EFEKTIVITAS LIMA ISOLAT Bacillus subtilis SEBAGAI PGPR
DALAM MENINGKATKAN PERTUMBUHAN TANAMAN
CABAI MERAH
Oleh
Nur Kholida Wulansari
1, Nur Prihatiningsih
2dan Heru Adi Djatmiko
21
Mahasiswa S2 Program Studi Agronomi
Program Pascasarjana Universitas Jenderal Soedirman
2
Fakultas Pertanian Universitas Jenderal Soedirman
lisawulansari1989@gmail.com
ABSTRAK
Karakter PGPR yang dihasilkan oleh B. subtilis dapat digunakan untuk meningkatkan produktivitas
cabai merah. Tujuan dari penelitian ini adalah 1. Mengetahui efektivitas formula lima isolat B.
subtilis dalam meningkatkan petumbuhan tanaman cabai merah, 2. Mengetahui potensi
masing-masing isolat B. subtilis. Penelitian dilakukan di Desa Psir Kulon, Kecamatan Karanglewas
Kabupaten Banyumas mulai bulan Juli 2017. Rancangan percobaan yang digunakan yaitu Rancangan Acak Kelompok Lengkap dengan tujuh perlakuan dan 4 ulangan. Perlakuan yang diberikan yaitu formula B46, B209, B211, B298, B315 dan propineb. Variabel yang diamati yaitu tinggi tanaman, diameter batang dan luas daun. Data yang diperoleh dianalisis menggunakan uji F dan jika berbeda nyata dilanjutkan menggunakan uji jarak ganda duncan. Laju pertumbuhan
dihitung. Hasil penelitian menunjukkan isolat B. subtilis efektif meningkatkan pertumbuhan
tanaman dan B. subtilis B209 merupakan isolatterbaik dalam meningkatkan laju tinggi tanaman
sebesar 2,78 cm/hari.
Kata kunci: PGPR, Bacillus subtilis, cabai, pertumbuhan tanaman
ABSTRACT
Character PGPR produced by B. subtilis can be used to increase the productivity of red chili. The purpose of this study The purpose of this study is 1. To know the effectiveness of the formula of five isolates of B. subtilis in increasing the growth of red pepper plant 2. To know the potency of each isolate B. subtilis. The research was conducted in Pasir Kulon village, Karanglewas districts, Banyumas Regency starting July 2017. The experiment design used was Complete Group Design with 4 replications. The treatments are formula B46, B209, B211, B298 B315 and propineb. The variables observed were plant height, stem diameter and leaf area. The data obtained were analyzed using the F test and if significantly different were continued using a double duncan test. Growth rate is calculated. The results showed that isolates of B. subtilis effectively increased plant growth and B209 was the best B. subtilis isolate in increasing plant’s hige rate of 2,78 cm/day.
Keywords: PGPR, Bacillus subtilis, chili, plant growth
PENDAHULUAN
Cabai merah (Capsicum annum L.) merupakan salah satu tanaman sayuran yang cukup
penting di Indonesia, baik sebagai konsumsi di dalam negeri maupun sebagai komoditas ekspor.
Sebagai sayuran, cabai merah selain memiliki nilai gizi yang cukup tinggi juga memiliki nilai
Pada tahun 2015, luas areal tanaman cabai mencapai 120.847 dengan produksi 1.045.182
ton. Angka ini mengalami penurunan dibandingkan dengan data tahun 2014 yang menunjukkan
luas panen mencapai 128.734 ha dengan produksi 1.074.602. Namun demikian, produktivitas cabai
merah mengalami peningkatan dari 8,35 ton/ha di tahun 2014 menjadi 8,65 ton ha (Badan Pusat
Statistik, 2016). Akan tetapi produktivitas cabai merah di Indonesia masih jauh dari potensinya
yang dapat mencapai 12-20 ton/ha (Duriat, 1996).
Salah satu upaya untuk dapat meningkatkan produktivitas cabai merah yaitu dengan
penambahan hormon pemacu tumbuh tanaman PGPR (Plant Growth Promoting Rizobacteria) yang
dihasilkan oleh agens hayati. PGPR bermanfaat dalam mengoloni akar dan memacu pertumbuhan
tanaman (Kumar et al., 2011) serta kesuburan lahan (Raka et al., 2012). Prinsip pemberian PGPR
yaitu dapat meningkatkan jumlah bakteri aktif di sekitar perakaran sehingga memberikan dampak
yang baik untuk tanaman.
Keuntungan pemberian PGPR yaitu dapat meningkatkan kadar mineral dan fiksasi
nitrogen, meningkatkan toleransi tanaman terhadap cekaman lingkungan, sebagai biofertilizer, agen
biocontrol, melindungi tanaman dari patogen, meningkatkan produksi indol-3-acetic acid,
mensekresi enzim litic, serta menginduksi ISR (Figueiredo et al., 2010; Mafia et al., 2009; Kumar et al., 2011). Zhao et al., 2015 menyatakan bahwa salah satu agens hayati yang berpotensial sebagai PGPR yaitu B. subtilis.
Beberapa hasil penelitian menunjukkan bahwa setiap isolat dari agens hayati memiliki
kemampuan berbeda dalam menginduksi tanaman (Dewi et al., 2015). Lebih lanjut dalam
penelitian tersebut menyatakan bahwa masing-masing isolat mampu menghasilkan enzim protease,
senyawa IAA yang berbeda beda dan isolat IC mampu menghasilkan senyawa IAA tertinggi. IAA
merupakan hasil senyawa metabolit sekunder yang dihasilkan oleh agens hayati yang berpean
dalam meningkatkan perkembangan sel, merangsang pembentukan akar baru, memacu
pertumbuhan, merangsang pembungaan dan meningkatkan aktivitas enzim (Egamberdiyeva, 2007).
Wu and Wong. (2005), melaporkan bahwa inokulum Bacillus megaterium dan Bacillus
mucilaginous tidak hanya meningkatkan pertumbuhan tanaman jagung, tetapi juga meningkatkan
asimilasi hara tanaman (total N, P dan K).
Efektivitas B. subtilis yaitu dengan lima isolat B46, B209, B211, B298 dan B315 dengan
formula dari maltodextrin dan CMC sebagai pembawa. Lima isolat tersebut dipilih karena mampu
menekan patogen Ralstonia solanacearum pada tanaman kentang yang dilakukan Prihatiningsih
2013. Tujuan dari penelitan ini adalah 1. Mengetahui efektivitas lima isolat B. subtilis dalam
METODE PENELITIAN
Penelitian dilakukan di Kabupaten Banyumas mulai bulan Juli 2017. Materi penelitian
yang digunakan adalah lima isolat Bacillus yaitu yaitu B46, B209, B211, B298 dan B315 (Koleksi
Prihatiningsih) dan Fungisida berbahan aktif propineb. Rancangan percobaan yang digunakan yaitu
Rancangan Acak Kelompok Lengkap dengan 4 ulangan. Perlakuan yang diberikan yaitu formula
B46, B209, B211, B298 B315 dan propineb. Variabel yang diamati yaitu tinggi tanaman, diameter
batang dan luas daun. Tinggi tanaman dan diameter batang diamati dengan selang 10 hari sampai
50 hari. Luas daun diamati pada hari 20. Data yang diperoleh daianalisis menggunakan uji F dan
jika berbeda nyata dilanjutkan menggunakan uji jarak ganda duncan. Laju pertumbuhan dihitung
dengan rumus:
Keberhasilan aplikasi formula Bacillus dipengaruhi oleh berbagai faktor, diantaranya
lingkungan (suhu, kelembapan, curah hujan), pupuk, dan kemampuan masing-masing mikroba
dalam menghasilkan PGPR. Pracaya, 2013 menyatakan keberhasilan PGPR tergantung dalam
pembentukan kepadatan populasi yang efektif dari sel aktif dalam rizozfer tanaman. berdasarkan
analisi ragam dengan taraf kesalahan 5% aplikasi lima isolat formula Bacillus dan propineb
berpengaruh nyata pada variabel tinggi tanaman akan tetapi tidak berpengaruh nyata pada diameter
batang dan luas daun Tabel 1. Peningkatan pertumbuhan tanaman cabai oleh formula Bacillus
dapat terjadi melalui satu atau lebih mekanisme yang terkait dengan karakter fungsional PGPR dan
kondisi di lingkungan rizosfir. Karakter fungsional PGPR selain produksi fitohormon dan siderofor
adalah mekanisme penambatan N secara nonsimbiotik dan pelarutan hara P.
Tabel 1. Matrik analisis ragam pengaruh B. subtilis pada tanaman cabai
Variabel Uji F
Tinggi tanaman 4,03 n
Diameter batang 0,63 tn
Keterangan: n = nyata pada taraf kesalahan 5% dan tn = tidak nyata pada taraf kesalahan 5%
Tabel 2. Tinggi tanaman, diameter batang dan luas daun tanaman cabai pada perlakuan B. subtilis
B. subtilis Tinggi tanaman Diameter batang Luas daun
Kontrol 61,59 b 0,94 11,20
B46 65,45 ab 0,93 9,65
B209 72,00 ab 0,88 12,08
B211 74,75 a 1,06 13,82
B298 62,90 b 0,95 11,11
B315 69,61 ab 0,94 11,16
Propinep 67,41 ab 0,93 11,18
Keterangan: angka yang diikuti huruf yang sama dalam satu kolom tidak berbeda nyata menurut uji
jarak ganda duncan pada taraf kesalahan 5%.
Aplikasi formula Bacillus beda nyata terhadap tinggi tanaman Tabel 2 tetapi tidak beda
nyata pada diameter batang dan luas daun. Aplikasi terbaik nampak pada perlakuan B211 yang
menunjukkan beda nyata terhadap kontrol. Hal ini disebabkan setiap mikroorganisme memiliki
kemampuan yang berbeda dalam mensintesis hormon tumbuh. Hormon tumbuh tersebut yaitu asam
indol asetat (IAA) (Thakuria et al., 2004) dan giberelin (Joo et al., 2004). Isolat B211 diduga
mampu mensintesis hormon IAA dan giberelin tertinggi sehingga paling baik dalam meningkatkan
tinggi tanaman cabai. B211 juga mampu meningkatkan diameter batang1,06 cm dan luas daun
13,82 cm. Dari hasil penelitian Yulistiani, 2015 yang menyatakan bahwa isolat B1, B298 dan B315
mampu menghasilkan IAA yang ditandai dengan terbentuknya warna merah muda pada media
YPGA yang ditetesi reagen salkowski. Warna merah muda terbentuk karena adanya interaksi
antara IAA dengan Fe membentuk senyawa kompleks [Fe2(OH)2(IA)4] warna merah muda yang
semakin pekat menunjukkan kandungan IAA yang dihasilkan oleh bakteri semakin tinggi. Hasil
penelitian Novrianti, 2014 yaitu isolat B46 teruji menghasilkan enzim IAA secara kualitatif dan
kuantitatif sebesar 3,93 ppm.
Fungisida propineb selain dapat menekan pertumbuhan patogen juga dapat meningkatkan
pertumbuhan tanaman. Fungisida berbahan aktif propineb merupakan fungisida kontak yang
berbentuk tepung, yang di dalamnya mengandung unsur mikro zinc (zn). Zn dalam tanaman terlibat
dalam beberapa fungsi enzim untuk meningkatkan reaksi-reaksi metabolik, sintesis
Gambar 1. Laju tinggi tanaman cabai pada perlakuan B. subtilis
Aplikasi formula B46, B209, B211, B298, B315, dan propineb menunjukkan laju
pertumbuhan tanaman yang meningkat (Gambar 1). Laju pertumbuhan naik mulai 10 HST sampai
ke titik tertinggi pada 40 HST, kemudian menurun pada 50 HST. Laju pertumbuhan yang paling
cepat yaitu pada aplikasi B209 pada 30 HST yaitu sebesar 2,71 cm/hari. Sedangkan laju terbaik
pada aplikasi B211 pada 40 HST sebesar 2,78 cm/hari. Aplikasi terendah pada perlakuan propineb
pada 40 HST sebesar 2,0 cm/hari.
Hal ini disebabkan isolat Bacillus memiliki mekanisme PGPR sebagai biofertilisasi dengan
memfiksasi N2, memproduksi siderofor dan melarutkan phospat (Kumar et al., 2011). Siderofor
berperan dalam induksi resistensi atau peningkatan ketahanan tanaman terhadap OPT. Hasil
penelitian Masnilah et al., 2006 menunjukkan bahwa perlakuan bakteri yang tergolong PGPR dapat
meningkatkan pertumbuhan akar tanaman kedelai. Keberadaan Bacillus mampu membantu
kelarutan fosfat hingga 2-3 kali lebih banyak (Vessey, 2003).
Pelarut fosfat secara biologis terjadi karena mikroorganisme tersebut menghasilkan enzim
fosfatase (Lynch, 1983). Fosfatase merupakan enzim yang dihasilkan apabila ketersediaan fosfat
rendah. Pada proses mineralisasi bahan organik, senyawa fosfat organik diuraikan menjadi bentuk
fosfat anorganik yang tersedia bagi tanaman dengan bantuan enzim fosfatase. Sehingga penyerapan
Gambar 2. Laju diameter batang tanaman cabai pada perlakuan B. subtilis
Laju diameter batang tanaman cabai meningkat mulai dari 0 HSt sampai 30 HST dan
setelahnya menurun kecuali pada perlakuan B209. Artinya selain pada perlakuan B209 puncak laju
diameter batang tanaman cabai tertinggi diperoleh pada 30 HST. Perlakuan B209 menunjukkan
laju teru meningkat sampai 40 HSTdan setelahnya mulai menurun.
KESIMPULAN
Kesimpulan penelitian ini adalah isolat B. subtilis efektif meningkatkan pertumbuhan
tanaman dan B209 merupakan isolat B. subtilis terbaik dalam meningkatkan pertumbuhan
tanaman.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi
Kementerian Riset, Teknologi dan Pendidikan Tinggi, Lembaga Penelitian dan Pengabdian Kepada
Masyarakat Universitas Jenderal Soedirman yang telah membiayai penelitian ini melalui Hibah
Penelitian Strategis Nasional.
DAFTAR PUSTAKA
Badan Pusat Statistik. 2016. Produksi Cabai Besar Menurut Provinsi, 2010-2016. Badan Pusat
Statistik dan Direktorat jenderal Hortikultura.
Dewi, T. K., E. S. Arum, Imamuddin dan S. Antonius. 2015. Karakterisasi Mikrobia Perakaran
(PGPR) Agen Penting Pendukung Pupuk Organik Hayati. Prosiding Seminar Nasional
Duriat, A.S. 1996. Cabai Merah: Komoditas Prospek dan Andalan. Dalam: Duriat, A.S., A.
Widjaja, W. Hadisoeganda, T.A. Soetiarso, dan L. Prabaningrum (Eds). Teknologi
Produksi Cabai Merah. Lembang: Balai Penelitian Tanaman Sayuran. Hlm 1-3.
Egamberdiyeva, D. 2007. The effect of PGPR on Growth and Nutrient Uptake of Maize in Two Different Soils. Applied Soil Ecology. 36(1). 184-189.
Figuiredo, M. V. B., L. Seldin, F. F. Araujo, and R. L. R. Mariano. 2010. Plant Growth Promoting
Rhizobacteria: Fundamentals and Aplication. In: D. K. Maheshwari (eds). Plant Growth
and Health Promoting Bacteria. pp 21-43.
Harpenas, A. dan R. Dermawan. 2011. Budidaya Cabai Unggul. Penebar Swadaya. Jakarta.
Joo, G.J., Y. Kim, I.J. Lee, K.S. Song, and I.K. Rhee. 2004. Growth Promotion of Red Pepper Plug
Seedling and The Production of Gibberellins by Bacillus cereus.Bacillus macroides and
Bacillus pumilus. http://www.ingentaconnet.com/content/klu/bile/ 2004 diakses pada10 Maret 2017.
Kumar, A., A. Prakash., and B.N. Johri. 2011. Bacillus as PGPR in Crop Ecosystem. Bacteria in
Agrobiology; Crop Ecosystem. In: D. K. Maheshwari (eds).Bacteria in Agrobiology: Crop Ecosystems.pp 37-59.
Longfei Zhao, L., Yajun, X., Xin-He Lai dan Changjuan, S. 2015. Screening and Characterization of Endophytic Bacillus And Paenibacillus Strains From Medicinal Plant Lonicera japonica for Use as Potential Plant Growth Promoters. Brazilian Journal of Microbiology. 46(4): 977-989.
Lynch, J. M. 1983. Soil Biotecnology. Blackwell Sci. Pub. Com London. 191p.
Mafia, R. G., A. C. Alfenas, E. M. Ferreira, D. H. B. Binoti, G. M. V. Mafia dan A. H. Mounter. 2009. Root Colonitation and Interaction Among Growth Promoting Rizobacteria Isolates and Eucalypts Species. Rev. Árvore, 33(1):1-9.
Masnilah, R. P. A., Miharja., dan Restuningsih. 2006. Pemanfaatan Bacillus sp. sebagai
Biopestisida untuk Pengendalian Hayati Bakteri Penyebab Penyakit Layu pada Tomat. Jurnal Mapeta. 8(2): 87-94.
Novrianti, N. 2014. Pengaruh Dosis Pupuk Fosfor dan Aplikasi Bacillus B46 + Pseudomonas
fluorencens P60 Terhadap Pertumbuhan Caisin. Tesis. Program Studi Agronomi, Pasca Sarjana. Universitas Jenderal Soedirman. Purwokerto. Tidak dipublikasikan.
Prihatiningsih, N. 2013. Aktivitas Antibiosis Bacillus sp. B315 Sebagai Agens Pengendali Hayati Ralstonia solanacearum Pada Kentang. Disertasi. Fakultas Pertanian. Universitas Gajah Mada. Yogyakarta.
Raka I. G. N., K. Khalimi, I. D. N. Nyana, dan I. K. Setiadi. 2012. Aplikasi Rizobacteri Pantoea agglomerans untuk meningkakan Pertumbuhan dan Hasil Tanaman Jagung (Zea mays. L) Varietas Hibrida BISI-2. Agrotrop. 2(1):1-9.
Vessey, J. K. 2003. Plant Growth Promoting Rizobacteria as Biofertilizers. Plant and Soil. 255: 571-586.
Wu, S. C and M. H. Wong. 2005. Effect of Biofertilizer Containing N-fixer, P and K Solubilizers and AM Fungi on Maize Growth; a Greenhouse Trial. Geoderma. 125: 1-2.
Wunarso, S. 2005. Kesuburan Tanah, Dasar-Dasar Kesuburan Tanah dan Kesehatan Tanah. Gava Media. Yogyakarta.
Yulistiani, D. 2015. Potensi Tiga Isolat Bacillus subtilis B1, B298, dan B315, Sebagai Pemacu
Pertumbuhan Tanaman Solanaceae. Skripsi. Program Studi Agroteknologi. Universitas
