Peran Bakteri Bacillus sp. dalam Penyediaan Unsur Hara dan Zat Pengatur Tumbuh pada Produksi Padi Sawah

Abstract

Bacillus sp. merupakan PGPR (Plant Growth Promotion Rhizobacteria) yang dapat meningkatkan pertumbuhan dan produksi tanaman. Bacillus mampu memfiksasi N2, melarutkan fosfat serta mensintesis fitohormon IAA (Indole 3- Acetic Acid). Kemampuan Bacillus sp. sebagai PGPR dapat meningkatkan ketersediaan hara nitrogen dan fosfat yang rendah pada tanah sawah. Kehilangan hara nitrogen umumnya terjadi karena leaching dan runoff pada tanah yang tergenang dan rendahnya ketersediaan fosfat karena berikatan kompleks dengan unsur Al2+ dan Fe2+. Rendahnya ketersediaan hara nitrogen dan fosfat pada tanah sawah dapat ditingkatkan dengan pemberian aplikasi pupuk hayati bakteri Bacillus sp. Namun kemampuan Bacillus dalam penyediaan hara nitrogen dan fosfat pada tanaman padi sawah belum jelas. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari kemampuan bakteri Bacillus sp. dalam memfiksasi N2, melarutkan fosfat dan mensintesis IAA serta perannya terhadap penyediaan unsur hara dan produksi padi sawah. Penelitian ini terdiri atas dua percobaan. Percobaan I dilakukan di Laboratorium Biologi Tanah, Balai Penelitian Tanah, Cimanggu, Bogor dan di Laboratorium Kultur Jaringan 3, Departemen Agronomi dan Hortikultura, Fakultas Pertanian, IPB pada bulan Agustus sampai Desember 2018. Percobaan II dilakukan di rumah plastik Kebun Percobaan Sawah Baru IPB pada bulan November 2018 sampai Maret 2019. Tahapan percobaan I adalah (a) uji populasi, karakterisasi dan patogenisitas Bacillus sp., (b) uji aktivitas nitrogenase secara kualitatif pada media NFB (Nitrogen Free Bromothymol Blue) padat dan kuantitatif menggunakan kromatografi gas, (c) uji kemampuan melarutkan fosfat di media Pikovskaya padat dan uji produksi asam organik menggunakan High Performance Liquid Chromatography (HPLC), (d) Uji sintesis fitohormon IAA dengan spektofotometer dan (e) uji in planta bibit padi pada kantong tumbuh. Tahapan pelaksanaan percobaan II menggunakan rancangan RAL satu faktor yaitu dosis pemberian pupuk NPK dengan 7 taraf : P0 (100% NPK), P1 (0% NPK), P2 (0% NPK + pupuk hayati), P3 (25% NPK + pupuk hayati), P4 (50% NPK + pupuk hayati), P5 (75% NPK + pupuk hayati) dan P6 (100% NPK + pupuk hayati). Hasil percobaan I diperoleh 6 isolat Bacillus sp. dengan populasi 7.6 × 1011 cfu ml-1 dengan morfologi koloni yang berbeda. Secara mikroskopis ukuran sel Bacillus sp. mulai dari 2.39 sampai 3.01 μm. Berdasakan hasil uji nitrogenase metode Acetylen Reduction Assay (ARA), Bacillus memiliki aktivitas nitrogenase sebesar 0.05685 μm ml-1 jam-1, melarutkan fosfat dari sumber fosfat Ca3(PO4)2 dengan Indeks Pelarutan(IP) fosfat 2.6. Fosfat yang terlarut disebabkan karena produksi 4 jenis asam organik oleh Bacillus sp. yaitu asam asetat, asam oksalat, asam laktat dan asam malat dengan kisaran konsentrasi 0.01 sampai 1.02 mg l-1. Asam laktat memiliki konsentrasi paling tinggi yaitu 1.02 mg l-1. Hasil uji sintesis fitohormon IAA, Bacillus dapat mensintesis sebanyak 3.0065 μg ml-1 IAA. Bibit padi IPB3S yang diinokulasi Bacillus sp. memiliki jumlah akar lateral yang lebih banyak daripada tidak diinokulasi berdasarkan uji in planta. Hasil percobaan II menunjukkan bahwa Bacillus yang diaplikasikan pada padi sawah dapat meningkatkan serapan hara fosfat dan kalium jerami 26.36% dan 23.57%. Perlakuan dosis 75% NPK dan aplikasi pupuk hayati Bacillus sp. meningkatkan hasil gabah per rumpun 7.82% dibandingkan pemberian 100% NPK serta mengurangi persentase gabah hampa sebanyak 13.89%. Perlakuan 75% NPK + pupuk hayati Bacillus sp. memiliki nilai EAR >100% dan meningkatkan hasil sebesar 15.68% dibandingkan dengan dosis pupuk rekomendasi. Aplikasi pupuk hayati Bacillus sp. dapat mengurangi 25% pemakaian pupuk NPK pada produksi padi sawah.