Populasi bakteri endofit pada pertanaman lada (Piper nigrum L.) di Provinsi Bangka Belitung dan potensinya sebagai agensia hayati

(1)

LADA (Piper nigrum L.) DI PROVINSI BANGKA BELITUNG

DAN POTENSINYA SEBAGAI AGENSIA HAYATI

KRISTIANA

DEPARTEMEN PROTEKSI TANAMAN

FAKULTAS PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

(2)

ABSTRAK

KRISTIANA. Populasi Bakteri Endofit pada Pertanaman Lada (Piper nigrum L.) di Provinsi Bangka Belitung dan Potensinya sebagai Agensia Hayati. Dibimbing oleh ABDUL MUNIF.

Lada (Piper nigrum L.) merupakan salah satu komoditas penting di Indonesia. Provinsi Bangka Belitung merupakan salah satu sentra produksi lada yang penting di Indonesia. Produksi lada di wilayah ini mengalami penurunan dari setiap tahunnya. Salah satu penyebab penurunan tersebut adalah tingginya serangan penyakit kuning yang disebabkan oleh nematoda parasit oleh nematoda parasit terutama Meloidogyne incognita dan Radopholus simili. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui populasi dan kelimpahan bakteri endofit pada perkebunan lada di Bangka, baik pada kebun lada yang sehat ataupun yang sakit (yang terserang penyakit kuning) dan meneliti potensinya terhadap pertumbuhan tanaman serta sebagai agensia hayati. Penelitian dilakukan di Laboratorium Nematologi Departemen Proteksi Tanaman, IPB. Tahapan dari penelitian ini meliputi survei kebun lada sehat dan terserang. Contoh tanah dan akar tanaman lada diambil dari kebun sehat dan sakit untuk dilakukan ekstraksi nematoda parasit dan isolasi bakteri endofit dilakukan dengan teknik sterilisasi permukaan. Bakteri endofit yang diperoleh selanjutnya dilakukan pengujian terhadap perkecambahan benih tanaman tomat dan kultur fitrat bakteri endofit terhadap mortalitas larva Meloidogyne spp. Analisis data menggunakan rancangan acak lengkap (RAL). Data yang diperoleh diolah melalui sidik ragam yang dilanjutkan dengan uji Duncan pada taraf 5% dengan menggunakan program SAS 9.1.3. Hasil penelitian menunjukkan bahwa persentase kejadian penyakit kuning di Kabupaten Bangka lebih tinggi dibandingkan dengan Kabupaten Bangka Tengah. Kerapatan populasi bakteri endofit dari akar pada kebun sehat lebih tinggi dibandingkan dengan kebun sakit. Hasil pengujian isolat bakteri endofit terhadap perkecambahan menunjukkan bahwa sebanyak 5 isolat bakteri endofit yaitu EB4, EB7, EB10, EB12, dan EB14 mempunyai kemampuan mempercepat perkecambahan dan memacu pertumbuhan akar tanaman tomat. Hasil uji kultur filtrat isolat bakteri endofit menunjukkan bahwa isolat EB14 memberikan pengaruh paling tinggi terhadap mortalitas Meloidogyne spp. pada uji in vitro.

(3)

POPULASI BAKTERI ENDOFIT PADA PERTANAMAN

LADA (Piper nigrum L.) DI PROVINSI BANGKA BELITUNG

DAN POTENSINYA SEBAGAI AGENSIA HAYATI

KRISTIANA

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian pada

Departemen Proteksi Tanaman

DEPARTEMEN PROTEKSI TANAMAN

FAKULTAS PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

(4)

Judul Usulan Penelitian : Populasi Bakteri Endofit pada Pertanaman Lada (Piper nigrum L.) di Provinsi Bangka Belitung dan Potensinya sebagai Agensia Hayati

Nama : Kristiana

Nomor Pokok : A34061108

Disetujui Pembimbing

Dr. Ir. Abdul Munif, M.Sc. NIP. 19630609 198903 1 002

Diketahui

Ketua Departemen Proteksi Tanaman

Dr. Ir. Dadang, M.Sc. NIP. 19640204 199002 1 002

(5)

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Populasi Bakteri Endofit pada Pertanaman Lada (Piper nigrum L.) di Provinsi Bangka Belitung dan Potensinya sebagai Agensia Hayati”.

Penulis mengucapkan terima kasih kepada Dr. Ir. Abdul Munif, M.Sc selaku dosen pembimbing dan Dr. Ir. Ali Nurmansyah, M.Si selaku dosen penguji tamu atas pengarahan, bimbingan, curahan pemikiran dan motivasi yang telah diberikan sejak proses penulisan proposal, pelaksanaan penelitian sampai penulisan skripsi.

Kepada ayahanda Harmo Miharjo (Alm), ibunda Sumiyem, dan semua keluarga yang senantiasa memotivasi dan mendukung penulis baik dalam bentuk doa maupun materil, selama menjalani perkuliahan hingga menyelesaikan skripsi ini.

Kepada teman-teman dan semua pihak yang tidak dapat disebutkan namanya satu persatu yang turut membantu dalam penelitian ini, sehingga skripsi ini dapat terselesaikan, penulis haturkan terima kasih.

Kritik dan saran sangat penulis harapkan, semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan pihak yang membutuhkannya.

Bogor, Februari 2011

(6)

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan pada tanggal 5 Oktober 1987, dari pasangan Bapak Harmo Miharjo (Alm) dan Ibu Sumiyem, di Kecamatan Tawangsari, Kabupaten Sukoharjo, Provinsi Jawa Tengah. Pendidikan yang telah ditempuh oleh penulis, yaitu SD Negeri Kateguhan II dan lulus pada tahun 2000. Pada tahun yang sama penulis melanjutkan pendidikan di MTs. Muhammadiyah Tawangsari Sukoharjo dan dinyatakan lulus pada tahun 2003.

Penulis melanjutkan jenjang pendidikan di SMU Negeri 2 Bogor dan lulus pada tahun 2006, kemudian melanjutkan studi di Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur USMI (Undangan Seleksi Masuk IPB) dan masuk Departemen Proteksi Tanaman, Fakultas Pertanian (FAPERTA) IPB dengan program keahlian minor Perlindungan Hutan Departemen Silvikultur Fakultas Kehutanan IPB.

(7)

DAFTAR ISI

Survei Tanaman Lada dan Penyakit Kuning ... 10

Pengambilan Contoh Akar dan Tanah Tanaman Lada ... 10

Ekstraksi Nematoda dari Akar dan Tanah ... 11

Isolasi Bakteri Endofit dari Perakaran Tanaman Lada ... 11

Pengujian Isolat Bakteri Endofit terhadap Pertumbuhan Tanaman Tomat ... 12

Uji Kultur Filtrat Isolat Bakteri Endofit terhadap Meloidogyne spp. 13 Analisis Data ... 14

HASIL DAN PEMBAHASAN ... 15

Persentase Kejadian Penyakit Kuning ... 15

Populasi Nematoda Meloidogyne spp. ... 16

Kelimpahan Populasi Bakteri Endofit ... 18

Pengujian Isolat Bakteri Endofit terhadap PertumbuhanTanaman Tomat ... 21

Uji Kultur Filtrat Isolat Bakteri Endofit terhadap Meloidogyne spp. ... 23

KESIMPULAN DAN SARAN ... 26

DAFTAR PUSTAKA ... 27

(8)

DAFTAR TABEL

Nomor Halaman

1. Kejadian penyakit kuning pada tanaman lada dari Kabupaten

Bangka dan Bangka Tengah ... 15 2. Karakterisasi morfologi isolat bakteri pada perakaran tanaman

lada yang berasal dari Kabupaten Bangka dan Bangka Tengah… 20 3. Pengaruh bakteri endofit terhadap perkecambahan dan panjang

akar pada tanaman tomat ... 23 4. Pengaruh kultur filtrat bakteri endofit terhadap mortalitas

(9)

DAFTAR GAMBAR

Nomor Halaman

1. Rata-rata populasi nematoda Meloidogyne spp. pada tanaman

lada dari Kabupaten Bangka ... 16 2. Rata-rata populasi nematoda Meloidogyne spp. pada tanaman

lada dari Kabupaten Bangka Tengah... 17 3. Rata-rata kerapatan bakteri endofit pada akar pertanaman lada

di Kabupaten Bangka ... 18 4. Rata-rata kerapatan bakteri endofit pada akar pertanaman lada

(10)

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Halaman

1. Gejala penyakit kuning pada tanaman lada ... 32 2. Pertanaman lada yang terserang penyakit kuning

(kebun sehat) ... 32 3. Perhitungan uji proporsi pada kejadian penyakit di Kabupaten

Bangka dan Bangka tengah... 33 4. Sidik ragam pengujian isolat bakteri endofit terhadap

perkecambahan benih tomat pada media cawan petri

(kertas saring) pada pengamatan 3HSP ... 34 5. Sidik ragam pengujian isolat bakteri endofit terhadap

perkecambahan benih tomat pada media cawan petri

(kertas saring) pada pengamatan 7HSP ... 34 6. Sidik ragam pengujian isolat bakteri endofit terhadap

perkecambahan benih tomat pada media sekam pada

pengamatan 7HSP ... 34 7. Sidik ragam pengujian isolat bakteri endofit terhadap

perkecambahan benih tomat pada media blotter test pada

pengamatan 7HSP ... 35 8. Sidik ragam pengujian isolat bakteri endofit terhadap

pertumbuhan panjang akar tomat ... 35 9. Sidik ragam pengujian kultur filtrat bakteri endofit terhadap

mortalitas larva Meloidogyne spp. pada pengamatan 12 jam ... 35 10.Sidik ragam pengujian kultur filtrat bakteri endofit terhadap

(11)

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Lada (Piper nigrum L.) merupakan produk pertanian yang sudah tidak asing lagi bagi masyarakat. Lada juga merupakan salah satu komoditas ekspor yang sangat penting di Indonesia. Secara garis besar, pemanfaatan lada dibedakan menjadi empat, yaitu sebagai bumbu masak, campuran obat-obatan, campuran pembuatan minuman kesehatan dan penghangat tubuh, serta sebagai bahan pembuatan parfum (Sarpian 2003). Daerah sentra produksi lada utama di Indonesia adalah Provinsi Lampung, Bangka Belitung, Kalimantan Barat, Kalimantan Timur, Bengkulu dan Sulawesi Selatan (Deptan 2009).

Pada tahun 2001, luas areal pertanaman lada di Bangka Belitung tercatat 64.572 ha, namun areal tanam tersebut turun menjadi 45.834 ha pada tahun 2004, dan turun lagi menjadi 40.720 ha pada tahun 2006 (Dinas Pertanian dan Kehutanan Bangka Belitung 2007). Beberapa faktor yang diduga menjadi penyebab penurunan areal tanam dan produksi lada di wilayah Bangka Belitung yaitu: fluktuasi harga lada, gangguan organisme pengganggu tumbuhan (OPT), dampak penambangan timah ilegal, dan pengembangan komoditas perkebunan lain (Daras 2009).

Salah satu masalah dalam upaya meningkatkan produksi lada di wilayah Bangka Belitung adalah tingginya serangan penyakit kuning. Penyakit kuning disebabkan oleh nematoda parasit terutama Meloidogyne incognita dan Radopholus similis (Mustika 2005), Fusarium oxysporum (Duarte dan Chu 2005), dan faktor tanah (Waard 1979). Akibat dari serangan penyakit tersebut, pertumbuhan tanaman menjadi terhambat serta warna daun dan dahan menjadi kuning. Daun-daun yang menguning tidak menjadi layu, tetapi tergantung kaku dan sangat rapuh sehingga secara bertahap akan gugur. Penyakit tersebut biasanya menyerang lada pada tingkat segala umur, terutama antara 4-6 tahun, atau 7-9 tahun (Mustika 1996).

(12)

pengendalian penyakit kuning ini perlu terus dikembangkan guna mendapat strategi pengendalian yang tepat, khususnya ditingkat petani. Salah satunya adalah teknologi pengendalian biologi dengan pemanfaatan bakteri endofit. Bakteri endofit merupakan bakteri yang hidup dalam jaringan tanaman tanpa menimbulkan gejala penyakit pada tanaman tersebut dan dapat diisolasi dari jaringan tanaman yang sudah disterilisasi permukaannya atau diekstrak dari jaringan tanaman bagian dalam (Hallmann et al. 1997). Beberapa hasil penelitian menunjukkan bahwa bakteri endofit Enterobacter asburiae strain JM22 dari perakaran tanaman kapas dapat mengendalikan nematoda Meloidogyne incognita (Hallmann et al. 1998). Eksplorasi bakteri endofit sangat penting untuk mendapatkan bakteri yang berpotensi sebagai agensia hayati untuk mengendalikan OPT. Penelitian Munif (2001) menyebutkan bahwa penggunaan agensia hayati beberapa isolat bakteri endofit dari akar tanaman tomat dapat menekan perkembangan puru akar oleh Meloidogyne incognita pada tanaman tomat. Sejauh ini belum banyak dilaporkan perihal keberadaan bakteri endofit dari tanaman lada dan potensinya dalam mengendalikan nematoda parasit. Oleh karena itu kegiatan eksplorasi mikroba endofit yang bertujuan untuk pengendalian penyakit pada pertanaman lada sangat penting untuk dilakukan guna memperoleh kandidat agensia hayati yang potensial.

Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah mengetahui populasi dan kelimpahan bakteri endofit pada perkebunan lada rakyat di Provinsi Bangka Belitung baik pada kebun yang sehat maupun yang sakit (terserang penyakit kuning) dan potensinya sebagai agensiaia hayati.

Manfaat Penelitian

(13)

TINJAUAN PUSTAKA

Tanaman Lada

Lada merupakan tanaman rempah yang menjadi komoditas penting dari zaman dahulu sampai sekarang. Diantara rempah-rempah lainnya, lada mendapat

julukan sebagai “raja rempah-rempah” (The King of Spice) (Sutarno 2000). Lada yang mempunyai kasiat untuk menghangatkan badan, lada sangat diperlukan oleh masyarakat di negara-negara subtropis.

Tanaman lada bukanlah tanaman asli Indonesia melainkan dari India. Keberadaan tanaman lada sudah dikenal secara luas di India pada tahun 100-400M, ditemukan tumbuh secara liar di hutan-hutan belukar sekitar Malabar sampai daerah Ghat Barat (Sarpian 2003). Pada abad ke-6 SM, tanaman ini masuk ke Indonesia dibawa oleh saudagar-saudagar Hindu dari India melaui Selat Sunda. Di pesisir Selat Sunda, terutama Banten dan sekitarnya, tanaman ini dibudidayakan (Sutarno 2000).

(14)

Tanaman lada dapat tumbuh pada suhu antara 20˚C sampai 34˚C. Suhu optimum berkisar antara 23˚C sampai 32˚C dengan suhu rata-rata siang hari 29˚C. Adapun suhu tanah yang dikehendaki berkisar antara 25˚C samapi 30˚C pada kedalam 10 cm, kebutuhan suhu tanah optimal untuk pertumbuhan akar adalah

26˚C sampai 28˚C. Kelembaban optimal yang dibutuhkan adalah antara 60%

sampai 80% (Zaubin 1979).

Varietas lada yang tersebar di Indonesia sampai saat ini tidak kurang dari 50 jenis varietas, diantaranya Varietas Cunuk, Jambi, Lampung Daun Lebar, Bangka, Kuching, dan Lampung Daun Kecil. Varietas yang sering ditanam oleh petani adalah Varietas Lampung Daun Lebar, karena varietas ini lebih banyak menghasilkan buah dibandingkan dengan varietas lain. Berdassarkann hasil penelitian dari Balittro Bogor ternyata ada 4 varietas lada unggul, yaitu Natar I, menjadi lada putih. Secara garis besar, pemanfaatan lada dibedakan menjadi lima, yaitu sebagai bumbu masak, sebagai bahan campuran obat-obatan, sebagai bahan campuran pembuatan minuman kesehatan dan penghangat tubuh, serta sebagai bahan pembuatan parfum (Sarpian 2003).

Penyakit Kuning

Penyakit kuning merupakan penyakit yang menimbulkan kerugian besar pada pertanaman lada. Penyakit kuning dapat dijumpai di Bangka dan Kalimantan. Penyebab penyakit ini adalah Radopholus similis, Meloidogyne incognita, dan Fusarium oxysforum, serta kesuburan dan kelembaban tanah yang

(15)

Nematoda dewasa R. similis panjang sekitar 0,6-0,7 mm. nematoda betina mudah dikenali karena mempunyai bibir yang mendatar dan posisi vulva agak kebelakang dari pertengahan badan. Nematoda jantan mempunyai kepala yang membulat dan stilet yang kurang berkembang. Telur diletakkan satu-satu didalam akar, telur menetas setelah beberapa hari, dan larva yang keluar berkembang menjadi nematoda dewasa dalam 4-5 minggu. Nematoda jantan muncul agak lambat dan khusus di tempat-tempat yang paling sedikit nematodanya telah berkembang satu generasi. Jika jaringan akar telah rusak, nematoda betina meninggalkan akar yang terinfestasi dan bermigrasi melalui tanah ke akar atau tanaman lain yang masih sehat (Semangun 2000).

R. similis adalah nematoda luka akar yang semi-endoparasit, teutama hidup di dalam akar, tetapi dapat migrasi melalui tanah ke tanaman lain. Nematoda betina dewasa dapat hidup lama di dalam tanah yang lembab, tetapi dalam kondisi ini larva akan segera mati. Infestasi primer dilakukan oleh nematoda betina yang memasuki ujung rambut akar, kemudian membuat terowongan longitudinal melalui parenkim. Sel-sel yang sakit segera mati dan tampaklah bercak-bercak luka yang gelap. Nematoda juga bergerak ke akar-akar pokok dan membinasakannya dengan semua macam parenkim. Investasi ini segera diikuti oleh kerusakan sekunder karena nematoda, bakteri, dan jamur saprofit yang menyebabkan busuk akar.

Infeksi R. similis dibagian akar menyebabkan gejala penyakit kuning yang khas dan akan diperjelas apabila diikuti oleh infeksi M . incognita. serangan R. similis pada akar menyebabkan akar berlubang kecil-kecil (luka). Serangan M. incognita menyebabkan terbentuknya puru atau benjolan akar yang merupakan kumpulan dari nematoda tersebut. Akibat serangan nematoda tersebut akar menjadi tidak berfungsi, dan karena adanya luka yang dibuatnya, maka akan menjadi tempat masuknya cendawan F. oxysporum. Di lapangan, serangan kedua nematoda tersebut dapat berlangsung secara bersamaan.

(16)

Gejala yang nampak yaitu terjadinya penghambatan pertumbuhan tanaman, daun menjadi kuning, kaku tergantung tegak lurus dan makin lama akan makin mengarah ke batang. Daun-daun yang menguning tidak layu, tetapi sangat rapuh sehingga secara bertahap daun-daun tersebut gugur. Buah-buah akan lebih lama melekat pada tangkainya, dibandingkan daun. Cabang-cabang secara bertahap juga akan gugur, sehingga tanaman semakin gundul. Umumnya serangan penyakit kuning terjadi secara bekelompok, sehingga pada suatu areal kebun yang sakit terdapat kelompok tanaman yang masih sehat dan kelompok tanaman sakit pada berbagai stadia (Puslitbang Tanaman Perkebunan 2009).

Pengendaian Hayati

Agensia hayati adalah organisme yang dapat berkembang biak sendiri

seperti parasitoid, predator, parasit, artropoda pemakan tumbuhan, dan patogen.

Definisi terakhir mempunyai pengertian bahwa agensia hayati tidak hanya

digunakan untuk mengendalikan OPT, tetapi juga mencakup pengertian

penggunaannya untuk mengendalikan jasad pengganggu pada proses produksi dan

pengolahan hasil pertanian. Menurut Agrios (2005) pengendalian hayati merupakan perlindungan pada tanaman dari patogen tanaman termasuk mikroorganisme antagonis pada saat setelah atau sebelum terjadinya infeksi patogen. Mekanisme biokontrol organisme yaitu dalam melemahkan atau membunuh patogen tanaman dengan perlawanan yaitu memparasit patogen secara langsung, memproduksi antibiotik (toksin), dan kemampuannya dalam kompetisi ruang dan nutrisi, produksi enzim untuk melawan komponen sel patogen, menginduksi respon ketahanan tanaman, dan produksi metabolisme tanaman dalam menstimulasi perkecambahan spora patogen.

(17)

Keberhasilan pengembangan agensia hayati untuk pengendalian patogen

tanaman adalah ketepatan dalam pemilihan jenis dan sumber agensia hayati yang

akan dikembangkan. Pada umumnya jenis agensia hayati yang dikembangkan

adalah mikroba alami, baik yang hidup sebagai saprofit di dalam tanah, air dan

bahan organik, maupun yang hidup di dalam jaringan tanaman (endofit) yang

bersifat menghambat pertumbuhan dan berkompetisi dalam ruang dan nutrisi

dengan patogen sasaran, atau bersifat menginduksi ketahanan tanaman. Tahap

pertama dalam pengembangan agensia hayati adalah seleksi agensia hayati

nonpatogen. Seleksi dilakukan dengan mengisolasi calon agensia hayati dari

populasi alaminya, seperti kelompok mikroba saprofit atau non patogen dari tanah

atau dari bagian tanaman.

Bakteri Endofit

Bakteri endofit adalah bakteri yang hidup dalam jaringan tanaman tanpa menimbulkan gejala penyakit pada tanaman tersebut dan dapat diisolasi dari jaringan tanaman yang sudah disteilisasi permukaannya atau diekstrak dari jaringan tanaman bagian dalam (Hallmann et al. 1997). Hasegawa et al. (2006) mengemukakan bahwa bakteri endofit yang mengkolonisasi jaringan tanaman memperoleh nutrisi dan perlindungan dari tanaman inangnya. Bakteri ini dapat hidup pada bagian tanaman seperti akar, batang, daun, dan buah (Simartama et al; Bacon & Hinton 2006). Bakteri endofit gram positif dan gram negatif telah diisolasi dari beberapa jenis jaringan dalam berbagai jenis tumbuhan. Populasi bakteri endofit melimpah dan beragam. Bakteri endofit masuk ke dalam jaringan tanaman terutama melalui zona akar, bagian tanaman, seperti bunga, batang, dan kotiledon. Bakteri endofit dapat bersifat obligat ataupu fakultatif dalam mengkolonisasi inangnya. Meskipun bakteri ini memiliki kisaran inang yang luas, namun ada beberapa bakteri endofit yang hanya dapat berasosiasi dengan inang dari famili tertentu. Simbiosis antara tanaman dengan bakteri endofit bersifat netral, mutualisme, atau komensalisme (Bacon & Hinton 2006).

(18)

diperlukan selama hidupnya (Tanaka et al 1999 dalam Simarmata et al. 2007). Karena tumbuh dalam jaringan tanaman, dimana tanaman yang satu tentunya berbeda dengan tanaman lainnya, maka tempat hidup bakteri sangat unik sifatnya. Bahkan, fisiologi tumbuhan tinggi termasuk yang berasal dari spesies yang sama akan beda di lingkungan yang berbeda. Karena itu keanekaragaman bakteri endofit sangatlah tinggi. Berdasarkan pertimbangan tersebut endofit dapat menjadi sumber berbagai metabolit sekunder baru yang berpotensi untuk dikembangkan dalam bidang medis, pertanian, dan industri.

Bakteri endofit yang hidup di dalam jaringan tanaman yang tidak merugikan bagi tanaman tersebut dapat digunakan sebagai kandidat yang baik untuk pengendalian secara biologi bagi beberapa hama dan penyakit. Bakteri endofit dapat berperan sebagai agensia pengendali hayati jika bakteri telah berasosiasi dengan tanaman sebelum patogen menyerang tanaman tersebut (Bacon & Hinton 2006). Banyak spesies dari bakteri endofit yang bersifat antagonis diantaranya: Bacillus subtilis, Ralstonia solanacearum, Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas putida, Agrobacterium radiobacter, Agrobacterium tumifaciens, Erwinia herbicola, dan Serratia marcescens. Cara kerja dari bakteri endofit

sebagai agensia pengendali hayati diantaranya: memproduksi bahan campuran antimikroba, kompetisi ruang dan nutrisi; kompetisi mikronutrisi seperti zat besi dan produksi siderofor; serta dapat menyebabkan tanaman inang menjadi resisten (Bacon & Hinton 2006). Disamping itu beberapa bakteri endofit juga menghasilkan senyawa antibiotik seperti phenazines, pyrolnitrin, pycocyanin, dan phloroglucianol dan enzim ekstraselluler serta asam pseudomonat. Keanekaragaman spesies bakteri endofit merefleksikan banyaknya cara kerja yang mungkin terjadi untuk melawan patogen, yang memungkinkan patogen memproduksi senyawa antibiotik untuk melawan bakteri endofit tersebut (Bacon & Hinton 2006).

(19)

(20)

BAHAN DAN METODE

Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Nematologi Departemen Proteksi Tanaman, Institut Pertanian Bogor. Pengambilan contoh akar dan tanah tanaman lada dilakukan di kebun petani Kabupaten Bangka dan Kabupaten Bangka Tengah pada bulan Oktober hingga Desember 2010.

Metode Penelitian Survei Tanaman Lada dan Penyakit Kuning

Survei tanaman lada dan penyakit kuning dilakukan di wilayah Provinsi Bangka Belitung yaitu di Kabupaten Bangka dan Bangka Tengah. Survei dilakukan dengan cara menentukan kebun tanaman lada yang relatif sehat dan sakit. Selanjutnya dihitung kejadian penyakit kuning pada lahan tersebut dengan metode silang. Setiap lahan diambil 50 tanaman. Perhitungan kejadian penyakit dengan menggunakan rumus:

P =

Keterangan: P = Kejadian penyakit kuning n = Jumlah tanaman yang bergejala N = Jumlah tanaman yang diamati

Pengambilan Contoh Akar danTanah Tanaman Lada

(21)

Ekstraksi Nematoda dari Akar dan Tanah

Ekstraksi nematoda dilakukan untuk mengetahui populasi nematoda yang berada dalam tanah dan di dalam jaringan akar. Untuk ekstraksi nematoda dalam akar, akar ditimbang sebanyak 5 g berat basah, kemudian akar dipotong ± 2 cm dengan menggunakan gunting. Selanjutnya akar diletakkan ke dalam wadah yang telah dilandasi dengan saringan yang berdiameter 8 cm dan diberi label. Setelah itu akar diletakkan di dalam ruang pengabut selama 3 hari kemudian dilakukan pemanenan. Pemanenan nematoda dilakukan dengan cara suspensi nematoda yang sudah tertampung dalam wadah kemudian disaring dengan menggunakan saringan khusus nematoda yang berukuran 500 mesh. Setelah itu air yang tersisa di dalam saringan dimasukkan ke dalam botol dan diberi label kemudian dihitung dan diamati dengan menggunakan mikroskop.

Ekstraksi nematoda dalam tanah dengan menggunakan metode corong Baermann yang telah dimodifikasi yaitu tanah ditimbang sebanyak 20 g kemudian diletakkan diatas tisu dan saringan, kemudian dibiarkan tergenang pada wadah yang sudah berisi air dan diberi label selanjutnya diinkubasi selama 3 hari kemudian dilakukan pemanenan. Cara pemanenan sama seperti pemanenan nematoda dalam akar.

Isolasi Bakteri Endofit dari Perakaran Tanaman Lada

(22)

disterilkan kemudian dihancurkan dengan menggunakan mortar steril sampai halus. Selanjutnya dilakukan pengenceran sebanyak 4 kali pengenceran. Pengenceran dilakukan secara berseri. Setelah itu suspensi diambil sebanyak 1 ml dengan menggunakan pipet mikro kemudian dimasukkan ke dalam tabung reaksi yang berisikan air steril sebanyak 9 ml hingga mendapatkan pengenceran sebesar 10-4. Pada tingkat pengenceran 10-1, 10-2, 10-3, dan 10-4 ditumbuhkan pada media TSA 20% lalu diinkubasi selama 24 jam pada suhu ruang. Koloni bakteri yang tumbuh pada media TSA 20% dihitung dan dimurnikan pada media TSA 100%. Jumlah koloni yang tumbuh selanjutnya dikonversikan ke dalam satuan cfu/ml dengan rumus:

Bakteri yang sudah murni kemudian dilakukan karakterisasi berdasarkan permukaan, tepian, bentuk, dan warna. Selanjutnya bakteri dimasukkan ke dalam eppendorf yang telah berisi media TSB (Tryptic Soy Broth) dan Gliserol 20% kemudian disimpan pada suhu -20˚C.

Pengujian Isolat Bakteri Endofit terhadap Pertumbuhan Tanaman Tomat Pengujian dilakukan pada benih tomat (sebagai tanaman model). Benih tomat direndam dalam suspensi isolat bakteri selama 24 jam. Sebelum dilakukan perendaman dalam bakteri, benih tomat direndam dalam air steril, benih tomat yang terapung dibuang dan benih yang tenggelam direndam pada suspensi bakteri endofit. Sebagai kontrol, benih direndam dalam air steril selama 24 jam. Selanjutnya benih tomat ditanam pada tiga media yang berbeda yaitu media sekam, cawan petri (kertas saring) dan dengan menggunakan metode blotter test.

(23)

perlakuan yaitu 15 perlakuan dengan isolat bakteri dan 1 perlakuan dengan menggunakan air steril (kontrol). Masing-masing perlakuan diulang sebanyak 3 kali, setiap ulangan ditanam 10 benih. Pengamatan dilakukan 7 hari setelah perlakuan (7 HSP) terhadap perkecambahan.

Cawan petri (kertas saring). Kertas saring dipotong menggunakan gunting sesuai dengan bentuk cawan petri. Kemudian kertas saring disterilkan dengan menggunakan autoklav pada suhu 121 °C selama 15 menit. Selanjutnya kertas saring yang sudah steril dimasukkkan ke dalam cawan petri steril lalu disemprot dengan air steril hingga lembab. Perlakuan yang digunakan sebanyak 16 perlakuan yaitu 15 perlakuan dengan isolat bakteri dan 1 perlakuan dengan menggunakan air steril (kontrol). Masing-masing perlakuan diulang sebanyak 3 kali, setiap ulangan ditanam 10 benih. Pengamatan dilakukan pada 3 HSP dan 6 HSP terhadap perkecambahan.

Blotter test. Kertas saring diletakkan di atas plastik. Kemudian kertas

saring dibasahi dengan air steril kemudian benih tomat yang telah diberi perlakuan ditanam pada media tersebut. Perlakuan yang digunakan sebanyak 16 perlakuan yaitu 15 perlakuan dengan isolat bakteri dan 1 perlakuan dengan menggunakan air steril (kontrol). Masing-masing perlakuan diulang sebanyak 3 kali, setiap ulangan ditanam 5 benih. Setelah benih ditanam pada kertas saring basah yang dibawahnya sudah diberi plastik kemudian digulung. Pengamatan dilakukan 7 HSP terhadap perkecambahan dan panjang akar.

Uji Kultur Filtrat Isolat Bakteri Endofit terhadap Meloidogyne spp.

Isolat bakteri endofit yang menunjukkan pengaruh terhadap pertumbuhan benih selanjutnya akan diuji terhadap larva Meloidogyne spp. Larva Meloidogyne spp. diperoleh dari hasil ekstraksi nematoda. Bakteri endofit yang sudah terpilih dari pengujian isolat bakteri endofit terhadap pertumbuhan tanaman tomat ditumbuhkan pada media TSA selama 48 jam pada suhu ruang. Koloni tunggal dari bakteri dipindahkan ke dalam 70 ml media TSB lalu diinkubasikan pada

(24)

nematoda, 5 ml kultur filtrat bakteri dimasukkan ke dalam gelas hitung atau cawan sirakus, kemudian ditambahkan 50 ekor Meloidogyne spp. dan disimpan pada suhu ruang. Pengamatan dilakukan terhadap mortalitas nematoda setelah 12 jam dan 24 jam dengan menggunakan mikroskop.

Analisis Data

(25)

HASIL DAN PEMBAHASAN

Persentase Kejadian Penyakit Kuning

Varietas lada yang banyak ditanam oleh petani daerah Bangka dan yang digunakan untuk pengambilan contoh dalam penelitian ini adalah varietas Lampung Daun Lebar (LDL). Varietas ini sering digunakan karena lebih banyak menghasilkan buah dibandingkan dengan varietas lain. Varietas LDL merupakan vairetas yang tahan terhadap penyakit kuning (Sapian 2003). Hampir semua kebun di Kabupaten Bangka dan Bangka Tengah yang diamati terinfeksi nematoda sehingga dengan adanya serangan lebih lanjut akan menimbulkan gejala penyakit kuning. Gejala dari penyakit kuning yang menyerang tanaman lada adalah daun menjadi kuning, kaku tergantung tegak lurus dan makin lama akan makin mengarah ke batang. Daun-daun yang menguning tidak layu, tetapi sangat rapuh sehingga secara bertahap daun-daun tersebut gugur dan pertumbuhan tanaman menjadi terhambat (Lampiran 1).

Kejadian penyakit di Kabupaten Bangka pada kebun sakit sebesar 82% sedangkan pada kebun sehat 16%. Di Kabupaten Bangka Tengah pada kebun yang sakit, kejadian penyakit yang terjadi sebesar 76% sedangkan pada kebun yang sehat 10% (Tabel 1). Berdasarkan uji proporsi, kejadian penyakit di Kabupaten Bangka lebih tinggi dibandingkan di Kabupaten Bangka Tengah (Lampiran 4).

Tabel 1 Kejadian penyakit kuning pada tanaman lada di Kabupaten Bangka dan Bangka Tengah

Lokasi Kejadian Penyakit (%)

Kabupaten Bangka

Kebun sakit 82

Kebun sehat 16

Kabupaten Bangka Tengah

Kebun sakit 76

(26)

Menurut Siahaan (2010) menyatakan bahwa habitat utama dari nematoda adalah pada tanah berpasir campur dengan lepung atau tanah ringan. Kondisi wilayah di Kabupaten Bangka dan Bangka Tengah mempunyai pH tanah rata-rata dibawah 5, di dalamnya mengandung mineral biji timah dan pasir. Oleh sebab itu nematoda dapat berkembang dengan baik di kedua kabupaten tersebut. Selain itu kesuburan tanah yang rendah juga dapat mempengaruhi perkembangan penyakit kuning. Kondisi wilayah dengan pH tanah rata-rata dibawah 5 dapat memperlemah keadaan tanaman lada sehingga dengan keadaan tersebut sangat mendukung perkembangan penyakit kuning. Berdasarkan kondisi wilayah di kedua kabupaten dapat dikatakan bahwa kebun di kedua kabupaten sudah terinfeksi oleh nematoda sehingga kejadian penyakit dapat dijumpai pada kebun sakit maupun kebun sehat.

Populasi Nematoda Meloidogyne spp.

Ekstraksi nematoda dilakukan untuk mengetahui populasi nematoda pada kebun lada, baik pada kebun sehat maupun kebun sakit. Populasi nematoda diperoleh dari perhitungan hasil ekstraksi nematoda Meloidogyne spp. yang berasal dari tanah dan jaringan akar.

(27)

Gambar 2 Rata-rata populasi nematoda Meloidogyne spp. pada tanaman lada dari Kabupaten Bangka Tengah

Populasi Meloidogyne spp. dari bagian akar pada kebun sakit di Kabupaten Bangka adalah 104 ekor per 5 gram berat basah akar dan bagian tanah sebanyak 40 ekor per 20 gram berat tanah, sedangkan pada kebun sehat dari bagian akar adalah 48 ekor per 5 gram berat basah akar dan pada tanah sebanyak 32 ekor per 20 gram berat tanah. Populasi Meloidogyne spp. di Kabupaten Bangka Tengah pada kebun sakit dari bagian akar didapatkan 100 ekor per 5 gram berat basah akar dan dari bagian tanah sebanyak 72 ekor per 20 gram berat tanah. Populasi Meloidogyne spp. pada kebun sehat dari bagian akar sebanyak 84 ekor per 5 gram berat basah akar dan pada tanah sebanyak 56 ekor per 20 gram berat tanah. Hal ini menunjukkan bahwa populasi Meloidogyne spp. pada kebun yang sakit lebih tinggi dibandingkan dengan kebun yang sehat. Menurut Dropkin (1992), nematoda parasit akan dapat berkembang biak lebih baik di dalam akar tanaman yang pertumbuhannya tidak baik karena pada tanaman yang mempunyai zat makanan yang kurang akan mendorong nematoda berkembang dibandingkan dengan tanaman yang menyediakan makanan yang optimal.

Siahaan (2010) melaporkan bahwa faktor-faktor yang mempengaruhi perkembangan nematoda parasit pada tanaman kopi antara lain temperatur tanah, keberadaan filum air baik di dalam tanah atau dalam tanaman. Filum air berperan bagi mobilitas nematoda, menentukan inaktif dan tidaknya nematoda, bahkan berpengaruh terhadap mortalitasnya. Porositas, kelembaban, dan aerasi tanah juga berperan dalam keberlangsungan hidup nematoda. Selain itu umumnya nematoda

(28)

ini terdapat pada semua jenis tanah, namun yang merupakan habitat utamanya adalah pada tanah berpasir campur dengan lepung atau tanah ringan. Hal ini disebabkan jenis tanah berpasir atau regosol memiliki pori atau rongga tanah yang besar sehingga nematoda dapat bergerak dengan bebas, selain itu juga kandungan udara dan air dalam tanah tersebut cukup bagi nematoda sehingga nematoda tersebut dapat hidup dan berkembang biak dengan baik. Selain pada tanah nematoda juga terdapat di dalam air tawar, air laut, dan di dalam tanaman.

Penelitian Djiwanti (2009) menyatakan bahwa tingkat kerusakan yang disebabkan oleh nematoda pada tanaman nilam sangat bervariasi, tergantung dari jenis nematodanya, tetapi pada dasarnya menyebabkan kerugian secara ekonomis. Serangan nematoda menyebabkan kerusakan akar sebanyak 72,24%-84,42%. Kerusakan tanaman meliputi terhambatnya pertumbuhan tanaman meliputi pertumbuhan pucuk dan ukuran daun, dan kehilangan hasil sampai 49,06%-60,67%. Pada tanaman lada serangan nematoda dapat merusak sekitar 32% (Sitepu dan Mustika 2000).

Kelimpahan Populasi Bakteri Endofit

(29)

Populasi bakteri endofit di Kabupaten Bangka Tengah, pada kebun sehat lebih tinggi dibandingkan dengan kebun sakit. Pada kebun sehat, rata-rata populasi bakteri endofit sebesar 4,5x104 cfu/g berat basah akar, sedangkan pada kebun sakit, rata-rata populasi bakteri endofit sebesar 4,0x104 cfu/g berat basah akar (Gambar 4).

Gambar 4 Rata-rata kerapatan bakteri endofit pada akar pertanaman lada di Kabupaten Bangka Tengah

Perbedaan populasi bakteri endofit terjadi karena aktivitas agensia hayati di dalam tanah dan akar dipengaruhi oleh faktor biotik dan abiotik. Menurut Harni (2010) beragamnya populasi dapat dipengaruhi oleh faktor lingkungan (curah hujan, suhu) dan teknik budidaya. Cara budidaya tanaman lada, seperti pemupukan yang berlebih dan penggunaan pestisida yang tidak tepat sasaran, waktu, dosis/konsentrasi, jenis pestisida, dan cara aplikasi dapat menjadi salah satu faktor yang menyebabkan terjadinya perbedaan keragaman dan kerapatan populasi mikroba di dalam akar dan tanah. Oleh sebab itu, pada tanaman yang sakit sering diberi pestisida yang terkadang berlebih sehingga dapat menyebabkan sebagian mikroba mati baik mikroba penyebab penyakit ataupun mikroba yang bersifat antagonis terhadap patogen.

Intensitas curah hujan dan suhu antara kedua kabupaten tersebut agak berbeda, sehingga diduga mempengaruhi kerapatan populasi bakteri endofit. Beberapa penelitian juga melaporkan bahwa kerapatan suatu bakteri endofit dipengaruhi oleh jenis tanaman, tipe jaringan (akar, batang, daun), umur tanaman, habitat, dan amandemen tanah (Garbeva et al. 2004; Hallmann dan Berg 2006).

(30)

Tabel 2 Karakterisasi morfologi isolat bakteri endofit dari perakaran tanaman lada yang berasal dari Kabupaten Bangka dan Bangka Tengah

No Kode isolata

Permukaan Tepian Bentuk Warna

1 EB1 Datar Berombak Bundar Putih

2 EB2 Cembung Licin Bundar Kuning

6 EB6 Seperti tombol Licin Bundar Putih

7 EB7 Cembung Licin Bundar Putih

8 EB8 Timbul Licin Bundar Kuning

14 EB14 Berbukit-bukit Tidak beraturan Bundar Putih

15 EB15 Cembung Licin Bundar Putih

Ket: aEB = E: bakteri endofit

B: contoh tanaman lada dari Bangka

Hasil isolasi bakteri endofit pada perakaran lada di Kabupaten Bangka dan Kabupaten Bangka Tengah diperoleh 15 isolat murni. Karakterisasi isolat murni bakteri endofit yang diperoleh mempunyai ciri morfologi yang hampir sama (Tabel 2).

(31)

Warna dari isolat bakteri endofit sebagian besar berwarna kuning, namun terdapat 5 isolat yang berwarna putih yaitu isolat EB1, EB6, EB7, EB14, dan EB15. Dalam menentukan spesies bakteri tidak hanya dilihat dari ciri morfologi melainkan dengan ciri fisiologis atau biokimia. Jika dari ciri morfologi menunjukkan karakteristik yang sama, namun secara fisiologis belum tentu sama. Oleh sebab itu untuk menentukan spesies bakteri perlu dilakukan pengujian secara fisiologis terhadap isolat bakteri.

Pengujian Isolat Bakteri Endofit terhadap Pertumbuhan Tanaman Tomat

(32)

Tabel 3 Pengaruh bakteri endofit terhadap perkecambahan dan panjang akar pada

Keterangan: (+) perlakuan bakteri dapat memacu perkecambahan benih dan panjang akar (-) perlakuan bakteri tidak dapat memacu perkecambahan benih dan panjang akar aAngka yang diikuti oleh huruf yang sama pada kolom yang sama tidak berbeda

nyata berdasarkan uji Duncan pada taraf nyata 5%

bUntuk keperluan statistik maka data dilakukan transformasi akar kuadrat sebelum dilakukan analisis ragam

(33)

EB10, EB12, dan EB14. Menurut Kloepper et al. (1999) menyatakan bahwa beberapa bakteri endofit disamping sebagai agen biokontrol, juga berfungsi sebagai pemacu pertumbuhan tanaman, dan menginduksi ketahanan tanaman terhadap patogen. Boyer & Sikora (1991) melaporkan bahwa peningkatan pertumbuhan tanaman oleh bakteri antagonis adalah melalui siderofor yang dihasilkan oleh bakteri endofit baik secara langsung maupun tidak langsung. Secara langsung, bakteri ini dapat menyediakan nutrisi bagi tanaman, seperti

nitrogen, fosfat, dan mineral lainnya serta menghasilkan hormon pertumbuhan

seperti etilen, auksin, dan sitokinin. Mekanisme peningkatan pertumbuhan

tanaman oleh bakteri endofit dapat terjadi dengan beberapa proses diantaranya

melarutkan senyawa fosfat, fiksasi nitrogen. Secara tidak langsung, bakteri terlebih dahulu menekan pertumbuhan mikroorganisme pengganggu yaitu melalui

mekanisme kompetisi, predasi, dan antibiotik yang dihasilkannya (Kloepper et al.

1991). Bacon & Hinton (2006) melaporkan bahwa bakteri endofit dapat menghasilkan hormon pertumbuhan seperti etilen, auxin, dan sitokinin.

Uji Kultur Filtrat Isolat Bakteri Endofit terhadap Meloidogyne spp. Hasil pengujian kultur filtrat terhadap mortalitas nematoda Meloidogyne spp. menunjukkan bahwa bakteri endofit yang diaplikasikan memberikan pengaruh nyata terhadaplarva mortalitas nematoda Meloidogyne spp. (Tabel 4). Tabel 4 Pengaruh kultur filtrat bakteri endofit terhadap mortalitas Meloidogyne

spp. pada 12 jam dan 24 jam setelah perlakuan

No. Isolat bakteri endofit

Angka yang diikuti oleh huruf yang sama pada kolom yang sama tidak berbeda nyata berdasarkan uji Duncan pada taraf nyata 5%

b

(34)

(35)

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Kejadian penyakit kuning pada lada di Kabupaten Bangka lebih tinggi dibandingkan dengan di Kabupaten Bangka Tengah. Kelimpahan populasi bakteri endofit pada kebun lada yang sehat lebih tinggi dibandingkan dengan kebun sakit. Sebanyak 5 isolat bakteri endofit tersebut mempunyai kemampuan mempercepat perkecambahan dan memacu pertumbuhan akar tanaman tomat yaitu EB4, EB7, EB10, EB12, dan EB14 . Kultur filtrat dari isolat bakteri endofit EB14 paling tinggi pengaruhnya terhadap mortalitas Meloidogyne spp. lebih dari 70% pada uji in vitro.

Saran

(36)

DAFTAR PUSTAKA

Agrios, GN. 2005. Ilmu Penyakit Tumbuhan. Ed ke-3. Munzir Busnia, penerjemah. Yogyakarta: Gajah Mada University Press. Terjemahan dari: Plant Pathology.

[Anonim]. 2007. Hama dan penyakit utama tanaman lada dan pengendaliannya. Balittri 29: 4.

Aravind R, Antony D, Santosh J, Kumar A, Ramana KV. 2009. Isolation and evaluation of endophytic bacteria against plant parasitic nematodes infesting Black Pepper (Piper nigrum L.). Indian Journal of Nematology. Vol. 39 (2): 211-217.

Bacon CW, Hinton DM. 2006. Bacterial endophytes : the endophytic niche, its occupants, and its utility. Di dalam : Gnanamanickam SS, editor. Plant Associated Bacteria. Netherland : Springer.

Benhamou N, Kloepper JW, Quadt-Hallmann A, Tuzun S. 1996. Induction of Defense-related Ultrastructural Modification in Pea Toot Tissue Inoculated with Endophytic Bacteria.

Boyer MH, Sikora LJ. 1991. Rhizosphere interactions and siderophores. Di dalam: Keister DL, Cregan PB, editors. The rhizosphere and plant growth. Beltsuille symposia in agricultural research; Belsville, 8-11 May 1989. Dordrecht: Klower Academic Publishers. Hlm 263-269.

Cook RJ, Baker KF. 1983. The Nature and Practice of Biological Control of Plant Phatogens. Minnesota: The American Phytophatological Society.

Daras U, Pranowo D. 2009. Kondosi Kritis Lada Putih Bangka Belitung dan Alternatif Pemulihannya. Litbang Pertanian 28(1).

Departemen Pertanian. 2009. Lada, butiran kecil dan besar. Pengembangan Lada Organik.Deptan: Direktorat Jenderal Perkebunan. http://www.ditjenbun.deptan.go.id/budtanreyar [20 Desember 2010].

(37)

Dropkin VH. 1992. Pengantar Nematologi Tumbuhan. Yogyakarta: Gajah Mada Selection of microbial populations by plant and soil type and implications for disease suppressiveness. Annual Review of Phytopathology 42: 243-270.

Hallmann J, Berg G. 2006. Spectrum and population dynamics of bacterial root endophytes. In: Schulz B, Boyle C & Sieber T. (Eds). Soil biology microbial root endophyte, vol. 9. Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, pp. 15-31.

Hallmann J, Quadt-Hallmann A, Mahaffe WF, Kloepper JW. 1997. Bacterial endophytes in agricultural crop. Can J Microbiol. 43: 895-914.

Hallmann J, Quadt-Hallmann A, Rodriguez-Kabana R, Kloepper JW. 1998. Interactions between Meloidogyne incognita and endophytic bacteria in cotton and cucumber. Soil Biol. Biochem, vol. 30 (7) : 925-937.

Harni R. 2010. Bakteri endofit untuk mengendalikan nematoda peluka akar (Pratylenchus brachyurus (Godfrey) Filipjev & Stekhoven) pada tanaman nilam [Disertasi]. Bogor: Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor.

Harni R, Supramana, Sinaga MS, Giyanto, Supriadi. 2010. Pengaruh filtrate bakteri endofit terhadap mortalitas, penetasan telur dan populasi nematoda peluka akar Pratylenchus brachyurus pada akar nilam. Balai Penelitian Tanaman Rempah dan Aneka Industri, Pakuan Sukabumi. Jurnal Littri Vol. 16(1) : 43-47.

Hasegawa S, Meguro A, Shimizu M, Nishimura T, Kunoh H. 2006. Endophytic actinomycetes and their interaction with host plant. Actinomycetologica. 20: 72-81.

Huili W, Kai W, Xiuyun Z, Xuedong W, Ailing L, Huazu H. 2009. The inhibitory activity of endophytic Bacillus sp. strain CHM1 against plant pathogenic fungi and its plant growth-promoting effect. China: Crop Protection Vol. 28 (8): 634-639.

Irawati AFC, Wirasti CA, Herwan, Issukindarsyah, dan Panggabean MTL. 2009. Pengembangan teknologi budi daya lada ramah lingkungan di Provinsi Bangka Belitung. Makalah Seminar Inovasi Pertanian Spesifik Lokasi, Balai Besar Pengkajian dan Pengembangan Teknologi Pertanian, Bogor.

(38)

Kennedy AC. 2005. Rhizosphere. Di dalam Principles and Applications of Soil Microbiology. Sylvia DM, et al. editor. 2005. 2nd Edition. New Jersey: Pearson Prentice Hall.

Kloepper JW, Zablotowiz RM, Tipping EM, Lifshitz R. 1991. Plant growth promotion mediated by bacterial rhizosphere colonizers. In: Keister DL, Cregan PB (ed). The Rhizosphere and PlantGrowth. Netherlands. Kluwer Acad Publ. p 315-326.

Kloepper JW, Zablotowicz RM, Tipping EM, Lifshitz R. 1999. Plant root-bacterial interaction in biological control of soilborne disease and potential extension to systemic and foliar disease. Austral Plant Pathol 28: 21-26.

Lynch JM. 1983. Soil Biotechnology: Microbiological Factors in Crop Productivity. London: Blackwell Scientific Publication.

Mekete T, Hallmann J, Kiewnick S, Sikora R. 2009. Endophytic bacteria from Ethiopian coffee plants and their potential to antagonize Meloidogyne incognita. Indian Journal of Nematology. Vol. 11 (1): 117-127.

Munif A. 2001. Studies on the importance of endophytic bacteria for te biological control of the root-knot nematode Meloidogyne incognita on tomato. Inaugural-Dissertation. Institut fur Pflanzenkrankheiten der Rheinischen Friedrich-Wilhelms. Universitat Bonn.

Mustika I. 1990. Studiea on the interaction of Meloidogyne incognit, Radopholus similis,and Fusarium solani on black pepper (Peper nigrum). Wageningen Agric. University of Nederland. 127 p.

Mustika I. 1996. Penyakit kuning lada dan upaya pengendaliannya. Dalam: Monograf Tanaman Lada, Balai Penel. Tan. Rempah dan Obat. Bogor, 130-141.

Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Perkebunan. 2009. Kontroversi penggunaan bungkil jarak (Ricinus communis) pada penyakit busuk pangkal batang dan penyakit kuning tanaman lada. Departemen Pertanian. Vol 15:2.

Sarpian T. 2003. Pedoman Berkebun Lada dan Analisis Usaha Tani. Yogyakarta: Kanisius.

Siahaan IR. 2010. Pengenalan nematoda parasit akar pada tanaman kopi. Medan: Balai Besar Perbenihan dan Proteksi Tanaman Perkebunan. http://ditjenbun.deptan.go.id/bbp2tpmed/index.php?option=com_content& view=article&id=89:pengenalan-nematoda-parasit-akar-pada-tanaman-kopi [1 Maret 2011].

(39)

Sitepu D dan Mustika I. 2000. Disease of black pepper and their management in Indonesia. Dalam P.N. Ravindran (Ed): Black Pepper. Piper nigrum. Medicinal And Aromatic Plants – Industrial Profiles. Harwood Academic Publishers. P. 297-308.

Supramana, Supriadi, Harni R. 2008. Seleksi dan Karakterisasi Bakteri Endofit untuk Mengendalikan Nematoda Peluka Akar (Pratylenchus brachyurus) pada Tanaman Nilam. Laporan Hasil Penelitian Lembaga Penelitian dan Pengabdian Masyarakat. Institut Pertanian Bogor.

Sutarno, A Agus. 2000. Budidaya Lada: Si Raja Rempah-Rempah. Jakarta: Agromedia Pustaka.

Tate RL. 2000. Soil Microbiology. 2nd Edition. Kanada. John Wiley & sons, Inc. Waard PWF de. 1979. Yellow disease complex in black pepper on the Island of

Bangka, Indonesia. J. Plant. Crops 7 : 42-49

Wahid P. 1996. Identifikasi Tanaman Lada. Monograf Tanaman Lada. Balittro: p. 27-32.

Wiryadiputra S, Mustika I, s’Jacob JJ. 1993. Sejarah hidup nematoda

Meloidogyne incognita pada lada. Kongr. Nas. XII PFI, Yogyakarta, September. 955-959.

(40)

(41)

Lampiran 1 Gejala penyakit kuning pada tanaman lada

(42)

Lampiran 4 Perhitungan uji proporsi pada kejadian penyakit di Kabupaten Bangka dan Bangka Tengah

Misalkan p1 dan p2 adalah proporsi kejadian penyakit di Kabupaten Bangka dan Kabupaten Bangka Tengah.

H0 : p1 = p2

H1: p1 > p2

Taraf nyata (α) = 0,025

Wilayah kritik: z > 1,96

Perhitungan:

p1 = = = 0,82

p2 = = = 0,76

p = = = 0,0158

Oleh karena itu,

Z =

Z = 2,41

(43)

Lampiran 5 Sidik ragam pengujian isolat bakteri endofit terhadap perkecambahan benih tomat pada media cawan petri (kertas saring) pada pengamatan 3HSP

Perlakuan 15 2,06326576 0,13755105 0,5366

Galat 32 4,69918300 0,14684947

Total 47 6,76244876

Lampiran 6 Sidik ragam pengujian isolat bakteri endofit terhadap perkecambahan benih tomat pada media cawan petri (kertas saring) pada pengamatan 6HSP

Perlakuan 15 0,48109828 0,03207322 0,1354

Galat 32 0,64928059 0,02029002

Total 47 1,13037887

Lampiran 7 Sidik ragam pengujian isolat bakteri endofit terhadap perkecambahan benih tomat pada media sekam pada pengamatan 7HSP

Sumber

Perlakuan 15 1,75967810 0,11731187 0,7099

Galat 32 4,94938956 0,15466842

(44)

Lampiran 8 Sidik ragam pengujian isolat bakteri endofit terhadap perkecambahan benih tomat pada media blotter test pada pengamatan 7HSP

Sumber

Perlakuan 15 2,02812251 0,13520817 0,1659

Galat 32 2,89548458 0,09048389

Total 47 4,92360709

Lampiran 9 Sidik ragam pengujian isolat bakteri endofit terhadap pertumbuhan panjang akar tomat

Perlakuan 15 10,36612251 0,69107483 0,0067

Galat 32 7,82482927 0,24452591

Total 47 18,19095178

Lampiran 10 Sidik ragam pengujian kultur filtrat isolat bakteri endofit terhadap mortalitas larva Meloidogyne spp. pada pengamatan 12 jam

Sumber

Perlakuan 5 2046,607509 409,321502 0,0021

Galat 12 655,515380 54,626282

(45)

Lampiran 11 Sidik ragam pengujian kultur filtrat isolat bakteri endofit terhadap mortalitas larva Meloidogyne spp. pada pengamatan 24 jam

Sumber

keragaman

Derajat bebas

(Db)

Jumlah kuadrat

(JK)

Kuadrat tengah

(KT)

F-hitung

Perlakuan 5 1820,705152 364,141030 0,0001

Galat 12 183,632381 15,302698

(46)

LADA (Piper nigrum L.) DI PROVINSI BANGKA BELITUNG

DAN POTENSINYA SEBAGAI AGENSIA HAYATI

KRISTIANA

DEPARTEMEN PROTEKSI TANAMAN

FAKULTAS PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

(47)

ABSTRAK

KRISTIANA. Populasi Bakteri Endofit pada Pertanaman Lada (Piper nigrum L.) di Provinsi Bangka Belitung dan Potensinya sebagai Agensia Hayati. Dibimbing oleh ABDUL MUNIF.

Lada (Piper nigrum L.) merupakan salah satu komoditas penting di Indonesia. Provinsi Bangka Belitung merupakan salah satu sentra produksi lada yang penting di Indonesia. Produksi lada di wilayah ini mengalami penurunan dari setiap tahunnya. Salah satu penyebab penurunan tersebut adalah tingginya serangan penyakit kuning yang disebabkan oleh nematoda parasit oleh nematoda parasit terutama Meloidogyne incognita dan Radopholus simili. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui populasi dan kelimpahan bakteri endofit pada perkebunan lada di Bangka, baik pada kebun lada yang sehat ataupun yang sakit (yang terserang penyakit kuning) dan meneliti potensinya terhadap pertumbuhan tanaman serta sebagai agensia hayati. Penelitian dilakukan di Laboratorium Nematologi Departemen Proteksi Tanaman, IPB. Tahapan dari penelitian ini meliputi survei kebun lada sehat dan terserang. Contoh tanah dan akar tanaman lada diambil dari kebun sehat dan sakit untuk dilakukan ekstraksi nematoda parasit dan isolasi bakteri endofit dilakukan dengan teknik sterilisasi permukaan. Bakteri endofit yang diperoleh selanjutnya dilakukan pengujian terhadap perkecambahan benih tanaman tomat dan kultur fitrat bakteri endofit terhadap mortalitas larva Meloidogyne spp. Analisis data menggunakan rancangan acak lengkap (RAL). Data yang diperoleh diolah melalui sidik ragam yang dilanjutkan dengan uji Duncan pada taraf 5% dengan menggunakan program SAS 9.1.3. Hasil penelitian menunjukkan bahwa persentase kejadian penyakit kuning di Kabupaten Bangka lebih tinggi dibandingkan dengan Kabupaten Bangka Tengah. Kerapatan populasi bakteri endofit dari akar pada kebun sehat lebih tinggi dibandingkan dengan kebun sakit. Hasil pengujian isolat bakteri endofit terhadap perkecambahan menunjukkan bahwa sebanyak 5 isolat bakteri endofit yaitu EB4, EB7, EB10, EB12, dan EB14 mempunyai kemampuan mempercepat perkecambahan dan memacu pertumbuhan akar tanaman tomat. Hasil uji kultur filtrat isolat bakteri endofit menunjukkan bahwa isolat EB14 memberikan pengaruh paling tinggi terhadap mortalitas Meloidogyne spp. pada uji in vitro.

(48)

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Lada (Piper nigrum L.) merupakan produk pertanian yang sudah tidak asing lagi bagi masyarakat. Lada juga merupakan salah satu komoditas ekspor yang sangat penting di Indonesia. Secara garis besar, pemanfaatan lada dibedakan menjadi empat, yaitu sebagai bumbu masak, campuran obat-obatan, campuran pembuatan minuman kesehatan dan penghangat tubuh, serta sebagai bahan pembuatan parfum (Sarpian 2003). Daerah sentra produksi lada utama di Indonesia adalah Provinsi Lampung, Bangka Belitung, Kalimantan Barat, Kalimantan Timur, Bengkulu dan Sulawesi Selatan (Deptan 2009).

Pada tahun 2001, luas areal pertanaman lada di Bangka Belitung tercatat 64.572 ha, namun areal tanam tersebut turun menjadi 45.834 ha pada tahun 2004, dan turun lagi menjadi 40.720 ha pada tahun 2006 (Dinas Pertanian dan Kehutanan Bangka Belitung 2007). Beberapa faktor yang diduga menjadi penyebab penurunan areal tanam dan produksi lada di wilayah Bangka Belitung yaitu: fluktuasi harga lada, gangguan organisme pengganggu tumbuhan (OPT), dampak penambangan timah ilegal, dan pengembangan komoditas perkebunan lain (Daras 2009).

Salah satu masalah dalam upaya meningkatkan produksi lada di wilayah Bangka Belitung adalah tingginya serangan penyakit kuning. Penyakit kuning disebabkan oleh nematoda parasit terutama Meloidogyne incognita dan Radopholus similis (Mustika 2005), Fusarium oxysporum (Duarte dan Chu 2005), dan faktor tanah (Waard 1979). Akibat dari serangan penyakit tersebut, pertumbuhan tanaman menjadi terhambat serta warna daun dan dahan menjadi kuning. Daun-daun yang menguning tidak menjadi layu, tetapi tergantung kaku dan sangat rapuh sehingga secara bertahap akan gugur. Penyakit tersebut biasanya menyerang lada pada tingkat segala umur, terutama antara 4-6 tahun, atau 7-9 tahun (Mustika 1996).

(49)

pengendalian penyakit kuning ini perlu terus dikembangkan guna mendapat strategi pengendalian yang tepat, khususnya ditingkat petani. Salah satunya adalah teknologi pengendalian biologi dengan pemanfaatan bakteri endofit. Bakteri endofit merupakan bakteri yang hidup dalam jaringan tanaman tanpa menimbulkan gejala penyakit pada tanaman tersebut dan dapat diisolasi dari jaringan tanaman yang sudah disterilisasi permukaannya atau diekstrak dari jaringan tanaman bagian dalam (Hallmann et al. 1997). Beberapa hasil penelitian menunjukkan bahwa bakteri endofit Enterobacter asburiae strain JM22 dari perakaran tanaman kapas dapat mengendalikan nematoda Meloidogyne incognita (Hallmann et al. 1998). Eksplorasi bakteri endofit sangat penting untuk mendapatkan bakteri yang berpotensi sebagai agensia hayati untuk mengendalikan OPT. Penelitian Munif (2001) menyebutkan bahwa penggunaan agensia hayati beberapa isolat bakteri endofit dari akar tanaman tomat dapat menekan perkembangan puru akar oleh Meloidogyne incognita pada tanaman tomat. Sejauh ini belum banyak dilaporkan perihal keberadaan bakteri endofit dari tanaman lada dan potensinya dalam mengendalikan nematoda parasit. Oleh karena itu kegiatan eksplorasi mikroba endofit yang bertujuan untuk pengendalian penyakit pada pertanaman lada sangat penting untuk dilakukan guna memperoleh kandidat agensia hayati yang potensial.

Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah mengetahui populasi dan kelimpahan bakteri endofit pada perkebunan lada rakyat di Provinsi Bangka Belitung baik pada kebun yang sehat maupun yang sakit (terserang penyakit kuning) dan potensinya sebagai agensiaia hayati.

Manfaat Penelitian

(50)

TINJAUAN PUSTAKA

Tanaman Lada

Lada merupakan tanaman rempah yang menjadi komoditas penting dari zaman dahulu sampai sekarang. Diantara rempah-rempah lainnya, lada mendapat

julukan sebagai “raja rempah-rempah” (The King of Spice) (Sutarno 2000). Lada yang mempunyai kasiat untuk menghangatkan badan, lada sangat diperlukan oleh masyarakat di negara-negara subtropis.

Tanaman lada bukanlah tanaman asli Indonesia melainkan dari India. Keberadaan tanaman lada sudah dikenal secara luas di India pada tahun 100-400M, ditemukan tumbuh secara liar di hutan-hutan belukar sekitar Malabar sampai daerah Ghat Barat (Sarpian 2003). Pada abad ke-6 SM, tanaman ini masuk ke Indonesia dibawa oleh saudagar-saudagar Hindu dari India melaui Selat Sunda. Di pesisir Selat Sunda, terutama Banten dan sekitarnya, tanaman ini dibudidayakan (Sutarno 2000).

(51)

Tanaman lada dapat tumbuh pada suhu antara 20˚C sampai 34˚C. Suhu optimum berkisar antara 23˚C sampai 32˚C dengan suhu rata-rata siang hari 29˚C. Adapun suhu tanah yang dikehendaki berkisar antara 25˚C samapi 30˚C pada kedalam 10 cm, kebutuhan suhu tanah optimal untuk pertumbuhan akar adalah

26˚C sampai 28˚C. Kelembaban optimal yang dibutuhkan adalah antara 60%

sampai 80% (Zaubin 1979).

Varietas lada yang tersebar di Indonesia sampai saat ini tidak kurang dari 50 jenis varietas, diantaranya Varietas Cunuk, Jambi, Lampung Daun Lebar, Bangka, Kuching, dan Lampung Daun Kecil. Varietas yang sering ditanam oleh petani adalah Varietas Lampung Daun Lebar, karena varietas ini lebih banyak menghasilkan buah dibandingkan dengan varietas lain. Berdassarkann hasil penelitian dari Balittro Bogor ternyata ada 4 varietas lada unggul, yaitu Natar I, menjadi lada putih. Secara garis besar, pemanfaatan lada dibedakan menjadi lima, yaitu sebagai bumbu masak, sebagai bahan campuran obat-obatan, sebagai bahan campuran pembuatan minuman kesehatan dan penghangat tubuh, serta sebagai bahan pembuatan parfum (Sarpian 2003).

Penyakit Kuning

Penyakit kuning merupakan penyakit yang menimbulkan kerugian besar pada pertanaman lada. Penyakit kuning dapat dijumpai di Bangka dan Kalimantan. Penyebab penyakit ini adalah Radopholus similis, Meloidogyne incognita, dan Fusarium oxysforum, serta kesuburan dan kelembaban tanah yang

(52)

Nematoda dewasa R. similis panjang sekitar 0,6-0,7 mm. nematoda betina mudah dikenali karena mempunyai bibir yang mendatar dan posisi vulva agak kebelakang dari pertengahan badan. Nematoda jantan mempunyai kepala yang membulat dan stilet yang kurang berkembang. Telur diletakkan satu-satu didalam akar, telur menetas setelah beberapa hari, dan larva yang keluar berkembang menjadi nematoda dewasa dalam 4-5 minggu. Nematoda jantan muncul agak lambat dan khusus di tempat-tempat yang paling sedikit nematodanya telah berkembang satu generasi. Jika jaringan akar telah rusak, nematoda betina meninggalkan akar yang terinfestasi dan bermigrasi melalui tanah ke akar atau tanaman lain yang masih sehat (Semangun 2000).

R. similis adalah nematoda luka akar yang semi-endoparasit, teutama hidup di dalam akar, tetapi dapat migrasi melalui tanah ke tanaman lain. Nematoda betina dewasa dapat hidup lama di dalam tanah yang lembab, tetapi dalam kondisi ini larva akan segera mati. Infestasi primer dilakukan oleh nematoda betina yang memasuki ujung rambut akar, kemudian membuat terowongan longitudinal melalui parenkim. Sel-sel yang sakit segera mati dan tampaklah bercak-bercak luka yang gelap. Nematoda juga bergerak ke akar-akar pokok dan membinasakannya dengan semua macam parenkim. Investasi ini segera diikuti oleh kerusakan sekunder karena nematoda, bakteri, dan jamur saprofit yang menyebabkan busuk akar.

Infeksi R. similis dibagian akar menyebabkan gejala penyakit kuning yang khas dan akan diperjelas apabila diikuti oleh infeksi M . incognita. serangan R. similis pada akar menyebabkan akar berlubang kecil-kecil (luka). Serangan M. incognita menyebabkan terbentuknya puru atau benjolan akar yang merupakan kumpulan dari nematoda tersebut. Akibat serangan nematoda tersebut akar menjadi tidak berfungsi, dan karena adanya luka yang dibuatnya, maka akan menjadi tempat masuknya cendawan F. oxysporum. Di lapangan, serangan kedua nematoda tersebut dapat berlangsung secara bersamaan.

(53)

Gejala yang nampak yaitu terjadinya penghambatan pertumbuhan tanaman, daun menjadi kuning, kaku tergantung tegak lurus dan makin lama akan makin mengarah ke batang. Daun-daun yang menguning tidak layu, tetapi sangat rapuh sehingga secara bertahap daun-daun tersebut gugur. Buah-buah akan lebih lama melekat pada tangkainya, dibandingkan daun. Cabang-cabang secara bertahap juga akan gugur, sehingga tanaman semakin gundul. Umumnya serangan penyakit kuning terjadi secara bekelompok, sehingga pada suatu areal kebun yang sakit terdapat kelompok tanaman yang masih sehat dan kelompok tanaman sakit pada berbagai stadia (Puslitbang Tanaman Perkebunan 2009).

Pengendaian Hayati

Agensia hayati adalah organisme yang dapat berkembang biak sendiri

seperti parasitoid, predator, parasit, artropoda pemakan tumbuhan, dan patogen.

Definisi terakhir mempunyai pengertian bahwa agensia hayati tidak hanya

digunakan untuk mengendalikan OPT, tetapi juga mencakup pengertian

penggunaannya untuk mengendalikan jasad pengganggu pada proses produksi dan

pengolahan hasil pertanian. Menurut Agrios (2005) pengendalian hayati merupakan perlindungan pada tanaman dari patogen tanaman termasuk mikroorganisme antagonis pada saat setelah atau sebelum terjadinya infeksi patogen. Mekanisme biokontrol organisme yaitu dalam melemahkan atau membunuh patogen tanaman dengan perlawanan yaitu memparasit patogen secara langsung, memproduksi antibiotik (toksin), dan kemampuannya dalam kompetisi ruang dan nutrisi, produksi enzim untuk melawan komponen sel patogen, menginduksi respon ketahanan tanaman, dan produksi metabolisme tanaman dalam menstimulasi perkecambahan spora patogen.

(54)