Optimasi Tanah Salin Tergenang untuk Produksi Padi Sawah dengan Mikroba

Abstract

Produksi padi harus ditingkatkan seiring bertambahnya jumlah penduduk dunia. Saat ini, produksi padi menurun karena lahan produktif untuk pertanian dikonversi untuk kegiatan lain dan terjadi intrusi air laut, sehingga menambah areal tanah salin. Penggunaan tanah salin menghadapi kendala yaitu kandungan NaCl tinggi yang mengganggu pertumbuhan dan produksi tanaman bahkan tanaman mati. Dampak perubahan iklim yang menaikkan permukaan laut juga mempengaruhi menurunnya wilayah pesisir, yang menyebabkan lahan sawah tergenang. Untuk mengatasinya dengan penggunaan varietas padi toleran dan adaptif serta aplikasi mikroba yang mampu meningkatkan produksi padi. Upaya untuk menurunkan NaCl dengan melakukan pencucian, sehingga lingkungan tumbuh sesuai untuk pertumbuhan dan produksi tanaman. Tujuan penelitian adalah: (i) mendapatkan mikroba toleran salin tergenang untuk meningkatkan produksi padi sawah, (ii) menganalisis pertumbuhan dan produksi padi sawah pada tanah salin tergenang di lapangan dengan aplikasi mikroba, (iii) mengidentifikasi aspek fisiologi fase vegetatif tanaman padi sawah pada kondisi salin tergenang di rumah plastik, (iv) mengevaluasi pertumbuhan dan produksi padi sawah pada tanah salin tergenang dengan pencucian yang diaplikasikan mikroba di rumah plastik, dan (v) mengevaluasi pertumbuhan dan produksi padi sawah pada kondisi salin tergenang dengan pencucian yang diaplikasikan mikroba di lapangan. Tahapan penelitian meliputi: (i) eksplorasi bakteri halotoleran untuk mengatasi cekaman salin tergenang pada tanaman padi di daerah pesisir, (ii) mengevaluasi pengaruh mikroba terhadap pertumbuhan dan produksi tiga varietas padi sawah pada tanah salin tergenang di lapangan, (iii) mengkaji aspek fisiologi fase vegetatif beberapa jenis padi pada kondisi salin tergenang dengan aplikasi mikroba di rumah plastik, (iv) mengevaluasi pertumbuhan dan hasil beberapa varietas padi sawah yang diperlakukan mikroba pada keadaan salin tergenang yang dilakukan pencuciaan di rumah plastik, dan (v) mengevaluasi pertumbuhan dan produksi padi sawah pada tanah salin tergenang yang dicuci dengan aplikasi konsorsium bakteri di lapangan. Hasil eksplorasi dan proses pengujian terhadap isolat dari sampel sedimen dan tanaman dari daerah pesisir diperoleh 78 isolat bakteri halotoleran yang tumbuh baik pada cekaman NaCl 10% setara 1710 mM NaCl dengan nilai konduktivitas sebesar 15, 9 dS/m. Namun 40 isolat bersifat patogenik bagi tanaman dan mamalia, sehingga hanya 38 isolat yang diuji in planta yang berpotensi sebagai pupuk hayati berdasarkan kemampuannya mengikat N2, melarutkan P, K, Zn dan Si, memproduksi siderofor dan fitohormon (IAA, GA3, kinetin, zeatin). Pertumbuhan bibit padi terbaik ditunjukkan oleh 22 isolat dan isolat ini diidentifikasi secara molekuler menggunakan primer 16S rRNA dan hasilnya menunjukkan homologi yang tinggi dengan bakteri Gram positif kelompok Bacillus. Strain-strain ini berpotensi baik sebagai pupuk hayati untuk mendorong pertumbuhan dan hasil tanaman padi pada kondisi cekaman salin tergenang. Dari 22 strain ini terlihat 6 strain terbaik meningkatkan pertumbuhan bibit padi untuk dijadikan sebagai komponen formula pupuk hayati. Konsorsium bakteri diformulasi masing-masing terdiri atas 4 dari 6 strain bakteri endofitik dan rhizosfer unggul hasil seleksi. Konsorsium A meliputi Bacillus firmus UBE-14, B. aryabhattai UBE-62, B. marisflavi UBE-12, B. aerius UBE-48. Konsorsium B mengandung B. firmus UBE-14, B. aryabhattai UBE-62, B. aerius UBE-48, B. firmus UBE-55. Sedangkan konsorsium C berisi B. flexus UBE-19, B. aryabhattai UBE-62, B. marisflavi UBE-12, B. firmus UBE-55. Mikroba halotoleran ini diuji pada tiga varietas padi Pokkali, Biosalin 2 Agritan, dan IR 29, masing-masing sangat tahan, tahan, dan tidak tahan salinitas tinggi. Lahan untuk percobaan lapangan daya hantar listriknya sangat tinggi yaitu 17,0 dS/m (tanah) dan 14,4 dS/m (air), yang menyebabkan gangguan pertumbuhan dan bahkan tanaman mati. Beberapa tanaman dapat tumbuh hingga 15 HST. Kondisi salin tergenang 10 cm memperlihatkan varietas Pokkali pada konsorsium B tumbuh sebanyak 36,9%, sedangkan genangan 20 cm ditunjukkan oleh Biosalin 2 Agritan pada konsorsium A sekitar 25,9%, meskipun hasil sidik ragam antar perlakuan tidak berpengaruh terhadap peubah yang diamati. Penelitian di rumah plastik dengan media tanam tanah salin tergenang dan konduktivitas listrik sangat tinggi (17,0 dS/m) tidak terdapat interaksi antar perlakuan pada semua variabel pengamatan. Mikroba C meningkatkan kadar prolin dan jumlah anakan cenderung lebih baik dibandingkan tanpa mikroba. Varietas Biosalin 2 Agritan menghasilkan jumlah stomata tertinggi dengan jumlah anakan yang lebih banyak daripada Pokkali dan IR 29. Hasil pengujian di rumah plastik dengan pencucian terjadi penurunan daya hantar listrik tanah dari 17,0 menjadi 2,2 dS/m. Tinggi tanaman dan biomasa tertinggi ditunjukkan oleh Pokkali, namun jumlah anakan produktif terbanyak pada IR 29. Konsorsium B berpengaruh terbaik pada jumlah gabah hampa per rumpun, bobot kering gabah per rumpun, dan bobot 1000 biji. Biosalin 2 Agritan dengan jumlah gabah isi dan bobot kering gabah per rumpun terbaik dibandingkan Pokkali dan IR 29. Varietas Pokkali dengan kadar K dan Na pada akar rendah, namun pada tajuk tinggi. Sebaliknya, IR 29 kadar K dan Na pada akar tinggi, tetapi pada tajuk rendah. Terdapat interaksi antar perlakuan pada jumlah gabah isi, jumlah gabah hampa, dan bobot kering gabah per rumpun, serta bobot 1000 biji. Konsorsium bakteri B meningkatkan jumlah gabah isi per rumpun varietas Pokkali dan IR 29, tetapi pada varietas Biosalin 2 Agritan terjadi penurunan. Konsorsium bakteri A, B, C meningkatkan bobot kering gabah per rumpun dan bobot 1000 biji varietas Pokkali, sedangkan konsorsium bakteri B meningkatkan bobot gabah kering per rumpun IR 29 dan bobot 1000 biji pada Biosalin 2 Agritan. Penelitian di lahan salin tergenang dengan pencucian di lapangan tidak terdapat interaksi antar perlakuan pada semua peubah pengamatan. Konsorsium bakteri tidak berpengaruh pada komponen produksi dan produksi, kecuali tinggi tanaman. Varietas Biosalin 2 Agritan dan IR 29 menghasilkan bobot kering gabah ubinan tertinggi dibanding Pokkali. Produksi varietas Biosalin 2 Agritan sebanyak 3,7 ton/ha, IR 29 sebesar 2,8 ton/ha, dan Pokkali sebesar 1,9 ton/ha.