Cari Blog Ini

Rabu, 30 Mei 2012

PGPR

MAKALAH ORGANISME TANAH
RHIZOBACTERIA PENDUKUNG PERTUMBUHAN TANAMAN





Oleh:
Kelompok II
1.  M.DENI RISWANDI (05101007063)
2.  ANDRI DENI LANDA(05101007064)
3.  MURNIATI (05101007065)
4.  ESSY NOVITA SARI (05101007066)
5.  SONDANG K.SITORUS (05101007067)
6.  GABRIEL B. M. PANDIANGAN (05101007068)
7.  OSCAR H PASARIBU (05101007070)
8.  PURNA YUDHA BHAKTI P (05101007071)
9.  ROSMALINA (05101007072)
10.             EKO DEDI SEPTIAJI (05101007073)
11.  NISS VENANTI ULFA C (05101007075)
12.             AL ARY PUTRA (05101007076)
13.             ARDANI PUTRA (05101007078)
14.             HANNA RUT PURBA (05101007079)
15.             AYU DWI ANJANI (05101007080)


PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SRIWIJAYA

INDRALAYA
2011


BAB I
PENDAHULIAN

A. Latar Belakang
Tanah dapat dipandang sebagai permukaan lahan di atas bumi yang menyediakan substrat bagi kehidupan tumbuh-tumbuhan dan hewan. Ciri-ciri lingkungan tanah bervariasi menurut letak dan iklimnya. Tanah juga memiliki kedalaman, sifat-sifat fisik, komposisi kimiawi dan asal yang berbeda-beda. Ada lima kategori utama unsur tanah, yaitu: partikel, mineral, bahan organik, air, gas dan jasad hidup.
Tanah berasal dari batuan yang telah lapuk. Tanah merupakan sumber penghidupan manusia dan makhluk hidup yang lainnya. Tanah dapat diolah menjadi tanah pertanian untuk menghasilkan bahan-bahan kebutuhan hidup manusia. Hasil dari pertanian dapat kita olah menjadi bahan makanan, pakaian, dan obat-obatan.
Tanah tidak hanya terdiri dari satu lapisan saja. Susunan lapisan tanah terdiri atas humus, lempung, geluh, pasir, dan kerikil. Tanah yang baik adalah tanah yang banyak mengandung humus dan perbandingan bagian pasir, geluh, dan lempungnya hampir sama.
Tanah merupakan tempat hidup yang paling ideal bagi bakteri karena mengandung bahan organic,anorganik dan mineral yang berlimpah.Setiap elemen tanah memiliki jenis, populasi dan sifat genetic yang berbeda. Keanekaragaman mikroorganisme pada tanah : Bakteri, Algae,Mold, Protozoa, Amuba, Actinomycetes Flagellata, Cilliata.
Tanah subur mengandung lebih dari 100 juta mikroba per gram tanah.Produktivitas dan daya dukung tanah tergantung ppada aktivitas mikroba tersebut.Sebagian besar mikroba memiliki peranan yang menguntungkan bagi pertanian, yaitu berperan dalam menghancurkan limbah organic, recycling hara tanaman, fiksasi biologis nitrogen, pelarutan fosfat, meransang pertumbuhan, biokontrol pathogen dan membantu penyerapan unsure hara.Bioteknologi berbasis mikroba dikembangkan dengan memanfaatkan peran-peran penting mikroba tersebut. Pembagian mikroba :
1.     Golongan aotohtonus : mikroba yang selalu ditemukan dan tidak dipengaruhi lingkungan.
2.    Golongan Zimogenik : kehadirannya diakibatkan pengaruh luar yang baru.
3.    Golongan Transien : kehadirannya bersamaan dengan adanya penambahan secara buatan.
Mikroorganisme merupakan jasad hidup yang mempunyai ukuran sangat kecil (Kusnadi, dkk, 2003). Setiap sel tunggal mikroorganisme memiliki kemampuan untuk melangsungkan aktivitas kehidupan antara lain dapat dapat mengalami pertumbuhan, menghasilkan energi dan bereproduksi dengan sendirinya.
Mikroorganisme memiliki fleksibilitas metabolisme yang tinggi karena mikroorganisme ini harus mempunyai kemampuan menyesuaikan diri yang besar sehingga apabila ada interaksi yang tinggi dengan lingkungan menyebabkan terjadinya konversi zat yang tinggi pula. Akan tetapi karena ukurannya yang kecil, maka tidak ada tempat untuk menyimpan enzim-enzim yang telah dihasilkan.Dengan demikian enzim yang tidak diperlukan tidak akan disimpan dalam bentuk persediaan.enzim-enzim tertentu yang diperlukan untuk perngolahan bahan makanan akan diproduksi bila bahan makanan tersebut sudah ada. Mikroorganisme ini juga tidak memerlukan tembat yang besar, mudah ditumbuhkan dalam media buatan, dan tingkat pembiakannya relative cepat (Darkuni, 2001). Oleh karena aktivitasnya tersebut, maka setiap mikroorganisme memiliki peranan dalam kehidupan, baik yang merugikan maupun yang menguntungkan.

B. Tujuan
          Adapun tujuan dari penulisan makalah ini adalah untuk mengkaji peranan mikrofauna tanah terhadap peningkatan produksi pertanian.

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Pertumbuhan tanaman adalah proses terjadinya peningkatan jumlah dan ukuran daun dan batang. Hasil pertumbuhan tanaman adalah produk yang dapat dikonsumsi atau dimanfaatkan menjadi produk lain, atau hanya bersifat estetis. Pengambilan hasil dinamakan pemanenan, yang dapat dilakukan oleh manusia, hewan atau peralatan mesin.
Setiap proses pertumbuhan memerlukan energi. Tanaman mendapatkan energinya dari matahari melalui proses fotosintesis, yang merupakan proses penyerapan cahaya oleh pigmen hijau (klorofil) dalam daun. Energi cahaya, air dan CO2  menghasilkan O2 dan gula sederhana. Tanaman kemudian memanfaatkan gula sederhana ini untuk mensintesa gula yang lebih kompleks serta karbohidrat untuk disimpan sebagai energi yang dapat digunakan kembali jika dibutuhkan untuk mensintesa selulosa dan hemiselulosa pada dinding sel, atau menggabungkannya dengan nitrogen untuk mensintesa protein. Bagaimana tanaman memanfaatkan energi ini bergantung pada stadia pertumbuhan tanaman dan kondisi lingkungan (Rayburn, 1993).
Pertumbuhan tanaman tidak hanya terjadi pada bagian atas (tajuk) tanaman, tetapi juga terjadi pada bagian bawah (akar) tanaman. Akar menentukan kemampuan tanaman untuk menyerap nutrisi dan air, pertumbuhannya ditentukan oleh area daun yang aktif melakukan fotosintesis karena akar bergantung pada penangkapan energi oleh daun. Pada saat suplai energi terbatas, maka energi yang ada digunakan oleh jaringan tanaman yang paling dekat dengan lokasi fotosintesis. Oleh karena itu akar menerima energi hanya pada saat ada kelebihan energi yang diproduksi melalui fotosintesis yang tidak digunakan untuk pertumbuhan tajuk tanaman.
Proses pertumbuhan tajuk dan akar merupakan proses yang saling berkaitan  satu sama lain. Apabila terjadi gangguan pada salah satunya maka akan menyebabkan gangguan pada bagian lainnya. Misalnya pada kondisi kekurangan air dan nitrogen, pertumbuhan tajuk lebih mengalami hambatan daripada bagian akar. Hal ini disebabkan akar bertugas lebih banyak untuk mencari air dan sumber N dari dalam tanah untuk didistribusikan ke bagian tajuk. Pada saat ketersediaan air memadai maka pertumbuhan tajuk kembali ke arah normal sehingga distribusi fotosintat ke akar juga kembali normal.
Tanaman membutuhkan sedikitnya 13 unsur hara untuk pertumbuhan dan perkembangannya. Beberapa unsur berada dalam bentuk tersedia dalam semua jenis tanah, sedangkan lainnya dalam bentuk tidak tersedia sehingga membutuhkan tambahan dari luar tanah dalam bentuk pemupukan. Unsur hara ini berperan sebagai nutrisi bagi tanaman, sedangkan sistem yang mengendalikan pertumbuhan dan perkembangan tanaman adalah substansi kimia yang konsentrasinya sangat rendah, yang disebut substansi pertumbuhan tanaman, hormon pertumbuhan tanaman (fitohormon), atau pengatur pertumbuhan tanaman (plant growth regulator / PGR) (Gardner dkk., 1991).
Inokulan PGPR dinamakan Azora, yang merupakan hasil pengembangan formulasi yang ditujukan untuk mengurangi kebutuhan pupuk N, P
dan K. Azora ini mengandung isolat bakteri penghasil hormon tumbuhan, pemfiksasi
N2, dan pelarut fosfat (Gandanegara, 2007).
Sebagaimana pemahaman mengenai kompleksnya lingkungan rizosfer, mekanisme aksi PGPR, dan aspek praktek dari formulasi inokulan, kita dapat menduga untuk mengetahui produk PGPR baru menjadi tersedia. Sukses dari produk
ini akan bergantung pada kemampuan untuk mengelola rizosfer untuk meningkatkan ketahanan dan data kompetisi dari mikroorganisme bermanfaat ini (Bowen and Rovira, 1999).


BAB III
PEMBAHASAN

Beberapa spesies bakteri rizosfer (di sekitar perakaran) yang mampu meningkatkan pertumbuhan tanaman sering disebut Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR) atau Rhizobakteria Pemacu Pertumbuhan Tanaman (RPPT). RPPT terdiri atas genus Rhizobium, Azotobacter, Azospirillum, Bacillus, Arthrobacter, Bacterium, Mycobacterium, dan Pseudomonas (Tien et al. 1979, Kloepper et al. 1980, Kloepper 1983, Schroth & Weinhold 1986, Biswas et al. 2000).
Bakteri pemacu tumbuh secara langsung memproduksi fitohormon yang dapat menginduksi pertumbuhan. Peningkatan pertumbuhan tanaman dapat terjadi ketika suatu rizobakterium memproduksi metabolit yang berperan sebagai fitohormon yang secara langsung meningkatkan pertumbuhan tanaman (Tien et al. 1979, Schroth & Weinhold 1986, Zakharova et al. 1999, Maor et al. 2004). Metabolit yang dihasilkan selain berupa fitohormon, juga antibiotik, siderofor, sianida, dan sebagainya. Fitohormon atau hormon tumbuh yang diproduksi dapat berupa auksin, giberelin, sitokinin, etilen, dan asam absisat.
Bakteri pemacu tumbuh secara tidak langsung juga menghambat patogen melalui sintesis senyawa antibiotik, sebagai kontrol biologis. Beberapa jenis endofitik bersimbiosis mutualistik dengan tanaman inangnya dalam meningkatkan ketahanannya terhadap serangga hama melalui produksi toksin, di samping senyawa anti mikroba seperti fungi Pestalotiopsis microspora, danTaxus walkchiana yang memproduksi taxol (zat antikanker) (Strobel et al. 1999).  Miles et al. (1998) melaporkan bawa endofitik Neotyphodium sp. Menghasilkan N-formilonine dan a paxiline (senyawa antiserangga hama).
PGPR ini pertama kali diteliti oleh Kloepper dan Schroth tahun 1978. Mereka menemukan bahwa keberadaan bakteri yang hidup di sekitar akar ini mampu memacu pertumbuhan tanaman jika diaplikasikan pada bibit/benih. Tidak hanya itu, tanaman nantinya akan beradaptasi terhadap hama dan penyakit.
Rizobakteri yang bermanfaat dinamakan Plant Growth-Promoting Rhizobacteria (PGPR). Oleh karena itu, PGPR dapat dipertimbangkan secara fungsional sebagai bakteri bermanfaat yang mengkolonisasi akar.
          Efek PGPR pada tanaman yang diiinokulasi dikelompokkan menjadi dua, yaitu: mendukung pertumbuhan tanaman dan pengendali secara biologis (biokontrol). Meskipun secara konseptual kedua efek ini sangat berbeda, dalam prakteknya sangat sulit bahkan hampir tidak mungkin untuk menentukan perbedaan dan batas antara keduanya. Strain PGPR Pseudomonas fluoresens dipilih untuk meningkatkan pertumbuhan dan hasil dari tanaman kentang, tetapi gagal mempengaruhi pertumbuhan tanaman yang ditumbuhkan dalam kondisi gnotobiotic. Dan growth promotion yang terjadi pada kondisi tanah lapang berkaitan dengan reduksi populasi rizoplan asli, yaitu fungi dan bakteri.
          Pertumbuhan tanaman distimulasi PGPR secara tidak langsung dengan cara mereduksi aktivitas organisme lainnya, sehingga dinamakan biokontrol. Sebaliknya, beberapa strain PGPR mendukung pertumbuhan tanaman secara langsung dalam ketiadaan mikroflora asli rizosfer. Meskipun inhibisi dari mikroflora asli tidak terlibat dengan growth promotion, biokontrol dapat terjadi pada saat PGPR diuji dalam kajian penyakit atau pada percobaan lapang dengan patogen asli.
          Biokontrol pada beberapa kasus diperkirakan muncul akibat dari penyakit yang terbebaskan. Akar menunjukkan pemanjangan atau percabangan yang berlebih akibat perlakuan PGPR, dapat meloloskan infeksi dari fungi patogen asal tanah yang lebih mudah menginfeksi benih muda. Selain itu infeksi patogen yang terlokalisir dalam 1 area sistem perakaran mungkin diseimbangkan oleh suatu peningkatan global dalam biomassa akar sebagai kompensasi.
          Apabila dilakukan evaluasi PGPR dalam penelitian lapangan atau tanah lapangan yang disimpan dalam penelitian greenhouse, memungkinkan untuk menggambarkan efek yang teramati dari PGPR pada tanaman inang secara prinsip sebagai pendukung pertumbuhan atau biokontrol dengan mencatat perkembangan pertumbuhan tanaman dan simptom yang terjadi selama pertumbuhan tanaman.
          Biokontrol terhadap fitopatogen tampaknya menjadi mekanisme utama dari PGPR (Plant Growth Promoting Rhizobacteria). Penekanan fitopatogen merupakan hasil dari produksi metabolit sekunder atau datang pada tanaman dengan sendirinya sebagai sistem pertahanannya. PGPR berbasis inokula seharusnya dapat bersaing dengan mikroorganisme indigenous dan dengan efisien mendiami daerah perakaran tanaman untuk melindunginya.

Kisaran Tanaman Inang bagi PGPR
          Selama 5 tahun yang lalu penelitian PGPR dilanjutkan dengan tambahan 3 tujuan. Pertama, pekerjaan yang telah dilakukan pada tanaman “tanpa akar” sebagai tanaman inang menunjukkan bahwa mayoritas tanaman kondusif terhadap induksi PGPR terhadap pertumbuhan. Tujuan kedua melibatkan karakterisasi dampak pesifik PGPR, yaitu dampak lain selain mendukung hasil produksi. Studi pada tujuan edua ini telah mengarahkan pada keberadaan 2 sub-kelas baru dari PGPR dan menunjukkan bahwa PGPR dapat juga digunakan sebagai agen biokontrol. Tujuan ketiga dari pekerjaan ini membuktikan bahwa beberapa strain PGPR dapat mendukung pertumbuhan tanaman secara langsung, yaitu dengan meniadakan kehadiran mikroorganisme patogenik atau yang merugikan.
          Tanaman inang bagi bakteri PGPR memiliki kisaran yang cukup luas, di antaranya adalah :
a.     Barley
          Iswandi et al. (1987) meneliti efek “rhizopseudomonad” strain 7NSK2 yang diisolasi dari kultur hidroponik tanaman barley, terhadap barley yang ditumbuhkan di
lapangan. Bobot kering tanaman yang mendapat perlakuan PGPR meningkat dari 5 – 20% dibandingkan dengan kontrol tanpa PGPR.

b.     Kedelai
          Strain Pseudomonas putida mengkolonisasi akar lateral dan akar utama tanaman kedelai (Phaseolus vulgaris L.) dalam kultur hidroponik. Dihasilkan peningkatan kadar lignin dalam akar, bobot tanaman meningkat dalam perlakuan P. putida setelah diinokulasi dengan Fusarium solani f. sp. phaseoli.

c.     Kanola
          Potensi untuk mendapatkan peningkatan hasil pada kanola (Brassica campestris L dan B. napus L.) melalui perlakuan PGPR dilaporkan pada tahun 1988. Lebih dari 4000 strain bakteri dikumpulkan dari zona akar dan secara individu dievaluasi untuk tumbuh pada temperatur 4 – 14oC, metabolisme eksudat benih, kemotaksis terhadap aspargin dan kolonisasi akar. 887 dari strain ini diuji kemampuan growth promotornya alam percobaan green house menggunakan tanah dari lapangan. 35 strain meningkatkan area daun, 13 strain meningkatkan hasil sampai 57% selama 2 tahun, 3 strain meningkatkan hasil 6 – 13% selama 2 tahun. Strain PGPR yang diidentifikasi dalam pengujian ini termasuk P. putida, P. fluorescens, Serratia liquefaciens, P. putida biovar B, dan Arthrobacter citreus.

d.     Kapas
          Dua strain dari P. fluorescens yang ditapis (di-screening) untuk antagonisme secara in vivo pada 2 patogen tanaman, jamur dan bakteri, meningkatkan bobot tanaman 8 – 40% pada tanaman kapas berusia 4 minggu dalam percobaan green house dengan tanah lapangan.

e.    Jagung
          Evaluasi lapangan terhadap pseudomonad PGPR pada jagung dilakukan selama 5 tahun. Strain bakteri diseleksi sebagai growth promotor pada percobaan green house dalam berbagai kondisi pertumbuhan di mana secara visual terlihat terjadi pemacuan pertumbuhan dan peningkatan bobot kering tanaman. Pada percobaan lapangan, strain mengkoloni akar pada kepadatan populasi rata-rata Log 3 cfu/cm akar dan mempengaruhi peningkatan hasil dari 3 – 3,5 bu/acre dibandingkan dengan kontrol pada berbagai lokasi sekitar 5 tahun.

f.     Kacang-kacangan
          Strain A-13 dari Bacillus subtilis diketahui dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman kacang di lapangan. Penelitian berikutnya mengindikasikan bahwa strain mempengaruhi peningkatan produksi sekitar 14 – 24%. Strain A-13 ini tidak seperti kebanyakan strain Bacillus sp., di mana A-13 adalah pengkoloni akar. Kolonisasi akar berkaitan dengan peningkatan keseluruhan pertumbuhan tanaman, pertumbuhan akar yang lebih cepat dan lebih tersedianya nutrisi tanaman. Oleh karena itu strain A13 ini dinyatakan termasuk dalam golongan PGPR.

g.     Padi
          Sakthivel et al. (1986) mengisolasi strain P. fluorescens dari rizosfer berbagai tanaman dan strain terseleksi menunjukkan spektrum lebar secara in vitro dalam hal antibiosis terhadap fungi dan bakteri patogen. Pada saat strain ini dilapiskan pada benih padi yang ditanam dalam pot menggunakan tanah dari lapangan, 4 strain menginduksi peningkatan tinggi tanaman sekitar 12 – 14% lebih tinggi.

Tanaman sayuran
          Pengaruh beberapa bakteri yang mengkolonisasi akar pada tanaman sayuran dilaporkan dalam kolaborasi bilateral (Elad et al., 1987). Perlakuan biji dengan bakteri dalam percobaan pot meningkatkan bobot kering dua minggu setelah penanaman untuk tomat, lada, tembakau, ketimun, dan melon. Allelix Crop Technologies, perusahaan bioteknologi Kanada, telah mengevaluasi PGPR, yang pada awalnya dipilih untuk meningkatkan pertumbuhan canola, pada tanaman sayuran (R. Lifshitz, komunikasi pribadi). Beberapa strain pseudomonads flourescent dan Serratia spp. membantu pertumbuhan sebagaimana dibuktikan oleh peningkatan
bobot kering pucuk dan akar dalam percobaan di rumah kaca dengan tanah lapangan pada tomat, ketimun, jagung manis, wortel, dan seledri. Tim peneliti di Kalifornia menyelidiki pengaruh PGPR pada seledri (M.N. Schroth, komunikasi pribadi). Tiga puluh bakteri yang mengkolonisasi akar, termasuk yang dikonfirmasi sebagai PGPR pada tanaman lainnya, ditapis langsung di lapangan untuk peningkatan pertumbuhan seledri dengan Fusarium oxysporum f.sp. apii yang secara alami ada di lapangan.
          Empat strain dipilih untuk digunakan dalam tiga percobaan tindak lanjut yang diulang tiga kali. Tercatat bahwa ada spesifitas genotipik yang sangat kuat dalam respons terhadap inokulasi PGPR. Satu strain PGPR menstimulasi peningkatan yang signifikan dalam pertumbuhan awal (peningkatan bobot kering dan/atau segar) pada ketiga percobaan dan peningkatan panen yang signifikan, yaitu 12 sampai 15% lebih besar daripada kontrol pada dua percobaan. Strain yang sama tidak memiliki pengaruh ketika diuji pada kultivar yang lain.

Cara Membuat PGPR:
• Biang PGPR
Biang PGPR dibuat dari akar bambu sekira 250 gram yang direndam dalam air selama tiga tiga malam.

• Bahan:
20 liter air
1/2 kg dedak/bekatul
Terasi
1 sdm air kapur sirih

• Cara membuat:
Campur semua bahan, kemudian didihkan.
Setelah dingin, campurkan 1 liter “biang PGPR”. Tutup rapat. Diamkan satu hingga dua mingggu.

PGPR kelapa
Selain cara di atas, biang PGPR juga dapat dikembangkan menggunakan air kelapa segar ditambah gula merah (tetes tebu lebih baik) dan kemudian difermentasi selama seminggu.

Aplikasi PGPR
1. PGPR dan PGPR kelapa yang telah jadi dapat diaplikasikan ke tanah sekitar tanaman dengan perbandingan; 200 cc PGPR untuk 14 Liter air.
2. Benih yang direndam PGPR dapat merangsang pertumbuhan akar.


BAB IV
KESIMPULAN DAN SARAN
A.Kesimpulan
          Adapun kesimpulan dari makalah ini adalah sebagai berikut:
1. Plant Growth-Promoting Rhizobacteria (PGPR) sebagai bakteri bermanfaat yang mengkolonisasi akar.
2. Beberapa strain PGPR dapat mendukung pertumbuhan tanaman secara langsung, yaitu dengan meniadakan kehadiran mikroorganisme patogenik atau yang merugikan.

B. Saran
          Untuk menyempurnakan makalah ini penulis mengaharapkan kritik dan saran dari pembaca yang membangun karena penulis menyadari bahwa makalah ini jauh dari kesempurnaan.


DAFTAR PUSTAKA

Bowen, G. D., and Rovira, A. D. 1999. The rhizosphere and its management to
improve plant growth. Adv. Agron.
Gandanegara, S. 2007. Azora pupuk hayati untuk tanaman jagung dan sayur. Pusat
Aplikasi Teknologi Isotop dan Radiasi. BATAN.
Gardner, F.P., R.B. Pearce, dan R.L. Mitchel. 1991. Fisiologi tanaman budidaya.
Terjemahan. H. Susilo, Subiyanto (Ed). UI Press. Jakarta.
Rayburn, E.B. 1993. Plant Growth and Development as the Basis of Forage




Tidak ada komentar:

Posting Komentar