PENYAKIT BAKTERI PADA KEDELAI Dl KALIMAWTAN SELATAN : IDENTIFIKASI, KEHILANGAN HASIL, DAN KELANGSUNGAN HlDUP PATOGEN

Transkripsi

1 PENYAKIT BAKTERI PADA KEDELAI Dl KALIMAWTAN SELATAN : IDENTIFIKASI, KEHILANGAN HASIL, DAN KELANGSUNGAN HlDUP PATOGEN Oleh M. HANAFIAH AlNl PROGRAM PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR 1992

2 PENYAKIT BAKTERI PADA KEDELAI DI KALIMANTAN SELATAN: IDENTIFIKASI, KEHILANGAN HASIL, DAN KELANGSUNGAN HIDUP PATOGEN Oleh M. HANAFIAH AINI FIT Disertasi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor pada Program Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor BIDANG KEAHLIAN FITOPATOLOGI PROGRAM PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR 1992

3 RINGKASAN M. HANAFIAH AINI. Penyakit Bakteri pada Kedelai di Kalimantan Selatan: Identifikasi, Kehilangan Hasil dan Kelangsungan Hidup Patogen (Di bawah bimbingan RUSMILAH SUSENO, sebagai ketua; M. MACHMUD, BARIZI, SOLEH SOLAHUDDIN dan JUSUP SUTAKARIA, sebagai anggota). Tulisan ini merupakan hasil penelitian tentang penyakit pada tanaman kedelai yang terdapat di Kalimantan Selatan dengan gejala berupa bercak kecokelatan yang dikelilingi klorosis; meliputi identifikasi patogen, daerah sebaran dan intensitas penyakit, kehilangan hasil kedelai yang diakibatkannya, serta kemampuan patogen melangsungkan hidup pada benih kedelai, inang lain, tanah, dan serasah. Survei dilaksanakan sejak bulan Nopember 1989 sampai Desember Dalam kurun waktu tersebut, juga dilakukan pengujian dan percobaan, kecuali percobaan infeksi polong, yang dilakukan tersendiri di lingkungan Kampus IPB sejak 2 Nopember 1991 sampai 28 Februari Survei daerah sebaran penyakit pustul bakteri dilakukan di seluruh daerah pertanaman kedelai di Kalimantan Selatan, dengan melihat ada dan tidaknya penyakit pustul bakteri. Hasil survei menunjukkan bahwa penyakit pustul bakteri kedelai tersebar di seluruh kabupaten. Untuk mendapatkan data intensitas penyakit diambil satu lokasi contoh per kabupaten secara acak, dan didapatkan bahwa intensitas

4 penyakit berkisar antara ringan sampai cukup berat. Iden- tifikasi patogen secara makroskopis dan fisiologis menun- jukkan bahwa penyakit yang terdapat pada kedelai di Kali- mantan Selatan tersebut: tak lain adalah pustul bakteri kedelai yang disebabkan oleh bakteri Xanthomonas campestris pv. glycines. Untuk melihat kehilangan hasil oleh penyakit pustul bakteri dibuat percobaan pot dalam Rancangan Acak Lengkap Faktorial, dan didapatkan bahwa penyakit pustul bakteri dapat menurunkan hasil sebesar 15.9% melalui penurunan jum- lah polong dan penurunan bobot biji. Dari sejumlah benih yang berasal dari areal terserang pustul bakteri didapatkan bahwa sebanyak 22% telah terin- feksi bakteri tersebut, dan sebanyak 12% tumbuh menjadi i i tanaman sakit. Dengan percobaan bak, berukuran lm x lm ditemukan bahwa dari benih terinfeksi akan tumbuh menjadi tanaman sakit dan menular dengan cepat ke tanaman lain. Infeksi polong memperlihatkan bahwa bakteri pustul dapat masuk ke polong melalui luka. Keberadaan bakteri pustul dalam tanah dan serasah dilacak dengan metode bakteriofag. Dari percobaan pemberaan lahan bekas tanaman terserang pustul bakteri didapatkan bahwa lahan yang diberakan 3 bulan masih berfungsi sebagai sumber inokulum yang efektif. Rotasi dengan tanaman lain yang bukan inang sama efektifnya dengan pemberaan. Tanaman

5 kacang buncis dan kacang jogo (Phaseolus vulgaris) dapat terinfeksi bakteri pustul dengan inokulasi secara pelukaan. Pada serasah yang terletak di permukaan tanah, bakteri pustul masih dapat dilacak setelah dibiarkan selama tiga bulan. Tetapi pada serasah yang terbenam dalam tanah, bakteri hanya dapat dilacak satu bulan setelah dibenamkan. iii

6 Judul Disertasi: PENYAKIT BAKTERI PADA KEDELAI DI KALI- MANTAN SELATAN: IDENTIFIKASI, KEHILANGAN HASIL, DAN KELANGSUNGAN HIDUP PATOGEN Nama Mahasiswa : M. HANAFIAH AINI Nomor Pokok : FIT Menyetujui: 1. Komisi Pembimbing (Prof. Dr.Ir. Rusmilah Suseno) (Prof. I 7 /, / (Dr. Ir. Soleh Solahuddin) (Prof. Dr. Ir. Jusup Sutakaria) Bidang Keahlian logi/fitopatologi r I Soemartono Sosromarsa + // r. Ir. Edi Guhardja) Tanggal lulus: \'{ 2 ' I '

7 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan pada tanggal 15 Mei 1943 di Amuntail Kalimantan Selatan, dari ibu Siti Maryam dan ayah Muhammad Aini sebagai anak kelima dari enam bersaudara. setelah menamatkan SDN 6 tahun pada tahun 1957, lalu masuk SMPN Amuntai. Lulus SMP pada tahun 1960 dan masuk SMAN Amuntai, Jurusan B. Lulus SMA pada tahun 1963 dan langsung masuk Fakultas Pertanian Universitas Lambung Mangkurat (Unlam) Banjarbaru, Kalimantan Selatan. Pada tahun 1967, penulis lulus Sarjana Muda dan tahun 1975 lulus Sarjana. Pada tahun 1979 penulis masuk pendidikan lanjutan pada Fakultas Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor (IPB) dan mendapatkan gelar Magister Sains pada tahun Pada tahun 1987 kembali masuk pendidikan lanjutan S-3 di Fakultas Pascasarjana, IPB Bogor, sampai sekarang. Pada tahun 1969, penulis diangkat sebagai Asisten Tetap pada Fakultas Pertanian Unlam dengan ijazah Sarjana Muda. Setelah lulus Sarjana pada tahun 1975, penulis menjadi salah satu staf pengajar di Jurusan Hama dan Penyakit Tumbuhan, Fakultas Pertanian Unlam Banjarbaru. Pada tahun 1981, penulis diangkat sebagai Ketua Jurusan tersebut. Pada tahun 1983, berdasarkan Surat Keputusan Menteri Pendidikan dan Kebudayaan No /C/1/83, diangkat sebagai Pembantu Dekan I, Fakultas Pertanian Unlam.

8 vii Dalam tiga tahun berturut-turut, , penulis mendapat penghargaan sebagai Dosen Teladan I Tingkat Fakultas Pertanian Unlam, dan pada tahun 1984 penulis sekaligus mendapat penghargaan sebagai Dosen Teladan I tingkat Universitas Lambung Mangkurat. Pada tahun 1975 penulis menikah dengan Dra. Hajjah Masriah dan telah dikaruniai dua orang anak: Agus Harya Maulana (lahir pada tanggal 17 Agustus 1976), dan Yuni Savitri Maulani (lahir pada tanggal 22 Juni 1985).

9 UCAPAN TERIMA KASM Dalam kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan banyak terima kasih yang tulus dan penghargaan yang sebesarbesarnya kepada Ketua Komisi Penasehat, Ibu Prof. Dr. Ir. Rusmilah Suseno atas kesediaan, kepercayaan, perhatian, saran, dan bimbingannya selama perencanaan dan pelaksanaan penelitian untuk disertasi ini. Kepada Bapak Dr. M. Machmud, M.Sc. selaku anggota Komisi Penasehat, penulis menyampaikan terima kasih atas kepercayaan, segala petunjuk, dan bekal yang diberikan. Kepada Bapak Prof. Dr. Barizi, MES selaku anggota KOmisi Penasehat, penulis menyampaikan terima kasih atas kesediaan, kritik, saran, dan petunjuk yang diberikan dengan tulus kepada penulis, terutama dalam ha1 pengambilan contoh dan pengolahan data. Kepada Bapak Dr. Ir. Soleh Solahuddin, penulis juga mengucapkan terima kasih atas kesediaannya sebagai anggota Komisi Penasehat, meskipun pada saat itu beliau sangat sibuk sebagai Dekan Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Kepada Bapak Prof. Dr. Ir. Jusup Sutakaria, penulis juga mengucapkan terima kasih atas kesediaan beliau sebagai anggota Komisi Penasehat, sehingga segi bimbingan akan semakin lengkap.

10 ix Kepada Dekan Fakultas Pertanian Unlam yang lama, Dr. Ir. Ismet Ahmad, M.Sc., dan Rektor Unlam yang lama, Prof. Drs. Kustan Basri, diucapkan terima kasih atas izin yang diberikannya kepada penulis untuk melanjutkan pendidikan ke program S3 pada Fakultas Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Tim Manajemen Program Doktor, Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi, Departemen Pendidikan dan Kebudayaan sebagai penanggung biaya pendidikan. Selain itu, penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Ketua Yayasan Supersemar atas bantuan dana, sehingga penelitian Program S3 ini dapat berlangsung dengan lancar. Pada kesempatan ini, penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Kepala Cabang Dinas Pertanian Tanaman Pangan Propinsi Daerah Tingkat I Kalimantan Selatan serta Kepala Balai Penyuluhan Pertaniannya atas segala informasi yang diberikan dalam rangka pelaksanaan survei. Kepada Ketua Jurusan Hama dan Penyakit Tumbuhan, Fakultas Pertanian Unlam, penulis juga mengucapkan terima kasih atas ijin penggunaan laboratorium dan peralatannya. Serta ucapan terima kasih ditu jukan kepada teman se jawat yang ikut membantu, baik berupa tenaga maupun berupa pemikiran.

11 Tak terlupakan rasa terima kasih penulis kepada isteri dan kedua anak tercinta yang sangatmendorong maju motivasi penulis untuk menyelesaikan studi ini. Dengan memanjatkan doa dan puji syukur ke hadirat Allah SWT semoga Dia senantiasa memberkahi kita untuk mencapai tujuan kita semua. Amin. X M. Hanaf iah Aini

12 DAFTAR IS1 Halaman DAFTAR TABEL... xiv DAFTAR GAMBAR... xx PENDAHULUAN... 1 TINJAUAN PUSTAKA... 4 Hawar Bakteri... 5 Gejala Penyakit... 5 Organisme Penyebab... 6 Penyakit Pustul Bakteri... 6 Gejala penyakit... 7 Organisme penyebab... 7 Interaksi inang. patogen Interaksi inang. patogen. lingkungan.. 10 Identifikasi Bakteri Patogen Kehilangan Hasil Cara Bakteri Patogen Bertahan Hidup... Hubungan patogen dengan benih... Hubungan patogen dengan serasah... BAHAN DAN METODE... Tempat dan Waktu Penelitian... Isolasi Patogen dan Uji Postulat Koch... Survei Penyebaran dan Intensitas Serangan Penyakit Pustul Bakteri Kedelai di Kalimantan Selatan... Daerah sebaran penyakit... Intensitas penyakit... Identifikasi Patogen Uji Reaksi Gram Uji katalase... 26

13 Halaman Uji oksidase Uji hambatan pertumbuhan oleh TZC Uji warna pertumbuhan bakteri pada medium sumbat kentang Uji metabolisme oksidatif-fermentattif.. 28 Hidrolisis pati Pencairan gelatin Pembentukan asam dari sukrosa Kehilangan Hasil Hubungan Patogen dengan Benih Kedelai Persentase benih terinfeksi dan lokasi bakteri Persentase tanaman sakit yang benihnya berasal dari tanaman terserang Infeksi melalui polong Perkembangan populasi bakteri pada benih dalam kurun waktu Peranan Benih dalam Penularan Penyakit Inang Kacang-kacangan Lain Kelangsungan Hidup Patogen dalam Tanah Pernberaan tanah Perkembangan populasi bakteri pustul dalam tanah Potensi lahan yang diberakan sebagai sumber inokulum Rotasi tanaman Kelangsungan Hidup Patogen dalam Serasah HASIL Survei Daerah Sebaran dan Intensitas Penyakit Pustul Bakteri Kedelai di Kalimantan Selatan... 44

14 Halaman Daerah sebaran penyakit Intensitas penyakit Isolasi dan Uji Patogenisitas Identifikasi Kehilangan Hasil Hubungan Patogen dengan Benih Kedelai Persentase biji terinfeksi Persentase tanaman sakit yang benihnya berasal dari areal terserang Lokasi bakteri di dalam benih Infeksi melalui polong Perkembangan populasi bakteri pada benih dalam kurun waktu Peranan Benih dalam Penularan Penyakit Inang Kacang-kacangan Lain Kelangsungan Hidup Patogen dalam Tanah Perkembangan populasi bakteri pustul dalam tanah Tanah sebagai sumber inokulum Rotasi tanaman Kelangsungan Hidup Patogen dalam Serasah PEMBAHASAN KESIMPULAN SARAN DAFTAR PUSTAKA... 75

15 Nomor Halaman Teks 1. Uji fisiologis untuk membedakan spesies dari genus Xanthomonas menurut Dye (1980) Uji fisiologis untuk membedakan spesies dari genus Xanthomonas menurut Mof>fett dan Croft (1980) Daerah sebaran penyakit pustul bakteri kedelai di Kalimantan Selatan Hasil survei penyakit pustul bakteri pada tanaman kedelai di Kalimantan Selatan Ciri-ciri fisiologis dan biokimia bakteri pustul dari Kalimantan Selatan Pengaruh penyakit pustul bakteri terhadap hasil dan komponen hasil kedelai Lokasi bakteri pustul dalam benih Jumlah kumulatif persentase tanaman terserang tiap bak per pengamatan Hasil pengujian inang Jumlah plak dari 1 ml supernatan larutan contoh tanah yang diperkaya Hasil rotasi tanaman pada tanaman kedelai terakhir Jumlah plak dari 1 ml supernatan larutan rendaman serasah Jumlah tanaman sakit dan persentasenya per. lokasi Gunung Makmur, ~leihari, yang disurvei pada musim hujan (20 Nopember) Uji proporsional pengaruh letak pertanaman di bakteri kedelai untuk data lokasi Gunung Makmur pada awal musim hujan

16 Nomor 3. Jumlah tanaman sakit dan persentasenya per lokasi Gunung Makmur, Pleihari, yang disurvei pada awal musim kemarau (25 Maret) Uji proporsional pengaruh letak pertanaman di bakteri kedelai untuk data lokasi.gunung Makmur pada awal musim kemarau Jumlah tanaman sakit dan persentasenya per lokasi Muara Rintis, Ilung, Kabupaten Hulu Sungai Tengah, yang disurvei pada akhir musim hujan (8 Februari) Uji proporsional pengaruh letak pertanaman di bakteri kedelai untuk data lokasi Muara Rintis, Ilung, pada akhir musim hujan Jumlah tanaman sakit dan persentasenya per lokasi Muara Rintis, Ilung, Kabupaten Hulu Sungai Tengah, yang disurvei pada awal musim hujan (2 Desember) Uji proporsional pengaruh letak pertanaman di bakteri kedelai untuk data lokasi Muara Rintis, Ilung, pada awal musim hujan Jumlah tanaman sakit dan persentasenya per lokasi PIR Karet Paringin, Kabupaten Hulu Sungai Utara, yang disurvei pada akhir musim hujan (8 Februari) Uji proporsional pengaruh letak pertanaman di bakteri kedelai untuk data lokasi PIRSUS Karet Paringin, pada akhir musim hujan Jumlah tanaman sakit dan persentasenya per lokasi PIRSUS Karang Bintang, Batu Licin, Kabupaten Kotabaru, yang disurvei pada akhir musim hujan (11 Februari) Halaman

17 Nomor Halaman 12. Uji proporsional pengaruh letak pertanaman di bakteri kedelai untuk data lokasi PIRSUS Karang Bintang, pada akhir musim hujan Jumlah tanaman sakit dan persentasenya per lokasi Sungai Seluang, Kabupaten Barito Kuala, yang disurvei pada musim kemarau (6 Juli) Uji proporsional pengaruh letak pertanaman di bakteri kedelai untuk data lokasi Sungai Seluang, Kabupaten Barito Kuala, pada musim kemarau Jumlah tanaman sakit dan persentasenya per lokasi Paku, Simpang Empat, Kabupaten Banjar, pada musim kemarau (14 Mei) Uji proporsional pengaruh letak pertanaman di bakteri kedelai untuk data lokasi Paku, Simpang Empat, Kabupaten Banjar, pada musim kemarau Jumlah tanaman sakit dan persentasenya per lokasi Pulau Pinang, Kabupaten Tapin, pada musim kemarau (7 Juli) Uji proporsional pengaruh letak pertanaman di bakteri kedelai untuk data lokasi Pulau Pinang, Kabupaten Tapin, pada musim kemarau Jumlah tanaman sakit dan persentasenya per lokasi Padang Batung, Kabupaten Hulu Sungai Selatan, pada awal musim kemarau (5 Maret) Uji proporsional pengaruh letak pertanaman di bakteri kedelai untuk data lokasi Padang Batung, Kabupaten Hulu Sungai Selatan, pada awal musim kemarau

18 Nomor xvii Halaman 21. Jumlah tanaman sakit dan persentasenya per lokasi Nalui, Jaro, Kabupaten Tabalong, pada musim kemarau (3 Juni) Uji proporsional pengaruh letak pertanaman di bakteri kedelai untuk data lokasi Nalui, Jaro, Kabupaten Tabalong, pada musim kemarau Penggolongan frekuensi penyakit pustul bakteri menurut kategori serangan dan umur kedelai pada lokasi Gunung Makmur Maret 1990 untuk varietas Wilis Penggolongan frekuensi penyakit pustul bakteri menurut kategori serangan dan umur kedelai pada lokasi Muara Rintis Februari 1990 untuk varietas Kerinci Penggolongan frekuensi penyakit pustul bakteri menurut kategori serangan dan umur kedelai pada lokasi Muara Rintis Desernber 1990 untuk varietas Wilis Penggolongan frekuensi penyakit pustul bakteri menurut kategori serangan dan umur kedelai pada lokasi PIR Paringin Februari 1990 untuk varietas Kerinci Penggolongan frekuensi penyakit pustul bakteri menurut kategori serangan dan umur kedelai pada lokasi PIRSUS Karang Bintang Februari 1990 untuk varietas Kerinci Penggolongan frekuensi penyakit pustul bakteri menurut kategori serangan dan musim pada lokasi Gunung Makmur untuk varietas Wilis Penggolongan frekuensi penyakit pustul bakteri menurut kategori serangan dan varietas kedelai umur 70 hari pada lokasi Gunung Makmur untuk Pleihari Nopember , Penggolongan frekuensi penyakit pustul bakteri menurut kategori serangan dan varietas kedelai pada lokasi Sungai Seluang, Batola, Juli

19 Nomor xviii Halaman 31. Penggolongan frekuensi penyakit pustul bakteri menurut kategori serangan dan varietas kedelai pada lokasi Paku, Simpang Empat, Banjar, Mei Penggolongan frekuensi penyakit pustul bakteri menurut kategori serangan dan lokasi untuk varietas Kerinci, umur 75 hari, Juli Penggolongan frekuensi penyakit pustul bakteri menurut kategori serangan dan lokasi untuk varietas Wilis, umur 60 hari, Juni-Juli Analisis ragam berat biji per pot Nilai LSR untuk tiap selang rata-rata berat biji/pot (0.05) Data berat biji per pot Analisis ragam jumlah polong per pot Nilai LSR untuk tiap selang rata-rata jumlah polong/pot (0.05) Data jumlah polong per pot Analisis ragam jumlah biji per polong Nilai LSR untuk tiap selang rata-rata jumlah biji/polong (0.05) Data jumlah biji per polong Analisis ragam berat 100 biji Nilai LSR untuk tiap selang rata-rata berat 100 biji (0.05) Data berat per 100 biji Perkembangan populasi bakteri pustul di dalam benih terinfeksi menurut waktu dan ulangan Data jumlah kumulatif tanaman terserang tiap bak per pengamatan Laju infeksi menurut bak dan rata-ratanya

20 Nomor Halaman 49. Data iklim untuk daerah Banjarbaru dan sekitarnya, tahun Data iklim untuk daerah Pantai Hambawang dan sekitarnya, tahun Data iklim untuk daerah Pantai Hambawang dan sekitarnya, tahun Data iklim untuk daerah Pleihari dan sekitarnya, tahun Data iklim untuk daerah Pleihari dan sekitarnya, tahun

21 Nomor DAFTAR GAMBAR Teks Halaman 1. Pembesaran sel pada pembentukan pustul (dikutip dari Groth dan Braun, 1986) I1Flowchart diagramm untuk identifikasi bakteri patogen tumbuhan hingga tingkat genus (Schaad, 1988) Tata letak penanaman benih terinfeksi dan benih sehat Skema penampang peletakan nampan yang berisi serasah Lokasi penyebaran penyakit pustul bakteri di Kalimantan Selatan Gejala pustul bakteri kedelai Perbedaan gejala pustul bakteri dibanding hawar bakteri dan karat Beberapa hasil pengujian sifat fisiologis Isolasi bakteri dari biji Gejala inokulasi polong dengan bakteri pustul Populasi bakteri pada benih terinfeksi yang diisolasi 1, 2, dan 3 bulan setelah panen Kurva perkembangan tanaman tertular Contoh hasil isolasi bakteriofag... 62