Kata kunci: matriconditioning, rizobakteri, viabilitas, vigor, Xanthomonas oryzae pv.oryzae,

Transkripsi

1 PENGARUH PERLAKUAN BENIH DENGAN AGENS HAYATI TERHADAP PERTUMBUHAN TANAMAN, HASIL PADI DAN MUTU BENIH, SERTA PENGENDALIAN PENYAKIT HAWAR DAUN BAKTERI DI RUMAH KACA ABSTRAK Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh perlakuan benih secara hayati terhadap pertumbuhan, hasil padi, mutu benih, dan pengendalian penyakit hawar daun bakteri. Penelitian ini dilakukan di rumah kaca Balai Besar Penelitian Bioteknologi dan Sumberdaya Genetika Pertanian Bogor dan Laboratorium Ilmu dan Teknologi Benih, Departemen Agronomi dan Hortikultura IPB. Penelitian dilaksanakan dari bulan Agustus 2009 sampai dengan Februari Sebanyak duabelas perlakuan benih diuji dalam percobaan ini. Percobaan dilaksanakan dalam Rancangan Acak Kelompok nonfaktorial diulang tiga kali. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa perlakuan benih dengan agens hayati dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman berdasarkan peubah yang diamati seperti tinggi tanaman, jumlah anakan, panjang akar, bobot basah akar, bobot kering akar, bobot dan bobot kering brangkasan. Semua perlakuan benih tidak berpengaruh nyata terhadap mutu fisiologis benih yang dihasilkan. Pada komponen hasil panen benih, perlakuan perendaman benih dalam B. subtilis 11/C dan matriconditioning + P. diminuta A54 menghasilkan jumlah gabah bernas/malai tertinggi yaitu dan butir/malai dan perlakuan matriconditioning + P. aeruginosa A54 menghasilkan persentase gabah bernas/malai tertinggi (80.27%/malai). Perlakuan matriconditioning + P. aeruginosa A54, matriconditioning + B. subtilis 5/B, dan perendaman dalam B. subtilis 11/C menghasilkan persentase gabah bernas/rumpun tertinggi masingmasing 81.01%; 80.83% dan 80.59%. Perlakuan matriconditioning + P. diminuta A6 dan matriconditioning + B. subtilis 11/C dapat menurunkan serangan HDB yang lebih rendah dari perlakuan lainnya dengan persentase luas infeksi pada daun 15.94%/rumpun dan 19.55%/rumpun. Perlakuan benih dengan agens hayati mampu menurunkan jumlah koloni Xoo yang terbentuk pada benih hasil panen dan perlakuan benih dengan matriconditioning menghasilkan jumlah koloni yang lebih rendah dibandingkan kontrol dan tanpa matriconditioning. Kata kunci: matriconditioning, rizobakteri, viabilitas, vigor, Xanthomonas oryzae pv.oryzae,

2 EFFECT OF BIOLOGICAL SEED TREATMENT ON PLANT GROWTH, SEED QUALITY, YIELD OF RICE AND CONTROLLING OF BACTERIAL LEAF BLIGTH DISEASE IN GREEN HOUSE ABSTRACT The objective of this research was to study the influence of biological seed treatment on plant growth, yield of rice, seed quality, and controlling of bacterial leaf blight in green house. The research was conducted at green house of Indonesian Center for Agricultural Biotechnology and Genetic Resources Development, Bogor and Seed Science and Technology Laboratory, Departement of Agronomy and Horticulture IPB from August 2009 to February The experiment was arranged in completely randomized block design. The conclusions of these research are biological seed treatment could increase plant growth of rice base on plant height, number of seedling, root length, root fresh weight, root dry weight, shoot fresh weight, and shoot dry weight. Biological seed treatments of matriconditioning + P. aeruginosa A54, matriconditioning + B. subtilis 5/B isolate, and biopriming with B. subtilis 11/C isolate are the best seed treatments in increasing yield of rice and is showed by the most number of filled grains/panicle, percentage of filled grain/panicle, percentage of filled grain/plant and the lowest number of unfilled grain/panicle, percentage of unfilled grain/panicle, and percentage unfilled grain/plant. Seed treatments by biopriming with P. diminuta A6 isolate, matriconditioning + P. diminuta A6 isolate, and matriconditioning + B. subtilis 11/C isolate resulted percentage of pathogen diseased leaf area (%DLA) significantly lower than others seed treatment. Percentages of pathogen diseased leaf area are 15.45%;15.94% and %. Biological seed treatments could decrease number of colony pathogen in seed, but it could not increase viability and vigor of seed. Key words: matriconditioning, rhizobacteria, viability, vigor, Xanthomonas oryzae pv.oryzae,

3 Pendahuluan Salah satu upaya untuk meningkatkan pertumbuhan tanaman, produksi, dan mengendalikan penyakit terbawa benih adalah dengan memberikan perlakuan pada benih. Menurut Desai et al. (1997), tujuan perlakuan benih antara lain untuk: (1) menghilangkan sumber infeksi patogen tular benih dan hama; (2) melindungi benih terhadap hama dan patogen yang mungkin berada di tanah atau udara ketika bibit muncul di permukaan tanah, dan (3) meningkatkan perkecambahan benih melalui perlakuan benih seperti priming, coating, dan pelleting. Selama ini, keberhasilan penggunaan agens hayati untuk meningkatkan pertumbuhan dan pengendalian penyakit tanaman dilakukan melalui perendaman benih (Sutariati 2006; Nawangsih 2006) dan infestasi tanah (Nawangsih 2006). Perlakuan benih dengan perendaman benih tomat dalam agens hayati berpengaruh nyata pada pertumbuhan tanaman hanya pada 14 hari setelah aplikasi (Nawangsih 2006). Perlakuan benih pra-tanam seperti matriconditioning dan osmoconditioning telah dilaporkan mampu mempercepat munculnya kecambah di lapang, meningkatkan persentase perkecambahan dan laju pertumbuhan bibit tanaman. Khan (1992) menyatakan bahwa invigorasi dapat memperbaiki kemampuan fisiologis dan biokimia benih melalui perbaikan metabolisme untuk berkecambah. Selain itu, menurut Ilyas (2006b), matriconditioning dapat diintegrasikan dengan hormon untuk perbaikan perkecambahan, atau dengan pestisida, biopestisida, dan agens hayati untuk mengendalikan penyakit benih dan bibit serta perbaikan pertumbuhan tanaman dan hasil sayuran. Penggunaan agens hayati untuk meningkatkan pertumbuhan tanaman, produksi dan pengendalian penyakit dalam skala rumah kaca telah banyak diteliti dan dilaporkan. Perlakuan benih dengan agens hayati mampu meningkatkan bobot basah dan bobot kering biomassa cabai (Estrada et al. 2004), meningkatkan produksi gandum (Khalid et al. 2004), meningkatkan bobot batang dan akar tanaman jagung (Thuar et al. 2004), meningkatkan pertumbuhan bibit, tinggi tanaman, dan luas daun pear millet (Niranjan et al. 2004). Pada tanaman padi, Ashrafuzzaman et al. (2009) mengungkapkan bahwa benih padi yang diperlakukan dengan rizobakteria dapat meningkatkan tinggi bibit, bobot kering

4 54 bibit, panjang akar, dan bobot kering akar. Perlakuan benih dengan agens hayati pada tanaman padi juga mampu menekan Xoo (Vidhyasekaran et al. 2001; Nandakumar et al. 2001) dan Rhizoctonia solani (Nandakumar et al. 2001; Rangrajan et al. 2003). Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui pengaruh perlakuan benih menggunakan agens hayati dalam meningkatkan pertumbuhan dan hasil panen padi, mutu fisiologis dan mutu patologis benih padi yang dihasilkan serta tingkat serangan HDB di rumah kaca. Tempat dan Waktu Percobaan Bahan dan Metode Percobaan ini akan dilaksanakan di Rumah Kaca Balai Besar Penelitian Bioteknologi dan Sumberdaya Genetik Pertanian Bogor dan di Laboratorium Ilmu dan Teknologi Benih IPB Bogor. Percobaan dilaksanakan bulan Agustus 2009 sampai dengan Februari Penyiapan Benih Padi Terinfeksi Xanthomonas oryzae pv. oryzae dan Agens Hayati yang akan Diaplikasikan pada Benih Benih padi yang digunakan dalam percobaan ini adalah benih padi varietas Ciherang yang diinfeksikan Xoo. Isolat Xoo yang digunakan pada percobaan ini adalah Xoo patotipe 4 asal Balai Besar Penelitian Tanaman Padi Sukamandi. Benih padi terinfeksi Xoo dibuat dengan cara merendam benih dalam suspensi Xoo dengan kerapatan 4.5 x 10 8 sel /ml skala McFarland (Kiraly et al. 1994). Suspensi Xoo dibuat dengan cara menumbuhkan bakteri dalam media padat Peptone Sucrose Agar (PSA) selama 48 jam. Benih padi direndam selama 24 jam dan dikering-anginkan di dalam laboratorium pada suhu ruang selama 12 jam. Agens hayati yang digunakan adalah isolat P. diminuta A6, P. aeruginosa A54, B. subtilis 5/B dan B. subtilis 11/C. Isolat P. diminuta A6 dan P. aeruginosa A54 dibiakkan pada medium King S B sedangkan isolat B. subtilis 5/B dan B. subtilis 11/C dibiakkan pada medium NA, masing-masing selama 48 jam. Suspensi agens hayati diencerkan hingga mencapai kerapatan 4.5 x 10 8 sel/ml.

5 55 Pembuatan Perlakuan Benih Padi Perlakuan benih yang diuji terdiri atas: (1) Benih padi yang tidak diinokulasi Xoo (kontrol negatif) dan tanpa perlakuan benih; (2) Benih terinfeksi Xoo hasil inokulasi buatan (kontrol positif) tanpa perlakuan benih; (3) Benih terinfeksi Xoo direndam dalam bakterisida berbahan aktif streptomisin sulfat 0.2% selama 30 jam; (4) Benih terinfeksi Xoo direndam suspensi isolat P. diminuta A6; (5) Benih terinfeksi Xoo direndam suspensi isolat P. aeruginosa A54; (6) Benih terinfeksi Xoo direndam suspensi B. subtilis 5/B; (7) Benih terinfeksi direndam suspensi isolat B. subtilis 11/C, (8) Benih terinfeksi diberi matriconditioning+bakterisida 0.2%; (9) Benih terinfeksi diberi matriconditioning + P. diminuta isolat A6; (10) Benih terinfeksi diberi matriconditioning + isolat P. aeruginosa A54; (11) Benih terinfeksi diberi matriconditioning + isolat B. subtilis 5/B, dan (12) Benih terinfeksi diberi matriconditioning + isolat B. subtilis 11/C. Bubuk arang sekam yang telah dihaluskan (lolos saringan 32 mesh) dan disterilisasi dalam oven dengan suhu C selama 24 jam digunakan untuk perlakuan matriconditioning. Perlakuan matriconditioning dilakukan dengan perbandingan antara benih : bubuk arang sekam : larutan pelembab (suspensi agens hayati atau larutan bakterisida) 1.0 : 0.8 : 1.2 (Ilyas et al. 2007). Perlakuan ini dilakukan dengan cara melembabkan 25 g benih padi terinfeksi Xoo dengan suspensi agens hayati atau bakterisida (30 ml) di dalam botol transparan ukuran 300 ml (diameter = 7.14 cm, tinggi 7.5 cm), menambahkan bubuk arang sekam (20 g/botol) ke dalam botol, mencampur benih dan arang sekam hingga benihnya terlapisi secara merata, dan menutup botol dengan plastik. Benih yang diberi perlakuan matriconditioning diaduk setiap 12 jam dan matriconditioning dilakukan selama 30 jam dalam ruangan ber-ac dengan suhu 25 0 C. Penanaman Benih Padi di Rumah Kaca

6 56 Benih padi yang telah diberi perlakuan benih, ditanam dalam ember plastik berisi tanah sebanyak 8 kg/ember. Tanah yang digunakan telah disterilisasi dengan pemanasan pada suhu C dan tekanan 1.2 kg/s selama 3 jam menggunakan otoklaf. Pada setiap ember disemai/ditanam 10 butir benih. Percobaan dilaksanakan dalam Rancangan Acak Kelompok nonfaktorial diulang tiga kali dengan total satuan percoban 36 satuan. Tiap unit percobaan terdiri atas lima tanaman dan di setiap ember dipelihara satu tanaman. Keseluruhan percobaan terdiri dari 180 tanaman (ember percobaan). Setelah bibit padi tumbuh dan berumur dua minggu dilakukan seleksi bibit yang tumbuh. Pada setiap ember percobaan disisakan satu bibit. Pemupukan dilakukan dua minggu setelah tanam dengan dosis setara Urea 200 kg/ha, SP kg/ha, dan KCl 100 kg/ha. Setelah dikonversi ke berat tanah maka pupuk yang diberikan masing-masing dosis adalah 0.8 g urea; 0.4 g SP36, dan 0.4 g KCl. Pengamatan Parameter pertumbuhan tanaman yang diamati meliputi tinggi tanaman dan jumlah anakan yang dilakukan 5, 6,7, 8 minggu setelah semai, panjang akar, bobot basah dan kering akar, bobot basah dan bobot kering berangkasan. Pengukuran bobot kering berangkasan dilakukan setelah berangkasan dioven pada suhu C selama 3 x 24 jam. Benih padi hasil panen dikeringkan sampai mencapai kadar air 12%. Selanjutnya benih diuji mutu fisiologisnya yang meliputi daya berkecambah, kecepatan tumbuh, indeks vigor, potensi tumbuh maksimum, dan T 50 (ISTA 2007). Uji patologis benih menggunakan metode grinding (Ilyas et al. 2007). Prosedur pengujian mutu fisiologis dan patologis benih pada percobaan ini sama dengan percobaan ke- 2 dalam disertasi ini. Pengamatan serangan penyakit dilakukan dengan cara menghitung persentase luas daun yang terinfeks Xoo dan skoring (IRRI 1996). Perhitungan Intensitas penyakit (IP) ditentukan dengan rumus, IP= [Σ (n i x s i )/NxS) ]x100%, n i : jumlah bibit dengan skor gejala I, s i :skor gejala i, N: jumlah total, S:skor gejala tertinggi. Berdasarkan nilai IP dihitung respon ketahanan tanaman penyakit mengikuti kriteria yang dikembangkan oleh Yusnita & Sudarsono (2004). Tabel 13 Skala luas gejala HDB pada daun padi yang diuji di rumah kaca

7 57 Skor Luas luka /gejala HDB pada daun (%) Sumber: Standard Evalution System for Rice (IRRI 1996). HDB = hawar daun bakteri. Hasil Penelitian Pengaruh Perlakuan Benih Terhadap Pertumbuhan Tanaman Padi Tinggi Tanaman Hasil penelitian menunjukkan bahwa semua perlakuan benih mampu meningkatkan tinggi tanaman dibandingkan dengan tanaman kontrol dan yang mendapat perlakuan bakterisida. Pengaruh perlakuan sudah terlihat sejak 5 minggu setelah tanam sampai 8 minggu setelah tanam. Pada akhir pengamatan, tanaman tertinggi didapat pada perlakuan benih yang direndam dengan suspensi isolat P. diminuta A6 yaitu cm dan matriconditioning + P. diminuta A6 yaitu cm (Tabel 14). Tabel 14 Pengaruh perlakuan benih terhadap tinggi tanaman pada umur 5-8 minggu setelah tanam (MST) Perlakuan benih Tinggi tanaman (cm) 5 MST 6 MST 7 MST 8 MST Tanpa inokulasi Xoo, tanpa perlakuan benih cb de 82.13cd de Diinokulasi Xoo, tanpa perlakuan benih abc cde 82.53bcd de Perendaman dalam bakterisida d e d e Perendaman dalam P. diminuta A a a bcd cde Perendaman dalam P. aeruginosa A abc bcd abc cde Perendaman dalam B. subtilis 5/B cd abc abc abc Perendaman dalam B. subtilis 11/C abc bcd abc cde Matriconditioning + bakterisida abc ab ab cde

8 58 Matriconditioning + P. diminuta A e a ab bcd Matriconditioning + P. aeruginosa A a a a bc Matriconditioning + B. subtilis 5/B ab ab abc cde Matriconditioning + B. subtilis 11/C a ab abc cde uji BNT pada α = 5%. Jumlah Anakan Perlakuan benih juga dapat meningkatkan jumlah anakan. Pada umur 5 minggu setelah tanam (MST), jumlah anakan belum menunjukkan perbedaan yang nyata, kecuali pada tanaman yang mendapat perlakuan perendaman dengan bakterisida yang memiliki jumlah anakan terendah. Pada umur 6 MST perlakuan dengan P. diminuta A6 dengan atau tanpa matriconditioning menghasikan jumlah anakan terendah dibandingkan perlakuan lainnya. Umur 7 dan 8 MST memiliki pola yang sama dalam jumlah anakan. Pada akhir pengamatan 8 MST, jumlah anakan terbanyak didapat pada perlakuan matriconditiong + B. subtilis 5/B dan matriconditiong + B. subtilis 11/C yaitu sama-sama menghasilkan jumlah anakan anakan (Tabel 15). Walaupun tidak berbeda nyata dengan beberapa perlakuan lainnya. Tabel 15 Pengaruh perlakuan benih terhadap jumlah anakan padi pada umur 5-8 minggu setelah tanam (MST) Perlakuan Benih Jumlah Anakan 5 MST 6 MST 7 MST 8 MST Tanpa inokulasi Xoo, tanpa perlakuan benih ab ab abcd abcd Diinokulasi Xoo, tanpa perlakuan benih ab abc ab ab Perendaman dalam bakterisida b bcd bcd b Perendaman dalam P. diminuta A c d d ab Perendaman dalam P. aeruginosa A ab ab ab ab Perendaman dalam B. subtilis 5/B a a ab ab Perendaman dalam B. subtilis 11/C ab ab abc abcd Matriconditioning + bakterisida a ab ab ab Matriconditioning + P. diminuta A c cd cd

9 59 ab Matriconditioning + P. aeruginosa ab ab A54 ab ab Matriconditioning + B. subtilis 5/B a a a a Matriconditioning + B. subtilis 11/C a a a a uji BNT pada α = 5%. Panjang akar, Bobot Basah Akar, dan Bobot Kering Akar Perlakuan benih mampu meningkatkan panjang akar tanaman. Akar terpanjang didapat pada perlakuan dengan perendaman benih dalam suspensi is P. diminuta A6 yaitu cm tetapi tidak berbeda nyata dengan perlakuan perendaman benih dalam B. subtilis 5/B dan B. subtilis 11/C, serta perlakuan matriconditioning + P. diminuta A6 dan matriconditioning + P. aeruginosa A54 (Tabel 16). Bobot akar basah tertinggi didapat pada perlakuan matriconditioning + B. subtilis 5/B (88.98 g) dan bobot basah akar terendah didapat pada perlakuan kontrol positif (51.20 g). Bobot akar kering tertinggi didapat pada perlakuan matriconditioning + B. subtilis 11/C (28.62 g) dan bobot akar basah terendah didapat pada perlakuan matriconditioning + bakterisida yaitu gram (Tabel 16). Tabel 16 Pengaruh perlakuan benih terhadap panjang akar, bobot basah akar, dan bobot kering akar tanaman padi Perlakuan Benih Panjang akar (cm) Bobot basah akar (g) Bobot kering akar (g) Tanpa inokulasi Xoo, tanpa perlakuan b ab abc benih Diinokulasi Xoo, tanpa perlakuan benih b b cd Perendaman dalam bakterisida b b bcd Perendaman dalam P. diminuta A a ab abcd Perendaman dalam P. aeruginosa A b ab ab Perendaman dalam B. subtilis 5/B ab ab abcd Perendaman dalam B. subtilis 11/C ab ab abc Matriconditioning + bakterisida b b d Matriconditioning + P. diminuta A ab b bcd Matriconditioning + P. aeruginosa ab ab abcd A54 Matriconditioning + B. subtilis 5/B b a bcd Matriconditioning + B. subtilis 11/C b ab a

10 60 uji BNT pada α = 5%. Bobot Basah dan Bobot Kering Brangkasan Perlakuan benih mampu meningkatkan bobot basah dan bobot kering brangkasan (Tabel 17). Bobot basah brangkasan tertinggi didapat pada perlakuan perendaman benih dalam B. subtilis 5/B ( g) dan bobot basah brangkasan terendah didapat pada perlakuan kontrol positif ( g). Bobot kering brangkasan tertinggi didapat pada perlakuan perendaman benih dalam P. aeruginosa A54 (68.87 g) dan terendah didapat pada perlakuan kontrol positif dan kontrol negatif (50.49 g) dan (50.46 g) yang keduanya tidak berbeda nyata. Tabel 17 Pengaruh perlakuan benih terhadap bobot basah dan bobot kering brangkasan tanaman padi Perlakuan Benih Bobot brangkasan Basah (g) kering (g) Tanpa inokulasi Xoo, tanpa perlakuan benih ab b Diinokulasi Xoo, tanpa perlakuan benih d c Perendaman dalam bakterisida cd c Perendaman dalam P. diminuta A ab ab Perendaman dalam P. aeruginosa A ab a Perendaman dalam B. subtilis 5/B a ab Perendaman dalam B. subtilis 11/C bc ab Matriconditioning + bakterisida bcd bc Matriconditioning + P. diminuta A ab ab Matriconditioning + P. aeruginosa A ab ab Matriconditioning + B. subtilis 5/B ab ab Matriconditioning + B. subtilis 11/C ab ab uji BNT pada α = 5%. Pengaruh Perlakuan Benih Terhadap Hasil Tanaman Padi Jumlah gabah bernas, jumlah gabah hampa, total gabah, persentase gabah bernas, dan persentase gabah hampa per malai

11 61 Perlakuan benih mempengaruhi jumlah gabah bernas dan gabah hampa serta total gabah per malai. Jumlah gabah bernas tertinggi didapat pada perlakuan perendaman benih dalam B. subtilis 11/C dan matriconditioning + P. aeruginosa A54 yaitu masing-masing dan butir per malai berbeda nyata jika dibandingkan dengan kontrol positif (benih yang diinokulasikan Xoo dan tanpa perlakuan benih (Gambar 8 dan Tabel 18). Jumlah gabah hampa terendah dihasilkan pada perlakuan matriconditioning + B. subtilis 5/B (28.25 butir/malai), matriconditioning + bakterisida (28.73 butir/malai), matriconditioning + P. aeruginosa A54 (29.15 butir/malai), perendaman benih dalam B. subtilis 11/C (29.59 butir/malai), dan perendaman benih dalam P. aeruginosa A54 (31.04 butir/malai) yang semua perlakuan tersebut tidak berbeda nyata. Jumlah gabah per malai tertinggi dihasilkan perlakuan perendaman benih dalam P. diminuta A6 ( butir/malai), tetapi tidak berbeda nyata dengan perlakuan perendaman dalam bakterisida ( butir/malai). Jumlah gabah per malai terendah dihasilkan perlakuan matriconditioning + bakterisida ( butir/ malai) (Tabel 18). Jumlah gabah bernas/malai ,22 ab 110,04 bc 114,29 ab 110,74 bc 115,17 ab 109,47 bc 124,45 a 116,61 ab 103,66 c 122,68 a 118,24 ab 115,63 ab 0 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11 P12 Perlakuan Benih Gambar 8 Histogram perlakuan benih terhadap jumlah gabah bernas per malai pada percobaan rumah kaca. P 1 = Tidak diinokulasi Xoo, tanpa perlakuan benih; P 2 = Diinokulasi Xoo, tanpa perlakuan benih; P 3 = Perendaman dalam bakterisida;p 4 = Perendaman dalam P. diminuta A ;P 5 = Perendaman dalam P. aeruginosa A54; P 6 = Perendaman dalam B. subtilis 5/B; P 7 = Perendaman dalam B. subtilis 11/C; P 8 = Matriconditioning + Bakterisida; P 9 = Matriconditio-

12 62 ning + P. diminuta A6; P 10 = Matriconditioning + P. aeruginosa A54; P 11 = Matriconditioning + B. subtilis 5/B; P 12 = Matriconditioning + B. subtilis 11/C Tabel 18 Pengaruh perlakuan benih terhadap jumlah gabah bernas, jumlah gabah hampa, dan total gabah per malai padi di rumah kaca Perlakuan benih Jumlah gabah bernas hampa total Tanpa inokulasi Xoo, tanpa perlakuan ab bcd abc benih Diinokulasi Xoo, tanpa perlakuan benih bc bc bcd Perendaman dalam bakterisida ab b ab Perendaman dalam P. diminuta A bc a a Perendaman dalam P. aeruginosa A ab d bcd Perendaman dalam B. subtilis 5/B bc bcd cd Perendaman dalam B. subtilis 11/C a d abcd Matriconditioning + bakterisida ab d d Matriconditioning + P. diminuta A c a abc Matriconditioning + P. aeruginosa a d bcd A54 Matriconditioning + B. subtilis 5/B ab d bcd Matriconditioning + B. subtilis 11/C ab cd bcd uji BNT pada α = 5%. Persentase gabah bernas per malai tertinggi dihasilkan pada perlakuan matriconditioning + P. aeruginosa A54 (80.27%) berbeda nyata dengan perlakuan kontrol positif dan kontrol negatif serta perlakuan perendaman benih dengan bakterisida. Persentase gabah bernas terendah dihasilkan perlakuan perendaman dalam P. diminuta A6 (65.76%) dan matriconditioning + P. diminuta A6 (64.76%). Persentase gabah hampa per malai terendah dihasilkan perlakuan matriconditioning + P. aeruginosa A54 (19.73%) dan matriconditioning + B. subtilis 11/C (20.20%), sedangkan persentase gabah hampa tertinggi dihasilkan perlakuan perendaman benih dalam P. diminuta A6 (34.23%) dan matriconditioning + P. diminuta A6 (35.24%). Tabel 19 Pengaruh perlakuan benih terhadap persentase gabah bernas dan hampa per malai tanaman padi di rumah kaca Perlakuan benih Gabah bernas (%) Gabah hampa (%) Tanpa inokulasi Xoo, tanpa perlakuan benih abcd bc Diinokulasi Xoo, tanpa perlakuan benih d b

13 63 Perendaman dalam bakterisida cd b Perendaman dalam P. diminuta A e a Perendaman dalam P. aeruginosa A abcd bc Perendaman dalam B. subtilis 5/B bcd bc Perendaman dalam B. subtilis 11/C ab c Matriconditioning + bakterisida abc bc Matriconditioning + P. diminuta A e a Matriconditioning + P. aeruginosa A a c Matriconditioning + B. subtilis 5/B ab c Matriconditioning + B. subtilis 11/C abcd bc uji BNT pada α = 5%. Jumlah gabah bernas, jumlah gabah hampa, total gabah, persentase gabah bernas, dan persentase gabah hampa per rumpun Hampir semua perlakuan benih tidak berbeda nyata dalam menghasilkan jumlah bulir bernas per rumpun, kecuali pada perlakuan benih perendaman dalam P. diminuta A6 (1694,7 butir/rumpun) dan matriconditioning + P. diminuta A6 ( butir/rumpun) yang menghasilkan jumlah butir bernas terendah (Tabel 20). Jumlah gabah hampa terendah dihasikan perlakuan matriconditioning + bakterisida ( butir/rumpun) dan jumlah gabah hampa tertinggi dihasilkan perlakuan matriconditioning + P. diminuta A6 ( butir/rumpun). Jumlah total gabah per rumpun tertinggi dihasilkan perlakuan kontrol positif ( butir/rumpun) tidak berbeda nyata dengan kontrol negatif ( butit/rumpun) dan jumlah total gabah per rumpun terendah dihasilkan perlakuan perendaman benih dalam P. diminuta A6 yaitu butir/per rumpun. Tabel 20 Pengaruh perlakuan benih terhadap jumlah gabah bernas, jumlah gabah hampa, dan total gabah per rumpun Perlakuan benih Jumlah gabah bernas hampa total Tanpa inokulasi Xoo, tanpa perlakuan a cdef ab benih Diinokulasi Xoo, tanpa perlakuan benih a abc a Perendaman dalam bakterisida a abcd abc Perendaman dalam P. diminuta A b ab c Perendaman dalam P. aeruginosa A a efg abc Perendaman dalam B. subtilis 5/B a bcde ab

14 64 Perendaman dalam B. subtilis 11/C a fg bc Matriconditioning + bakterisida a g bc Matriconditioning + P. diminuta A b a bc Matriconditioning + P. aeruginosa a efg abc A54 Matriconditioning + B. subtilis 5/B a efg abc Matriconditioning + B. subtilis 11/C a defg 2750 abc uji BNT pada α = 5%. Persentase gabah bernas per rumpun tertinggi didapat pada perlakuan matriconditioning + P. aeurignosa A54 (81.01%), matriconditiong + B. subtilis 5/B (80.83%), perendaman dalam B. subtilis 11/C (80.59%), dan perendaman dalam P. aeruginosa A54 (79.56%), keempat perlakuan tersebut tidak berbeda nyata. Persentase gabah bernas terendah didapat pada perlakuan matriconditioning + P. diminuta A6 (67.05%). Sebaliknya persentase gabah hampa terendah didapat pada perlakuan perendaman dalam B. subtilis 11/C (19.14%), matriconditiong + B. subtilis 5/B (19.17%), perendaman dalam isolat A54 (20.43%), matriconditioning + P. aeruginosa A54 (18.99%), dan matriconditioning + bakterisida (20.79%). Persentase gabah hampa tertinggi didapat pada perlakuan matriconditioning + P. diminuta A6 (32.95%). Semua perlakuan benih tidak mampu meningkatkan berat gabah total per rumpun dan berat gabah bernas per rumpun. Bahkan pada perlakuan perendaman benih dalam P. diminuta A6 dan matriconditioning + P. diminuta A6 berat total gabah dan berat gabah bernas per rumpun terendah (Tabel 22). Tabel 21 Pengaruh perlakuan benih terhadap persentase gabah isi dan hampa per rumpun padi Perlakuan benih Gabah bernas (%) Gabah hampa (%) Tanpa inokulasi Xoo, tanpa perlakuan benih abc dce Diinokulasi Xoo, tanpa perlakuan benih bc cd Perendaman dalam bakterisida cd bc Perendaman dalam P. diminuta A de ab Perendaman dalam P. aeruginosa A a e Perendaman dalam B. subtilis 5/B abc cde Perendaman dalam B. subtilis 11/C a e Matriconditioning + bakterisida a e Matriconditioning + P. diminuta A e a

15 65 Matriconditioning + P. aeruginosa A a e Matriconditioning + B. subtilis 5/B a e Matriconditioning + B. subtilis 11/C ab de uji BNT pada α = 5%. Tabel 22 Pengaruh perlakuan benih terhadap berat total gabah dan berat gabah isi per rumpun padi Perlakuan Benih Berat gabah total (g) Berat gabah isi (g) Tanpa inokulasi Xoo, tanpa perlakuan benih a a Diinokulasi Xoo, tanpa perlakuan benih a a Perendaman dalam bakterisida a a Perendaman dalam P. diminuta A b b Perendaman dalam P. aeruginosa A a a Perendaman dalam B. subtilis 5/B a a Perendaman dalam B. subtilis 11/C a a Matriconditioning + bakterisida a a Matriconditioning + P. diminuta A b b Matriconditioning + P. aeruginosa A a a Matriconditioning + B. subtilis 5/B a a Matriconditioning + B. subtilis 11/C a a uji BNT pada α = 5%. Pengaruh Perlakuan Benih terhadap Mutu Fisiologis Benih Padi yang Dihasilkan Hasil penelitian menunjukkan bahwa perlakuan benih tidak mampu meningkatkan mutu fisiologis benih. Mutu fisiologis pada semua perlakuan memiliki mutu yang tinggi dilihat dari semua peubah yang diamati (Tabel 23 dan 24). Mutu fisiologis yang dihasilkan sangat tinggi, hal ini ditunjukkan rata-rata daya berkecambah berkisar antara % sedangkan persyaratan daya berkecambah benih padi yang dapat diedarkan di Indonesia minimal 80%. Tabel 23 Pengaruh perlakuan benih terhadap potensi tumbuh maksimum (PTM), daya berkecambah (DB), dan berat kering kecambah normal (BKKN) Perlakuan Benih PTM (%) DB (%) BKKN (g) Tanpa inokulasi Xoo, tanpa perlakuan benih a a 0.90 a Diinokulasi Xoo, tanpa perlakuan benih a a 0.79 a Perendaman dalam bakterisida a a 0.78 a Perendaman dalam P. diminuta A a a 0.70 a

16 66 Perendaman dalam P. aeruginosa A a a 0.77 a Perendaman dalam B. subtilis 5/B a a 0.68 a Perendaman dalam B. subtilis 11/C a a 0.87 a Matriconditioning + bakterisida a a 0.79 a Matriconditioning + P. diminuta A a a 0.76 a Matriconditioning + P. aeruginosa A a a 0.83 a Matriconditioning + B. subtilis 5/B a a 0.81 a Matriconditioning + B. subtilis 11/C a a 0.90 a uji BNT pada α = 5%. Tabel 24 Pengaruh perlakuan benih terhadap indeks vigor (IV), kecepatan tumbuh (K CT ), dan T 50 benih Perlakuan Benih IV (%) K CT (%/etmal) T 50 Tanpa inokulasi Xoo, tanpa perlakuan benih a a 4.62 a Diinokulasi Xoo, tanpa perlakuan benih a a 4.64 a Perendaman dalam bakterisida a a 4.65 a Perendaman dalam P. diminuta A a a 4.60 a Perendaman dalam P. aeruginosa A a a 4.72 a Perendaman dalam B. subtilis 5/B a a 4.58 a Perendaman dalam B. subtilis 11/C a a 4.56 a Matriconditioning + bakterisida a a 4.58 a Matriconditioning + P. diminuta A a a 4.75 a Matriconditioning + P. aeruginosa A a a 4.63 a Matriconditioning + B. subtilis 5/B a a 4.57 a Matriconditioning + B. subtilis 11/C a a 4.56 a Keterangan: Angka pada tiap kolom yang diikuti dengan huruf sama tidak berbeda nyata menurut uji BNT pada α = 5%. Pengaruh Perlakuan Benih terhadap Serangan Penyakit HDB dan Mutu Patologis Benih Hasil Panen Serangan HDB Tabel 25 menunjukkkan bahwa pada peubah serangan HDB, berdasarkan luas daun terinfeksi, serangan terendah didapat pada perlakuan benih yang direndam dengan agens hayati isolat P. diminuta A6 (15.45%) dan tidak berbeda nyata dengan perlakuan benih matriconditioning + P. diminuta A6 (15.94%) dan kontrol negatif (16.13%). Serangan tertinggi didapat pada perlakuan kontrol positif (29.93%), tetapi tidak berbeda nyata dengan perlakuan perendaman benih dalam B. subtilis 5/B dan 11/C, matriconditioning + bakterisida, matriconditioning + P. aeruginosa A54, dan matriconditioning + B. subtilis 5/B. Berdasarkan peubah respon ketahanan tanaman terhadap penyakit, semua perlakuan benih memberikan respon rentan terhadap HDB.

17 67 Tabel 25 Pengaruh perlakuan benih terhadap serangan penyakit HDB per rumpun tanaman padi di rumah kaca Perlakuan Benih Luas daun Respon tanaman terinfeksi (%) Tanpa inokulasi Xoo, tanpa perlakuan d Rentan benih Diinokulasi Xoo, tanpa perlakuan benih a Rentan Perendaman dalam bakterisida cd Rentan Perendaman dalam P. diminuta A d Rentan Perendaman dalam P. aeruginosa A bcd Rentan Perendaman dalam B. subtilis 5/B abc Rentan Perendaman dalam B. subtilis 11/C abc Rentan Matriconditioning + bakterisida abc Rentan Matriconditioning + P. diminuta A d Rentan Matriconditioning + P. aeruginosa A ab Rentan Matriconditioning + B. subtilis 5/B abc Rentan Matriconditioning + B. subtilis 11/C cd Rentan uji BNT pada α = 5%. Mutu Patologis Benih Agens hayati yang diperlakukan pada benih pada percobaan ini mampu menekan pertumbuhan Xoo. Pada Tabel 26 dapat dilihat bahwa hanya perlakuan perendaman dalam P. diminuta A6 (22.0 x 10 4 cfu/ml) yang memiliki jumlah koloni yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan perlakuan kontrol positif. Koloni Xoo tidak ditemukan pada perlakuan perendaman dalam B. subtilis 5/B (0 x 10 4 cfu/ml), matriconditioning + B. subtilis 11/C (0 x 10 4 cfu/ml), dan tidak berbeda nyata dengan perlakuan perendaman benih dalam bakterisida (2.3 x 10 4 cfu/ml). Tabel 26 Pengaruh perlakuan benih terhadap jumlah koloni Xoo di dalam benih padi hasil panen di rumah kaca Perlakuan benih Jumlah koloni bakteri (cfu/ml)* Relatif terhadap kontrol negatif (100%) Tanpa inokulasi Xoo, tanpa perlakuan benih 11.0 x 10 4 bc 100** Diinokulasi Xoo, tanpa perlakuan benih 17.7 x 10 4 ab 161 Perendaman dalam bakterisida 2.3 x 10 4 d 21 Perendaman dalam P. diminuta A x 10 4 a 200 Perendaman dalam P. aeruginosa A x 10 4 cd 54.5

18 68 Perendaman dalam B. subtilis 5/B 0 x 10 4 d 0 Perendaman dalam B. subtilis 11/C 5.7 x 10 4 cd 52 Matriconditioning + bakterisida 11.7 x 10 4 cd 106 Matriconditioning + P. diminuta A6 4.0 x 10 4 cd 36.4 Matriconditioning + P. aeruginosa A x 10 4 cd 42.7 Matriconditioning + B. subtilis 5/B 4.0 x 10 4 cd 36.4 Matriconditioning + B. subtilis 11/C 0 x 10 4 d 0 uji BNT pada α = 5%. *Diekstrak dari 400 butir benih padi. ** Nilai relatif (NR) dihitung dengan rumus, NR = (x/y)*100%, x adalah nilai pengamatan pada perlakuan benih tertentu dan y adalah nilai pengamatan pada benih yang tidak diinokulasi Xoo dan tanpa perlakuan benih. Pembahasan Hasil penelitian menunjukkan bahwa perlakuan benih dengan agens hayati mampu meningkatkan pertumbuhan tanaman dan hasil panen, serta menurunkan serangan HDB pada tanaman padi. Peningkatan pertumbuhan tanaman padi yang disebabkan perlakuan benih dengan agens hayati dapat dilihat pada beberapa peubah yang diamati seperti tinggi tanaman, jumlah anakan, panjang akar, bobot basah akar, bobot kering akar, bobot basah dan bobot kering berangkasan. Peningkatan jumlah gabah bernas/malai, jumlah gabah /malai, persentase gabah bernas/malai, dan persentase gabah bernas/rumpun merupakan indikasi peningkatan hasil. Sementara penurunan penurunan serangan penyakit merupakan indikasi kemampuan agens hayati menghambat pertumbuhan Xoo. Hasil penelitian ini sejalan dengan penelitian yang dilaporkan dilaporkan oleh (Kazempour 2004; Vidhyasekaran et al. 2001; Nandakumar et al. 2001), bahwa agens hayati dapat memperbaiki pertumbuhan tanaman, hasil panen, dan mengurangi serangan HDB pada tanaman padi. Perlakuan benih dengan agens hayati baik dari kelompok Bacillus spp. maupun dari kelompok Pseudomonas spp. memiliki kemampuan yang sama dalam meningkatkan pertumbuhan dan hasil panen tanaman berdasarkan peubahpeubah yang diamati (Tabel 14-24). Akan tetapi pada peubah serangan penyakit P. diminuta A6 memiliki kemampuan menurunkan persentase luas infeksi pada daun lebih baik dibandingkan P. aeruginosa A54 maupun B. subtilis 5/B dan B. subtilis 11/C (Tabel 25).

19 69 Agens hayati dari kelompok Bacillus spp. dan Pseudomonas spp. merupakan dua kelompok bakteri yang memiliki kemampuan memacu pertumbuhan dan peningkatan hasil pada tanaman padi (Nandakumar et al. 2004, Ashrafuzzaman et al. 2009). Agens hayati dari kelompok Pseudomonas spp dapat mengendalikan Xoo karena memiliki kemampuan menginduksi ketahanan sistemik tanaman padi (Vidhyasekaran et al. 2001) dan Velusamy et al. (2006) melaporkan 2.4 diacetylphloroglucinol yang diproduksi oleh Pseudomonas spp dapat menghambat pertumbuhan Xoo yang menyebabkan penyakit HDB pada tanaman padi. Kemampuan agens hayati meningkatkan pertumbuhan dan hasil tanaman, sangat erat kaitannya dengan kemampuan agens hayati dalam mensintesis hormon tumbuh seperti asam indol asetat, asam indol butirat, dan asam giberellin (Silva et al. 2004; Teixeira et al. 2007; Van Loon 2007), memfiksasi N (Park et al. 2005; Van Loon 2007), melarutkan P (Faccini et al dan Rao, 2007; Van Loon 2007). Kemampuan agens hayati mengendalikan patogen berhubungan dengan kemampuan bakteri dalam memproduksi siderofor, HCN, senyawa antibiotik, dan enzim yang menginduksi ketahanan sistemik pada tanaman (Siddiqui 2005; Van Loon 2007). Pada penelitian ini semua perlakuan benih tidak berpengaruh terhadap mutu fisiologis benih. Pada Tabel 23-24, menunjukkan tidak ada pengaruh perlakuan pada semua peubah mutu fisiologis benih yang diamati yaitu daya berkecambah, indeks vigor, potensi tumbuh maksimum, kecepatan tumbuh, T 50, dan berat kering kecambah normal. Pada penelitian ini benih dipanen saat telah mencapai masak fisiologis. Menurut Copeland & McDonald (1995), saat benih masak fisiologis (physiological maturity) akan mencapai bobot kering maksimum, dan menurut Ilyas (2001) mutu benih akan mencapai maksimum pada saat masak fisiologis. Hasil penelitian menunjukkan bahwa perlakuan benih dengan agens hayati memberikan pengaruh nyata terhadap penurunan serangan HDB per rumpun. Persentase luas infeksi daun tertinggi terjadi pada perlakuan kontrol positif (29.93%) dan terendah pada perlakuan dengan isolat P. diminuta A6 dengan dan tanpa matriconditioning yaitu 15.45% dan 15.94% (Tabel 25). Lebih rendahnya persentase luas infeksi daun pada perlakuan dengan isolat P. diminuta, diduga berhubungan erat dengan kemampuan agens hayati menghasilkan siderofor dan

20 70 memproduksi HCN. Penelitian terdahulu (dalam disertasi ini) menghasilkan bahwa isolat P. diminuta A6 memproduksi HCN dan siderofor. Siddiqui (2005) menyatakan bahwa Pseudomonas yang memproduksi siderofor dan HCN lebih efektif menekan patogen dan meningkatkan pertumbuhan tanaman. Perlakuan benih dengan matriconditioning mampu meningkatkan pertumbuhan, hasil panen, dan menekan serangan penyakit, walaupun belum pada semua peubah yang diamati. Pada peubah jumlah anakan pada minggu ke-8 MST, perlakuan matriconditioning + B. subtilis 5/B dan B. subtilis 11/C dapat meningkatkan secara nyata jumlah anakan 20.47/rumpun dibandingkan kontrol positif yaitu 18.87/rumpun (Tabel 15). Bobot basah akar meningkat secara nyata pada perlakuan matriconditioning + B. subtilis 5/B yaitu g dibanding kontrol positif gram (Tabel 16). Bobot kering akar meningkat secara nyata pada perlakuan matriconditioning + B. subtilis 11/C yaitu g dibanding kontrol positif g (Tabel 16). Pada Tabel 17, semua perlakuan matriconditoning + agens hayati secara nyata meningkatkan bobot basah dan bobot kering brangkasan. Pada komponen hasil panen benih, perlakuan perendaman dalam isolat B. subtilis 11/C dan matriconditioning + P. diminuta A54 menghasilkan jumlah gabah bernas/malai tertinggi masing-masing dan butir/malai dan berbeda nyata dengan kontrol butir/malai (Tabel 18) dan perlakuan matriconditioning + P. aeruginosa A54 juga menghasilkan persentase gabah bernas/malai tertinggi yaitu 80.27%/malai (Tabel 19). Pada Tabel 21, perlakuan matriconditioning + P.aeruginosa dan matriconditioning + B.subtilis 5/B menghasilkan persentase gabah bernas/rumpun tertinggi (81.01% dan 80.83%) dan berbeda nyata dengan kontrol positif yang hanya 73.50% per/rumpun. Perlakuan dengan matriconditioning juga dapat menurunkan serangan penyakit per rumpun dan menurunkan koloni bakteri di dalam benih hasil panen. Perlakuan matriconditioning + P. diminuta A6 dan matriconditioning + B. subtilis 11/C menyebabkan serangan penyakit yang lebih rendah dari perlakuan lainnya. Persentase luas daun terinfeksi pada kedua perlakuan tersebut masing-masing 15.94%/rumpun dan 19.55%/rumpun. Sedangkan pada peubah jumlah koloni terbentuk dari hasil pengujian dengan metode grinding pada benih hasil panen,

21 71 secara umum perlakuan benih dengan matriconditioning menghasilkan jumlah koloni yang lebih rendah dibandingkan kontrol dan tanpa matriconditioning (Tabel 26). Rangarajan et al. (2003), melaporkan bahwa Pseudomonas spp. dapat menekan penyakit HDB pada tanaman padi. Senyawa HCN (Fuente et al. 2004) dan 2.4 diacetylphloroglucinol (Velusamy et al. 2006) merupakan metabolit sekunder yang dihasilkan oleh bakteri Pseudomonas spp. dan bersifat antimikroba. Awais et al. (2007) menyatakan beberapa jenis antibiotik diproduksi oleh spesies Bacillus antara lain bacitracin, polymyxin, gramicidin, tyrocidine, subtilin, dan bacilysin. Beberapa peneliti melaporkan bahwa perlakuan benih dengan matriconditioning dapat mempercepat waktu munculnya kecambah di lapang pada wortel (Khan et al. 1992), cabe (Ilyas 1994), memperbaiki kemampuan benih cabe mengurangi stress temperatur (Ilyas 2006a), dan memperbaiki viabilitas dan vigor benih kacang panjang (Ilyas 2006b). Budiman (2009) melaporkan terjadinya peningkatan tinggi tanaman, jumlah anakan pada tanaman padi yang benihnya diperlakukan matriconditioning yang diperkaya dengan Pseudomonas diminuta. Simpulan Berdasarkan hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa perlakuan benih dengan agens hayati dengan dan tanpa matriconditioning dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman berdasarkan peubah yang diamati seperti tinggi tanaman, jumlah anakan, panjang akar, bobot basah akar, bobot kering akar, bobot basah dan bobot kering brangkasan. Semua perlakuan benih tidak berpengaruh terhadap mutu fisiologis benih benih yang dihasilkan. Pada komponen hasil panen benih, perlakuan perendaman benih dalam isolat B. subtilis 11/C dan matriconditioning + P. aeruginosa A54 menghasilkan jumlah gabah bernas/malai tertinggi yaitu dan butir/malai dan

22 72 perlakuan matriconditioning + P. aeruginosa A54 menghasilkan persentase gabah bernas/malai tertinggi (80.27%/malai). Perlakuan matriconditioning + P. aeruginosa A54, matriconditioning + B. subtilis 5/B, dan perendaman dalam B. subtilis 11/C menghasilkan persentase gabah bernas/rumpun tertinggi masingmasing 81.01%; 80.83% dan 80.59%. Perlakuan matriconditioning + P. diminuta A6 dan matriconditioning + B. subtilis 11/C dapat menurunkan serangan penyakit yang lebih rendah dari perlakuan lainnya dengan persentase luas infeksi pada daun 15.94%/rumpun dan 19.55%/rumpun. Perlakuan benih dengan agens hayati (perendam benih dalam P. aeruginosa A54, B. subtilis 5/B, dan B. subtilis 11/C serta matriconditioning + P. diminuta A6, P. aeruginosa, B. subtilis 5/B, dan B. subtilis 11/C) mampu menurunkan jumlah koloni Xoo yang terbentuk pada benih hasil panen dan perlakuan benih dengan matriconditioning menghasilkan jumlah koloni yang lebih rendah dibandingkan kontrol dan tanpa matriconditioning. Berdasarkan hasil penelitian, agens hayati B. sutilis 5/B dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman dan meningkatkan hasil panen dan agens hayati P. diminuta A6 dapat menurunkan serangan HDB lebih baik dibandingkan agens hayati lainnya, maka kedua agens hayati tersebut digunakan pada percobaan selanjutnya (Percobaan 4) di rumah kaca.