tanaman kedelai yang diinokulasi patogen F. oxysporum pada tanah non-steril di rumah kaca.
Paket Inokulan
Tinggi tanaman (cm)
Berat basah (g/tanaman)
Akar Tajuk Total
M-Fo (G) 17,3 a 0,532 b 1,190 b 1,731 b
M-Fo (T) 18,1 a 0,504 a 1,656 a 2,490 a
M-Fo (S) 18,8 a 0,568 a 1,355 ab 2,211 ab Kontrol + 16,3 a 0,414 ab 1,276 ab 1,944 ab Kontrol - 17,9 a 0,416 ab 1,287 ab 1,961 ab Angka-angka yang diikuti oleh huruf yang sama pada lajur yang sama tidak berbeda nyata pada taraf 5% (DMRT)
24
Pengujian Viabilitas Inokulan
Kepadatan sel masing-masing inokulan bakteri yang diinokulasikan kedalam paket formulasi yaitu isolat Cr24, Cr55, Cr76, Crb 17, Crb 64, Crb86 dan Bj11 berturut-turut sebanyak 1,56 X 1010; 2,32 X 108; 1,56 X 108; 2,72 X 109; 2,46 X 108; 2,35 X 108 dan < 103 sel/g bahan pembawa. Inokulan tersebut diinokulasikan dalam 3 jenis bentuk formulasi yaitu granul, serbuk dan tepung. Paket formulasi tersebut disimpan pada dua suhu yang berbeda yaitu suhu ruang dan suhu 4oC dengan masa simpan 0, 3 dan 6 bulan. Perkembangan populasi inokulan bakteri pada masa penyimpanan ditunjukkan pada Tabel 12.
Pada 0 bulan kandungan inokulan bakteri Bacillus sp. dan Pseudomonas sp. berkisar antara 1.20 X 107 – 1.72 X 108 sel/g paket formulasi. Bentuk formulasi tepung mengandung jumlah inokulan yang lebih banyak dibandingkan dengan serbuk dan granul. Pada penyimpanan selama 6 bulan terjadi penurunan jumlah inokulan baik penyimpanan pada suhu kamar maupun suhu 4oC. Penurunan terjadi rata-rata sebesar 1/10 kali dari populasi awal sehingga jumlah inokulan berkisar 107 sel/g paket formulasi. Jumlah inokulan tersebut tidak berbeda nyata antara ketiga bentuk paket formulasi berbeda dengan yang terjadi pada 0 bulan. Pada inokulan Bj11 baik pada penyimpanan 0 bulan maupun 6 bulan jumlah inokulan < 103 sel/g paket formulasi.
Masing-masing bentuk paket formulasi memiliki kandungan air yang berbeda (Tabel 13). Pada awal pembuatan paket formulasi, bentuk granul memiliki kadar air berkisar 4.8 – 9.9%, bentuk tepung berkisar 1.9 – 6.3% dan serbuk berkisar 44.47 - 46.60%. Penyimpanan selama 6 bulan baik pada suhu ruang maupun suhu 4oC tidak mengalami perubahan kadar air yang signifikan pada paket formulasi. Kadar air paket formulasi yang disimpan pada suhu 4oC memiliki kadar air sedikit lebih tinggi daripada penyimpanan pada suhu kamar.
25
Tabel 12 Perkembangan populasi bakteri pada masa penyimpanan sampai 6 bulan pada suhu kamar dan 4oC
Cr : Bacillus sp. Crb: Pseudomonas sp. Bj11: Bradyrhizobium japonicum Bj11 * : <103
KODE Suhu Penyimpanan
Populasi bakteri (sel/gram)
0 bulan (suhu kamar) 3 bulan (suhu kamar) 6 bulan (suhu 4oC)
Cr Crb Bj11 Cr Crb Bj11 Cr Crb Bj11 M-Fo (G) 25oC 2,90 X 107 1,65 X 107 * 7,23 X 106 4,00 X 106 * 15,5 X 107 5,40 X 107 * M-Sr (G) 6,50 X 106 8,65 X 107 * 1,50 X 107 1,00 X 106 * 9,00 X 107 2,50 X 107 * M-Rs (G) 6,70 X 107 4,95 X 107 * 9,00 X 107 6,00 X 107 * 6,60 X 107 2,90 X 107 * M-Fo (T) 4,20 X 108 9,92 X 107 * 1,30 X 107 1,50 X 106 * 7,00 X 106 3,50 X 106 * M-Sr (T) 1,25 X 108 9,75 X 107 * 9,50 X 106 6,75 X 106 * 1,90 X 107 1,80 X 107 * M-Rs (T) 1,20 X 108 9,50 X 107 * 2,10 X 107 1,70 X 107 * 3,20 X 107 2,00 X 106 * M-Fo (S) 1,72 X 108 1,18 X 108 * 9,60 X 106 2,25 X 106 * 1,33 X 108 1,06 X 108 * M-Sr (S) 3,55 X 107 5,50 X 107 * 1,50 X 107 4,00 X 106 * 3,84 X 108 3,50 X 107 * M-Rs (S) 1,30 X 107 1,63 X 108 * 3,90 X 106 2,50 X 106 * 4,75 X 107 6,65 X 107 * M-Fo (G) 4oC - - - 3,60 X 107 4,75 X 106 * 1,70 X 107 2,00 X 107 * M-Sr (G) - - - 2,95 X 107 4,45 X 107 * 1,84 X 108 2,70 X 107 * M-Rs (G) - - - 7,06 X 106 2,73 X 106 * 1,85 X 107 2,50 X 107 * M-Fo (T) - - - 3,80 X 107 5,70 X 106 * 7,80 X 107 6,80 X 107 * M-Sr (T) - - - 6,85 X 106 8,00 X 106 * 1,44 X 107 3,60 X 107 * M-Rs (T) - - - 6,00 X 106 1,50 X 106 * 6,40 X 107 3,66 X 107 * M-Fo (S) - - - 1,12 X 107 1,36 X 107 * 5,65 X 107 3,75 X 107 * M-Sr (S) - - - 3,10 X 106 1,40 X 107 * 6,10 X 107 3,80 X 107 * M-Rs (S) - - - 6,80 X 106 2,65 X 106 * 1,35 X 107 1,15 X 108 *
26
Tabel 13 Kadar air (%) paket formulasi pupuk hayati yang disimpan pada suhu ruang dan suhu 4oC, masa penyimpanan sampai 6 bulan
KODE Suhu Penyimpanan Kadar air (%)
0 bulan 3 bulan 6 bulan
M-Fo (G) 25oC 9,90 7,68 8,49 M-Sr (G) 9,10 8,41 7,59 M-Rs (G) 4,80 7,78 8,20 M-Fo (T) 6,30 3,60 4,00 M-Sr (T) 5,30 3,40 4,90 M-Rs (T) 1,90 0,60 1,90 M-Fo (S) 46,60 44,30 45,90 M-Sr (S) 46,60 46,95 47,00 M-Rs (S) 44,70 44,70 45,40 M-Fo (G) 4oC - 8,78 8,50 M-Sr (G) - 9,41 9,30 M-Rs (G) - 8,18 8,59 M-Fo (T) - 4,10 6,60 M-Sr (T) - 4,40 5,60 M-Rs (T) - 3,30 3,00 M-Fo (S) - 47,35 47,75 M-Sr (S) - 48,20 46,15 M-Rs (S) - 46,00 47,55
27
PEMBAHASAN
Optimasi media produksi dilakukan untuk mengetahui jenis media yang paling baik untuk produksi inokulan dan waktu optimum untuk pemanenan inokulan. Penggunaan media alternatif bertujuan untuk memilih bahan baku media yang murah serta mudah didapatkan dibandingkan dengan menggunakan