Isolasi Trichoderma dan Identifikasi Penyakit P. brassicae
Isolat Trichoderma yang diperoleh dari tanah tanaman pakcoy sehat, teridentifikasi sebagai sumber antagonis yaitu Trichoderma harzianum. T. harzianum dapat memproduksi enzim litik dan antibiotik antifungal yang tinggi, memiliki hifa bersepta, berdinding licin, berukuran 1.5-12 µm, percabangan hifa membentuk sudut siku-siku pada cabang utama (Rifai 1969). Morfologi dari cendawan antagonis ini mempunyai konidiofor yang tegak, sendiri-sendiri atau berkelompok menjadi satu berkas, hialin, bersekat, phialid berbentuk lonjong, satu-satu atau mengelompok, konidia hilain atau hijau muda, tidak bersekat (Gambar 2).
Gambar 2 Koloni T. harzianum pada media PDA; (a) konidia dan percabangan hifa T. harzianum (b) dengan perbesaran 20 x 10
Penyakit akar gada yang menjadi sumber patogen berasal dari akar tanaman pakcoy yang bergejala abnormal atau pembengkakan yang berkembang menjadi distorsi besar atau seperti gada. Identifikasi dilakukan pada akar yang bergejala bengkak seperti gada ditemukan patogen Plasmodiophora brassicae (Gambar 3). Secara mikroskopis patogen mempunyai sista berbentuk lonjong atau bulat. Sporangiumnya berbentuk bulat atau agak lonjong berdiameter 6-6.5 µm. Selain itu, sistanya berduri atau berambut pendek (Agrios 2005).
Gambar 3 Akar terserang Plasmodiophora brassicae pada tanaman pakcoy; (a) sista P. brassicae (b) dengan perbesaran 20 x 10
Pengujian in vivo
Gejala yang ditimbulkan patogen P. brassicae pada tanaman pakcoy yaitu di atas permukaan tanah daun tampak layu pada siang hari dan kering, kemudian pulih kembali pada malam hari, serta kelihatan normal dan segar pada pagi hari. Jika penyakit ini berkembang terus daun-daun menjadi kuning, tanaman tampak kerdil, serta di bagian akar terjadi pembengkakan akar mirip dengan batang (gada) sehingga mengganggu fungsi pengangkutan air dan hara dari dalam tanah. Terkadang gejala tidak tampak pada tanaman pakcoy yang terserang akar gada. Patogen ini menginfeksi tanaman melalui akar dengan penetrasi secara langsung atau melalui luka. Pembengkakan pada jaringan akar dapat mengganggu fungsi
a b
8
akar seperti translokasi zat hara dan air dari dalam tanah ke daun. Keadaan ini mengakibatkan tanaman layu, kerdil, kering, dan akhirnya mati (Kementan 2010).
Gambar 4 Gejala akar gada di lapangan. Perbandingan tanaman pakcoy yang terserang P. brassicae (a) dengan tanaman sehat (b)
Penyakit akar gada P. brassicae akan memburuk dengan meningkatnya kelembaban tanah dan suhu tanah naik di atas 20 oC. Kondisi ideal untuk infeksi penyakit akar gada pada tanah asam (pH kurang dari 7), tanah basah, suhu hangat (20-25 oC) dan tanaman inang rentan (Agrios 2005).
Uji in vivo dilakukan terhadap pertanaman pakcoy dengan 14 perlakuan terlihat pada tabel 1. Tabel 2 menunjukkan persentase kejadian penyakit akar gada pada tanaman pakcoy minggu ke-8 saat panen. Pada tabel tersebut terlihat tidak berbeda nyata dengan kontrol, baik perlakuan kombinasi Trichoderma dengan pupuk kandang, pupuk kandang tanpa Trichoderma, dan perlakuan kimia. Pada perlakuan TPA2, TPA3, TPD1, TPD3, TPS3, PA, PS, dan PK memiliki kejadian penyakit 0% atau tidak terserang penyakit akar gada, sedangkan perlakuan TPA1, TPS1, PD, dan K memiliki kejadian penyakit 2.08%. Ini berbeda dengan kejadian penyakit akar gada pada perlakuan TPS2 yang lebih tinggi dibandingkan perlakuan lainnya yaitu sebesar 4.17%.
Tabel 2 Kejadian penyakit akar gada pada tanaman pakcoy
Perlakuan Kejadian penyakit (%)1
Trichoderma 37.5 g + pupuk ayam (TPA1) 2.08a
Trichoderma 25 g + pupuk ayam (TPA2) 0.00a
Trichoderma 12.5 g + pupuk ayam (TPA3) 0.00a
Trichoderma 37.5 g + pupuk domba (TPD1) 0.00a
Trichoderma 25 g + pupuk domba (TPD2) 2.08a
Trichoderma 12.5 g + pupuk domba (TPD3) 0.00a
Trichoderma 37.5 g + pupuk sapi (TPS1) 2.08a
Trichoderma 25 g + pupuk sapi (TPS2) 4.17a
Trichoderma 12.5 g + pupuk sapi (TPS3) 0.00a
Pupuk ayam (PA) 0.00a
Pupuk domba (PD) 2.08a
Pupuk sapi (PS) 0.00a
Pestisida kimia antracol 70% (PK) 0.00a
Kontrol (K) 2.08a
1
Angka-angka yang sama pada kolom yang sama diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata berdasarkan uji selang berganda Duncan pada taraf nyata 5%; M8: Pengamatan minggu ke-8
9 Pada tabel 3 menunjukkan keparahan penyakit pada tanaman pakcoy yang beda nyata pada perlakuan TPS2 dengan perlakuan lainnya kecuali pada perlakuan TPD2 dan K. Perlakuan TPD2 maupun K memiliki persentase masing-masing 11.11% dan 13.89%, ini tidak memberikan hasil beda nyata dengan perlakuan TPS2. Tingkat keparahan penyakit yang paling tinggi yaitu kombinasi antara Trichoderma 25 g/kg pupuk kandang sapi (TPS2) sebesar 29.86%. Jika dilihat tabel 3 pada perlakuan kombinasi Trichoderma dengan dosis terendah 12.5 g/kg pupuk kandang ayam (TPA3), Trichoderma dengan dosis 12.5 g/kg pupuk kandang domba (TPD3), dan Trichoderma dengan dosis 12.5 g/kg pupuk kandang sapi (TPS3) memiliki keparahan penyakit akar gada 0%. Ini berbeda dengan perlakuan kombinasi Trichoderma dengan dosis lebih tinggi lainnya yaitu TPA1, TPD2, TPS1, dan TPS2 masing-masing memiliki persentase keparahan penyakit berturut-turut 6.25%, 11.11%, 5.56%, dan 29.86%. Penambahan dosis T. harzianum dalam percobaan ini tidak berpengaruh atau tidak efisien dalam mengendalikan penyakit akar gada pada tanaman pakcoy. Hasil ini terlihat dari persentase keparahan penyakit akar gada yang tidak berbeda nyata dengan kontrol, namun persentase keparahan penyakit pada kontrol lebih tinggi dibandingkan perlakuan lainnya kecuali perlakuan TPS2.
Tabel 3 Keparahan penyakit akar gada pada tanaman pakcoy
Perlakuan Keparahan penyakit (%)1
Trichoderma 37.5 g + pupuk ayam (TPA1) 6.25a
Trichoderma 25 g + pupuk ayam (TPA2) 0.00a
Trichoderma 12.5 g + pupuk ayam (TPA3) 0.00a
Trichoderma 37.5 g + pupuk domba (TPD1) 0.00a
Trichoderma 25 g + pupuk domba (TPD2) 11.11ab
Trichoderma 12.5 g + pupuk domba (TPD3) 0.00a
Trichoderma 37.5 g + pupuk sapi (TPS1) 5.56a
Trichoderma 25 g + pupuk sapi (TPS2) 29.86b
Trichoderma 12.5 g + pupuk sapi (TPS3) 0.00a
Pupuk ayam (PA) 0.00a
Pupuk domba (PD) 4.17a
Pupuk sapi (PS) 0.00a
Pestisida kimia (PK) 0.00a
Kontrol (K) 13.89ab
1
Angka-angka yang sama pada kolom yang sama diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata berdasarkan uji selang berganda Duncan pada taraf nyata 5%; M8: Pengamatan minggu ke-8
Ketidakefektifan penambahan dosis T. harzianum dalam percobaan ini diduga jumlah T. harzianum terlalu sedikit yaitu 12.5 g. Menurut Alfizar et al.
(2011) pemberian T. harzianum ke dalam tanah sebagai antagonis mampu menekan perkembangan patogen, bahkan mencegah patogen masuk ke dalam akar. Cendawan ini merupakan cendawan saprofit yang hidup di tanah yang bersifat antagonistik terhadap cendawan patogenik tumbuhan. Selain itu, diduga jumlah mikroba yang ada di pupuk kandang tersebut sedikit sehingga mempengaruhi aktifitas mikroba di dalam tanah atau jumlah mikroba yang ada di dalam pupuk kandang banyak namun sudah ada spora P. brassicae yang berasal
10
dari kotoran ternak. Walker (1957) menyatakan bahwa penyebaran penyakit ini diduga karena penggunaan pupuk kandang P. brassicae yang terbawa sisa-sisa tanaman kubis yang dimakan ternak dapat bertahan di dalam pencernaan ternak. Keasaman atau pH dalam tumpukan pupuk kandang juga mempengaruhi aktivitas mikroba. Kisaran pH yang baik sekitar 6.5-7.5.
Hubungan Unsur Hara dengan Keparahan Penyakit Akar Gada
Unsur hara makro dan mikro sangat dibutuhkan tanaman untuk pertumbuhan, perkembangan, dan pembentukan ketahanan tanaman terhadap penyakit serta meningkatkan keragaman mikroba tanah. Unsur hara makro yaitu terdapat senyawa Nitrogen (N), Phospor (P), Kalium (K), Kalsium (Ca), Magnesium (Mg), dan Sulfur (S). Masing-masing senyawa mempunyai peran atau fungsi yang berbeda bagi tanaman. Salah satu fungsi unsur hara makro K dan Ca adalah membantu meningkatkan ketahanan tanaman terhadap suatu penyakit di dalam tanah (Sutedjo 2002). Pada tabel 4 terlihat bahwa kandungan K dan Ca tertinggi terdapat pada pupuk kandang domba selanjutnya sapi dan ayam masing-masing sebesar 3.0% dan 5.0%. Kandungan K dan Ca yang lebih tinggi pada pupuk kandang domba menyebabkan persentase keparahan penyakit akar gada pada tanaman pakcoy dengan perlakuan PD tinggi yaitu sebesar 4.17% dibandingkan perlakuan PA dan PS masing-masing sebesar 0.00% dan 0.00%, namun pada kontrol lebih tinggi sebesar 13.89%. Perlakuan yang menggunakan kombinasi Trichoderma dengan pupuk kandang ayam memiliki persentase keparahan penyakit yang lebih rendah dibandingkan perlakuan Trichoderma
dengan pupuk kandang domba, Trichoderma dengan pupuk kandang sapi, dan kontrol. Penambahan Trichoderma 12.5 g pada pupuk kandang ayam, pupuk kandang domba, dan pupuk kandang sapi memberikan pengaruh yang signifikan terhadap keparahan penyakit akar gada pada tanaman pakcoy, serta pupuk kandang ayam dan pupuk kandang sapi yang tanpa menggunakan Trichoderma
menunjukkan perbedaan dengan kontrol.
Tabel 4 Komposisi kimia beberapa pupuk kandang (% total) Jenis pupuk1 N P K Ca Mg S Tanpa Trichoder ma (%)2 Menggunakan
Trichoderma pada dosis (%)
37.5 25 12.5
Ayam 5.0 3.0 1.5 4.0 1.0 0.5 0.00a 6.25a 0.00a 0.00a Domba 2.0 1.5 3.0 5.0 2.0 1.5 4.17a 0.00a 11.11ab 0.00a Sapi 2.0 1.5 2.0 4.0 1.0 0.5 0.00a 5.56a 29.86b 0.00a Kontrol - - - 13.89ab 13.89ab 13.89ab 13.89ab
1
Sumber: Karama et al. (1991); 2Angka-angka yang sama pada kolom yang sama diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata berdasarkan uji selang berganda Duncan pada taraf nyata 5%
Pengaruh Perlakuan terhadap Bobot Segar
Pengamatan sifat agronomis tanaman pakcoy yaitu bobot segar tanaman. Bobot segar tanaman pakcoy diukur untuk mengetahui pengaruh penambahan bahan organik terhadap bobot segar tanaman. Pada tabel 5 terlihat bahwa bobot segar tanaman pakcoy pada perlakuan TPA1, TPA3, TPD1, TPD2, TPD3, TPS1, TPS2, TPS3, PD, PS, dan PK tidak berbeda nyata dengan control. Perbedaan yang
11 nyata terdapat pada perlakuan TPA2 dan PA dengan TPD3 dan kontrol dimana bobot segar pada perlakuan PA tertinggi dibandingkan kontrol yaitu sebesar 1.51 kg. Total kandungan N pada pupuk ayam, pupuk sapi, dan pupuk domba (Tabel 4) berturut-turut 5.0%, 2.0%, dan 2.0%. Kandungan N yang lebih tinggi pada pupuk ayam menyebabkan pertumbuhan pada perlakuan Trichoderma dengan penambahan pupuk ayam lebih baik dibandingkan penggunaan pupuk kandang lainnya. Hal ini terlihat pada perlakuan TPA2 dan PA yang memiliki bobot segar tinggi meskipun berdasarkan uji statistik kedua perlakuan tersebut tidak berbeda nyata dengan perlakuan lainnya kecuali pada perlakuan TPD3 dan kontrol. Rata-rata bobot segar tanaman pakcoy pada perlakuan TPA2 dan PA masing-masing yaitu 1.45 kg dan 1.51 kg.
Tabel 5 Pengaruh perlakuan terhadap bobot segar tanaman pakcoy
Perlakuan Bobot segar (kg/16 tanaman)1
Trichoderma 37.5 g + pupuk ayam (TPA1) 1.31ab
Trichoderma 25 g + pupuk ayam (TPA2) 1.45b
Trichoderma 12.5 g + pupuk ayam (TPA3) 1.37ab
Trichoderma 37.5 g + pupuk domba (TPD1) 1.21ab
Trichoderma 25 g + pupuk domba (TPD2) 1.29ab
Trichoderma 12.5 g + pupuk domba (TPD3) 1.00a
Trichoderma 37.5 g + pupuk sapi (TPS1) 1.15ab
Trichoderma 25 g + pupuk sapi (TPS2) 1.29ab
Trichoderma 12.5 g + pupuk sapi (TPS3) 1.12ab
Pupuk ayam (PA) 1.51b
Pupuk domba (PD) 1.36ab
Pupuk sapi (PS) 1.17ab
Pestisida kimia antracol 70% (PK) 1.44b
Kontrol (K) 0.95a
1
Angka-angka yang sama pada kolom yang sama diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata berdasarkan uji selang berganda Duncan pada taraf nyata 5%; M8: Pengamatan minggu ke-8
Penambahan Trichoderma dalam tanah yaitu sebagai antagonis patogen tanaman. Selain itu, membantu meningkatkan pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Pemberiaan biofungisida T. harzianum dosis 40 g dapat meningkatkan berat buah pada tomat serta meningkatkan kandungan vitamin C (Herlina 2009). Cook dan Baker (1983) menyatakan keberhasilan mekanisme ini terjadi karena cendawan antagonis mampu menghasilkan senyawa antifungi. Zat yang dihasilkan dapat masuk ke dalam tanaman inang dan membentuk suatu penghalang bagi masuknya cendawan patogen. T. harzianum membentuk koloni pada sistem perakaran, meningkatkan dan menyehatkan massa perakaran serta menunjang peningkatan hasil panen.
Isolasi Mikroba pada Pupuk Kandang
Isolasi mikroba pada pupuk kandang yang digunakan dalam percobaan ini terdapat dua macam golongan mikroba yaitu cendawan dan bakteri. Terlihat pada Gambar 5 bahwa rata-rata populasi mikroba pupuk kandang ayam baik cendawan maupun bakteri masing-masing yaitu 140 koloni dan 71 koloni. Pada pupuk kandang domba dan sapi ditemukan populasi mikroba cendawan yang sedikit
12
yaitu 5 koloni berbeda dengan populasi yang ada di pupuk kandang ayam. Namun, pada pupuk kandang domba dan sapi tersebut ditemukan populasi bakteri yang lebih banyak dibandingkan cendawan masing-masing yaitu 39 koloni dan 52 koloni.
Gambar 5 Jumlah koloni cendawan dan bakteri pada tiap pupuk kandang. PKA: pupuk kandang ayam; PKD: pupuk kandang domba; PKS: pupuk kandang sapi
Jumlah mikroba dalam suatu bahan organik dipengaruhi kandungan unsur hara bahan organik atau dengan memanipulasi lingkungan organik tersebut. Unsur hara Nitrogen berfungsi meningkatkan perkembangbiak mikroba dalam tanah. Penambahan bahan organik dapat merangsang pertumbuhan dan meningkatkan aktivitas mikroba tanah (Baker dan Cook 1983) dan dapat mengurangi aktivitas saprofitik dari patogen. Total kandungan N di dalam pupuk kandang ayam, pupuk kandang domba, dan pupuk kandang sapi (Tabel 4) berturut-turut 5.0%, 2.0%, dan 2.0%. Total kandungan N pada pupuk kandang ayam lebih tinggi ini menyebabkan pertumbuhan atau aktivitas mikroba lebih potensial dibandingkan kandungan N pada pupuk kandang domba maupun pupuk kandang sapi, sehingga jumlah mikroba pada pupuk kandang ayam lebih tinggi dibandingkan pupuk kandang domba dan pupuk kandang sapi. Jumlah mikroba yang tinggi pada pupuk kandang ayam yaitu cendawan. Umumnya cendawan dapat berkembang di lingkungan asam, kebanyakan bersifat aerobik dan perkembangannya akan menurun jika kelembaban terlalu tinggi.
Tabel 6 Jenis cendawan hasil isolasi pada beberapa macam pupuk kandang
Nama/kode Pupuk kandang
ayam Pupuk kandang domba Pupuk kandang sapi Aspergillus niger + - + Aspergillus brevipes - + - Aspergillus flavus + + - Penicillium nigricans - + - Penicillium resticulosum - + - Trichoderma spp. + + -
13
Gambar 6 Beberapa cendawan yang ditemukan pada pupuk kandang. (a) dan (d) koloni dan mikroskopis A. niger; (b) dan (e) koloni dan mikroskopis A. brevipes; (c) dan (f) koloni dan mikroskopis A. flavus; (g) dan (j) koloni dan mikroskopis P. resticulosum; (h) dan (k) koloni dan mikroskopis P. nigricans; (i) dan (l) koloni dan mikroskopis
Trichoderma spp. dengan perbesaran 40 x 10
Sutanto (2002) menyatakan bahwa penambahan bahan organik memberikan pengaruh pada sifat biologi tanah yang akan meningkatkan keragaman cendawan, bakteri, mikro flora, dan mikro fauna tanah lainnya yang menguntungkan bagi tanaman. Penambahan bahan organik seperti pupuk kandang pada budidaya pakcoy dapat meningkatkan keragaman mikroba antagonis yang akan membantu menekan P. brassicae penyebab akar gada. Cendawan yang ditemukan pada beberapa jenis pupuk kandang dalam percobaan ini merupakan cendawan antagonis, sehingga keberadaanya di tanah membantu T. harzianum menekan P.
d e f g j k h i l b a c
14
brassicae penyebab penyakit akar gada pada tanaman pakcoy. Populasi cendawan dan bakteri pupuk kandang ayam lebih banyak dibandingkan pupuk kandang domba dan pupuk kandang sapi. Pada pupuk kandang domba cendawan yang ditemukan lebih beragam dibandingkan pada pupuk lainnya (Tabel 6). Namun, hal ini menyebabkan kejadian dan keparahan penyakit pada perlakuan T. harzianum
yang dikombinasikan dengan pupuk kandang domba tinggi dibandingkan perlakuan lainnya, diduga spora P. brassicae terdapat pada pupuk kandang domba yang mengakibatkan pembengkakan akar lebih tinggi serta diduga mikroba yang belum teridentifikasi pada pupuk kandang domba terdapat cendawan patogen.
Beberapa cendawan yang ditemukan pada pupuk kandang diantaranya A. niger, A. brevipes, A. flavus, P. resticulosum, P. nigricans, Trichoderma spp., dan beberapa cendawan yang belum teridentifikasi. A. niger memiliki ciri koloni berwarna hitam dengan bentuk miselium aerial.Konidiofor tegak, hialin, konidia berwarna coklat, dan massa konidia berwarna hitam. A. brevipes memiliki ciri warna koloni putih dengan massa konidia berwarna hijau kekuning-kuningan. Konidiofor hialin, konidia berwarna coklat hingga coklat kekuning-kuningan. A. flavus memiliki ciri koloni berwarna hijau dan bentuk miselium aerial. P. resticulosum memiliki ciri koloni berwarna coklat kemerahan dengan bentuk miselium aerial. Konidia berwarna hijau pucat dengan massa konidia berwarna coklat pekat. P. nigricans memiliki ciri koloni berwarna hijau kekuningan dengan konidia berwarna hijau pucat. Trichoderma spp. memiliki koloni berwarna hijau.
15