Skripsi. Untuk memenuhi sebagian persyaratan guna memperoleh gelar Sarjana Sains. Oleh : Anna Kumalasari M PROGRAM STUDI BIOLOGI

Transkripsi

1 UJI AKTIVITAS BAKTERI RIZOSFER DAN ENDOFIT ASAL TANAMAN PADI (Oryza sativa L.) DARI SAWAH ORGANIK KECAMATAN SAMBI DAN MOJOSONGO KABUPATEN BOYOLALI DALAM MENGHASILKAN HORMON INDOLE ACETIC ACID (IAA) Skripsi Untuk memenuhi sebagian persyaratan guna memperoleh gelar Sarjana Sains Oleh : Anna Kumalasari M PROGRAM STUDI BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2015 i

2 ii

3 PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi ini adalah hasil penelitian saya sendiri dan tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, serta tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka. Apabila di kemudian hari dapat ditemukan adanya unsur penjiplakan maka gelar kesarjanaan yang telah diperoleh dapat ditinjau dan/atau dicabut. Surakarta, Juli 2015 Anna Kumalasari NIM. M iii

4 UJI AKTIVITAS BAKTERI RIZOSFER DAN ENDOFIT ASAL TANAMAN PADI (Oryza satival.) DARI SAWAH ORGANIK KECAMATAN SAMBI DAN MOJOSONGO KABUPATEN BOYOLALI DALAM MENGHASILKAN HORMON INDOLE ACETIC ACID (IAA) ANNA KUMALASARI Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret, Surakarta. ABSTRAK Kebutuhan beras di Indonesia sangat tinggi sedangkan beras yang dihasilkan masih kurang. Produksi beras yang dihasilkan dipengaruhi oleh pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Pertumbuhan tanaman dapat dipacu oleh mikroorganisme tanah di daerah perakaran. Bakteri rizosfer dan endofit dapat menghasilkan hormon indole acetic acid (IAA). Bakteri penghasil IAA dapat digunakan sebagai agen pupuk hayati dalam pertanian organik. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan isolat bakteri rizosfer dan endofit yang memiliki kemampuan menghasilkan IAA dari sawah organik di Kecamatan Sambi dan Mojosongo Kabupaten Boyolali, dan mengetahui berapa IAA paling banyak yang dapat dihasilkan isolat yang didapat. Bakteri endofit diperoleh dari akar tanaman padi yang disterilisasi permukaan menggunakan alkohol 70%, larutan HgCl 2 0,1%, dan akuades steril. Uji IAA dilakukan dengan metode kalorimetri menggunakan reagen salkowski dan penambahan L-triptofan. Optical density diukur pada panjang gelombang 535 nm. Parameter yang diukur adalah kemampuan bakteri rizosfer dan endofit dalam menghasilkan hormon IAA. Data yang diperoleh dianalisis secara deskriptif meliputi adanya aktivitas bakteri menghasilkan IAA. Bakteri yang paling banyak menghasilkan IAA dikarakterisasi morfologi dan reaksi gram. Hasil yang diperoleh yaitu 9 isolat bakteri rizosfer dan 4 endofit. Empat isolat bakteri rizosfer dapat menghasilkan IAA. IAA paling tinggi dihasilkan oleh isolat C1 yang diisolasi dari sawah organik kelompok tani Pangudi Raharjo, sebesar 9,49 ppm (9,49 µg/ml). Isolat C1 termasuk bakteri gram negatif dan morfologi selnya berbentuk basil. Kata Kunci : pertanian organik, rizosfer, endofit, biofertilizer, IAA. iv

5 ACTIVITY TEST OF RICE RHIZOSPHERIC AND ENDOPHYTIC BACTERIA (Oryza satival.) FROM ORGANIC FARM IN THE DISTRICT SAMBI AND MOJOSONGO, BOYOLALI REGENCY IN THE PRODUCTION OF INDOLE ACETIC ACID (IAA) ANNA KUMALASARI Department of Biology, Faculty of Mathematics and Natural Sciences, Sebelas Maret University, Surakarta. ABSTRACT Indonesian rice requirement is high while the rice produced is still lacking. Rice production is influenced by plant growth and development. Plant growth can be stimulated by soil microorganisms in roots area. Rhizospheric and endophytic bacteria can produce hormones indole acetic acid (IAA). Bacteria produced IAA can be used to be biofertitilizer on organic farm. This research aims were to get the rhizospheric and endophytic bacteria from organic farm in the district Sambi and Mojosongo, Boyolali regency that can produced IAA, and knowing the highest IAA produced by rhizospheric and endophytic bacteria isolates. Rhizospheric bacteria were obtained from rhizospheric soil of rice plants. Endophytic bacteria obtained from the roots of rice plants were surface sterilized using 70% alcohol, 0.1% HgCl 2 and sterilized aquadest. IAA was examined by the colorimetric method using a reagent salkowski and the addition of L-tryptophan. Optical density was measured at 535 nm wavelength. The parameter measurement was the rhizospheric and endophytic bacteria's ability to produce IAA hormone. Data were analyzed descriptively covers the activity of bacteria producing IAA. Bacteria produced the high level of IAA were characterized morphology and gram reaction. Nine rizosfer and 4 endophytic bacteria were isolated. Four rhizospheric bacterial isolates produced IAA. The higest IAA was produced by C1 isolate from organic farm Pangudi Raharjo farmer group, amount 9,49 ppm (9,49 µg/ ml). C1 isolate was including gram-negative bacteria and cell morphology was bacillus shaped. Keywords : organic farm, rhizospheric, endophytic, biofertilizer, IAA. v

6 MOTTO Sesungguhnya sesudah kesulitan ada kemudahan (QS. Al-insyiroh:6) Istiqomah akan berujung pada Sukses (Ghufron Nurrosyid) (Barry Likumahuwa) vi

7 HALAMAN PERSEMBAHAN Skripsi ini kupersembahkan untuk: Bapak Supardi dan Ibu Mursinah atas doa dan kasih sayangnya yang tidak pernah berhenti mengalir Kakak-kakakku, Mbak Asih, Mas Sugeng, Mas Nur yang selalu memberi semangat dan memotivasi untuk terus mewujudkan citacita Ibu Dr. Ratna Setyaningsih, M.Si.,Bapak Tjahjadi Purwoko, M.Si., Ibu Dra. Endang Anggarwulan M.Si., dan Bapak Ari Pitoyo, S.Si. M.Sc atas nasihat yang berharga Sahabat keluarga BIO SUKA-SUKA 2011, KSR Selikur, KKN KELUARGA JAHE, Shulus Istiqomah dan sahabat seperjuangan di UNS yang telah memberikan motivasi dan inspirasi Achmad Ghufron Nurrosyid teman dekat yang selalu memberi semangat dan motivasi Almamater tercinta vii

8 viii

9 KATA PENGANTAR Segala puji syukur senantiasa kita panjatkan kehadirat Allah SWT, yang telah melimpahkan segala rahmat dan kasih sayang-nya yang tak terhingga. Shalawat serta salam senantiasa tercurah kepada junjungan Nabi Muhammad SAW uswatun khasanah, sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan skripsi yang berjudul: Uji Aktivitas Bakteri Rizosfer dan Endofit Asal Tanaman Padi (Oryza sativa L.) dari Sawah Organik di Kecamatan Sambi dan Mojosongo Kabupaten Boyolali dalam Menghasilkan Hormon Indole Acetic Acid (IAA) Penyusunan skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar kesarjanaan strata 1 (S1) pada Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret Surakarta. Dalam melakukan penelitian maupun penyusunan skripsi ini penulis telah mendapatkan banyak masukan, bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih yang tulus dan sebesar-besarnya kepada : 1. Prof. Ir. Ari Handono Ramelan, M.Sc. (Hons), Ph. D. selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah memberikan ijin penelitian untuk keperluan skripsi. 2. Dr.Ratna Setyaningsih, M.Si. selaku Kepala Program Studi Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret Surakarta, selaku dosen pembimbing I yang telah memberikan bimbingan, masukkan serta motivasi selama penelitian sampai selesainya penyusunan skripsi. 3. Dr. Tetri Widiyani, S.Si., M.Si selaku Kepala Laboratorium Biologi FMIPA UNS, yang telah mengijinkan dan membantu penulis untuk melakukan penelitian di laboratorium. ix

10 4. Tjahjadi Purwoko, M.Si. selaku pembimbing II yang telah memberikan bimbingan dan petunjuknya selama penelitian sampai selesainya penyusunan skripsi. 5. Dra. Endang Anggarwulan, M.Si. selaku dosen penguji I yang telah memberikan bimbingan dan masukan kepada penulis. 6. Bp. Ari Pitoyo,S.Si, M.Sc.selaku dosen penguji II yang telah memberikan bimbingan dan masukan kepada penulis. 7. Prof. Drs. Suranto, M.Sc.,Ph.D selaku pembimbing akademik yang telah memberikan motivasi dan dukungan kepada penulis. 8. Staf Laboratorium Biologi (Mba Atik, Mba Nina dan Mas Adnan), Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah membantu penulis untuk melakukan penelitian di laboratorium. 9. Keluarga Biologi 2011 (Biosuka-suka) dan Sahabat tercinta, (Agustin Pramesita, Zurida, Shulus) atas doa, kebersamaan, bantuan, dan ukhuwah yang tidak akan pernah berakhir. 10. KKN Keluarga Jahe (Ghufron, Barrel, Hardika, Pras, Wiren, Nirma) atas doa, semangat, dan kebersamaan kalian yang tidak akan terlupakan. 11. Keluarga tercinta (Ibu, Bapak, Mbak Asih, Mas Sugeng, Mas Nur) atas doa, dukungan, dan kasih sayang yang tidak akan pernah berakhir. 12. Ghufron teman yang paling dekat, teman yang selalu ada, selalu menyemangati, dan selalu membantu terimakasih atas kasih dan sayangnya serta dorongan motivasi yang luar biasa. Dengan kerendahan hati penulis menyadari bahwa dalam melakukan penelitian dan penyusunan skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu masukan yang berupa saran dan kritik yang membangun dari para pembaca akan sangat membantu. Semoga skripsi ini bisa bermanfaat bagi kita semua dan pihakpihak yang terkait. Surakarta, Juli 2015 x Penulis

11 DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PERSETUJUAN... ii HALAMAN PERNYATAAN... iii ABSTRAK... iv ABSTRACT... v HALAMAN MOTO... vi HALAMAN PERSEMBAHAN... vii KATA PENGANTAR... viii DAFTAR ISI... x DAFTAR TABEL... xii DAFTAR GAMBAR... xiii DAFTAR LAMPIRAN... xiv BAB I. PENDAHULUAN... 1 A.... Lat ar Belakang Masalah... 1 B.... Per umusan Masalah... 4 C.... Tuj uan Penelitian... 4 D.... Ma nfaat Penelitian... 5 BAB II. LANDASAN TEORI... 6 A.... Tin jauanpustaka Ka bupaten Boyolali Per tanian organik Ta naman Padi Riz osfer Ba kteri Endofit Ind ole Acetic Acid (IAA) xi

12 B.... Ke rangka Pemikiran C.... Hi potesis BAB III. METODE PENELITIAN A.... Wa ktu dan Tempat Penelitian B.... Al at dan Bahan C.... Ca ra Kerja Ta hap Isolasi Bakteri Rizosfer dan Bakteri Endofit Pe mbuatan Inokulum Bakteri Ta hap Pengukuran IAA Ka rakterisasi Morfologi dan Reaksi Gram D.... An alisis Data BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A.... Iso lat-isolat Bakteri Rizosfer dan Endofit B.... Ke mampuan Isolat-isolat Bakteri Menghasilkan Indole Acetic Acid (IAA) C.... Pro duksi IAA D.... Ka rakter Morfologi Sel dan Reaksi Gram BAB V. KESIMPULAN DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN RIWAYAT HIDUP PENULIS xii

13 DAFTAR TABEL Halaman Table 1. Morfologi koloni bakteri rizosfer dari tanaman padi (Oryza sativa L.)27 Tabel 2. Morfologi koloni bakteri endofit dari tanaman padi (Oryza sativa L.)28 Tabel 3. Uji IAA terhadap isolat bakteri rizosfer Table 4. Uji IAA terhadap isolat bakteri endofit Tabel 5. Kadar IAA yang dihasilkan oleh isolat bakteri rizosfer Tabel 6. Persentase kenaikan IAA Table 7. Morfologi dan reaksi gram isolat penghasil IAA xiii

14 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1. Lintasan biosintesis IAA melaluijalur IAM dan IpyA pada bakteri Rhizobium sp. yang menggunakan precursor triptofan Gambar 2.Bagan alir kerangka pemikiran xiv

15 DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Kurva Standar IAA Lampiran 2. Morfologi koloni bakteri Lampiran 3. Morfologi koloni isolat bakteri rizosfer Lampiran 4. Morfologi koloni isolat bakteri endofit Lampiran 5. Lampiran 5. Isolat bakteri yang berhasil diisolasi Lampiran 6. Isolat murni bakteri rizosfer Lampiran 7. Isolat murni bakteri endofit Lampiran 8. Media kultur yang membentuk IAA/positif Lampiran 9. Media kultur yang tidak membentuk IAA/negative Lampiran 10. Hasil uji reaksi gram pada keempat isolat bakteri rizosfer yang menghasilkan IAA Lampiran 11. Sertifikat oleh BIOCert pertanian organik di Kecamatan Sambi dan Mojosongo Kabupaten Boyolali xv