Peran Bakteri Rizofagi terhadap Toleransi Cekaman Salinitas pada Bawang Merah

Abstract

Salinisasi lahan di daerah pesisir menjadi salah satu faktor pembatas produktivitas lahan-lahan pertanian di daerah tersebut. Bawang merah merupakan komoditas hortikultura penting yang peka terhadap cekaman salinitas, dan berpotensi terdampak oleh cekaman ini pada masa mendatang. Beberapa metode ameliorasi tanah untuk mengatasi cekaman salinitas memiliki kelemahan, yaitu memerlukan input yang banyak dengan biaya yang relatif tinggi. Asosiasi tanaman bawang merah dengan bakteri rizofagi-halotoleran diharapkan dapat menjadi salah satu alternatif yang lebih efisien dalam mengatasi permasalahan tersebut. Bakteri rizofagi merupakan suatu kelompok bakteri yang berperan menyediakan nutrien langsung kepada tanaman melalui mekanisme microbivory. Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi halotoleransi pada isolat-isolat bakteri rizofagi dan karakter yang terkait pemacu pertumbuhan tanaman, serta menganalisis pengaruh bakteri rizofagi-halotoleran (yang diaplikasikan sebagai isolat tunggal atau konsorsium) terhadap pertumbuhan, fisiologi, dan hasil umbi tanaman bawang merah pada kondisi cekaman salinitas. Percobaan I dilakukan untuk mendapatkan isolat bakteri rizofagi yang halotoleran dan mampu mendorong pertumbuhan bibit bawang merah pada kondisi cekaman salinitas. Isolat tersebut diaplikasikan pada Percobaan II dalam bentuk isolat tunggal atau konsorsium. Percobaan dilakukan dengan menumbuhkan bakteri pada media uji halotoleransi dan pada media skrining pemacu tumbuh tanaman yang ditambahkan NaCl. Masing-masing isolat rizofagi-halotoleran yang terpilih kemudian diinokulasikan ke benih TSS bawang merah dengan tujuan untuk mendapatkan isolat tunggal yang paling optimal dalam memacu pertumbuhan bibit bawang merah pada kondisi cekaman salinitas. Uji antagonisme juga dilakukan untuk mendapatkan isolat-isolat yang saling kompatibel satu dengan yang lain, sehingga dapat digabungkan menjadi konsorsium bakteri. Bakteri dengan sifat halotoleran diduga dapat menginduksi akumulasi prolin lebih dini pada tanaman sebelum adanya cekaman salinitas. Adapun bakteri rizofagi diduga dapat menyediakan nutrien yang terbatas selama cekaman salinitas. Oleh karena itu Percobaan II dilakukan untuk menganalisis pengaruh inokulasi isolat tunggal atau konsorsium bakteri terhadap kandungan nitrogen dan akumulasi prolin tanaman bawang merah pada kondisi cekaman salinitas 50 mM NaCl. Prolin, nitrat, dan amonium dianalisis sebelum dan setelah pemberian cekaman salinitas. Percobaan III dilakukan di rumah kaca dengan menginokulasikan isolat tunggal dan konsorsium ke benih umbi bawang merah, kemudian menumbuhkannya pada media tanam dengan atau tanpa 50 dan 100 mM NaCl dalam rancangan kelompok lengkap teracak. Parameter pertumbuhan, fisiologi, dan hasil umbi pada tanaman bawang merah yang diinokulasi bakteri terhadap cekaman salinitas dianalisis pada percobaan ini. Berdasarkan skrining halotoleransi, diperoleh 8 isolat yang tumbuh optimal pada 1250 mM NaCl. Isolat-isolat halotoleran tersebut memiliki karakter sebagai penambat nitrogen, pelarut fosfat, kalium, dan seng yang tidak tersedia, mampu memproduksi IAA, eksopolisakarida (EPS), siderofor, HCN, amonia, dan ACC deaminase dengan level yang berbeda-beda. Beberapa isolat mampu mempertahankan karakter pemacu tumbuh pada 500 dan 1000 mM NaCl, sedangkan yang lainnya terhambat. Inokulasi bakteri ke benih TSS bawang merah mampu meningkatkan pertumbuhan tanaman pada 90, 160, dan 230 mM NaCl. Isolat R11 terpilih sebagai isolat tunggal dengan kemampuan pemacu tumbuh terbaik, yang kemudian teridentifikasi melalui sekuensing 16S rRNA sebagai Enterobacter hormaechei (kode isolat R11). Konsorsium bakteri merupakan gabungan dari Enterobacter hormaechei (R11), Klebsiella pneumoniae (A95), Pseudochrobactrum asaccharolyticum (C167.1), dan Klebsiella quasivariicola (R198). Berdasarkan Percobaan II, bakteri rizofagi-halotoleran dapat meningkatkan pertumbuhan bawang merah pada kondisi cekaman salinitas dengan cara menginduksi akumulasi prolin (meningkat 31.76-64.43%) dan kandungan nitrat (meningkat 14.57-106.82%) sebelum atau selama periode cekaman dibandingkan dengan tanpa inokulasi bakteri. Percobaan III juga menunjukkan bahwa penggunaan bakteri rizofagi-halotoleran baik dalam bentuk konsorsium ataupun isolat tunggal dapat meningkatkan pertumbuhan dan hasil umbi tanaman tersebut dengan cara menginduksi peningkatan yang signifikan terhadap aktivitas enzim SOD, CAT, dan POD, akumulasi prolin, dan juga penyerapan hara P, K, Ca, dan S yang lebih tinggi. Nilai salt tolerance index (STI) atau Indeks toleransi bawang merah terhadap cekaman salinitas 50 dan 100 mM NaCl masing-masing sebesar 1.06 dan 1.18 pada perlakuan isolat tunggal Enterobacter hormaechei, dan pada perlakuan konsorsium sebesar 0.75 dan 0.97. Nilai STI pada bawang merah yang diinokulasi isolat tunggal maupun konsorsium lebih tinggi dibandingkan nilai STI pada tanaman tanpa inokulasi bakteri.