BAB III KERANGKA BERPIKIR, KONSEP, DAN HIPOTESIS PENELITIAN 3.1 Kerangka Berpikir Produksi kedelai di Indonesia dari tahun 2009 sampai 2013 secara terus menerus mengalami penurunan, walaupun permintaan kedelai nasional terus mengalami peningkatan. Salah satu faktor yang menyebabkan penurunan produksi kedelai di Indonesia adalah penyakit rebah kecambah yang disebabkan oleh jamur S. rolfsii. Penyakit rebah kecambah pada kedelai bisa menyebabkan penurunan hasil sampai 59% (Akem & Dashiell, 1991). Pengendalian penyakit rebah kecambah masih mengandalkan penggunaan fungisida kimia sintetis, tetapi karena patogen penyakit ini merupakan patogen tular tanah dan bisa bertahan cukup lama di dalam tanah dalam bentuk sklerotia, maka upaya pengendalian tersebut belum mampu mengendalikan penyakit rebah kecambah secara memuaskan. Selain itu, penggunaan fungisida sintetis secara kurang tepat bisa menimbulkan berbagai masalah lingkungan dan kesehatan manusia. Salah satu masalah lingkungan yang mungkin timbul adalah terjadinya pencemaran air dan tanah, munculnya resistensi jamur terhadap fungisida sintetis, punahnya mikroorganisme non-target yang mungkin sangat bermanfaat sebagai antagonis terhadap patogen. Salah satu cara alternatif yang semakin berkembang saat ini adalah pemanfaatan rizobakteri yang juga dikenal dengan Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR) sebagai agen hayati patogen tular tanah. Menurut Soesanto (2008), rizobakteri mampu menghasilkan fitohormon indole acetic acid (IAA), 21
22 memfiksasi N 2, memiliki daya antagonisme terhadap mikroba antagonis melalui produksi siderofor, β-1,3-glukanase, kitinase, selulase, antibiotik, dan sianida, serta mampu melarutkan fosfat mineral serta nutrisi lainnya. Yan et al. (2002) juga melaporkan bahwa PGPR strain Bacillus pumilus SE34 dan Pseudomonas flurescens 89B61 mampu memacu ketahanan sistemik pada tanaman tomat dan mengurangi keparahan penyakit yang disebabkan oleh Phytophthora infestans. Tanaman Leguminosae dikenal memiliki keragaman mikroba dalam tanah melalui eksudat akarnya serta dapat memberikan dampak positif untuk pengendalian patogen tular tanah. Menurut Sugiyama dan Yazaki (2012), tanaman Leguminosae menciptakan interaksi simbiosis dengan rhizobia dan jamur mikoriza arbuskular untuk mendapatkan beberapa nutrisi seperti nitrogen dan fosfat. Dalam interaksi ini, flavonoid dan strigolactones dalam eksudat akar berfungsi sebagai molekul sinyal untuk menciptakan interaksi simbiosis. Berdasarkan hasil penelitian Hynes et al. (2008) bahwa bakteri yang berasal dari akar kacang ercis (Pisum sativum), lentil (Lens culinaris), dan kacang arab (Cicer arietinum) mampu menekan jamur patogen tanaman legum dan memacu pertumbuhan tanaman. Sebanyak 76% isolat menghasilkan siderofor, 5% isolat menunjukkan aktivitas ACC-deaminase, dan 7% isolat mampu memproduksi indol. Sebanyak 5% isolat mampu menekan pertumbuhan Phytium sp. strain P88-p3, 7% mampu menekan pertumbuhan Fusarium avenaceum, dan 9% mampu menekan pertumbuhan Rhizoctonia solani CKP7. Dey et al. (2004) melaporkan bahwa Pseudomonas sp. isolat PGPR1 dapat menghambat pertumbuhan Aspergillus niger dan A. flavus secara in vitro. Pseudomonas sp.
23 isolat PGPR4 juga menunjukkan penghambatan yang kuat terhadap S. rolfsii secara in vitro. Hasil penelitian Solichatun et al. (2013), menunjukkan bahwa rizobakteri yang diisolasi dari akar kacang tanah mampu menghambat pertumbuhan jamur Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici secara in vitro dengan daya hambat bervariasi antara 73,21% sampai 84,29%. Berdasarkan kerangka berpikir tersebut di atas, maka penelitian ini dilakukan untuk menemukan rizobakteri dari rizosfer tanaman Leguminosae yang efektif menghambat pertumbuhan jamur S. rolfsii dan mengendalikan penyakit rebah kecambah pada tanaman kedelai. 3.2 Konsep Penelitian Penelitian ini akan diawali dengan pengumpulan sampel tanah yang berasal dari rizosfer tanaman Leguminosae yang tumbuh di sekitar Kota Denpasar, Kabupaten Badung, Tabanan, dan Gianyar, seperti: kedelai (Glycine max L.), kacang tanah (Arachis hypogaea), kacang panjang (Vigna unguiculata), kacang buncis (Phaseolus vulgaris), lamtoro (Leucaena leucocephala), trembesi (Samanea saman), putri malu (Mimosa pudica), dan beberapa tanaman lain. Diharapkan akan diperoleh beberapa isolat rizobakteri yang efektif menekan pertumbuhan jamur S. rolfsii dengan daya hambat minimal 60%. Mekanisme kerja rizobakteri dalam menghambat pertumbuhan jamur S. rolfsii akan dilakukan dengan melakukan pengujian terhadap daya hambat filtrat rizobakteri menggunakan metode sumur difusi. Bila perlakuan filtrat dapat menghasilkan zona hambatan di sekeliling sumur difusi maka dapat disimpulkan
24 mekanisme kerja rizobakteri adalah antibiosis. Isolat rizobakteri yang efektif menekan pertumbuhan jamur S. rolfsii akan diidentifikasi secara biokimia dengan Oxoid Microbact tm GNB Kit untuk mengetahui spesies rizobakteri tersebut. Bila persentase kemiripan spesies isolat rizobakteri yang akan diidentifikasi kurang di bawah 90%, maka akan dilanjutkan identifikasi secara molekuler berdasarkan sekuen gen 16S rrna. Isolat rizobakteri yang menghasilkan daya hambat tertinggi akan dipilih untuk dibuatkan formulanya dan diuji efektivitasnya dalam mengendalikan penyakit rebah kecambah pada tanaman kedelai pada percobaan di rumah kaca. Berdasarkan data kejadian penyakit (persentase tanaman kedelai yang menunjukkan gejala penyakit rebah kecambah) akan diketahui efektivitas formula rizobakteri dalam mengendalikan penyakit rebah kecambah pada tanaman kedelai. Secara ringkas, konsep penelitian disajikan pada Gambar 3.1.
25 Sampel rizosfer tanaman Leguminosae Isolasi Isolat rizobakteri Uji daya hambat terhadap S. rolfsii pada PDA Efektif : daya hambat < 60% Kurang atau tidak efektif Uji mekanisme hambatan terhadap S. rolfsii Identifikasi rizobakteri dengan Oxoid Microbact tm GNB Kit Identifikasi rizobakteri secara molekuler dilakukan bila persentase kemiripan < 90% dari hasil identifikasi mengunakan Oxoid Microbact tm GNB Kit Formula rizobakteri Pengendalian penyakit rebah kecambah pada kedelai Gambar 3.1 Bagan alir konsep penelitian
26 3.3 Hipotesis 1. Rizobakteri yang diisolasi dari rizosfer tanaman Leguminosae efektif menghambat pertumbuhan jamur S. rolfsii penyebab penyakit rebah kecambah pada tanaman kedelai. 2. Spesies rizobakteri yang efektif menghambat pertumbuhan S. rolfsii adalah Pseudomonas sp. dan Enterobacter sp. 3. Mekanisme kerja rizobakteri dalam menghambat pertumbuhan S. rolfsii adalah melalui antibiosis. 4. Formula rizobakteri efektif mengendalikan penyakit rebah kecambah pada tanaman kedelai di rumah kaca.