PLANT GROWTH PROMOTING RHIZOBACTERIA (1)

Ir. IGA. Maya Kurnia, MSi (Penyuluh Pertanian pada DISTANAK KAB. BULELENG)

Peningkatan kegiatan agroindustri selain meningkatkan produksi pertanian juga menghasilkan limbah dari kegiatan tersebut. Konsep penggunaan pestisida yang telah diterapkan pada pertanian modern, telah menimbulkan berbagai efek samping seperti pencemaran lingkungan di pabrik-pabrik penghasil pestisida maupun di lahan-lahan pertanian yang menggunakan pestisida tersebut. Apabila masuk ke dalam rantai makanan, sifat beracun bahan pestisida dapat menimbulkan berbagai penyakit seperti kanker, mutasi, bayi lahir cacat, CAIDS (Chemically Acquired Deficiency Syndrom) Adanya dampak negatif dari pestisida tersebut, maka dibutuhkan teknologi alternatif untuk meningkatkan produksi pertanian yang lebih aman. Teknologi yang memungkinkan untuk dikembangkan dan relatif aman adalah pemanfaatan Plant Growth Promoting Rhizobacteria (selanjutnya disebut PGPR).

Disamping itu juga banyak petani yang berfikir salah tentang cara pengendalian penyakit layu pada beberapa jenis tanaman seperti cabe, tomat, terong dll.  Petani terlalu meyakini dan terlalu mengandalkan bakterisida kimia untuk mengendalikan penyakit perakaran.  Padahal harga bakterisida kimia (seperti agrept, agrimicyn dan bactocyn) harganya sangat mahal jika dibandingkan dengan PGPR.  PGPR sangat diperlukan oleh tanaman karena memiliki banyak manfaat. Manfaat yang dapat terlihat secara nyata adalah bahwa PGPR mencegah dan mengendalikan penyakit layu dan dapat memacu pertumbuhan tanaman. Secara nyata PGPR memproduksi antibiotik untuk melindungi tanaman dengan cara menghambat pertumbuhan penyakit perakaran PGPR menjadi pesaing patogen penyebab penyakit dalam mendapatkan makanan disekitar perakaran sehingga pertumbuhan patogen merugikan menjadi berkurang, disamping itu juga PGPR merangsang pembentukan hormon atau ZPT Auksin, Sitokinin dan Giberellin sehingga tanaman terlihat lebih subur

Plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) pertama kali diteliti oleh Kloepper dan Scroth (1982) untuk menggambarkan bakteri tanah yang mendiami daerah perakaran tanaman yang diinokulasikan ke dalam benih dan ternyata meningkatkan pertumbuhan tanaman. Sejak pertama kali diperkenalkan oleh Kloepper dan Scroth (1982), PGPR mengalami perkembangan yang sangat cepat, terutama pada beberapa tahun terakhir. Mereka menemukan bahwa keberadaan bakteri yang hidup di sekitar akar ini mampu memacu pertumbuhan tanaman jika diaplikasikan pada bibit/benih.  Bakteri PGPR mampu mengikat nitrogen bebas dari alam atau istilahnya fikasi nitrogen bebas. Nitrogen bebas diubah menjadi amonia kemudian disalurkan ke tanaman. Bakteri akar ini juga mampu menyediakan beragam mineral yang dibutuhkan tanaman seperti besi, fosfor, atau belerang. PGPR juga memacu peningkatan hormon tanaman. Peningkatan hormon tanaman inilah yang secara langsung mempengaruhi pertumbuhan tanaman.

Bakteri tanah ini mengkolonisasi akar tanaman setelah inokulasi melalui benih, dan bakteri ini dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman. Akibat proses kolonisasi adalah: mikroba memperbanyak diri di spermosfer karena adanya eksudat benih, mikroba menempel di permukaan akar, dan mikorba mengkolonisasi sistem akar yang sedang tumbuh.  Berbagai penemuan akan manfaat plant growth promoting rhizibacteria (PGPR) untuk pertanian telah dilaporkan oleh banyak peneliti di dunia. Antusiasme untuk mengkomersialkan rhizobacteria sebagai teknologi alternatif yang menjanjikan terutama dipicu untuk mengembangkan pertanian ramah lingkungan dengan mengurangi penggunaan input sintetik agrokimia (pupuk dan pestisida). Hasil ini menyarankan bahwa penerapan PGPR bisa merangsang pertumbuhan tanaman dan meningkatkan ketahanan tanaman terhadap jamur patogen.

Dijelaskan bahwa PGPR atau Plant Growth Promoting Rhizobakteri adalah sejenis bakteri yang hidup di sekitar perakaran tanaman. Bakteri tersebut hidupnya secara berkoloni menyelimuti akar tanaman. Bagi tanaman keberadaan mikroorganisme ini akan sangat menguntungkan. 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. PGPR juga bisa memproduksi hormon tanaman, menambah bakteri dan cendawan yang menguntungkan serta mengontrol hama dan penyakit tumbuhan.

Rhizobakteria pemacu tumbuh tanaman (RPTT) adalah kelompok bakteri yang menguntungkan yang agresif menduduki (mengkolonisasi) rizosfir (bagian perakaran). Aktivitas RPTT menguntungkan bagi tanaman baik langsung maupun secara tidak langsung. Pengaruh langsung RPTT didasarkan atas kemampuannya menyediakan dan memobilisasiatau memfasilitasi penyerapan berbagai unsur hara dalam tanah serta mensintesis dan mengubah konsentrasi fithothormon pemacu tumbuh. Sedangkan tidak langsungnya berkaitan dengan kemampuan menekan aktivitas patogen dengan menghasilkan berbagai senyawa atau metabolit seperti antibiotik.

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. Pengurangan pestisida dan rotasi penanaman dapat memacu pertumbuhan populasi dari bakteri– bakteri yang menguntungkan seperti PGPR.  Aplikasi PGPR mampu mengurangi kejadian dan keparahan penyakit. Beberapa bakteri PGPR yang diinokulasikan pada benih sebelum tanam dapat memberi pertahanan pada tudung akar tanaman. Hal inilah yang membuat bakteri PGPR mampu mengurangi keparahan dari penyakit dumping-off (Pythium ultimatum) di tanaman. Beberapa bakteri PGPR mampu memproduksi racun bagi patogen tanaman, misalnya bakteri Bacillus subtilis mampu melawan cendawan patogen.

Mekanisme PGPR dalam meningkatkan pertumbuhan tanaman.

1. Menekan penyakit tanaman (bioprotektan)
   Bakteri ini sanggup membunuh organisme patogen atau penyakit tanaman setelah bakteri tersebut berkembang biak dengan baik. Agen pengendali biologis yang telah banyak diteliti adalah genus Bacillus, Streptomyces, Pseudomonas, Bulkholderia dan Agrobacterium. Mikroba tersebut menekan pertumbuhan penyakit melalui mekanisme  : Induksi resistensi sistemik dari tanaman; Produksi siderofor yang mengkhelat besi sehingga besi tidak tersedia untuk pathogen;
   Sintesis metabolit yang bersifat anti jamur seperti antibiotik, enzim yang mendegradasi dinding sel jamur, atau hidrogen sianida yang menekan pertumbuhan jamur pathogen; Mampu berkompetisi dengan patogen untuk nutrisi atau tempat di akar
2. Memperbaiki ketersediaan nutrisi (biofertilizer)
   Biofertilizer (pupuk hayati) yang sering digunakan untuk meningkatkan penyerapan tanaman adalah:
   -Azotobacter. Bakteri pemfiksasi nitrogen hidup bebas.
   -Azospirillum. Bakteri pemfiksasi nitrogen yang berasosiasi dengan rumput-rumputan
   -Pseudomonas. Bakteri yang menghasilkan siderofor, melarutkan fosfat
   -Thiobacillus. Bakteri pengoksidasi sulfur untuk meningkatkan serapan S
   -Penicillium dan Aspergillus. Pelarut fosfat
   -Jamur Mikoriza. Meningkatkan penyerapan P
3. Memproduksi fitohormon (Biostimulan)
   Bakteri Azotobacter, Azospirillum, Pseudomonas, dan Bacillus menghasilkan fitohormon atau faktor tumbuh (growth regulator) yang menyebabkan tanaman menghasilkan akar rambut dalam jumlah yang lebih besar sehingga meningkatkan permukaan absortif akar untuk menyerap unsur hara. Fitohormon yang dihasilkan adalah asam indol asetat (Indole acetic acid, IAA), sitokinin, giberelin. Bakteri juga menghasilkan fitohormon etilen yang menghambat pertumbuhan tanaman.

Manfaat lain PGPR adalah :

1. menghambat produksi etylen (zat yang menyebabkan tanaman cepat tua dan mati)
2. PGPR meningkatkan penyerapan dan pemanfaatan unsur N oleh tanaman
3. PGPR meningkatkan kemampuan tanaman dalam menyerap unsur Fe
4. PGPR meningkatkan kemampuan tanaman dalam menyerap unsur S
5. PGPR meningkatkan ketersediaan unsur P
6. PGPR meningkatkan ketersediaan unsur Mn

Adapun cara aplikasi PGPR adalah sebagai berikut:

1. PGPR Untuk perlakuan benih. Benih yang dibeli dari toko dan diduga mengandung pestisida cuci dulu sampai bersih hingga 3 – 4 kali. Rendam benih dalam larutan PGPR dengan konsentrasi 10 ml per liter air selama 10 menit hingga 8 jam tergantung jenis benihnya. Kemudian kering anginkan di tempat yang teduh sebelum dilakukan penanaman.
2. PGPR Untuk perlakuan bibit. Jika untuk perlakuan bibit dan stek atau biakan vegetatif lain tinggal direndam beberapa saat saja lalu langsung ditanam. Konsentrasi yang diperlukan adalah 10 ml per liter air.
3. PGPR Untuk perlakuan pada tanaman. Buat PGPR dengan konsentrasi 5 ml per liter air. Untuk aplikasi pada tanaman semusim (cabe, terong, timun dll) siramkan 1 - 2 gelas aqua larutan tadi ke daerah perakaran. Jika untuk tanaman tahunan jumlah larutan yang digunakan dapat diperkirakan sendiri sesuai dengan umur dan jenis tanaman, sebagai ukuran adalah siram daerah perakaran sampai basah.

Lama waktu peredaman benih atau bibit dengan PGPR

Beberapa perbedaan yang mendasar dari EM4, MOL dan PGPR :

Sumber : maspary, gerbang pertanian edisi 11 april 2011

Bersambung ke PLANT GROWTH PROMOTING RHIZOBACTERIA (2)