Analisis Mikrob Tanah Supresif dan Potensinya dalam Pengendalian Penyakit Layu Fusarium pada Tanaman Cabai

Abstract

Fusarium oxysporum f.sp. capsici merupakan patogen layu Fusarium pada budi daya cabai dan mengakibatkan kerugian yang cukup besar karena dapat menyerang tanaman pada seluruh tahap pertumbuhan. Upaya pengendalian penyakit telah banyak dilakukan dalam menekan infeksi patogen di lapangan, salah satunya dengan penggunaan varietas tahan, pemanfaatan agens hayati, aplikasi kitosan sebagai biopestisida, solarisasi tanah, dan pemupukan berimbang. Selain itu, pada tahun 1980-an pestisida berbahan aktif metil bromida juga banyak digunakan di beberapa negara sebagai fumigan tanah untuk mengendalikan patogen tular tanah, salah satunya patogen layu Fusarium. Pemanfaatan bahan aktif tersebut secara masif berdampak pada penipisan lapisan ozon di atmosfer sehingga aplikasinya telah dibatasi pada tahun 2001. Sejak saat itu, lebih banyak perhatian telah diberikan pada penggunaan agen hayati sebagai alternatif pengendalian penyakit tumbuhan karena dinilai lebih aman dan dapat dimanfaatkan dalam jangka waktu panjang. Fenomena tanah supresif telah banyak dikaji sebagai metode pengendalian penyakit tanaman alami di lapangan dan dicirikan dengan banyaknya sejumlah mikrob bermanfaat yang mampu menekan populasi patogen. Sebaliknya, tanah kondusif merupakan tanah yang sesuai untuk pertumbuhan populasi patogen karena rendahnya aktivitas mikrob bermanfaat. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui dan membandingkan komposisi bakteri maupun cendawan Fusarium spp. pada tanah supresif dan kondusif layu Fusarium, serta karakter fungsionalnya, yang nantinya mampu berperan sebagai agens pengendalian hayati terhadap F. oxysporum patogenik penyebab penyakit layu Fusarium pada tanaman cabai. Penelitian terdiri atas pengambilan sampel tanah di lapangan, isolasi beberapa kelompok bakteri dan Fusarium spp. dari sampel tanah supresif dan kondusif, penghitungan populasi mikrob bermanfaat dan peran fungsionalnya, pengujian peran mikrob bermanfaat nonpatogenik sebagai agens pengendalian hayati secara in vitro, perankingan bakteri nonpatogenik bermanfaat menggunakan metode analytical hierrarcy process (AHP), uji kemampuan mikrob bermanfaat secara in planta di rumah kaca, serta identifikasi mikrob bermanfaat. Hasil penelitian menunjukkan bahwa total populasi bakteri pada tanah supresif lebih tinggi dibandingkan tanah kondusif, masing-masing adalah 36,93 log cfu/g dan 33,55 log cfu/g. Demikian pula dengan populasi bakteri tertentu, seperti bakteri toleran panas (8,79 log cfu/g > 7,88 log cfu/g) dan Pseudomonas kelompok fluorescent (9,00 log cfu/g > 7,35 log cfu/g). Nilai keanekaragaman bakteri fungsional pada tanah supresif tergolong tinggi (H’ 3.70 > 3), sementara itu pada tanah kondusif tergolong sedang (1 < H’ 2.07 < 3). Sebaran bakteri fungsional pada kedua kelompok tanah tersebut tergolong hampir merata dan tidak ditemukan adanya dominansi oleh jenis tertentu. Sementara itu, dari hasil uji patogenesitas menunjukkan bakteri yang nonpatogenik pada tanah supresif lebih tinggi dibandingkan dengan tanah kondusif, masing-masing yaitu 51% dan 23%. Bakteri nonpatogenik tersebut berpotensi sebagai plant growth promoting bacteria (PGPB) dengan ditunjukkan oleh kemampuannya dalam memproduksi IAA (Indol Acetic Acid), melarutkan fosfat, atau keduanya. Hanya bakteri yang berasal dari tanah supresif yang mampu memproduksi IAA sekaligus melarutkan fosfat dengan persentase sebanyak 48%. Sementara itu, dari uji secara in vitro tidak ditemukan adanya bakteri nonpatogenik yang bersifat antibiosis terhadap Fusarium yang patogenik terhadap tanaman cabai. Selain mikrob bermanfaat dari kelompok bakteri, juga ditemukan tiga isolat Fusarium nonpatogenik yang mampu menekan pertumbuhan Fusarium patogenik secara in planta. Isolat Fusarium nonpatogenik tersebut ditemukan di kedua kelompok tanah, baik tanah supresif maupun kondusif. Namun demikian, peluang ditemukannya cendawan tersebut pada tanah supresif lebih tinggi (33,3%) dibandingkan dengan tanah tanah kondusif (20%). Hasil identifikasi baik secara morfologi maupun molekuler menggunakan primer ITS1/4 menunjukkan bahwa kelompok Fusarium nonpatogenik adalah spesies F. solani, sedangkan isolat patogenik adalah F. oxysporum. Sebanyak tiga isolat Fusarium nonpatogenik yang didapatkan dari hasil uji patogenesitas pada tanaman cabai diduga mampu menekan pertumbuhan F. oxysporum melalui aktivitas kompetisi ruang dan nutrisi. Selain itu, cendawan tersebut juga memiliki mekanisme pemacu pertumbuhan, hal ini ditunjukkan dengan kemampuannya dalam memproduksi IAA dan melarutkan fosfat. Meskipun Fusarium patogenik maupun nonpatogenik mampu memproduksi hormon IAA dan melarutkan fosfat, tetapi produksi yang ditunjukkan oleh kelompok nonpatogenik lebih tinggi dibandingkan dengan yang patogenik. Konsentrasi IAA yang dihasilkan oleh Fusarium nonpatogenik F4N, F4LM, dan F4LN berturut-turut 8,15; 5,15; 5,32 µg/ml, sedangkan yang diproduksi oleh F. oxysporum patogenik hanya 4,96 µg/ml. Kemampuan melarutkan fosfat oleh ketiga isolat Fusarium nonpatogenik juga lebih baik (66,02-119,18 µg/ml) dibandingkan dengan yang dihasilkan oleh F. oxysporum patogenik (31,33 µg/ml). Peran mikrob bermanfaat, baik dari kelompok bakteri maupun cendawan Fusarium nonpatogenik, sebagai agens pengendalian hayati penyakit layu Fusarium ditunjukkan melalui kemampuannya dalam menekan serangan dan perkembangan penyakit secara in planta di rumah kaca. Aplikasi mikrob bermanfaat menunjukkan insidensi dan severitas penyakit yang lebih rendah, yaitu kurang dari 50%, sedangkan persentase intensitas penyakit pada kontrol mencapai 70%. Sementara itu, kemampuannya dalam menekan perkembangan penyakit ditunjukkan oleh nilai kurva di bawah luas perkembangan penyakit/area under disease progress curve (AUDPC) pada tanaman cabai berumur 60 HST yang lebih rendah, baik untuk indsidensi maupun severitas. Nilai AUDPC insidensi dan severitas penyakit pada perlakuan mikrob bermanfaat, masing-masing berkisar antara 22,50 sampai 43,75 dan 23,96 sampai 42,71. Sementara itu pada kontrol, nilai tersebut masing-masing adalah 77,50 dan 75,83. Secara keseluruhan perlakuan mikrob bermanfaat dari kelompok Fusarium nonpatogenik menunjukkan hasil yang lebih baik yang ditunjukkan dengan tingkat efikasi lebih dari 60% dibandingkan dengan aplikasi bakteri secara tunggal maupun kombinasi antara Fusarium nonpatogenik dan bakteri yang efikasinya masih di bawah 50%. Isolat Fusarium nonpatogenik isolat F4N menunjukkan hasil terbaik dalam menekan penyakit layu Fusarium tanaman cabai pada pengujian di rumah kaca maupun pengujian in vitro. Selain itu, Fusarium nonpatogenik juga menunjukkan hasil yang lebih baik sebagai pemacu pertumbuhan tanaman yang ditunjukkan dengan hasil pengukuran tinggi tanaman dan jumlah daun pada umur 60 HST.