Seminar Nasional Inovasi Teknologi Kopi 79
PEMANFAATAN MIKROBA INDIGENOUS PADA
TANAMAN KOPI
Maman Herman, Bambang Eka Tjahjana, dan Dibyo Pranowo
Balai Penelitian Tanaman Industri dan Penyegar
Jalan Raya Pakuwon km 2 Parungkuda, Sukabumi 43357
[email protected]
ABSTRAK
Secara ekonomis kopi merupakan salah satu komoditas perkebunan yang memiliki posisi penting, baik sebagai sumber devisa negara maupun sebagai sumber mata pencaharian masyarakat, sehingga peningkatan produtivitas dan mutu kopi perlu mendapat perhatian. Aplikasi teknologi budidaya yang tepat dalam penggunaan input produksi, dalam upaya meningkatkan produktivitas dan mutu kopi sangat diperlukan. Penggunaan pupuk buatan secara besar-besaran menyebabkan dampak negatif berupa kerusakan sumberdaya yang tidak dapat diperbaharui, sehingga terjadi penurunan kualitas lingkungan. Pemanfaatkan mikroba tanah merupakan solusi untuk meningkatkan produktivitas kopi secara berkelanjutan dan ramah lingkungan. Asbatris-Z merupakan biofertilizer yang mengandung mikroba pelarut hara Bacillus sp. dan Aspergillus sp. yang sangat efektif untuk meningkatkan pertumbuhan dan produktivitas pada tanaman kopi. Biofertilizer Asbatris-Z ini pada tanaman kopi dapat memacu pembungaan serempak, merangsang peningkatan buah jadi, meningkatkan jumlah cabang sekunder, pematangan buah serempak dan membuat sifat fisik tanah menjadi remah serta mengurangi penggunaan pupuk buatan.
Kata kunci: Kopi, mikroba indigenous, Bacillus sp., Aspergillus sp.
ABSTRACT
Economically, coffee is one of the commodities that have important roles as a source of foreign exchange as well as a source of livelihood, so that increasing the quality and productiivity of coffee, especially for smallholders, need remarkable attention. Application of appropriate cultivation technology, particularly in the use of production inputs, in order to improve productivity and quality of coffee is needed. The use of artificial fertilizers on large scale has led to a negative impact in the form of non-renewable damage on natural resources, resulting in environmental degradation. Utilization of soil microbes capable to improve soil fertility can be a solution for sustainable increase and environmentally friendly of coffee production. Asbatris-Z, a biofertilizer containing microbial nutrients solvent such as Bacillus sp. and Aspergillus sp., is very effective to improve the growth and productivity of coffee plant. This biofertilizer can simultaneously promote flowering, increase fruit setand number of secondary branches, trigger uniform fruit ripening and make physical property of soil become crumb as well as reduce artificial fertilizers application.
Keywords: Coffee, indigenous microbes, Bacillus sp., Aspergillus sp.
PENDAHULUAN
Kopi merupakan salah satu komoditas perkebunan yang memiliki posisi penting dalam perekonomian nasional, baik sebagai sumber devisa negara maupun sebagai sumber mata pencaharian masyarakat. Tingkat produktivitas dan mutu kopi rakyat masih rendah sehingga perlu mendapat perhatian. Data tahun 2010
menunjukkan bahwa luas lahan kopi Indonesia mencapai 1.210.265 hektar dimana 95%-nya
merupakan perkebunan kopi rakyat.
Produktivitas yang dicapai hanya 566
kg/ha/tahun, sementara kopi yang dikelola perkebunan besar BUMN dan swasta mencapai
601-620 kg/ha/tahun (Ditjenbun, 2011).
80 Seminar Nasional Inovasi Teknologi Kopi
ton/ha/tahun (Hulupi, 1999). Aplikasi
teknologi budidaya yang tepat, khususnya dalam penggunaan input produksi yang efisien
dan ramah lingkungan, dalam upaya
meningkatkan produktivitas dan mutu kopi sangat diperlukan.
Kegiatan usahatani kopi,
menggunakan pupuk anorganik sebagai sumber unsur hara N, P, dan K. Akibat penggunaan pupuk anorganik secara terus menerus dalam jangka panjang akan menyebabkan tanah menjadi cepat mengeras, kurang mampu menyimpan air, dan cepat menjadi asam (Parman, 2007). Penggunaan bahan kimia dan atau pupuk anorganik tidak hanya berdampak terhadap pencemaran air tanah, tetapi juga telah menyebabkan berbagai penyakit pada manusia dan hewan. Dampak negatif terhadap manusia adalah secara perlahan menurunkan ketahanan dan kekebalan tubuh (Titus dan Pereira, 2013).
Pemanfaatkan mikroba rhizosfer
indigenous mampu mempertahankan
kesuburan tanah dan merupakan solusi untuk
meningkatkan produktivitas kopi secara
berkelanjutan dan ramah lingkungan. Hasil eksplorasi dan isolasi beberapa isolat mikroba rhizosfer indigenous khususnya mikroba pelarut P dari pertanaman kemiri minyak, kakao, lada, dan kopi, potensial untuk meningkatkan
produktivitas tanaman serta mengurangi
penggunaan pupuk anorganik pada tanaman kopi.
KESUBURAN DAN KESEHATAN TANAH
Kesehatan tanah di dalam sistem pertanian ditunjukkan oleh kehidupan ekologi yang dinamis di dalam tanah yang mendukung pertumbuhan dan perkembangan tanaman yang sehat. Hal tersebut dipengaruhi oleh tekstur dan struktur tanah, kandungan hara, siklus bahan organik, kedalaman lapisan permukaan, dan bebas dari bahan-bahan berbahaya (Dave Forrest, 2007).
Anas dan Bakrie (2012)
mengemukakan bahwa lebih dari 73% tanah pertanian di Indonesia, termasuk sawah, telah mengalami degradasi yang ditandai oleh
rendahnya kandungan bahan organik.
Kesehatan tanah yang rendah disebabkan karena kurangnya penutupan tanah oleh tajuk maupun tanaman penutup tanah dan serasah. Hal tersebut menyebabkan temperatur tanah meningkat sehingga populasi biologi tanah menurun. Padahal biologi tanah memegang peranan yang sangat penting di dalam memperbaiki sifat fisik dan kimia tanah yang secara langsung akan berpengaruh terhadap siklus hara yang sangat dibutuhkan oleh tanaman.
Aktivitas biologi tanah berperan dalam mendekomposisikan bahan organik dan siklus hara di dalam tanah. Peranan biologi tanah dalam siklus hara yang terpenting adalah dalam proses mineralisasi bahan induk, penyimpanan dan pelepasan hara, memperbaiki struktur
tanah, mengendalikan patogen disekitar
perakaran, menjaga kelembaban tanah, dan menetralisasikan bahan kimia yang berbahaya bagi tanaman. Titus dan Pereira (2013)
mengemukakan bahwa dalam proses
dekomposisi bahan organik akan menghasilkan dua fungsi penting, yaitu menyediakan energi dan karbon untuk komunitas biota tanah. Selanjutnya dikatakan bahwa mikroorganisme yang umum dijumpai di dalam proses dekomposisi bahan organik yang utama adalah dari golongan bakteri, jamur, actinomycetes, dan protozoa. Sebagian kecil dari kelompok cacing, rayap, dan serangga, juga ikut dalam mengivestasikan bahan organik ke dalam tanah untuk menunjang kesehatan tanaman (Baon dan Abdullah, 2002).
Seminar Nasional Inovasi Teknologi Kopi 81
dan Sunaryo, 1990). Penggunaan biofertilizer pada tanaman padi sawah dapat meningkatkan efisiensi penggunaan pupuk N, P, dan K hingga 50% (Anas dan Rakhmadina, 2012).
MIKROBA RHIZOSFER
Mikroba rhizosfer adalah jasad mikro yang berasal dari sekitar dan atau berasosiasi
dengan perakaran tanaman. Keberadaan
kelompok mikroba di sekitar perakaran tanaman di antaranya ada yang bersifat menguntungkan karena dapat memfiksasi dan
melarutkan unsur hara, memproduksi
fitohormon, dan kemampuan antagonis
terhadap penyakit tular tanah yang dapat menunjang pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Jenis mikroba yang menguntungkan antara lain mikroba perombak bahan organik,
penambat nitrogen, pelarut fosfat, dan
mikoriza. Mikroba yang berasosiasi dengan perakaran tanaman umumnya terdiri atas bakteri, fungi, dan aktinomises.
Jamur mikoriza dapat berkembang di dalam sel akar maupun dalam tanah di sekitar akar, namun mutlak memerlukan tanaman yang hidup. Di dalam sel tanaman, mikoriza
berkembang menghasilkan jaringan hifa
internal, arbuskel (arbuscules), dan versikel
(versicles). Di dalam tanah, mikoriza
menghasilkan hifa eksternal dan spora mikoriza (Winarsih dan Baon, 1998).
Rhizobakteri Pemacu Tumbuh Tanaman (PGPR)
Rhizobakteri Pemacu Tumbuh
Tanaman (Plant Growth Promoting
Rhizobacteri/PGPR) sangat potensial untuk meningkatkan produktivitas tanaman serta mengurangi penggunaan pupuk anorganik.
PGPR mengkolonisasi rhizosfer sekitar
perakaran, di permukaan akar, atau dalam
Mekanisme stimulasi pertumbuhan tanaman oleh PGPR adalah melalui mobilisasi hara, pemacu pertumbuhan melalui produksi
fitohormon, dan kemampuan antagonis
terhadap penyakit tular tanah (Egamberdieva,
2008), pelarutan dari fosfat anorganik,
peningkatan hara besi melalui siderofor pengkhelat besi, dan kandungan volatil yang
mempengaruhi signal tanaman (Singh et al.,
2011). Banyak spesies bakteri yang mampu memproduksi auksin, ACC deaminase, dan sintesis giberelin dan sitokinin (van Loon, 2007). PGPR, dengan antibiosis, kompetisi ruang, dan hara dan induksi resistensi sistemik dalam tanaman, melawan penyebaran patogen
akar dan daun (Singh et al., 2011). Sebagian
besar isolat menghasilkan peningkatan yang signifikan dalam pertumbuhan tinggi tanaman, panjang akar dan produksi berat kering tajuk
dan akar tanaman. Beberapa PGPR
diinokulasikan pada benih sebelum tanam,
dapat memperkuat perakaran tanaman.
Beberapa perubahan kimia tanah juga
berhubungan dengan PGPR.
Mikroba Pelarut Fosfat (MPF)
Fosfor (P) mempunyai peranan sangat penting bagi tanaman dalam proses respirasi, pemindahan dan penggunaan energi (ATP-ADP-AMP), pembelahan sel, pertumbuhan jaringan meristem, serta pembentukan bagian-bagian generatif seperti bunga dan buah
(Malavolta et al., 1962 dalam Pujiyanto, 1991).
Masalah kekurangan P seringkali bukan karena kandungan P total yang rendah, namun karena perilaku P yang dihadapkan pada masalah adsorpsi, fiksasi, dan imobilisasi. Pada pH rendah, fosfat terlarut diikat oleh Fe, Al, dan Mn maupun hidroksida dari unsur-unsur tersebut. Pada pH tinggi, fiksasi P dilakukan oleh Ca membentuk senyawa yang sukar larut (Pujiyanto, 1991).
Sebagian besar lahan yang digunakan untuk perkebunan kopi adalah tanah yang tingkat kesuburannya rendah dan secara umum berkadar P rendah. Salah satunya adalah tanah masam yang sering mengalami kekahatan P.
82 Seminar Nasional Inovasi Teknologi Kopi asetat, malat, ketoglukonat dan suksinat (Alexander, 1978). Asam organik yang memiliki daya pelarutan nisbi tinggi terhadap senyawa
P-anorganik adalah asam α ketoglukonat karena
memiliki afinitas yang lebih tinggi daripada P-orthophospat terhadap kation-kation seperti
Ca2+. Fe3+. Asam-asam tersebut banyak
diproduksi oleh golongan bakteri
Pseudomonas. Pelarutan fosfat secara biologis juga terjadi karena mikroba menghasilkan enzim antara lain enzim fosfatase (Lynch, 1983).
Mikroba pelarut P juga meningkatkan
pertumbuhan tanaman melalui mekanisme
produksi Indole Acetic Acid (IAA) yang
merupakan salah satu zat pemacu tumbuh
tanaman (Mittal et al., 2008). Jumlah mikroba
pelarut P dalam tanah biasanya tidak cukup banyak untuk berkompetisi dengan mikroba lainnya dalam rhizosfer sehingga inokulasi mikroba ini akan memberikan pengaruh
menguntungkan (Mittal et al., 2008).
Mikroba yang termasuk dalam
kelompok bakteri pelarut fosfat antara lain
Bacillus sp. (Ginting et al., 2006) dan dari
kelompok fungi Aspergillus sp. (Alexander, 1977
dalam Ruhnayat, 2007).
Pemanfaatan Mikroba Rhizosfer pada
Tanaman Kopi
Perkembangan pertanian modern telah menyebabkan petani kopi menggunakan pupuk
kimia untuk meningkatkan produktivitas
tanamannya terutama Nitrogen dan Fosfat.
Pupuk buatan sangat membahayakan karena dapat mencemari perairan. Dengan demikian, penggunaan pupuk kimia merupakan bencana bagi ekologi kopi di negara-negara berkembang. Proses kesimbangan tanah memerlukan waktu yang cukup lama sehingga petani memilih penggunaan pupuk kimia untuk menyuburkan tanahnya. Penggunaannya yang praktis dan respon tanaman yang cepat mendorong petani lebih memilih menggunakan pupuk kimia. Oleh karena itu, diperlukan upaya bagaimana menyuburkan tanah tanpa menimbulkan dampak negatif terhadap lingkungan. Tanah dapat diumpamakan merupakan suatu gudang yang hidup, di dalamnya terdapat miliaran mikroba berguna yang bertindak sebagai pabrik menghasilkan bio-nitrogen dan unsur hara lainya untuk tanaman. Diperkirakan 83,3 % dari atmosfir bumi mengandung Nitrogen yang belum tersedia untuk tanaman. Peranan
mikroorganisme yang mampu mengubah
nitrogen di atmosfir yang tidak tersedia untuk tanaman menjadi bentuk yang dapat diserap (amoniak) dan dimanfaatkan oleh tanaman. Proses ini akan menyuburkan tanah dan sekaligus menyehatkan ekosistem. Oleh karena itu, pemanfaatan mikroba rhizosfer, yang mampu mempertahankan kesuburan tanah, dapat merupakan solusi untuk meningkatkan produktivitas kopi secara berkelanjutan dan ramah lingkungan.
Seminar Nasional Inovasi Teknologi Kopi 83
Gambar 2. Mikroba pelarut fosfat mampu menunjang pembungaan yang serempak pada tanaman kopi
Isolasi mikroba pelarut fosfat yang
dilakukan Balittri diperoleh Bacillus sp., dan
Aspergillus sp. Kedua isolat ini telah diformulasikan dalam bentuk biofertilizer
“Asbatris-Z’ yang sangat efektif untuk meningkatkan pertumbuhan dan produktivitas pada tanaman kopi.
Biofertilizer “Asbatris-Z” ini pada
tanaman kopi dapat memacu pembungaan serempak, merangsang peningkatan buah jadi,
meningkatkan jumlah cabang sekunder,
pematangan buah serempak dan membuat sifat fisik tanah menjadi remah serta mengurangi penggunaan pupuk anorganik hingga 50%.
KESIMPULAN
Kesehatan tanah sangat penting untuk menunjang pertumbuhan dan perkembangan tanaman kopi. Kopi yang dibudidayakan pada lingkungan yang sehat akan menghasilkan buah yang aman dikonsumsi tanpa menimbulkan dampak negatif terhadap kesehatan. Tanah yang sehat dicirikan oleh tingginya bahan organik tanah yang sangat diperlukan oleh aktivitas biota tanah yang memliki peranan penting dalam penguraian unsur hara yang dibutuhkan tanaman. Oleh karena itu, sangat penting untuk menginvestasikan sebanyak mungkin bahan organik ke dalam tanah dan pemanfaatan kelompok mikroba pelarut fosfat
seperti Bacillus sp. dan Aspergillus sp. mampu
meningkatkan pertumbuhan dan
perkembangan tanaman kopi serta
meningkatkan efisiensi penggunaan pupuk anorganik hingga 50%.
DAFTAR PUSTAKA
Abdullah, S. dan Sunaryo. 1990. Pengolahan Tanah dan Penggunaan Mulsa dalam Hubungannya dengan Serapan Air dan Hara serta Produksi Kopi. Prosiding Simposium Kopi Jilid II. Pusat Penelitian Perkebunan Jember. Surabaya, 20-21 November 1990. p. 97-104.
Alexander, M. 1978. Introduction to Soil Microbiology. Wiley Eastern Privet Limited. 467 p.
Anas, I. dan V. D. Rakhmadina. 2012. Effect of Oligochitosan, Vitazyme, Biofertilizer on Growth and Yield of Rice. FNCA Biofertilizer Newsletter, Forum of Nuclear Cooperation in Asia (FNCA). Biofertilizer Project, Issue No. 11, March 2013: 5-6.
Anas, I. dan M. M. Bakrie. 2012. Evaluation of Bio-Organic Fertilizer to Substitue Partly an Inorganic Fertilizer for Sustainable Rice Cultivation. FNCA Biofertilizer Newsletter, Forum of Nuclear Cooperation in Asia (FNCA). Biofertilizer Project, Issue No. 10, March 2012: 6-7.
84 Seminar Nasional Inovasi Teknologi Kopi Ditjenbun. 2011. Statistik Perkebunan Indonesia
2010-2011. Kopi. Direktorat Jenderal Perkebunan. Jakarta. 77 hlm.
Dave Forrest. 2007. Northern Rivers Soil BMP Guide. Coffee, Best Management Practices for Soil Health.
Egamberdieva, D. 2008. Plant growth promoting properties of rhizobacteria isolated from wheat and pea grown in loamy sand soil. Turk J. Biol. 32: 9-15.
Ginting, R. C. B, R. Saraswati, dan E. Husen. 2006. Mikroorganisme Pelarut Fosfat. Dalam Pupuk Organik dan Pupuk Hayati. Balai Penelitian Tanah. Hlm. 265-271.
Hulupi, R. 1999. Bahan tanam kopi yang sesuai untuk kondisi agroklimat di Indonesia. Warta Pusat Penelitian Kopi dan Kakao Indonesia 15 (1): 64-81.
Husen, E., R. Saraswati, dan R. D. Hastuti. 2006. Rhizobakteri Pemacu Tumbuh Tanaman. Dalam Pupuk Organik dan Pupuk Hayati. Balai Penelitian Tanah. Hlm. 191-209.
Isroi. 2005. Bioteknologi Mikroba untuk Pertanian Organik. Lembaga Riset Perkebunan Indonesia. http://www.ipard.com. [10 Oktober 2010].
Lynch, J. M. 1983. Soil Biotechnology. Blackwell Sci. Pub. Co., London. 191 p.
Mittal, V., O. Singh, H. Nayyar, J. Kaur, and R. Tewari. 2008. Stimulatory effect of phosphate-solubilizing fungal strains (Aspergillus awamori and Penicillium citrinum) on the yield of chickpea (Cicer arietinum L. cv. GPF2). Soil Biology & Biochemistry 40: 718–
727.
Nunes, M. A. 1976. Water relations in coffee. significant of plant water deficits to growth and yield: A Review. J. Coffee Res. 6: 4-21.
Parman, S. 2007. pengaruh pemberian pupuk organik cair terhadap pertumbuhan dan produksi kentang (Solanum tuberosum L.). Buletin Anatomi dan Fisiologi XV (2): 21-31.
Pujiyanto. 1991. Adsorpsi fosfat pada typic fragiudalfs asal Kebun Percobaan Kaliwining, Jember. Pelita Perkebunan 7 (2): 33-38.
Ruhnayat, A. 2007. Pemanfaatan Pupuk Bio dan Pupuk Alam untuk Mendukung Budidaya Organik pada Tanaman Lada dan Panili.
http://balittro.litbang.deptan.go.id. [12 Juni
2009].
Singh, J. S., V. C. Pandey, and D.P. Singh. 2011. Efficient soil microorganisms: A new dimension for sustainable agriculture and environmental development. Agriculture, Ecosystems and Environment 140: 339–353.
Titus, A. and G. N. Pereira. 2013. Organic Matter Decomposition in Coffee Plantations. http:\\www.ineedcoffee.com [4 September 2013].
Van Loon, L. C. 2007. Plant responses to plant growth-promoting rhizobacteria. Eur J Plant Pathol. 119: 243-254.
Winarsih, S. dan J. B. Baon, 1998. Planlet kopi unggul bermikoriza untuk lahan bermasalah hara. Warta Pusat Penelitian Kopi dan Kakao 14 (1): 39-44.
