bio.unsoed.ac.id

II.
TELAAH PUSTAKA
Mikroorganisme memiliki peranan penting di bidang pertanian karena berperan
dalam meningkatkan penyerapan nutrien oleh tanaman ataupun untuk mengurangi
penggunaan bahan kimia sebanyak mungkin pada bidang pertanian. Salah satu kelompok
mikroorganisme yang berperan dalam hal ini adalah bakteri. Kelompok bakteri yang
mampu mengkolonisasi rizosfer dan akar suatu tanaman, serta mampu meningkatkan
pertumbuhan suatu tanaman dengan berbagai mekanisme dikenal sebagai Plant Growth
Promoting Rhizobacteria (PGPR) atau Rizobakteri Pemacu Tumbuh Tanaman (RPTT)
(Manivannan et al., 2012).
PGPR memiliki kemampuan dalam meningkatkan pertumbuhan suatu tanaman
melalui mekanisme langsung ataupun tidak langsung. PGPR meningkatkan pertumbuhan
secara langsung dengan cara meningkatkan penyerapan nitrogen, menghasilkan fitohormon
(IAA, giberelin, atau sitokinin), dan melarutkan mineral seperti fosfat (Bowen dan Rovira,
1999). Mekanisme secara tidak langsung dapat dengan cara menghasilkan metabolit yang
mampu mencegah patogen seperti antibiotik, asam sianida (HCN), ataupun siderofor yang
mampu menekan pertumbuhan patogen (Bloemberg dan Luglenberg, 2001), dan
mengurangi konsentrasi etilen dengan menghasilkan ACC Deaminase (Hussain et al.,
2013). Salah satu bakteri yang memiliki peranan sebagai PGPR adalah Azospirillum.
Azospirillum sp. merupakan bakteri Gram negatif yang hidup bebas di tanah dan
mampu menambat nitrogen bebas dalam keadaan mikroaerofilik. Isolat Azospirillum spp.
asal rizosfer dan tanah pasir besi memiliki kemampuan untuk menambat nitrogen dengan
kisaran 5,73-95,54 ppm dengan menggunakan metode Kjeldahl (Oedjijono et al., 2014).
Azospirillum memiliki kemampuan untuk mengubah nitrogen bebas menjadi ammonium
pada kondisi mikroaerobik saat kandungan nitrogen rendah dengan bantuan enzim
nitrogenase (Steenhoudt dan Vanderleyden, 2000).
PGPR memiliki peranan dalam membantu penyerapan nutrien yang dibutuhkan
bio.unsoed.ac.id
oleh tanaman. Fosfor (P) merupakan salah satu nutrien yang penting bagi pertumbuhan
tanaman setelah nitrogen (N). Kebanyakan fosfor di tanah masih dalam keadaan terikat dan
memiliki kelarutan yang rendah sehingga tidak mampu dimanfaatkan oleh tanaman secara
langsung. Peranan bakteri pelarut fosfat sangat penting dalam menyediakan fosfor bagi
tanaman (Pradhan dan Sukla, 2006). Azospirillum spp. menunjukkan aktivitas pelarutan
fosfat anorganik pada medium Pikovskaya yang mengandung tricalcium phosphate
3
(Ca3PO4) dengan membentuk zona jernih di sekitar koloni yang tumbuh pada medium
tersebut (Oedjijono et al., 2014).
Selain membantu penyerapan nutrien, salah satu cara yang paling penting bagi
bakteri untuk mempengaruhi pertumbuhan suatu tanaman adalah karena kemampuannya
dalam memproduksi fitohormon seperti auksin atau Indole 3-Acetic Acid (IAA)
(Manivannan et al., 2012). Fitohormon yang paling penting dihasilkan oleh Azospirillum
sp. adalah IAA (Steenhoudt
dan Vanderleyden, 2000), senyawa tersebut diketahui
memiliki peranan penting dalam peningkatan pertumbuhan tanaman. A. brasilense mampu
menghasilkan IAA ekstraseluler dan tryptophol dalam kuantitas yang tinggi pada medium
yang telah ditambahkan dengan tryptophan, prekursor dari IAA (Bashan et al., 2004).
Beberapa strain Azospirillum yang mampu memproduksi IAA tinggi dapat mempengaruhi
morfologi tanaman, meningkatkan pertumbuhan akar tanaman, dan dapat memodifikasi
proses pertumbuhan inang (Lestari et al., 2007).
Mikroorganisme biokontrol minimal memiliki salah satu mekanisme dalam
menekan penyebaran penyakit yang disebabkan oleh patogen. Mekanisme itu meliputi
produksi antibiotik yang bersifat antagonis terhadap suatu patogen, menghasilkan
siderofor, dan menginduksi ketahanan sistemik dari tanaman tersebut. Mekanisme seperti
ini dikenal dengan istilah biokontrol (Bloemberg dan Luglenberg, 2001). Azospirillum sp.
diketahui mampu mengendalikan penyakit layu daun yang disebabkan oleh Pseudomonas
syringae pv. tomato (Bashan dan De-Bashan, 2002) dan mampu menekan pertumbuhan
fungi Rhizoctonia solani sekaligus meningkatkan pertumbuhan tanaman tomat (Gupta et
al., 1995).
Produksi siderofor merupakan salah satu mekanisme biokontrol dari PGPR dalam
menghambat berbagai macam fungi patogen tanaman. Beberapa isolat PGPR diketahui
mampu menghasilkan berbagai macam jenis siderofor. Siderofor memiliki afinitas yang
sangat tinggi terhadap besi sehingga akan mengurangi ketersediaan besi di lingkungan dan
berdampak pada terhambatnya pertumbuhan fungi patogen tanaman (Whipps, 2001). A.
bio.unsoed.ac.id
brasilense strain REC2 dan REC3 mampu meningkatkan pertumbuhan tanaman secara
tidak langsung dengan cara menghasilkan siderofor yang bersifat antifungi terhadap jamur
Colletothricum acutatum (Tortora et al., 2011).
Etilen merupakan hormon tumbuhan yang berperan dalam pengaturan beberapa
respon fisiologis yang mempengaruhi perkembangan akar dan menghambat pembentukan
nodul akar. Peningkatan konsentrasi etilen setelah perkecambahan biji akan menghambat
pertumbuhan bibit. Konsentrasi etilen yang terlalu tinggi menyebabkan ketahanan tanaman
4
terhadap patogen menjadi lemah (Shaharoona et al., 2007). Enzim yang berperan dalam
mengontrol konsentrasi etilen adalah ACC Deaminase yang mampu mengubah etilen
menjadi ammonia dan α-ketobutirat. ACC Deaminase berperan dalam memacu tumbuh
tanaman dengan cara mengurangi konsentrasi etilen (Glick et al., 1998) dan juga berperan
dalam meningkatkan ketahanan tanaman dari serangan patogen (Shaharoona et al., 2007).
Beberapa bakteri diketahui mampu menghasilkan ACC Deaminase yaitu, Pseudomonas
fluorescens, P. putida, dan Azospirillum brasilense yang masing-masing memiliki
kemampuan dalam meningkatkan pemanjangan akar, germinasi biji, dan pertumbuhan
daun (Holguin dan Glick, 2001).
Jagung merupakan salah satu tanaman serealia (biji-bijian) yang menjadi salah satu
komoditas pangan di Indonesia. Peranannya sebagai salah satu pangan alternatif pengganti
nasi menjadikan jagung sebagai salah satu komoditi unggulan di pasaran. Tanaman
tersebut memiliki kemampuan adaptasi yang tinggi terhadap lingkungan sehingga memiliki
penyebaran pertumbuhan yang merata di seluruh wilayah Indonesia. Berdasarkan data
yang dikeluarkan oleh Badan Pusat Statistik (BPS) diketahui bahwa produksi jagung
secara nasional pada tahun 2013 mencapai angka 18,51 juta ton (BPS, 2014).
Inokulum bakteri potensial PGPR telah banyak diteliti dan dimanfaatkan sebagai
salah satu cara meningkatkan produksi tanaman budidaya. Inokulasi A. brasilense DSM
1690 dan Pseudomonas putida strain R-168 mampu meningkatkan perkecambahan bibit
jagung (Nezarat and Ghoulami, 2009). Pemberian inokulum Azospirillum sp. mampu
meningkatkan produksi gabah serta perkembangan awal bibit jelai (barley) secara
signifikan (Shirinzadeh et al., 2013).
Berdasarkan telaah pustaka di atas maka hipotesis yang diajukan pada penelitian ini
adalah
1. Azospirillum spp. asal lahan pasir besi memiliki kemampuan sebagai kandidat
isolat PGPR,
2. Pemberian isolat Azospirillum spp. asal lahan pasir besi mampu meningkatkan
bio.unsoed.ac.id
viabilitas perkecambahan biji jagung, dan
3. Inokulasi isolat Azospirillum spp. asal lahan pasir besi mampu meningkatkan
pertumbuhan vegetatif tanaman jagung.
5