Pengaruh Aplikasi Isolat Methylobacterium spp terhadap Pertumbuhan dan Daya. Hasil Tanaman Cabai (Capsicum annuum L.)

Transkripsi

1 Pengaruh Aplikasi Isolat Methylobacterium spp terhadap Pertumbuhan dan Daya Hasil Tanaman Cabai (Capsicum annuum L.) Effect Application Methylobacterium spp isolate on Growth and Yield of Red Pepper (Capsicum annuum L.) Maria Azizah 1, Eny Widajati 1*, Selly Salma 3 1 Departemen Agronomi dan Hortikultura, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor Jl. Meranti, Kampus IPB Darmaga, Bogor 16680, Indonesia eny_widajati@yahoo.co.id 3 Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Bioteknologi dan Sumber Daya Genetik Pertanian (BB-Biogen), Jl. Tentara Pelajar No. 3A, Bogor 16111, Indonesia *) Penulis korespondensi PENDAHULUAN Cabai (Capsicum annuum L.) merupakan salah satu komoditas hortikultura yang memiliki potensi sebagai jenis sayuran buah untuk dikembangkan. Salah satu cara yang dapat dilakukan dalam mengoptimalkan produksi tanaman cabai adalah dengan aplikasi bakteri yang dapat memacu pertumbuhan tanaman. Bakteri Pink Pigmented Facultative Methylotroph (PPFM) merupakan bakteri methylotrof dari kelompok Methylobacterium yang dapat berinteraksi dengan tanaman dan memanfaatkan substrat senyawa karbon tunggal (C 1 ) seperti metanol dan metilamida. Lidstrom dan Christoserdova (2002), menyatakan bahwa Methylobacterium spp. dapat menstimulasi pertumbuhan tanaman dan perkecambahan benih, merangsang pertumbuhan akar, menstimulasi terbentuknya IAA, protein quinon dan vitamin B12. Hasil penelitian Widajati et al. (2008) menunjukkan bahwa Methylobacterium strain

2 TD-TPB3 mampu memproduksi GA3 sebesar ppm, IAA 9.56 ppm, transzeatin 33.14ppm, sedangkan strain TD-J7 memproduksi GA ppm IAA 9.13 dan transzeatin ppm. Kedua strain tersebut mampu meningkatkan viabilitas benih cabe yang telah menurun viabilitasnya serta mematahkan dormansi benih padi varietas ciherang 2 minggu lebih cepat dibanding kontrolya. Menurut Goni (2010), aplikasi Methylobacterium spp strain TD-J7+TD-TPB3 pada cabai dengan cara rendam+semprot dapat persentase pembungaan sebesar 10.9 % pada tanaman yang berasal dari benih viabilitas rendah (62%), sedangkan pada benih dengan viabilitas awal 90% aplikasi tersebut dapat meningkatkan persentase pembungaan sebesar 30.5%. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh aplikasi isolat Methylobacterium spp terhadap pertumbuhan dan daya hasil tanaman cabai (Capsicum annuum L.). BAHAN DAN METODE Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Mikrobiologi Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Bioteknologi dan Sumberdaya Genetik Pertanian Bogor dan Rumah Kaca Unit Kebun Percobaan Cikabayan Institut Pertanian Bogor. Bahan yang digunakan adalah benih cabai merah varietas Prabu dan isolat bakteri Methylobacterium spp strain TD-J7 dan TD-TPB-3. Perbanyakan isolate menggunakan media Amonium Mineral Salt (AMS). Penelitian dilaksanakan berdasarkan model Rancangan Kelompok Lengkap Teracak (RKLT) dua faktor. Faktor pertama yaitu frekuensi aplikasi isolat Methylobacterium spp yang terdiri dari 3 taraf, yaitu: 1) kontrol, 2) rendam benih dengan isolat Methylobacterium spp selama 24 jam + semprot tiap dua bulan sekali

3 sampai umur 4 bulan dan 3) rendam benih dengan isolat Methylobacterium spp+semprot tiap satu bulan sampai tanaman berumur 4 bulan. Faktor kedua adalah dosis pemupukan yang terdiri dari 3 taraf, yaitu: 1) kontrol, 2) pemupukan setengah dosis rekomendasi (7.5 g Urea, 13 g SP-18, dan 6 g KCl per 5 kg media tanam, dan 3) pemupukan sesuai dosis rekomendasi pemupukan cabai (15 g Urea, 27 g SP-18, dan 12 g KCl per 5 kg media tanam). Peubah yang diamati adalah tinggi tanaman, jumlah daun, jumlah cabang, jumlah bunga, dan bobot buah. HASIL DAN PEMBAHASAN Aplikasi Methylobacterium spp berpengaruh nyata terhadap tinggi tanaman mulai dari 2-13 MST. Hasil pengujian pada Tabel 1 menunjukkan bahwa aplikasi isolat Methylobacterium spp dengan frekuensi yang lebih sering lebih baik daripada kontrol. Hasil penelitian Yim et al. (2009) menunjukkan bahwa aplikasi Methylobacterium suomiense CBMB120-gfp29 yang disemprotkana pada tanaman cabai umur 1, 15, 40, 70, 90, 120 dan 140 hari dapat meningkatkan tinggi tanaman. Hasil penelitian Yim et al. (2010) dengan isolate yang berbeda yaitu Methylobacterium oryzae strains CBMB20 dan CBMB110 untuk perlakuan benih menunjukkan peningkatan panjang akar dibandingkan dengan kontrol. Perlakuan perendaman dan penyemprotan Methylobacterium spp setiap satu bulan dapat meningkatkan jumlah daun sebesar 40.88% pada 7 MST dibandingkan dengan kontrol (Tabel 2). Hal ini menunjukkan bahwa aplikasi Methylobacterium spp strain TD-J7 dan TD-TPB3 dengan frekuensi yang lebih sering dapat meningkatkan pembentukan daun. Hasil penelitian Deka Boruah et al. (2009) menunjukkan bahwa inokulasi Methylobacterium sp. dapat meningkatkan jumlah nodul, ukuran daun dan berat daun

4 cabai. Peningkatan ini terjadi karena Methylobacterium sp. dapat menghasilkan enzim 1-aminocyclopropane-1-carboxylate Deaminase (ACCD). Enzim tersebut berfungsi mengurangi etilen dengan cara memisahkan dan menghidrolisis ACC menjadi α-ketobutirat dan amonia. Hasil penelitiannya menunjukkan bahwa Methylobacterium sp. memiliki potensi dalam menstimulir pertumbuhan bibit yang tidak berbeda dengan bibit yang diberi perlakuan IAA. Tabel 3 menunjukkan aplikasi Methylobacterium spp dapat meningkatkan jumlah cabang pada perlakuan dengan perendaman benih dan penyemprotan Methylobacterium spp setiap satu bulan yaitu sebesar 25.44% pada 13 MST dibandingkan dengan kontrol. Peningkatan jumlah cabang pada tanaman cabai berpotensi meningkatkan jumlah bunga. Semakin banyak jumlah cabang maka kemungkinan bunga yang terbentuk juga banyak. Hal ini ditunjukkan pada Tabel 4 bahwa aplikasi Methylobacterium spp setiap satu bulan dan pemupukan satu dosis rekomendasi tidak berbeda nyata dengan perlakuan aplikasi Methylobacterium spp setiap satu bulan dan pemupukan setengah dosis rekomendasi pada total jumlah bunga yang terbentuk. Semakin tinggi frekuensi aplikasi Methylobacterium spp maka jumlah bunga yang terbentuk semakin banyak. Berdasarkan Tabel 4 aplikasi Methylobacterium spp dapat mengurangi jumlah pupuk sintetik. Aplikasi Methylobacterium spp juga mempercepat pembentukan bunga. Hasil pengamatan menunjukan bahwa tanaman cabai yang diberi perlakuan perendaman dan penyemprotan Methylobacterium spp tiap satu bulan mulai berbunga pada 7 MST lebih cepat 2 minggu dibanding kontrol. Peningkatan jumlah cabang cabai dapat terjadi karena bakteri Methylobacterium spp dapat menghasilkan sitokinin. Sitokinin adalah hormon yang berfungsi sebagai

5 pemacu perkembangan sel dan pembentukan organ tumbuhan (Salisbury dan Ross, 1995). Menurut Widajati et al. (2008) sitokinin (trans-zeatin) yang dihasilkan isolat TD-J7 adalah ppm dan isolat TD-TPB3 sebesar ppm. Yim et al. (2010) menyatakan bahwa perlakuan dengan Methylobacterium oryzae strains CBMB20 and CBMB110 secara signifikan menunjukkan peningkatan akumulasi sitokinin t-zr dan DHZR pada ekstrak tanaman cabai dan tomat. Aplikasi Methylobacterium spp dapat meningkatkan jumlah bunga pada tanaman cabai karena Methylobacterium spp dapat menghasilkan giberelin yang dapat memacu pembentukan bunga. Menurut Widajati et al. (2008) kandungan hormon gibrelin yang dihasilkan Methylobacterium spp strain TD-J7 adalah sebesar ppm dan TD-TPB3 sebesar ppm. Data pada Tabel 5 menunjukkan bahwa perlakuan perendaman benih dan penyemprotan Methylobacterium spp setiap satu bulan berpengaruh nyata pada bobot tanaman cabai pada 18, 19, 20, 21, dan 23 MST dibandingkan dengan kontrol. Hal ini menunjukkan bahwa aplikasi Methylobacterium spp strain TD-J7 dan TD-TPB3 dengan frekuensi yang lebih sering dapat meningkatkan bobot buah cabai yang dipanen setiap minggu. Hal ini ditunjukkan juga oleh hasil penelitian Deka Boruah et al. (2010) bahwa perlakuan kombinasi IAA kurang dari 10.0µgram/L dan Methylobacterium strain CBMB20, CBMB12, CBMB15, dan KACC secara nyata dapat meningkatkan biomassa bibit tomat dan cabai. Sedangkan jika kombinasi dengan IAA lebih dari 10.0µgram/L pertumbuha tanaman akan terhambat karena Methylobacterium juga memproduksi IAA sehingga konsentrasi IAA dalam tanaman terlalu tinggi. Isolat Methylobacterium spp TD-J7 menghasilkan hormon auksin 9.13 ppm dan ppm pada isolat strain TD-

6 TPB3 (Widajati et al. 2008). Jumlah IAA ini diduga cukup untuk meningkatkan bobot buah cabai yang dihasilkan. Berdasarkan Tabel 6 dapat dilihat bahwa aplikasi kombinasi pemupukan setengah dosis dan Methylobacterium spp menghasilkan bobot buah yang sama dengan dan satu dosis rekomendasi. Hasil tersebut sesuai dengan hasil penelitian Chauhan et al. (2010) yang menyatakan bahwa efek pemacu pertumbuhan dari Methylobacterium oryzae CBMB20 lebih signifikan pada perlakuan pemupukan yang lebih rendah. Pertumbuhan tanaman tanaman cabai yang diberi perlakuan Methylobacterium oryzae CBMB20 dan penyemprotan methanol dengan konsentrasi 1% tidak berbeda nyata pada perlakuan pemupukan 100% dan 300%. Aplikasi Methylobacterium spp dapat mengurangi penggunaan pupuk anorganik karena Methylobacterium spp diketahui dapat menghasilkan zat pengatur tumbuh auksin, sitokinin dan giberelin juga enzim nitrogenase yang digunakan dalam fiksasi nitrogen. Sy et al. (2001) menyatakan bahwa beberapa strain Methylobacterium dapat mengefisienkan fiksasi nitrogen dengan membentuk bintil pada simbiosis dengan tanaman kacang-kacangan. Kim et al (2010) menunjukkan bahwa kombinasi Methylobacterium oryzae (strain CBMB20 dan CBMB110) dan cendawan Arbuskula Mikorhiza secara signifikan menghasilkan akumulasi nitrogen (N) yang lebih besar pada akar dan tajuk tanaman cabai dibandingkan dengan tanpa inokulasi. Selain itu kombinasi Methylobacterium oryzae strain CBMB110 dan cendawan Arbuskula Mikorhiza juga meningkatkan jumlah Fosfor (P) sampai 23.3% dibandingkan dengan perlakuan tanpa inokulasi. Simbiosis mutualisme terbaik dari Methylobacterium oryzae strain CBMB110 dan cendawan Arbuskula Mikorhiza ditandai dengan peningkatan

7 penyerapan unsur makro dan mikro serta kandungan klorofil yang tinggi pada tanaman cabai merah. KESIMPULAN Aplikasi Methylobacterium spp tidak berpengaruh nyata pada tinggi tanaman, jumlah daun, dan jumlah cabang pada pengamatan mingguan. Perendaman benih dan penyemprotan Methylobacterium spp setiap satu bulan berpengaruh lebih baik pada pertumbuhan tanaman cabai yang ditunjukkan dengan meningkatnya tinggi tanaman 15.4% pada 2 MST dan 12.5% pada 13 MST, meningkatnya jumlah daun 40.9% pada 7 MST, dan meningkatnya jumlah cabang 25.4% pada 13 MST dibandingkan dengan kontrol. Aplikasi Methylobacterium spp dengan perendaman benih dan penyemprotan setiap satu bulan secara nyata meningkatkan bobot buah pada 18, 19, 20, 21, dan 23 MST, serta meningkatkan total jumlah bunga dan total bobot buah cabai. Total bobot buah meningkat dari gram menjadi gram pada perlakuan tanpa pemupukan, meningkat dari gram menjadi gram pada pemupukan setengah dosis dan meningkat dari gram menjadi gram pada pemupukan satu dosis rekomendasi. Aplikasi pemupukan setengah dosis tidak menunjukkan beda nyata dengan satu dosis rekomendasi pemupukan. DAFTAR PUSTAKA Chauhan, P.S., G.S. Lee, M.K. Lee, W.J. Yim, G.Y. Lee, Y.S. Kim, J.B. Chung dan T.M. Sa Effect of Methylobacterium oryzae CBMB20 inoculation and

8 methanol spray on growth of red pepper (Capsicum annuum L.) at different fertilizer levels. Korean J. Soil Sci. Fert. 43(4): Deka Boruah, H.P., P.S. Chauhan, W.J. Yim, I.S. Hong, P. Palaniappan, M.K. Lee dan T.M. Sa Effect of phytohormone and 1-aminocyclopropane-1- carboxylate deaminase producing Methylobacterium sp. on root growth and early seedling development of non-host crops red pepper. The 9 th International Conference of The East and Southeast Asia Federation of Soil Science Societies Deka Boruah, H. P., P. S. Chauhan, W. J. Yim, G. H. Han dan T. M. Sa Comparison of Plant Growth Promoting Methylobacterium spp. and Exogenous Indole-3-Acetic Acid Application on Red Pepper and Tomato Seedling Development. Korean J. Soil Sci. Fert. 43(1): Goni Pengaruh Aplikasi Methylobacterium spp terhadap Vigor Benih dan Bibit Cabai Besar (Capsicum annuum L.). Skripsi. Departemen Agronomi dan Hortikultura, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Bogor. 56 hal. Kim, K., W. J. Yim, P. Trivedi, M. Madhaiyan, HP. Deka Boruah, M. Islam, dan TM. Sa Synergistic effects of inoculating Arbuscular Mycorrhizal fungi and Methylobacterium oryzae strains on growth and nutrient uptake of Capsicum annuum. Plant and Soil. 327: Lidstrom, M.E. dan Christoserdova, L Plants in the pink: cytokinin production by Methylobacterium. Journal of Bacteriology. 184(7):1818.

9 Salisbury, F.B. dan C.W. Ross Fisiologi Tumbuhan jilid 3. D.R. Lukman dan Sumaryono (penerjemah). Terjemahan dari Plant Physiology 4 th Edition. Penerbit ITB. Bandung. 343 hal. Sy, A., E. Giraud, P. Jourand, N. Garcia, A. Willems, P. de Lajudie, Y. Prin, M. Neyra, M. Gillis, C. Boivin-Masson, and B. Dreyfus Methylotrophic Methylobacterium Bacteria Nodulate and Fix Nitrogen in Symbiosis with Legumes. J. Bacteriol. 183 (1): Widajati, E., S. Salma, M. Kosmiatin, E. Pratiwi, dan S. Rahayu Potensi Methylobacterium spp Asal Kalimantan Timur untuk Meningkatkan Mutu Benih dan Kultur In Vitro Tanaman serta Analisis Keragamannya. LPPM IPB. Bogor. Yim, W.J., M.K. Lee, H.P. Deka Boruah, S.M. Woo, M. Madhaiyan, dan T.M. Sa Inoculation effect Methylobacterium suomiense CBMB120-gfp29 on growth of red pepper grown in different level of compost and lime. The 9 th International Conference of The East and Southeast Asia Federation of Soil Science Societies Yim, W.J., P.S. Chauhan, M. Madhaiyan, S. C. Tipayno and T.M. Sa Plant growth promontory attributes by 1-aminocyclopropane-1-carboxylate (ACC) deaminase producing Methylobacterium oryzae strains isolated from rice. 19 th World Congress of Soil Science, Soil Solutions for a Changing World

10 Tabel 1. Pengaruh Aplikasi Methylobacterium spp terhadap Tinggi Tanaman Cabai. Perlakuan Persentase rendam+semprot rendam+semprot Umur kontrol Peningkatan* 2 bulan 1 bulan cm MST 2.52a 1.91a 2.48a - 2 MST 3.56 ab 2.38 b 4.11 a 15.44% 3 MST 5.57a 2.72b 5.95a 6.82% 4 MST 8.84a 3.25b 8.74a - 5 MST 12.74a 4.62b 12.37a - 6 MST 15.93a 5.98b 15.38a - 7 MST 28.51a 12.73b 27.53a - 8 MST 32.82a 15.71b 32.23a - 9 MST 32.82a 15.71b 32.23a - 10 MST 35.76a 17.86b 38.22a 6.88 % 11 MST 31.97a 19.06b 33.59a 5.07 % 12 MST 33.62a 20.90b 36.46a 8.45 % 13 MST 36.35a 23.74b 40.88a % Keterangan : Angka yang diikuti dengan huruf yang sama pada satu baris yang sama tidak berbeda nyata pada taraf 5% berdasarkan uji DMRT. * = Persentase peningkatan dihitung dari perlakuan rendam+semprot 1 bulan dibandingkan dengan kontrol. Tabel 2. Pengaruh Aplikasi Methylobacterium spp terhadap Jumlah Daun Cabai. Umur Perlakuan Persentase rendam+semprot rendam+semprot 1 kontrol peningkatan* 2 bulan bulan helai MST 2.67tn 2.11tn 2.78tn 4.12 % 2 MST 4.11a 3.22b 4.44a 8.03 % 3 MST 5.22tn 4.44tn 5.56tn 6.51 % 4 MST 5.78ab 4.78b 6.22a 7.61 % 5 MST 6.44a 5.22b 7.22a % 6 MST 8.11ab 6.44b 9.67a % 7 MST 13.33ab 8.67b 18.78a % 8 MST 30.22a 12.00b 35.33a % 9 MST 39.67a 13.89b 46.89a 18.2 % 10 MST 50.56a 17.44b 66.33a % 11 MST 63.00a 26.56b 79.44a % 12 MST 85.56a 32.78b 95.22a % Keterangan : Angka yang diikuti dengan huruf yang sama pada satu baris yang sama tidak berbeda nyata pada taraf 5% berdasarkan uji DMRT. * = Persentase peningkatan dihitung dari perlakuan rendam+semprot 1 bulan dibandingkan dengan kontrol.

11 Tabel 3. Pengaruh Aplikasi Methylobacterium spp terhadap Jumlah Cabang Cabai. umur perlakuan Persentase rendam+semprot rendam+semprot kontrol peningkatan* 2 bulan 1 bulan 7 MST 2.56a 1.33b 3.00a MST 3.44a 1.56b 3.89a MST 4.89a 1.78b 4.89a - 10 MST 32.00b 8.78c 48.33a MST 40.67a 11.56b 57.33a MST 55.00a 18.22b 74.44a MST 59.78a 25.00b 85.22a Keterangan : Angka yang diikuti dengan huruf yang sama pada satu baris yang sama tidak berbeda nyata pada taraf 5% berdasarkan uji DMRT. * = Persentase peningkatan dihitung dari perlakuan rendam+semprot 1 bulan dibandingkan dengan kontrol. Tabel 4. Interaksi Aplikasi Methylobacterium spp dan Pemupukan Jumlah Bunga Cabai terhadap Total Methylobacterium Pemupukan kontrol 1/2 dosis pupuk 1 dosis pupuk kontrol bc b bc rendam+semprot 2 bulan bc 61.00c c rendam+semprot 1 bulan bc a a Keterangan : Angka yang diikuti huruf yang sama pada baris dan kolom yang sama tidak berbeda nyata pada taraf 5% berdasarkan uji DMRT Tabel 5. Pengaruh Aplikasi Methylobacterium spp dan Pemupukan terhadap Bobot Buah Cabai Perlakuan Umur Tanaman (MST) ` gram Kontrol 0.00a 2.22a 4.44a 1.74b 11.29b 19.57b 29.14b 8.78ab 32.88b Rendam+Semprot 2 bulan 0.00a 1.35a 2.69a 0.00b 2.40b 4.11c 8.64c 4.80b 44.01ab Rendam+Semprot 1 bulan 2.89a 3.25a 8.07a 30.33a 30.03a 53.72a 56.70a 24.98a 48.44a Kontrol 0.00a 1.60a 3.61a 0.00a 2.87b 7.65b 17.98a 9.54a 49.56a ½ dosis pupuk 3.25a 3.37a 8.04a 17.83a 27.71a 42.15a 38.01a 18.55a 37.96a 1 dosis pupuk 0.00a 1.46a 2.93a 16.22a 14.77ab 29.74ab 40.67a 11.74a 39.78a Keterangan : Angka yang diikuti huruf yang sama pada kolom yang sama tidak berbeda nyata pada taraf 5% berdasarkan uji DMRT

12 Tabel 6. Interaksi Aplikasi Methylobacterium spp dan Pemupukan terhadap Total Bobot Buah Cabai Methylobacterium Pemupukan kontrol 1/2 dosis pupuk 1 dosis pupuk kontrol 63.25b b b rendam+semprot 2 bulan 80.99b 62.98b 60.02b rendam+semprot 1 bulan b a a Keterangan : Angka yang diikuti huruf yang sama pada baris dan kolom yang sama tidak berbeda nyata pada taraf 5% berdasarkan uji DMRT