UJI ANTAGONIS BAKTERI RIZOSFER TANAMAN PADI (Oryza

perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
UJI ANTAGONIS BAKTERI RIZOSFER TANAMAN PADI (Oryza sativa) DARI SAWAH
ORGANIK DI KECAMATAN MOJOSONGO KABUPATEN BOYOLALI TERHADAP
CENDAWAN PATOGEN Rhizoctonia solani SECARA IN VITRO
Nurul Kusmiyati
Program Studi Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,
Universitas Sebelas Maret, Surakarta
ABSTRAK
Peningkatan produksi tanaman padi salah satunya dengan cara pemupukan.
Penggunaan pupuk kimia dapat menimbulkan dampak negatif, sehingga
dikembangkan sistem pertanian organik. Rhizoctonia solani merupakan
cendawan patogen yang menyerang tanaman padi, sehingga dapat menurunkan
produksi tanaman padi. Bakteri rizosfer dapat menghasilkan senyawa yang dapat
menghambat pertumbuhan cendawan patogen. Penelitian ini bertujuan untuk
mengisolasi dan menguji aktivitas penghambatan bakteri rizosfer tanaman padi
(Oryza sativa) dari sawah organik di Kecamatan Mojosongo Kabupaten Boyolali
terhadap cendawan patogen Rhizoctonia solani sebagai penelitian awal untuk
pengembangan pupuk hayati. Pengambilan sampel tanah rizosfer dilakukan di
Kecamatan Mojosongo yaitu kawasan sawah organik Pangudi Bogo, Pangudi
Raharjo, dan Budi Rahayu. Bakteri rizosfer diisolasi dari tanah rizosfer tanaman
padi organik dengan metode streak di media NA. Cendawan patogen diisolasi dari
tanaman padi yang terindikasi penyakit yang disebabkan oleh Rhizoctonia solani
yang ditanam di media PDA. Uji antagonisme bakteri rizosfer terhadap
Rhizoctonia solani dilakukan dengan metode dual culture secara in vitro. Dari
penelitian ini 12 isolat bakteri didapatkan. Empat diantara 12 isolat memiliki
aktivitas penghambatan terhadap cendawan patogen Rhizoctonia solani yaitu A5,
B1, C1, dan C2. Hasil uji antagonis menunjukkan persentase penghambatan isolat
bakteri rizosfer C1 sebesar 70%, C2 sebesar 52,22% , isolat A5 sebesar 44,44% ,
dan B1 sebesar 27,78%.
Kata kunci: uji antagonis, rizosfer, padi, Rhizoctonia solani, sawah organic
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PENDAHULUAN
Indonesia merupakan negara agraris yang mempunyai luas lahan pertanian
sekitar 39.594.536,91 ha. Lahan pertanian Indonesia dari tahun 2008-2012
mengalami penyempitan lahan sekitar 436.630 ha (BPS, 2013). Sistem pertanian
di Indonesia masih banyak menggunakan pupuk kimia dan pestisida kimia, hal ini
menyebabkan dampak negatif terhadap lingkungan antara lain menurunnya
produktivitas pertanian dan menurunnya kualitas kesuburan tanah (Istiqomah,
2013). Dampak negatif yang ditimbulkan dari penggunaan pupuk kimia dan
pestisida kimia merupakan salah satu alasan saat ini sedang dikembangkan sistem
pertanian organik di Indonesia. Pertanian organik dinilai sebagai sistem pertanian
yang mampu menyediakan ketersediaan pangan secara berkelanjutan karena
ramah lingkungan (Suwantoro, 2008).
Penyakit merupakan faktor pembatas produksi tanaman padi. Salah satu
penyakit yang saat ini menyerang tanaman padi adalah penyakit hawar pelepah
daun yang disebabkan oleh cendawan Rhizoctonia solani. Apabila serangan
tinggi, penyakit ini mengakibatkan kehilangan hasil tanaman padi hingga 30 %.
Patogen ini merupakan patogen tular tanah (soil borne pathogen), merupakan
patogen yang dapat bertahan di tanah dalam bentuk sklerotium dan miselium
sehingga sulit ditekan penyebarannya (Smith et al., 2003).
Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR) adalah bakteri di sekitar
perakaran yang dapat memacu pertumbuhan tanaman. Bakteri ini memiliki
kemampuan menyediakan dan memobilisasi atau memfasilitasi penyerapan
berbagai unsur hara dalam tanah, serta mensintesis dan mengubah konsentrasi
berbagai fitohormon pemacu pertumbuhan (Bhattacharyya dan Jha, 2012). PGPR
berperan sebagai pengendali hayati yang menguntungkan bagi tumbuhan.
Beberapa bakteri tanah telah dilaporkan mampu menghasilkan hormon tumbuh
indol acetil acid (IAA), mensekresikan siderofor, melarutkan fosfat, dan berperan
sebagai agen pengendali terhadap fungi patogen tanaman yaitu rizobakteri dari
kelompok Bacillus spp. dan Pseudomonas spp. (Budi dan Mariana, 2009).
Dengan demikian perlu dicari cara alternatif dalam mengendalikan
cendawan patogen yang tidak menimbulkan dampak negatif terhadap lingkungan
salah satunya adalah dengan menggunakan pengendalian hayati. Pengendalian
hayati dapat dikembangkan untuk menjawab tantangan masa depan (Ismed et al .,
2011). Penggunaan gabungan beberapa antagonis memiliki kemampuan yang
lebih baik dibanding hanya menggunakan antagonis secara tunggal, namun
hasilnya tidak menentu karena dipengaruhi oleh kondisi lingkungan dan waktu
aplikasi (Yigit dan Dikilitas, 2007).
Penelitian ini bertujuan untuk mengisolasi dan menguji aktivitas
penghambatan bakteri rizosfer tanaman padi (Oryza sativa) dari sawah organik
terhadap cendawan patogen Rhizoctonia solani.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
METODE PENELITIAN
Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini telah dilakukan pada bulan Oktober 2014 - Maret 2015 di
Laboratorium Jurusan Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Bahan dan Alat
Alat yang akan digunakan dalam penelitian ini meliputi: Alat untuk isolasi
bakteri: cawan petri, gelas beker, jarum ose, erlenmeyer, gelas ukur, gunting,
tabung reaksi, rak tabung reaksi, bunsen, korek api, autoklaf, Biology safety
cabinet, timbangan, hot plate, gelas pengaduk, inkubator, shaker, sarung tangan,
dan masker; Alat untuk pengukuran zona bening: penggaris.
Bahan yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah plastik tahan panas
steril, 1 gram sampel tanah rizosfer tanaman padi organik, bagian tanaman padi
yang terkena cendawan patogen Rhizoctonia solani, garam fisiologi (NaCl
0,85%), media agar nutrient agar (NA) dengan komposisi agar NA 28 g/l dan
akuades 1000 ml, media potato dextro agar (PDA) dengan komposisi PDA 39 g/l
dan akuades 1000 ml ; Bahan untuk uji aktivitas antagonis antara lain: isolat
bakteri rizosfer, isolat cendawan Rhizoctonia solani, tusuk gigi steril, pensil,
spidol, kertas label, penggaris, tisu, alcohol 70% dan media Potato Dextro Agar
(PDA).
1.
Pengambilan Tanah Rizosfer
Tanah rizosfer padi diambil dari tanaman padi tanah sawah pertanian organik
dari Boyolali. Akar tanaman padi dipotong menggunakan gunting steril untuk
memisahkan dari bagian batang, kemudian dikibas-kibaskan. Tanah yang
dikoleksi adalah tanah yang masih menempel pada akar padi. Sampel penelitian
yang diambil dari 3 area sawah organik yang berbeda. Masing-masing sampel
diambil secara acak dari titik yang berbeda yaitu tepi, tengah, dan ujung.
Pengambilan sampel dari ketiga sehingga diperoleh 3 sampel yaitu pengambilan
sampel rizosfer yang pertama di lakukan di area kelompok tani Pangudi Bogo.
Pengambilan sampel kedua dilakukan di area kelompok tani Pangudi Raharjo.
Pengambilan sampel ketiga dilakukan di area kelompok tani Budi Rahayu. Jenis
tanaman padi yang ditanam saat pengambilan sampel adalah jenis padi C4.
2.
Isolasi Bakteri Rizosfer
Tanah yang berada di sekitar rizosfer diambil dari tanaman padi organik
sebanyak 1 gram dan ditambahkan aquades steril sebanyak 9 ml dilakukan dalam
labu erlenmeyer. Labu erlenmeyer yang berisi suspensi tanah tersebut dikocok di
atas shaker dengan kecepatan 130 rpm selama 30 menit, lalu didiamkan kurang
lebih sekitar 10 menit sampai tanah tersebut mengendap dan terbentuk supernatan
yaitu bagian air yang jernih yang berada di lapisan atas. Supernatan diambil
kemudian ditumbuhkan ke dalam media nutrient agar dengan metode streak
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
untuk mendapatkan koloni murni. Inkubasi pada suhu 28oC dalam tabung reaksi
selama ± 2 hari sampai tumbuh di dalam inkubator. Koloni yang didapatkan,
kemudian dipindahkan ke media agar miring. Isolat yang telah murni diamati
karakter makroskopis koloni tersebut (warna, bentuk, permukaan, tepi, dan
ukuran) dan karakter mikroskopis koloni tersebut berupa pewarnaan Gram
(Prasanna, 2011).
3.
Isolasi Rhizoctonia solani dari Area Sawah di Kecamatan Baki
Inokulum R. solani diperoleh dengan cara mengisolasi langsung dari tanaman
padi yang menunjukkan gejala penyakit yang disebabkan oleh R. solani.
Pengambilan sampel batang tanaman padi yang terindikasi penyakit didampingi
oleh petugas PHPT wilayah Kecamatan Baki yaitu bapak Kasdi. Tanaman padi
yang menunjukkan gejala penyakit memiliki ciri-ciri seperti terdapat bercak atau
spot keabu-abuan berbentuk oval yang memanjang atau elips pada permukaan
pelepah batang tanaman padi (Suyamto, 2005). Proses isolasi dilakukan dengan
cara jaringan tanaman padi yang menunjukkan gelaja penyakit dipotong dengan
menggunakan gunting steril, kemudian dicuci dengan air steril sebanyak tiga kali
dan ditanam pada cawan petri yang berisi media PDA (Potato Dextro Agar),
selanjutnya diinkubasi pada suhu 28°C selama 7 hari. Setelah miselium tumbuh
maka ditumbuhkan kembali pada media PDA untuk mendapatkan biakan murni.
Pengamatan dilakukan secara makroskopis meliputi warna hifa dan mikroskopis
meliputi percabangan hifa membentuk sudut 900 untuk mendapatkan isolat R.
solani (Suryanto, 2012).
4.
Uji Antagonisme Rizobakteri terhadap Rhizoctonia solani
Uji antagonis rizobakteri terhadap cendawan patogen Rhizoctonia solani
dilakukan secara in vitro untuk menseleksi isolat bakteri rizosfer yang berpotensi
sebagai agen pengendali hayati. Penelitian ini menggunakan 12 isolat bakteri
rizosfer dengan menggunakan metode uji kultur ganda (dual culture). Isolat
bakteri rizosfer diuji dengan cara menumbuhkan bakteri antagonis tersebut
bersama-sama dengan cendawan Rhizoctonia solani dalam satu cawan petri yang
sama dengan jarak 3,5 cm dibuat dengan 2 kali pengulangan kemudian di inkubasi
pada suhu 28°C - 30°C. Selanjutnya persentase penghambatan di hitung pada 7
hari setelah pengujian kultur ganda. Cara menghitung persentase penghambatan
menurut Soenartiningsih (2010) menggunakan rumus :
P = R1-R2 x 100 %
R1
Keterangan : R1 = Diameter koloni Rhizoctonia solani yang tumbuh berlawanan
dengan bakteri rizosfer
R2 = Diameter koloni Rhizoctonia solani yang tumbuh ke arah
bakteri rizosfer
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Pertanian Organik APPOLI Kecamatan Mojosongo Kabupaten Boyolali
Penelitian ini menggunakan sampel bakteri rizosfer yang diperoleh dari
rizosfer tanaman padi di sawah organik di Kecamatan Mojosongo,Kabupaten
Boyolali. Pertanian organik di kelola oleh kelompok tani yang bernama APPOLI
(Aliansi Petani Padi Organik Boyoli). Sistem pertanian organik di Kecamatan
Mojosongo sudah tersertifikasi oleh BIOCert Indonesia. Pengambilan sampel
rizosfer dilakukan di 3 kawasan yang dikelola oleh kelompok tani yaitu kelompok
tani Pangudi Bogo, Pangudi Raharjo, dan Budi Rahayu.
B. Isolat - isolat Bakteri dari Rizosfer Padi Organik di Kecamatan
Mojosongo Kabupaten Boyolali
Pada awalnya isolasi dari bakteri rizosfer tanaman padi organik didapatkan
38 isolat bakteri rizosfer. Setelah dilakukan skrinning secara bertahap dari 38
isolat bakteri rizosfer tersebut yang mempunyai pertumbuhan cepat terdapat 12
isolat. Isolat bakteri rizosfer yang telah murni dikarakterisasi berdasarkan warna,
ukuran, bentuk, elevasi dan tepian koloni ( Tabel 1 ) serta pewarnaan gram.
Tabel 1. Karakter koloni isolat bakteri rizosfer padi organik berdasarkan warna,
ukuran, bentuk, elevasi, margin dan pewarnaan gram
No Kode Warna
Ukuran Bentuk
Elevasi
Margin
Bakteri
Gram
1
A1 Kuning susu Sedang tidak beraturan convex
undulate
+
2
A2 Kuning
Kecil
Bulat
convex
Rata
3
A3 Hijau
Kecil
tidak beraturan menonjol Rata
4
A4 Putih
Kecil
bulat
convex
Rata
5
A5 Putih
Besar
tidak beraturan umbonate lobate
6
B1 Putih
Sedang tidak beraturan convex
berombak
7
B2 putih susu
Besar
tidak beraturan menonjol berombak
8
B3 Orange
Sedang tidak beraturan umbonate lobate
9
B4 putih susu
Kecil
tidak beraturan menonjol berombak
+
10
C1 Kuning
Sedang tidak beraturan menonjol Rata
11
C2 kuning susu Sedang tidak beraturan menonjol Rata
12
C3 Kuning
Kecil
tidak beraturan convex
Rata
Keterangan :
A= Isolat bakteri rizosfer dari sawah organik Pangudi Bogo
B= Isolat bakteri rizosfer dari sawah organik Pangudi Raharjo
C= Isolat bakteri rizosfer dari sawah organik Budi Rahayu
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Hasil isolasi diperoleh 12 isolat bakteri rizosfer padi organik yaitu 5 isolat
dari sampel Pangudi Bogo, 4 isolat dari sampel Pangudi Raharjo, dan 3 isolat dari
sampel Budi Rahayu. Isolat bakteri rizosfer yang telah murni kemudian dikoleksi
dalam tabung reaksi untuk diuji antagonisme terhadap cendawan patogen R.
solani secara in vitro.
C.
Rhizoctonia solani dari Tanaman Padi Bergejala Penyakit
Tanaman padi yang diduga bergejala penyakit yang disebabkan R. solani
memiliki ciri-ciri gejala pada bagian permukaan batang pelepah terdapat luka
yang berbentuk ellips atau bulat lonjong (Gambar 1). Awalnya bercak tampak
coklat kemerahan lalu menjadi putih keabuan dengan pinggiran berwarna coklat
(Suyamto, 2005).
(a
(b)
Gambar 1. Batang tanaman padi (a).tanaman sehat (b). yang ditunjuk bagian luka
pada batang berbentuk lonjong berwarna coklat yang bergejala
penyakit oleh R. solani
Hasil isolasi dari tanaman padi yang bergejala penyakit yang disebabkan
oleh cendawan patogen diperoleh isolat R. solani secara morfologi memiliki ciriciri yaitu koloni berwarna putih dan membentuk lingkaran-lingkaran konsentris
(Gambar 2). Hasil isolasi R.solani yang di dapat di cocokkan dengan hasil
penelitian yang dilakukan oleh Suryanto (2012) yang menunjukkan ciri-ciri yang
sama yaitu memiliki warna hifa berwarna putih.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
(a)
(b)
Gambar 2. Isolat R.solani (umur 3 hari) (a). tampak belakang, (b). tampak depan
Karakter yang khas untuk membedakan antara R.solani dengan cendawan
yang lainnya adalah hifa R.solani memiliki percabangan yang tegak lurus yaitu
90° (Schumann & D’Arcy, 2006). Hasil isolasi diperoleh R. solani diamati secara
mikroskopis ditemukan adanya percabangan hifa yang membentuk sudut 90°, hal
ini sama dengan hasil penelitian yang dilakukan oleh Suryanto (2012) (Gambar
3). Pengamatan secara mikroskopis menggunakan mikroskop dengan perbesaran
400 x dan pengamatan pada bagian hifa dengan pewarnaan lactofenol blue.
Pewarnaan ini bertujuan agar lebih jelas kenampakan hifa pada R. solani.
Gambar 3. Kenampakan percabangan hifa R. solani yang membentuk sudut 90°
yang diwarnai Lactofenol blue ( perbesaran 400 x )
D.
Sifat Antagonis Isolat Bakteri dari Rizosfer Padi Organik Terhadap
Rhizoctonia solani
Hasil pengamatan uji antagonis berupa zona bening yang menunjukkan
bahwa isolat bakteri rizosfer tersebut mampu menghambat perkembangan R.
solani (Gambar 4)
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa dari keempat isolat bakteri rizosfer
tanaman padi organik yang ditemukan di Boyolali yang paling efektif menekan
perkembangan R. solani secara in vitro yaitu bakteri rizosfer yang ditemukan dari
Budirahayu dengan kode isolat C1 dan C2 dengan persentase penghambatan
berkisar antara 52,22% - 70% (Tabel 2).
Tabel 2. Persentase penghambatan pertumbuhan R. solani oleh bakteri dari
rizosfer padi organik
Kode Isolat
Asal Isolat
Persentase Penghambatan (%)
A5
B1
C1
C2
Pangudi Bogo
Pangudi Raharjo
Budi Rahayu
Budi Rahayu
44,44
27,78
70
52,22
Bakteri rizosfer bersifat antagonis mampu menghambat pertumbuhan
cendawan patogen R. solani diduga memiliki senyawa antimikroba yang
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
disekresikan oleh bakteri rizosfer. Menurut Chermin dan Chet (2002) efektivitas
penghambatan disebabkan oleh adanya efektivitas antimikroba yang disekresikan
kelompok bakteri tersebut. Kitinase merupakan enzim yang dapat mendegradasi
kitin yang merupakan komponen penyusun dinding sel cendawan seperti F.
oxysporum, R.solani, dan S. rolfsii (Raaijmaker et al., 2008). Bakteri rizosfer
tanaman padi dari sawah organik di Kecamatan Mojosongo Kabupaten Boyolali
yang memiliki sifat antagonis terhadap cendawan patogen R. solani sangat
berpotensi untuk dikembangkan sebagai agen pengendali hayati serta dapat
dijadikan sebagai bahan pengembangan formulasi pupuk hayati.
KESIMPULAN
Hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa dua belas isolat bakteri yang
didapatkan dari rizosfer tanaman padi organik dari sawah organik di Kecamatan
Mojosongo Kabupaten Boyolali. Empat di antara dua belas isolat tersebut
memiliki sifat antagonis terhadap cendawan R. solani. Persentase penghambatan
isolat C1 sebesar 70%, C2 sebesar 52,22%, A5 sebesar 44,44%, dan B1 sebesar
27,78%.
DAFTAR PUSTAKA
Badan Pusat Statistik (BPS). 2013. Statistik lahan pertanian tahun 2008- 2012.
Pusat Data dan Sistem Informasi System. Jakarta
Bhattacharyya, P.N dan Jha, D.K.. 2012. Plant promoting rhizobacteria
(PGPR):emergence in agriculture. World J Microbiol Biotechnol. 28:13271350.
Budi, I.S. dan Mariana. 2009. Formulasi biopestisida berbahan aktif jamur
endofitik untuk pengendalian penyakit busuk batang padi (Rhizoctonia
solan).Semnas Pestisida Nabati IV. Fakultas Pertanian Unlam, Banjarbaru.
Chernin, L., dan Chet, L. 2002. Microbial enzymes in biocontrol of plants
pathogens and pests, p 171-225. In: R. G. Burns and R. P. Dick (ed.),
Enzymes in the environment: activity, ecology, and applications. Marcel
Dekker, New York.
Ismed, S.B , Mariana, dan Ismed, F. 2011. Formulasi biopestisida berbahan aktif
jamur endofitik dan bakteri rhizosfer spesifik lokasi lahan pasang surut
untuk pengendalian penyakit busuk pangkal batang padi (Rhizoctonia
solani). Semnas Pestisida Nabati IV : 71-82.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Istiqomah, B.A. 2013. Kajian preparasi dan kondisi optimum ekstraksi bionutrient
berbasis tanaman SO-23. Repository.UPI.edu.Universitas
Pendidikan
Indonesia.
Prasanna, A., Deepa, V., Murthy, P.B., Deecaraman, M., Sridhar, R., dan
Dhandapani, P. 2011. Insoluble phosphate solubilization by bacterial strains
isolated from rice rhizosphere soils from southern India. International
Journal of Soil Science. 6 (2): 134-141.
Raaijmaker, J.M., Paulitz, T.C., dan Coe.S. 2008. The rhizosphere : playground
and battlefield for soil born pathogens and benefical microorganism. Plant
Soil. 10: 1007-1014.
Scumann, G.L., dan D’Arcy, C.J. 2006. Essential Plant Pathology. APS Press,
New York
Smith, J.D., Kidwell, K.K., Evans, M.A., Cook, R.J., dan Smiley, R.W. 2003.
Assesment of spring wheat genotypes for disease reaction to Rhizoconia
solani AG 8 in controlled environment and direct-seeded field evaluation.
Crop Science. 43 : 694-700.
Suryanto, D., Dewi, N., dan Elimasni. 2012. Uji potensi bakteri kitinolitik dalam
menghambat pertumbuhan Rhizoctonia solani penyebab rebah kecambah
pada kentang varietas granola. Saintia Biologi. 1: 26-32
Suwantoro, A.P. 2008. Analisis pengembangan pertanian organik di Kabupaten
Magelang (Studi Kasus Di Kecamatan Sawangan). Tesis. Program
Pendidikan S2 Program Studi Ilmu Lingkungan Universitas Diponegoro,
Semarang..
Suyamto. 2005. Buku Panduan Masalah Hama, Penyakit, Hara pada Padi. Balai
Penelitian Tanaman Padi, Sumatra Utara.
Yigit, F. dan Dikilitas. 2007. Control of Fusarium wilt of tomato by combination
of Fluorescent pseudomonas, non- pathogen Fusarium and Trichoderma
harzianum T-22 in greenhouse conditions. Journal Plant Pathology. 6: 159163.
commit to user