PGPR (plant growth promoting rhizobacter)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.  Latar Belakang

Pupuk di definisikan sebagai material yang ditambahkan ke dalam tanah atau melalui tajuk dengan tujuan untuk melengkapi ketersediaan unsur hara bagi tanaman sehingga dapat tumbuh dan berproduksi optimal. Ketersediaan masing-masing unsur tersebut di dalam tanah berbeda untuk setiap tanaman.

Tanaman membutuhkan sedikitnya 13 unsur hara untuk pertumbuhan dan perkembangannya. Beberapa unsur hara berada dalam bentuk tersedia dalam semua jenis tanah, sedangkan unsure lainnya tidak tersedia, sehingga membutuhkan tambahan dari luar tanah dalam bentuk pemupukan. Unsur hara ini berperan sebagai nutrisi bagi tanaman, sedangkan system 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, yang salah satunya adalah Plant Growth Promoting Rhizobacteria atau PGPR.

PGPR dapat meningkatkan kualitas pertumbuhan tanaman melalui : produksi hormon pertumbuhan dengan kemampuan fiksasi N untuk peningkatan penyediaan N tanah, penghasil osmolit sebagai osmoprotektan pada kondisi cekaman kekeringan dan penghasil senyawa tertentu yang dapat membunuh patogen tanaman. Selain itu juga mampu menyediakan beragam mineral yang dibutuhkan tanaman seperti besi, fosfor, atau belerang.

Berdasarkan uraian di atas, maka perlu dilakukan percobaan mengenai bagaiman cara pembuatan PGPR ini yang berguna untuk memenuhi kebutuhan tanaman akan unsur hara.

1.2.  Tujuan dan Kegunaan

Tujuan dari praktikum ini adalah untuk mengetahui teknik-teknik atau cara-cara pembuatan PGPR (Plant Growth Promoting Rhizobacteria)

Adapun kegunaannya yaitu sebagai bahan pembelajaran bagi mahasiswa(i) untuk meningkatkan keterampilan dalam proses pembuatan PGPR (Plant Growth Promoting Rhizobacteria) dan memahami kelebihan serta kekurangan dari PGPR ini.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

PGPR atau Plant Growth Promoting Rhizobacteria atau Rhizobakteria Pemacu Pertumbuhan Tanaman (RPPT) merupakan spesies bakteri rizosfer (di sekitar perakaran) yang mampu meningkatkan pertumbuhan tanaman. Bakteri tersebut hidupnya secara berkoloni menyelimuti akar tanaman. Bagi tanaman keberadaan mikroorganisme ini akan sangat menguntungkan. Kelompok bakteri PGPR ini yaitu Bacillus, Rhizobium dan Pseudomonas (Anonim¹, 2012).

Bakteri ini memberi keuntungan dalam proses fisiologi tanaman dan pertumbuhannya. Fungsi PGPR bagi tanaman yaitu mampu memacu pertumbuhan dan fisiologi akar serta mampu mengurangi penyakit atau kerusakan oleh serangga. Selain itu, PGPR juga meningkatkan ketersediaan nutrisi lain seperti phospat, belerang, besi dan tembaga. PGPR juga bisa memproduksi hormon tanaman, menambah bakteri dan cendawan yang menguntungkan serta mengontrol hama dan penyakit tumbuhan (Anonim¹, 2012).

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. 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 (Anonim¹, 2012).

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, dan Taxus walkchiana yang memproduksi taxol (zat antikanker) (Anonim¹, 2012).

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 (Anonim², 2011).

Rizobakteri yang bermanfaat dinamakan Plant Growth-Promoting Rhizobacteria (PGPR). Oleh karena itu, PGPR dapat dipertimbangkan secara fungsional sebagai bakteri bermanfaat yang mengkolonisasi akar (Anonim², 2011).

          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 (Anonim², 2011).

          Menurut Bowen (1999) yang menyatakan bahwa 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.

          Selain itu, menurut Bowen (1999) 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

         Menurut Gardner (1991) 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 – 14^oC, 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.

h.    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.

2.2. Kelebihan dan Kekurangan PGPR

Berikut ini adalah kelebihan dan kekurangan dari PGPR yaitu (Deni, 2008) :

Berikut kelebihan dari PGPR diantaranya :

·      Menambah fiksasi nitrogen di tanaman kacang – kacangan

·      Memacu pertumbuhan bakteri fiksasi nitrogen bebas

·      Meningkatkan ketersediaan nutrisi lain seperti phospat, belerang, besi dan tembaga

·      Memproduksi hormon tanaman

·      Menambah bakteri dan cendawan yang menguntungkan

·      Mengontrol hama dan penyakit tumbuhan

      Adapun kekurangan dari PGPR ini, yaitu :

·      Kekonsistenan pengaruh bakteri PGPR di laboratorium dengan di lapangan kadang – kadang berbeda.

·      Bakteri ini harus dapat diperbanyak dan diproduksi dalam bentuk yang optimum baik vialibilas maupun biologinya selama diaplikasikan di lapangan. Beberapa bakteri PGPR harus dilakukan re-inokulasi setelah diaplikasikan di lapangan seperti Rhizobia.

·      Tantangan lainnya berkaitan dengan regulasi / kebijakan suatu negara. Di beberapa negara kontrol terhadap produksi agens antagonis ini sangat ketat. Walaupun produk tersebut tidak berefek negatif pada manusia.

BAB III

METODOLOGI

3.1. Tempat dan Waktu

            Praktikum ini dilakukan di Laboratorium Bioteknologi Pertanian, gedung Pusat Kegiatan Penelitian (PKP) lantai 4, Universitas Hasanuddin. Pada hari Jumat, 5 April 2013 pukul 07.30 WITA sampai selesai.

3.2. Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam praktikum pembuatan Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR) adalah ember dan tutupnya, pengaduk, kompor, dan panci.

           Bahan yang digunakan dalam pembuatan Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR) adalah akar rumput gajah, gula merah yang sudah dicairkan, dedak, air, sabun colek, dan lakban.

3.3. Prosedur Kerja

                  Adapun prosedur kerja pada praktikum pembuatan Mikro organism Lokal (MOL) ini adalah sebagai berikut :

·         Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan

·         Memanaskan air terlebih dahulu karena air yang digunakan harus air hangat

·         Setelah mendidih, menuangkan air tersebut ke dalam ember.

·         Memasukkan gula merah yang telah dicairkan

·         Memasukkan dedak sambil mengaduk semua bahan di dalam ember

·         Memasukkan akar rumput gajah yang telah dibersihkan

·         Melakukan pengadukan secara merata.

·         Bila masih perlu gula merah, tuangkan lagi gula merah yang masih tersisa dan ditambahkan air

·         Menutup ember, kemudian olesi mulut ember dengan menggunakan sabun colek.

·         Menutup ember lalu diolesi sabun colek disekeliling tutupnya.

·         Memberikan lakban disekeliling ember dengan serapat mungkin.

BAB IV

HASL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil

Adapun hasil pada praktikum Pembuatan Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR), yaitu :

No.	Gambar	Keterangan
1.		Air yang sudah dipanaskan dan masih dalam keadaan hangat dituangkan ke dalam ember
2.		Masukkan gula merah ke dalam ember
3.		Sambil diaduk, kemudian  tambahkan dedak
4.		Aduk hingga semua bahan tercampur
5.		Masukkan akar rumput gajah yang telah dibersihkan
6.		Lakukan pengadukan lagi hingga semua bahan tercampur secara merata
7.		Tambahkan gula merah yang masih tersisa, air dan akar rumput gajah. Dan aduk lagi sampai semuanya benar-benar telah menyatu
8.		Olesi sabun colek disekeliling ember dan setelah itu lakban serapat mungkin.

4.2. Pembahasan

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, maka dapat kita ketahui bahwa 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

Bakteri pemacu tumbuh secara langsung memproduksi fitohormon yang dapat menginduksi pertumbuhan. Gardner (1991) menyebutkan bahwa peningkatan pertumbuhan tanaman dapat terjadi ketika suatu rizobakterium memproduksi metabolit yang berperan sebagai fitohormon yang secara langsung meningkatkan pertumbuhan tanaman. 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. Menurut Bowen (1999) 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)

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. Bowen (1999) menyebutkan bahwa 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.

Pada pembuatan PGPR ini kita menggunakan akar Rumput Gajah karena akar ini bisa bersimbiosis dengan jamur Mikoriza yang bisa meningkatkan unsure mikro tanah yaitu Mg, Cu, Mn, Fe, dll.  Fungsi dedak antara lain melindungi kariopsis dari kerusakan, serangan serangga dan serangan kapang. Selain itu juga digunakan gula merah. Gula merah ini bertindak sebagai molase yang merupakan sumber energy bagi mikroorganisme yang akan menguraikan atau fermentasi dari bahan dasar dari pupuk organik cair ini.

BAB V

PENUTUP

5.1. Kesimpulan

        Berdasarkan hasil praktikum yang telah dilakukan, maka dapat diperoleh kesimpulan bahwa :

1.      PGPR adalah sejenis bakteri yang hidup di sekitar perakaran tanaman. Bakteri tersebut hidupnya secara berkoloni menyelimuti akar tanaman..

2.      Fungsi PGPR bagi tanaman yaitu mampu memacu pertumbuhan dan fisiologi akar serta mampu mengurangi penyakit atau kerusakan oleh serangga. Fungsi lainnya yaitu sebagai tambahan bagi kompos dan mempercepat proses pengomposan.

3.      Bagaimana bakteri PGPR dapat memacu pertumbuhan karena
Bakteri PGPR mampu mengikat nitrogen bebas dari alam atau istilahnya fikasi nitrogen bebas.

5.2.   Saran

Sebaiknya praktikan lebih aktif dalam pembuatan PGPR ini agar dapat mengerti proses secara keseluruhan dalam pembuatan PGPR ini dan sebaiknya asisten menjelaskan lebih detail tentang materi PGPR ini dan menjelaskan kelebihan dari bahan-bahan yang digunakan pada pembentukan PGPR ini.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim¹. 2012. Pembuatan dan Pengaplikasian PGPR pada tanaman. http://kuliahagroteknologi.blogspot.com/2012/06/pembuatan-dan-pengaplikasian-pgpr-plant.htlm. Diakses pada hari Senin tanggal 8 April 2013 pukul 23.00 WITA

Anonim². 2011. Cara Membuat PGPR, Bakteri Pemacu Pertumbuhan Tanaman. http://bpplentengsumenep.blogspot.com/2011/05/cara-membuat-pgpr-bakteri-pemacu.html Diakses pada hari Senin tanggal 8 April 2013 pukul 23.35 WITA

Deni, Ejar Irmawan. 2008. Bakteri Rhizosfer Pemacu Pertumbuhan (PGPR). http://www.pertaniansehat.or.id/index.php?pilih=news&mod=yes&aksi=lihat&id=72 Diakses pada hari Selasa tanggal 9 April 2013 pukul 00.05 WITA

Bowen, G. D., and Rovira, A. D. 1999. The rhizosphere and its management to

improve plant growth. Adv. Agron.

Gardner, F.P., R.B. Pearce, dan R.L. Mitchel. 1991. Fisiologi tanaman budidaya.

Terjemahan. H. Susilo, Subiyanto (Ed). Jakarta:UI Press.