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)
12.
AL
ARY PUTRA (05101007076)
PROGRAM
STUDI AGROEKOTEKNOLOGI
FAKULTAS
PERTANIAN
UNIVERSITAS
SRIWIJAYA
INDRALAYA
2011
BAB I
PENDAHULIAN
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
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