PELAPISAN BENIH MENGGUNAKAN BAKTERI
PROBIOTIK UNTUK MEMPERTAHANKAN VIABILITAS
BENIH JAGUNG MANIS (
Zea mays saccharata
Sturt.) SELAMA
PENYIMPANAN
SARAH DESMIA MUCHTAR
DEPARTEMEN AGRONOMI DAN HORTIKULTURA FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Pelapisan Benih Menggunakan Bakteri Probiotik untuk Mempertahankan Viabilitas Benih Jagung Manis (Zea mays saccharata Sturt.) selama Penyimpanan 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.
ABSTRAK
SARAH DESMIA MUCHTAR. Pelapisan Benih Menggunakan Bakteri Probiotik untuk Mempertahankan Viabilitas Benih Jagung Manis (Zea mays saccharata Sturt.) selama Penyimpanan. Dibimbing oleh ENY WIDAJATI dan GIYANTO.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh perlakuan pelapisan benih menggunakan bakteri Bacillus subtilis, Serratia marcescens, dan Pseudomonas kelompok fluorescens terhadap viabilitas dan daya simpan benih jagung manis (Zea mays saccharata Sturt.). Penelitian disusun dengan rancangan petak tersarang (Nested Design) dengan petak utama adalah periode simpan minggu ke 0, 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, dan 24 dan anak petak adalah perlakuan coating dengan bakteri Bacillus subtilis, Serratia marcescens, Pseudomonas kelompok fluorescens, dan kontrol. Hasil penelitian menunjukkan adanya interaksi yang sangat nyata antara perlakuan coating benih dan periode simpan terhadap daya berkecambah, berat kering kecambah normal, kadar air, dan populasi bakteri. Perlakuan coating benih dan periode simpan menunjukkan interaksi yang nyata terhadap indeks vigor benih. Tolok ukur kecepatan tumbuh benihhanya dipengaruhi oleh faktor tunggal periode simpan. Benih yang dilapisi bakteri menghasilkan nilai berat kering kecambah normal yang nyata lebih baik daripada benih tanpa coating. Benih tanpa coating memiliki nilai daya berkecambah sebesar 56.7% pada periode simpan 24 minggu. Benih yang dilapisi bakteri Bacillus subtilis dapat mempertahankan daya berkecambah hingga 64.0% sampai periode simpan 24 minggu, sedangkan Serratia marcescens mampu mempertahankan daya berkecambah hingga 60.0% . Berdasarkan tolok ukur daya berkecambah, pelapisan benih menggunakan bakteri Bacillus subtilis dan Serratia marcescens merupakan perlakuan pelapisan benih yang potensial untuk lebih dikembangkan. Bakteri Bacillus subtilis lebih mampu bertahan hidup selama penyimpanan dibanding dengan bakteri Serratia marcescens maupun Pseudomonas fluorescens. Populasi bakteri Bacillus subtilis sampai dengan periode simpan 24 minggu adalah 14.2 × 104 cfu g-1.
Kata kunci : Bacillus subtilis, coating, Pseudomonas kelompok fluorescens, dan Serratia marcescens
ABSTRACT
SARAH DESMIA MUCHTAR. Seed Coating Treatment Using Probiotic Bacteria for Maintaining Seed Viability of Sweet Corn Seed (Zea mays saccharata Sturt.) during Storage. Superviced by ENY WIDAJATI and GIYANTO
Interaction of seed coating treatment and seed storage period showed significant effect to seed germination, seed vigour index, dry weight normal seedling, seed moisture content, and population of bacteria. The dry weight normal seedling of seed that was coated by bacteria showed the better dry weight normal seedling result than control seeds. Bacillus subtilis can maintain the seed germination up to 64.0%. Serratia marcescens can maintain the seed germination up to 60.0%, while control seed only have 56.7% seed germination. Based on seed germination result seed coating using Bacillus subtilis and Serratia marcescens are the treatment that more potential to be developed. Bacillus subtilis bacteria showed the best ability to survive until 24 week storage period. The population on Bacillus subtilis until 24 week storage period is 14.2 × 104 cfu g-1.
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian
pada
Departemen Agronomi dan Hortikultura
PELAPISAN BENIH MENGGUNAKAN BAKTERI
PROBIOTIK UNTUK MEMPERTAHANKAN VIABILITAS
BENIH JAGUNG MANIS (
Zea mays saccharata
Sturt.) SELAMA
PENYIMPANAN
SARAH DESMIA MUCHTAR
DEPARTEMEN AGRONOMI DAN HORTIKULTURA FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
Judul Skripsi : Pelapisan Benih menggunakan Bakteri Probiotik untuk Mempertahankan Viabilitas Benih Jagung Manis (Zea mays saccharata Sturt.) selama Penyimpanan
Nama : Sarah Desmia Muchtar NIM : A24090181
Disetujui oleh
Dr Ir Eny Widajati MS Pembimbing I
Dr Ir Giyanto MSi Pembimbing II
Diketahui oleh
Dr Ir Agus Purwito MScAgr Ketua Departemen
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah Subhanahu wa ta’ala atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Judul yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan dari bulan Oktober 2012 hingga Mei 2013 ini adalah Pelapisan Benih Menggunakan Bakteri Probiotik untuk Mempertahankan Viabilitas Benih Jagung Manis (Zea mays saccharata Sturt.) selama Penyimpanan.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Dr Ir Eny Widajati MS dan Dr Ir Giyanto MSi selaku dosen pembimbing. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada ayah, ibu, serta seluruh keluarga, atas segala doa dan kasih sayangnya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL vi
PENDAHULUAN 1
Latar Belakang 1
Perumusan Masalah 2
Tujuan Penelitian 2
TINJAUAN PUSTAKA 2
Benih Jagung Manis 2
Daya Simpan dan Pelapisan Benih Jagung Manis 3
Bakteri PGPR 4
METODE 6
Tempat dan Waktu 6
Bahan 6
Alat 6
Prosedur Percobaan 6
HASIL DAN PEMBAHASAN 8
SIMPULAN DAN SARAN 13
Simpulan 13
Saran 14
DAFTAR PUSTAKA 14
LAMPIRAN 13
DAFTAR TABEL
1 Rekapitulasi sidik ragam pengaruh perlakuan periode simpan, pelapisan benih, dan interaksinya terhadap tolok ukur DB, IV, BKKN, KCT, KA,
dan populasi bakteri 8
2 Pengaruh interaksi periode simpan dan pelapisan benih terhadap daya
berkecambah (DB) 9 3 Pengaruh interaksi periode simpan dan pelapisan benih terhadap indeks
vigor (IV) 10
4 Pengaruh interaksi periode simpan dan perakuan pelapisan benih
terhadap berat kering kecambah normal (BKKN) 10
5 Pengaruh interaksi periode simpan dan pelapisan benih terhadap KA 12 6 Pengaruh interaksi periode simpan dan pelapisan benih terhadap
kecepatan tumbuh 12
7 Pengaruh interaksi periode simpan dan pelapisan benih terhadap
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Produksi jagung Indonesia terus mengalami peningkatan dari tahun ke tahun. Menurut data yang diperoleh dari BPS (2012), produksi jagung Indonesia pada tahun 2012 adalah 18.89 juta ton pipilan kering. Angka tersebut mengalami peningkatan dibanding tahun 2011 yang hanya 17.64 juta ton . Jagung manis (Zea mays saccharata Sturt.) merupakan jenis jagung yang banyak digemari oleh masyarakat pada saat ini. Biji jagung manis mengandung pati dan gula bebas sehingga memiliki rasa manis ketika baru dipanen. Selain rasanya yang manis, banyak kultivar jagung manis yang memiliki kandungan provitamin A (kriptosantin) yang tinggi (Rubatzky dan Yamaguchi 1995).
Mutu dan kesehatan benih merupakan hal yang harus diperhatikan untuk menghasilkan produksi yang maksimum. Penurunan viabilitas benih merupakan masalah utama dalam kegiatan penyimpanan benih. Menurut Justice dan Bass (2002), benih yang dipakai untuk kegiatan produksi harus memiliki mutu benih yang baik, sehingga ketersediaan benih bermutu merupakan salah satu faktor utama yang harus diperhatikan dalam produksi jagung manis.
Banyak cara yang sudah diterapkan untuk mempertahankan viabilitas benih selama penyimpanan. Salah satu cara yang sering digunakan adalah dengan melakukan seed treatment atau perlakuan terhadap benih sebelum penyimpanan. Menurut Agrawal (1980), seed treatment mengacu pada penerapan fungisida, insektisida, atau kombinasi antara keduanya kepada benih. Seed treatment ini bertujian untuk melindungi benih dari patogen penyebab penyakit tular benih, patogen benih di tanah, dan patogen di penyimpanan benih.
Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR) dapat memacu pertumbuhan tanaman dan menjadi agen pengendali hayati beberapa jenis patogen. Beberapa contoh bakteri PGPR adalah Bacillus subtilis, Serratia marcescens, dan Pseudomonas kelompok fluorescens. Berdasarkan penelitian yang dilakukan Sutariati et al. (2006), bakteri Bacillus subtilis, Serratia marcescens, dan Pseudomonas kelompok fluorescens terbukti mampu memproduksi hormon auksin IAA yang berperan dalam pertumbuhan tanaman dan mampu meningkatkan viabilitas benih cabai. Hasil penelitian yang dilakukan Prematirosari (2006) menunjukkan bahwa bakteri Bacillus subtilis dan Pseudomonas kelompok fluorescens memiliki sifat antibiosis yang kuat terhadap patogen penyebab hawar daun (Helminthosporium turcicum) pada jagung manis.
2
mempertahankan viabilitas benih jagung manis selama penyimpanan serta memacu perkecambahannya. Penelitian ini bertujuan mengetahui pengaruh perlakuan pelapisan benih jagung manis menggunakan bakteri Bacillus subtilis, Serratia marcescens, dan Pseudomonas kelompok fluorescens terhadap viabilitasnya.
Perumusan Masalah
Pelapisan benih (seed coating) merupakan salah satu bentuk seed treatment. Perlakuan coating menggunakan insektisida, fungisida, dan bahan kimia lainnya telah banyak dikembangkan, namun tidak ramah lingkungan. Coating menggunakan bakteri probiotik merupakan salah satu cara yang dapat dilakukan untuk mengatasi masalah ini. Bakteri probiotik yang digunakan adalah Bacillus subtilis, Serratia marcescens, dan Pseudomonas kelompok fluorescens. Bakteri probiotik ini selain melindungi benih dari penyakit benih juga dapat menghasilkan hormon yang bermanfaat bagi pertumbuhan benih.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan mengetahui pengaruh perlakuan pelapisan benih menggunakan bakteri Bacillus subtilis, Serratia marcescens, dan Pseudomonas kelompok fluorescens terhadap viabilitas dan daya simpan benih jagung manis (Zea mays saccharata Sturt.).
TINJAUAN PUSTAKA
Benih Jagung Manis
Jagung manis (Zea mays saccharata Sturt.) dikenal dengan nama sweetcorn. Jagung manis semakin populer dan banyak dikonsumsi karena memiliki rasa yang lebih manis dibandingkan jagung biasa. Umur berproduksi jagung manis lebih singkat (genjah) sehingga sangat menguntungkan (Marvelia 2006). Tanaman jagung manis pada dasarnya tidak berbeda dengan tanaman jagung biasa, tetapi pemanenan tanaman jagung manis biasanya lebih awal, batang dan tongkolnya lebih kecil dibandingkan dengan jagung biasa.
Menurut Purwono dan Purnawati (2008), pada penanaman komersial jagung diperbanyak dengan biji atau benih. Benih jagung yang digunakan harus memiliki sifat yang benar (true seed) karena tanaman jagung memiliki sifat yang mudah menyerbuk silang. Benih jagung juga harus dijaga dari penyakit benih agar pertumbuhan tanaman lebih maksimal.
3 scutellum, radikel, dan koleorisa. Embrio benih jagung lebih terlindungi daripada embrio benih kacang-kacangan. Cadangan makanan utama benih jagung dan biji serealia lainnya disimpan pada endosperma, sedangkan pada kacang-kacangan disimpan pada kedua kotiledon atau daun benih, yang juga berfungsi sebagai organ fotosintetik bagi tanaman muda.
Daya Simpan dan Pelapisan Benih Jagung Manis
Menurut Justice dan Bass (2002), tujuan utama penyimpanan benih tanaman bernilai ekonomis ialah untuk mengawetkan cadangan bahan tanam dari satu musim ke musim berikutnya. Umur simpan atau daya simpan benih merupakan jangka waktu yang dibutuhkan benih dari hidup hingga benih tersebut mati. Pada kondisi tertentu masing-masing spesies, kultivar, maupun individu benih memiliki masa hidup yang berbeda-beda. Daya simpan benih dipengaruhi oleh beberapa faktor.
Lingkungan simpan benih adalah salah satu faktor yang sangat mempengaruhi daya simpan benih. Kaidah Harrington dalam Justice dan Bass (2002) menyatakan bahwa setiap kenaikan suhu penyimpanan sebesar 5oC dan berkecambah awal 82%, menghasilkan daya berkecambah 13% setelah 110 hari simpan dan 0% setelah 250 hari.
Faktor biotik selama penyimpanan benih sangat mempengaruhi daya simpan benih. Beberapa hama dan cendawan dapat menyerang benih selama penyimpanan. Cendawan simpan benih umumnya tergolong dalam genus Aspergillus dan Penicillium yang dapat dijumpai di seluruh dunia. Salah satu hama yang dapat membahayakan bagi benih jagung adalah Sitophilus zeamays. Sitophilus zeamays merupaan hama primer yang dapat menimbulkan kerusakan berat pada benih (Harahap 1993).
Seed enhancement merupakan suatu metode untuk memperbaiki mutu benih menjadi lebih baik melalui penambahan bahan kimia pada lapisan luar benih yang dapat mengendalikan dan meningkatan perkecambahan benih. Pelapisan benih merupakan salah satu metode seed enhancement. Seed coating dan seed pelleting merupakan metode pelapisan benih yang sering dilakukan (Copeland dan McDonald 2001). Menurut Ilyas (2003), seed coating menggunakan bahan yang lebih sedikit sehingga bentuk asli benih masih terlihat serta bobot benih hanya meningkat 0,1-2 kali, sedangkan seed pelleting dapat merubah bentuk benih yang tidak beraturan menjadi beraturan dengan bentuk bulat, oval, atau disesuaikan dengan alat tanam serta dapat meningkatkan bobot benih hingga 2-50 kali.
4
dampak kondisi ruang penyimpanan, serta memperpanjang daya simpan benih. Mugnisyah dan Setiawan (2004) menambahkan bahwa pelapisan benih dapat mengubah permukaan benih menjadi lebih beraturan sehingga benih dapat disemai dengan jarak yang tepat.
Menurut Copelad dan McDonald (2001), bahan pelapis benih yang digunakan harus kompatibel dengan benih, sehingga kualitas benih tetap terjaga dan proses perkecambahan tidak terganggu. Kuswanto (2003) menambahkan, syarat bahan pelapis benih adalah dapat mempertahankan kadar air benih selama penyimpanan, dapat menghambat laju respirasi seminimal mungkin, tidak bersifat racun terhadap benih, bersifat mudah terurai dan larut apabila terkena air, tidak mudah mencair, bersifat sebagai bahan perambat dan penyimpan panas yang rendah, dan harga relatif murah sehingga dapat menekan harga benih.
Hasil penelitian yang dilakukan Tirawati (2012) menunjukkan bahwa pelapisan benih menggunakan bakteri Bacillus subtilis pada padi hibrida varietas DG-1, SL-8 dan Intani 2 mampu mempertahankan viabilitas benih dan meningkatkan daya berkecambah benih selama periode penyimpanan 15 minggu. Hasil penelitian Krisnandia (2012) menunjukkan bahwa coating menggunakan bakteri P. kelompok fluorescens dapat mempertahankan vigor benih padi hibrida SL-8 di penyimpanan berdasarkan tolok ukur IV dan KCT. Coating menggunakan asam askorbat dapat mempertahankan viabilitas benih padi hibrida SL-8 berdasarkan tolok ukur DB. Coating menggunakan asam askorbat juga terbukti dapat mempertahankan vigor benih padi hibrida DG-1 dan SL-8 di penyimpanan berdasarkan tolok ukur IV dan KCT benih.
Bakteri PGPR
Bakteri PGPR merupakan bakteri pemacu pertumbuhan tanaman yang hidup di rizosfer tanaman serta dapat digunakan sebagai agen pengendali hayati beberapa jenis patogen. Perlakuan benih dengan PGPR dapat meningkatkan mekanisme pertahanan tanaman terhadap serangan patogen. Sifat endofitik (berada dalam jaringan tanaman dan tidak berbahaya bagi tanaman) menyebabkan PGPR tepat digunakan saat vegetatif tanaman karena dapat mengurangi kebutuhan untuk aplikasi lebih lanjut jika bagian-bagian vegetatif yang sama digunakan sebagai bahan propagatif (Ramamoorthy et al. 2000).
Khakipour et al. (2008) menyatakan bahwa bakteri Pseudomonas, khususnya Pseudomonas kelompok fluorescens dan Pseudomonas putida merupakan jenis PGPR yang paling penting karena mampu memproduksi IAA. Hasil penelitian Sutariati et al. (2008)menunjukkan bahwa bakteri Pseudomonas kelompok fluorecens isolat PG01 memproduksi IAA terbanyak jika dibandingkan dengan Bacillus sp. dan Serratia sp dengan berbagai isolat, yaitu sebanyak 100.56 µg ml-1 filtrat.
5 tumbuhan sehingga dapat digunakan sebagai pemacu pertumbuhan tanaman karena merupakan Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR) dan sebagai agens antagonis terhadap patogen tanaman (Arwiyanto et al. 2007).
Paul dan Sarma (2005) menyatakan bahwa P. kelompok fluorescens dapat memacu peningkatan enzim peroksidase (PO), katalase, Phenylalanine Ammonia Lyase (PAL) dan Poly Phenol Oxidase (PPO) dalam black pepper. Keempat enzim tersebut merupakan enzim pertahanan yang dapat menginduksi resistensi sistemik terhadap penyakit busuk akar (Phytophthora capsii).
Selain dapat memicu pertumbuhan tanaman, beberapa P. kelompok fluorescens juga ada yang berperan sebagai agens antagonis. Beberapa strain bakteri P. kelompok fluorescens yang diisolasi dari rizosfer beberapa jenis tanaman ternyata mampu menekan pertumbuhan beberapa jenis cendawan patogen tular tanah seperti Rhizoctonia solani dan Pythium ultimum (Glick et al 1999).
Hasil penelitian yang dilakukan oleh Prematirosari (2006) menunjukkan bahwa perendaman benih jagung manis menggunakan bakteri Pseudomonas kelompok fluorescens ES32 yang disertai dengan penyiraman bakteri Pseudomonas kelompok fluorescens ES32 berpengaruh nyata dalam menekan keparahan penyakit hawar daun (Helminthosporium turcicum) pada minggu pertama dan kedua setelah inokulasi patogen.
Bakteri lain yang tergolong PGPR adalah Bacillus spp. Bacillus spp. merupakan bakteri gram positif yang sering ditemukan di tanah, air, maupun udara. Bakteri ini mampu membentuk endospora yang berbentuk oval di bagian sentral sel. Bacillus spp. memiliki sel yang berbentuk batang, berukuran 60.3-2.2 x 1.2-7.0 µm dan mempunyai flagel peritrikus. Bakteri ini dapat tumbuh pada suhu maksimum 45 °C, pH 5-7, NaCl 7%, menghidrolisis pati, serta membentuk asam sitrat dari karbohidrat glukosa, arabinosa, manitol, dan silosa (Sonenshein et al. 2002). Bacillus spp. sering digunakan sebagai agen biokontrol terhadap patogen tanaman meskipun beberapa strain Bacillus spp. dapat menyebabkan busuk pada biji kedelai.
Sebagian besar anggota Bacillus spp. tidak dianggap sebagai bakteri patogen terhadap manusia, walaupun dapat mengkontaminasi makanan, namun jarang menimbulkan keracunan (Sonenshein et al. 2002). Schaad et al. (2000) menyatakan bahwa hanya terdapat tiga kelompok Bacillus yang diketahui sebagai patogen tanaman, yaitu B. circulans, B. megaterium pv. cerealis, dan B. polymyxa. Hasil penelitian yang dilakukan oleh Prematirosari (2006), menyatakan bahwa hasil pengujian in vitro dapat disimpulkan bahwa uji antibiosis baik uji koloni ganda dan uji perkecambahan konidia menunjukkan bahwa Bacillus polymyxa BG25 dan Bacillus subtilis SB3 mempunyai aktivitas antibiosis yang kuat terhadap (Helminthosporium turcicum) yang merupakan penyebab penyakit hawar daun pada jagung manis.
6
Hasil penelitian yang dilakukan Sutariati et al. (2006) menunjukkan bahwa pelapisan benih dengan menggunakan Serratia sp. menyebabkan peningkatan tinggi tanaman, jumlah daun, dan biomasa bibit yang tertinggi diikuti Pseudomonas sp. dan Bacillus sp. Menurut Suryanto (2001), Serratia marcescens merupakan bakteri yang menghasilkan kitinase, mampu menggunakan asam benzoat sebagai sumber karbon satu-satunya, dan mampu mengkolonisasi lingkungan di sekitarnya dengan cepat. Dengan sifat tersebut, bakteri ini diduga berpotensi sebagai agen pengendali hayati hama dan penyakit, misalnya pada benih.
METODE
Tempat dan Waktu
Penelitian dimulai pada bulan Oktober 2012 sampai dengan bulan Mei 2013. Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Ilmu dan Teknologi Benih Departemen Agronomi dan Hortikultura IPB. Perbanyakan dan penghitungan populasi bakteri dilaksanakan di Laboratorium Bakteriologi Tumbuhan Departemen Proteksi Tanaman IPB. Pelapisan benih (seed coating) dilakukan di PT. East West Seed Indonesia, Purwakarta.
Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah benih jagung manis varietas SD3, suspensi tiga jenis bakteri Bacillus subtilis, Pseudomonas kelompok fluorescens, dan Serratia marcescens, media Tryptic Soy Agar (TSA), media King’s B, dan media Natrium Alginat (NA). Bahan untuk membuat media King’s B (300 ml) adalah peptone (3 g), K2HPO4 (0.225 g), MgSO4 (0.225 g), gliserol (2.25 ml), agar (6 g), dan aquades. Bahan untuk membuat media TSA (300 ml) adalah Tryptic Soy Broth (TSB) sebanyak 9 g, agar (6 g), dan aquades. Bahan untuk membuat media NA (300 ml) adalah (0.9 g), peptone (1.5 g), agar (6 g), dan aquades.
Alat
Alat-alat yang digunakan adalah rotary coater, autoclaf, laminar air flow, bunsen, tabung erlenmeyer, tabung reaksi, shaker, pinset, neraca analitik, botol sprayer, stoples, label, stapler, oven kadar air, oven BKKN, kertas stensil, plastik, alat pengecambah benih IPB 72-1, kamera, dan alat tulis.
Prosedur Percobaan
7 (coating menggunakan bakteri Pseudomonas kelompok fluorescens), dan CS (coating bakteri Serratia marcescens).
Penelitian dilakukan menggunakan tiga ulangan dengan 36 kombinasi perlakuan sehingga diperoleh 108 satuan percobaan.
Model rancangan yang digunakan adalah:
Yijk = µ + τi + (ατ)ij + βk + (τβ)ik + εijk
Yijk = nilai pengamatan pada satuan percobaan pengaruh periode simpan ke-i, coating bakteri ke-j dan ulangan ke-k.
µ = nilai rataan umum
τi = pengaruh petak utama (periode simpan) perlakuan ke-i (ατ)ij = ulangan tersarang dalam periode simpan (penyimpanan) Βk = pengaruh komposisi coating perlakuan ke-j
(τβ)ik = interaksi periode simpan (penyimpanan) dengan komposisi coating εijk = pengaruh galat percobaan
Analisis ragam terhadap data hasil pengamatan dilakukan dengan uji F, apabila menunjukkan pengaruh nyata maka dilakukan uji lanjut Duncan Multiple Range Test (DMRT) pada taraf 5%.
Pelapisan benih (seed coating) dilakukan menggunakan mesin coating milik PT East West Seed Indonesia, Purwakarta. Konsentrasi suspensi bakteri untuk melapisi benih jagung adalah 15 ml 100 g-1 benih. Perekat yang digunakan adalah Natrium Alginat dengan konsentrasi 5 g 100 ml-1. Benih yang telah dilapisi dikeringkan sampai benih memiliki kadar air sekitar 10.36 %.
Benih dikemas menggunakan plastik poliethylene kemudian direkatkan menggunakan sealer. Benih yang telah dikemas diletakkan ke dalam toples yang berisi silica gel. Benih disimpan di ruangan dengan suhu kamar. Benih dikecambahkan setiap periode simpan untuk diamati. Tolok ukur yang diamati dalam percobaan ini yaitu :
1. Kadar Air (KA). Penetapan kadar air dilakukan dengan mengoven 25 butir benih setiap ulangan dengan suhu 103 °C selama 17 jam. Kadar air dihitung menggunakan rumus:
2. Daya Berkecambah (DB). Pengamatan DB dilakukan dengan menghitung jumlah kecambah normal pada 3 HST (First Count) dan 5 HST (Final Count). Daya berkecambah dihitung menggunakan rumus:
3. Bobot Kering Kecambah Normal (BKKN). Pengamatan dilakukan terhadap seluruh kecambah normal umur 4 HST. Kecambah dipisahkan dari endosperma kemudian dioven dengan suhu 60°C selama 72 jam. Kecambah yang telah dioven dimasukkan ke dalam desikator selama 30 menit, kemudian ditimbang. 4. Kecepatan Tumbuh (KCT). Pengamatan KCT dilakukan setiap hari hingga hari
ke-5 dengan menghitung jumlah kecambah normal yang muncul setiap harinya. KCT dapat dihitung dengan rumus:
8
5. Indeks Vigor (IV). Indeks vigor merupakan persentase total kecambah normal pada hitungan daya berkecambah pertama (hari ke-3). Indeks vigor dapat diketahui dengan rumus:
6. Populasi bakteri. Populasi bakteri dihitung dengan mengembangbiakkan suspensi bakteri di atas media. Media yang digunakan adalah TSA (Bacillus subtilis), King’s B (Pseudomonas kelompok fluorescens), dan NA (Serratia marcescens). Sebanyak 10 g benih jagung di-shake menggunakan tabung erlenmeyer yang berisi 10 ml air steril selama 1 jam. Sebanyak 1 ml dari suspensi cair bakteri yang didapat kemudian diencerkan sampai pengenceran 10-1. Hasil pengenceran sebanyak 0.05 ml kemudian di-plating di atas media yang sudah mengeras, dan diratakan menggunakan glassbead. Hasil platting diinkubasi di ruangan dengan suhu kamar. Pengamatan dilakukan 24 jam setelah plating selesai. Populasi bakteri pada setiap ml suspensi dihitung dengan rumus sebagai berikut :
Populasi bakteri =
HASIL DAN PEMBAHASAN
Rekapitulasi sidik ragam pengaruh perlakuan periode simpan dan pelapisan benih dapat dilihat pada Tabel 1. Interaksi antara periode simpan dan perlakuan pelapisan benih berpengaruh sangat nyata terhadap tolok ukur DB, BKKN, KA, dan populasi bakteri serta berpengaruh nyata terhadap tolok ukur IV. Tolok ukur KCT hanya dipengaruhi oleh periode simpan benih.
Tabel 1 Rekapitulasi sidik ragam pengaruh perlakuan periode simpan, pelapisan benih, dan interaksinya terhadap tolok ukur DB, IV, BKKN, KCT, KA, dan populasi bakteri
9 nilai yang tidak berbeda nyata pada awal penyimpanan. Daya berkecambah benih pada periode simpan 24 juga menunjukkan perbedaan yang tidak nyata. Hal yang menarik tampak dari nilai daya berkecambah masing-masing perlakuan pada periode simpan 24 minggu. Perlakuan coating menggunakan bakteri B. subtilis dan S. marcescens diduga memiliki potensi yang lebih besar untuk dikembangkan daripada perlakuan tanpa coating dan P. kelompok fluorescens.
Tabel 2 Pengaruh interaksi periode simpan dan pelapisan benih terhadap daya berkecambah
Angka yang diikuti oleh huruf yang berbeda menunjukkan berbeda nyata berdasarkan uji DMRT dengan taraf α 5%
Indeks vigor benih setiap perlakuan menunjukkan nilai yang tidak berbeda nyata pada awal periode penyimpanan. Nilai indeks vigor setiap perlakuan mengalami penurunan yang drastis pada periode simpan 12 minggu dan kembali meningkat pada periode simpan berikutnya (Tabel 3). Setiap perlakuan menunjukkan nilai indeks vigor yang tidak nyata pada periode simpan 24 minggu. Nilai IV benih yang dilapisi B. subtilis dan S. marcescens pada periode simpan 24 minggu adalah 43.3% dan 44.0%. Berdasarkan nilai tersebut, pelapisan benih menggunakan bakteri B. subtilis dan S. marcescens memiliki potensi untuk lebih dikembangkan sebagai treatment untuk mempertahankan viabilitas benih jagung manis.
10
Tabel 3 Pengaruh interaksi periode simpan dan pelapisan benih terhadap index vigor (IV)
Angka yang diikuti oleh huruf yang berbeda menunjukkan berbeda nyata berdasarkan uji DMRT dengan taraf α 5%
Tabel 4 Pengaruh interaksi periode simpan dan perakuan pelapisan benih terhadap berat kering kecambah normal (BKKN) 3 1.1530 c-d 0.8057 f-m 0.6597 i-n 1.1867 c 6 0.9147 e-i 0.8543 e-m 0.8727 e-l 0.7470 h-m 9 0.7833 g-m 0.8310 f-m 0.7953 f-m 0.8820 e-k 12 0.8217 f-m 0.5183 n 0.8470 e-m 0.6440 j-n 15 0.6107 m-n 0.8250 f-m 0.8943 e-j 0.6440 j-n 18 0.7833 g-m 0.8310 f-m 0.7953 f-m 0.8820 e-k 21 0.7470 h-n 0.8753 e-l 0.9307 d-h 0.8230 f-m
24 0.6203 l-n 1.0883 c-e 1.0527 c-f 1.0337 c-f Angka yang diikuti oleh huruf yang berbeda menunjukkan berbeda nyata berdasarkan uji DMRT dengan taraf α 5%
11 dan IV benih yang tidak diberi perlakuan B. subtilis yaitu 61% (DB) dan 41%(IV) (Sutariati et al. 2006).
Tirawati (2012) menyatakan bahwa pelapisan benih dengan B. subtilis AB89 pada varietas DG-1 menunjukkan nilai kecepatan tumbuh (KCT) nyata lebih tinggi dibandingkan kontrol dan meningkatkan nilai daya berkecambah (DB) serta berat kering kecambah normal (BKKN) secara nyata sampai periode simpan 15 minggu. Prematirosari (2006) menyatakan bahwa berdasarkan pengujian in vitro dapat disimpulkan bahwa P. fluorescens dan B. subtilis mempunyai aktivitas antibiosis yang kuat terhadap Helminthosporium turcicum yang merupakan penyebab penyakit hawar daun pada jagung manis. Sifat bakteri B. subtilis sebagai antibiosis ini diduga menjadi salah satu faktor tingginya nilai DB karena diduga mampu menekan patogen benih sehingga proses perkecambahan benih menjadi lebih maksimal.
Aplikasi bakteri S. marcescens dalam coating benih juga menunjukkan nilai viabilitas benih yang tinggi berdasarkan tolok ukur DB, IV, dan BKKN sampai periode simpan 24 minggu. Hasil penelitian yang dilakukan Sutariati et al. (2006) menunjukkan bahwa bakteri Serratia sp. mampu memproduksi auksin IAA dengan kisaran antara 24.16-27.98 µg ml-1 filtrat. Nilai DB dan IV benih dalam penelitian tersebut juga meningkat dari 61% dan 41 % menjadi 87.0-88.0% dan 71%-72%.
Pelapisan benih menggunakan Serratia sp. juga menyebabkan peningkatan tinggi tanaman, jumlah daun, dan biomasa bibit cabai yang tertinggi diikuti Pseudomonas sp. dan Bacillus sp. Hasil penelitian tersebut juga menunjukkan bahwa cabai yang tidak diberi perlakuan bakteri memiliki nilai biomassa kering bibit sebesar 0.075 g bibit-1. Perlakuan bakteri B.subtilis meningkatkan biomassa kering bibit cabai menjadi 0.111-0.103 g bibit-1, Serratia sp. 0.215-0.355 g bibit-1 sedangkan P. kelompok fluorescens mencapai 0.131-0.227 g bibit-1 (Sutariati et al. 2006).
Pengaruh interaksi periode simpan dan pelapisan benih terhadap KA benih jagung manis dapat dilihat pada Tabel 5. Nilai KA benih selama penyimpanan cenderung mengalami penurunan. Penurunan nilai KA diduga disebabkan karena pemberian silica gel pada toples penyimpanan. Menurut Justice dan Bass (2002), adanya fluktuasi kadar air disebabkan oleh sifat benih yang higroskopis sehingga akan selalu mengadakan keseimbangan dengan udara di sekitarnya. Silica gel menyerap kelembaban yang ada di udara sehingga menyebabkan kelembaban udara menjadi rendah. Benih yang bersifat higroskopis akan menyeimbangkan kadar air yang dikandungnya dengan udara di sekitarnya. Kemasan benih yang tidak kedap udara juga bisa menjadi penyebab turunnya kadar air benih. Kemasan benih yang kurang rapat menyebabkan tidak konstannya kondisi udara di dalam kemasan.
Vigor kekuatan tumbuh benih dapat dilihat dari besarnya nilai kecepatan tumbuh benih (KCT). Kecepatan tumbuh menunjukkan jumlah benih normal yang dapat tumbuh setiap harinya. Benih yang mampu berkecambah normal dalam waktu relatif singkat menunjukkan vigor yang tinggi dan diharapkan mampu tumbuh di lapangan dengan serentak (Winarni 2009).
12
Nilai KCT benih tanpa coating maupun benih yang diberi perlakuan coating bakteri tidak menunjukkan perbedaan yang nyata.
Tabel 5 Pengaruh interaksi periode simpan dan pelapisan benih terhadap KA
Periode simpan
Angka yang diikuti oleh huruf yang berbeda menunjukkan berbeda nyata berdasarkan uji DMRT α 5%
13 bakteri lain sampai periode simpan 24 minggu. Jumlah populasi bakteri B. subtilis pada periode simpan 24 minggu adalah 14.2 × 104 cfu g-1. berdasarkan uji DMRT dengan taraf α 5%
14
Saran
Penggunaan bakteri dalam pelapisan benih perlu diteliti lebih lanjut dengan memberikan variasi konsentrasi suspensi bakteri pelapis benih. Salain itu perlu dilakukan analisa aktivitas bakteri yang lebih mendalam untuk mengetahui kemampuan bakteri untuk bertahan selama penyimpanan.
.
DAFTAR PUSTAKA
[BPS] Badan Pusat Statistik. 2012. Luas Panen, Produksi, dan Produktivitas Jagung 2011-2012 [terhubung berkala] http://www.bps.go.id/tnmn_pgn.ph p?kat=3 [1 Juli 2013]
Agrawal RL. 1980. Seed Technology. New Delhi (IN) : Oxford and IBH Publishing co. Bombay Calcuta.
Arwiyanto T, Maryudani YMS dan Azizah NA. 2007. Sifat-sifat fenotipik Pseudomonas fluoresen, agensia pengendalian hayati penyakit lincat pada tembakau temanggung. Biodiversitas 8(2):147-151.
Copeland LO, McDonald MB. 2001. Principles of Seed Science and Technology. 4th Edition. London ( GB). Kluwer Academic Pbl.
Glick BR, Patten CL, Holguin G, Penrose DM. 1999. Biochemical and Genetic Mechanisms Used by Plant Growth Promotion Bacteria. Ontario (US) : Imperial College Pr.
Harahap I S. 2003. Ilmu hama gudang. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Holt JG, Krieg NR, Sneath PHA, Staley JT, Williams ST. 1994. Bergey’s Manual
of Determinative Bacteriology, 9th ed. USA : The Williams & Wilkins Co Inc.
Huelsen WA. 1954. Sweet Corn. New York (USA). Intersci. Publ., Inc.
Ilyas S. 2003. Teknologi Pelapisan Benih. [Makalah Seminar Benih Pellet. Fakultas Pertanian Bogor. IPB.
Justice OL, Bass LN. 2002. Prinsip dan Praktek Penyimpanan Benih. Roesli R, penerjemah. Jakarta (ID) : PT Raja Grafindo Persada. Terjemahan dari : Principles and Practices of Seed Storage.
Khakipour N, Khavazi K, Mojallali H, Pazira E, Asadirahmani H. 2008. Production of auxin hormone by fluorescent Pseudomonads. American-Eurasian J. Agric. & Environ. Sci., 4 (6): 687-692.
Krisnandika AAK. 2012. Pemanfaatan Bakteri Pseudomonas fluorescens rh-4003 dan asam askorbat untuk mempertahankan viabilitas benih padi hibrida selama penyimpanan [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Kuswanto H. 2003. Teknologi Pemrosesan Pengemasan dan Penyimpanan Benih. Yogyakarta (ID). Penerbit Kanisius.
Liu ZL, Sinclair JB. 1993. Colonization of soybean roots by Bacillus megatrium B153-2-2. J Soil Biol Biochem 25:849-855.
15 Mugnisjah WQ, Setiawan A, Suwarto, Santiwa C. 1994. Panduan Praktikum dan Penelitian Bidang Ilmu dan Teknologi Benih. Jakarta (ID) :PT RajaGrafindo Persada.
Paul D, Sarma YR. 2005. Pseudomonas fluorescens mediated systemic resistance in black pepper (Piper nigrum L.) is driven through an elevated synthesis of defense enzymes. [3 September 2013]. http://openmed.nic.in/130/02/Systemic. pdf.
Prematirosari MB. 2006. Pengendalian penyakit hawar daun (Helminthosporium turcicum) pada jagung manis dengan bakteri pemacu pertumbuhan tanaman. [Skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Purwono, Purnamawati H. 2008. Budidaya Delapan Jenis Tanaman Pangan Unggul. Depok (ID): Penebar Swadaya.
Ramamoorthy V, Viswanathan R, Raguchander T, Prakasam V, Samiyappan R. 2000. Induction of systemic resistance by plant growth promoting rhizobacteria in crop plants against pests and diseases. Crop Protection 20 (2001):1-11.
Rubatzky E, Yamaguchi M. 1995. Sayuran Dunia: Prinsip, Produksi dan Gizi. Bandung (ID): Penerbit ITB
Sadjad S, Murniati E, Ilyas S. 1999. Parameter Pengujian Vigor Benih dari Komparatif ke Simulatif. Jakarta (ID) : Grasindo.
Schaad NW, Jones JB, Chun W. 2000. Laboratory Guide for Identification of Plant Phatogenic Bacteria. Minnesota (US): APS Press.
Sonenshein AL, James AH, Losick RM. 2002. Bacillus subtilis and its Closest Relatives from Genes to Cell. Washington (USA): ASM Press.
Sulistiani. 2009. Formulasi spora Bacillus subtilis sebagai agens hayati dan PGPR (Plant Growth Promoting Rhizobacteria) pada berbagai bahan pembawa. [Skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Suprapto HS, Marzuki R. 2005. Bertanam Jagung. Jakarta (ID): Penebar Swadaya. Suryanto D. 2001. Selection and characterization of bacterial isolates for
monocylic aromatic degradation. [Disertasi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Sutariati GAK, Widodo, Sudarsono, Ilyas S. 2006. Pengaruh perlakuan rizo-bakteri pemacu pertumbuhan tanaman terhadap viabilitas benih serta pertumbuhan bibit tanaman cabai. Bul. Agron. (34)(1):46–54
Tirawati. 2012. Pelapisan benih dengan Bacillus subtilis ab89 dan tokoferol untuk mempertahankan viabilitas benih padi hibrida selama penyimpanan. [Skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Tortora GJ, Funke BR, Case CL. 2007. Microbiology: an Introduction. San franscisco (US). Pearson Education Inc.
16
