Penggunaan Bakteri Azospirillum sp. sebagai Penghasil Phytohormon dalam Upaya Mempercepat Pematangan Buah Mangga

Penggunaan Bakteri Azospirillum sp. sebagai Penghasil Phytohormon dalam Upaya Mempercepat Pematangan Buah Mangga

The Use of Bacteria Azospirillum sp. as a Producer Phytohormon in Accelerating Maturation Efforts Mango

Reta Mawarintiasari (09330065), DR. H. Moch. Agus Krisno B, M.Kes.

Program Studi Pendidikan Biologi FKIP Universitas Muhammadiyah Malang

Jl. Tlogomas 246 Malang Telp 464318

 

Abstract

            Biotechnology is a branch of science that studies the use of living things (bacteria, fungi, viruses, etc.) or products of living things (enzyme, alcohol) in the production process to produce stuff and services. Biotechnology can be utilized in various sector. In agriculture for example the use of microorganisms to produce organic fertilizer as an alternative manure and produce fitohormon to accelerate plant growth. The use of microorganisms is intended to decrease the negative impact from the use of chemicals in agriculture.

Azospirillum sp. is one of the microorganisms used in agriculture. These bacteria have the ability to attach N2 and produces fitohormon. Fitohormon is a plant hormone in the form of organic compounds are made in a part of the plant and then transported to other parts, which with low concentrations causes a physiological impact. Fitohormon generated in the form of auxin, gibberellins, cytokinins and ethylene. For example bacteria Azospirillum sp. introduced into mango plants the plant will experience faster growth than the mango crop is not introduced by this bacterium. This is influenced by the presence of bacteria generated fitohormon Azospirillum sp. if at large mango plants begin to produced fruit at the age of 4 years, with the help of these bacteria mango can to produced fruit at the age of 2 years.

Keywords: Biotechnology, fitohormon, Azospirillum sp.

 

Abstrak

            Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa. Bioteknologi dapat dimanfaatkan dalam berbagai bidang. Dalam bidang pertanian misalnya pemanfaatan mikroorganisme untuk menghasilkan pupuk organik sebagai alternatif pupuk dan menghasilkan fitohormon untuk mempercepat pertumbuhan tanaman. Penggunaan mikroorganisme ini dimaksudkan untuk mengurangi dampak buruk dari pemakaian bahan-bahan kimia dalam pertanian.

Azospirillum sp. merupakan salah satu mikroorganisme yang dimanfaatkan dalam pertanian. Bakteri ini memiliki kemampuan menambat N2 dan menghasilkan fitohormon. Fitohormon adalah hormon tumbuhan yang berupa senyawa organik yang dibuat pada suatu bagian tanaman dan kemudian diangkut ke bagian lain, yang dengan konsentrasi rendah menyebabkan suatu dampak fisiologis. Fitohormon yang dihasilkan berupa auksin, giberelin, sitokinin dan etilen. Misalnya bakteri Azospirillum sp. diintroduksikan kedalam tanaman mangga maka tanaman tersebut akan mengalami pertumbuhan yang lebih cepat dibandingkan dengan tanaman mangga yang tidak diintroduksi dengan bakteri ini. Hal ini dipengaruhi oleh adanya fitohormon yang dihasilkan bakteri Azospirillum sp. jika pada umumnya tanaman mangga  mulai berbuah pada umur 4 tahun maka dengan bantuan bakteri ini mangga dapat berbuah pada umur 2 tahun.

 

Kata Kunci : Bioteknologi, fitohormon, Azospirillum sp.


PENDAHULUAN                                                                                        

Bioteknologi adalah suatu cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa. Dewasa ini, perkembangan bioteknologi tidak hanya didasari pada biologi semata, tetapi juga pada ilmu-ilmu terapan dan murni lain, seperti biokimia, komputer, kimia, biologi molekular, mikrobiologi, genetika, matematika, dan lain sebagainya. Bioteknologi dapat dimanfaatkan dalam berbagai bidang misalnya kesehatan, pangan, pertanian, perikanan dan lain sebagainya (Anonymous, 2010).

Pada era sekarang pertanian modern lebih bergantung pada penggunaan bahan kimia seperti pupuk berbahan kimia, fungisida dan pestisida untuk meningkatkan hasil panen. Penggunaan bahan kimia mengakibatkan dampak buruk pada lingkungan karena bahan kimia tidak mudah untuk dihancurkan secara keseluruhan oleh mikroorganisme tanah. Untuk mengurangi dampak buruk tersebut banyak usaha yang dilakukan. Salah satunya yaitu dengan memanfaatkan mikroorganisme penghasil fitohormon untuk mempercepat pertumbuhan suatu tanaman (Gustin Khairini, 2010).

Mikroorganisme di alam memiliki keanekaragaman yang berlimpah. Serta  memiliki peranan yang luar biasa dalam berbagai kehidupan manusia, salah satunya berperan dalam bidang pertanian. Mikroorganisme di alam terbagi menjadi mikroorganisme simbiotik dan mikroorganisme nonsimbiotik. Mikroorganisme nonsimbiotik yaitu mikroorganisme yang hidup bebas dan mandiri dalam tanah seperti fiksasi nitrogen oleh Clostridium pasturianum dan Azotobacter. Mikroorganisme simbiotik yaitu mikroorganisme yang berinteraksi langsung dengan tubuh tanaman. Mikroorganisme ini dapat berupa bakteri atau fungi yang prospektif untuk digunakan dalam bidang pertanian. Mikroorganisme seperti ini sering disebut dengan mikroorganisme endofit (Pelczar dan Chan, 2006).

Mangga merupakan suatu tanaman yang banyak ditemukan di Indonesia. Tanaman ini memiliki banyak jenis dan menghasilkan buah yang manis. Konsumsi masyarakat terhadap buah mangga sangat tinggi karena buah ini memiliki rasa yang manis dan  berwarna kuning ketika sudah matang. Namun buah mangga hanya dapat dinikmati ketika musim panen, karena mangga termasuk buah musiman yang hanya dapat berbuah pada waktu tertentu. Sehingga diperlukan suatu usaha untuk mempercepat pertumbuhan tanaman mangga agar buah ini dapat berbuah sepanjang tahun.

Salah satu usaha untuk mempercepat pertumbuhan mangga ini yaitu dengan memanfaatkan bakteri endofit.

PEMBAHASAN

Mikroorganisme endofit

            Mikroorganisme endofit adalah mikrorganisme yang mempunyai siklus hidup berada dalam jaringan tanaman dan dapat membentuk koloni tanpa menimbulkan kerusakan pada tanaman tersebut. Mikroorganisme ini dapat diekstrak dari bagian dalam tanaman atau diisolasi dari permukaan jaringan tanaman. Selain itu mikroorganisme ini dapat digunakan sebagai biological control bagi tanaman patogen atau untuk memacu pertumbuhan tanaman (Aryantha et al, 2002).

Beberapa mikroba endofit yang telah berhasil diisolasi dari bagian dalam beberapa tanaman pangan, yaitu padi, jagung dan tebu dapat meningkatkan produksi hormon pertumbuhan. Setiap tanaman tingkat tinggi mengandung beberapa mikroorganisme endofit yang mampu menghasilkan senyawa biologi atau metabolit sekunder yang diduga sebagai akibat koevolusi atau transfer genetik (genetic recombination) dari tanaman inangnya ke dalam mikroorganisme endofit.

Mikroba endofit  yang dapat menghasilkan beberapa hormon pertumbuhan contohnya, bakteri Rhizobium yang terseleksi mampu menstimulasi pertumbuhan dan terbukti mampu memproduksi fitohormon yaitu sitokinin dan auksin (Gustin Khairini, 2010). Azotobacter dan Azospirillum ditumbuhkan untuk memacu pertumbuhan tanaman karena kemampuannya dalam memfiksasi nitrogen, ternyata dua mikroba ini juga dapat menghasilkan hormon pertumbuhan seperti auksin, giberelin, dan sitokinin. Setiap hormon yang dihasilkan sangat mempengaruhi kehidupan tanaman (Ceppy Nasahi, 2010).

Azospirillum sp.

Azospirillum sp. merupakan bakteri tanah penampat nitrogen nonsimbiotik. Bakteri ini hidup bebas di dalam tanah, yang berada disekitar atau dekat dengan perakaran. Dari hasil penelitian Azospirillum sp. memiliki banyak manfaat dalam tanah dan tanaman, sehingga sering digunakan sebagai biofertilizer. Bakteri ini digunakan sebagai biofertilizer karena mampu menambat nitrogen 40-80% dari total nitrogen dalam rotan dan 30% nitrogen dalam tanaman jagung. Selain itu Azospirillum sp. dapat  menghasilkan beberapa hormon pertumbuhan hingga  285,51 mg/liter dari total medium kultur, sehingga dapat meningkatkan efisiensi pemupukan. Selain itu, Azospirillum sp. juga mempunyai  kemampuan merombak bahan oganik di dalam tanah. Bahan organik yang dimaksud adalah bahan organik yang berasal dari kelompok karbohidrat seperti selulosa, amilosa, dan bahan organik yang mengandung sejumlah lemak dan protein (Akbar et. al, 2007 ).

Gambar a. Bakteri Azospirillum sp. (sumber:http://www.drrajanlaboratories.com/product11.html)

Azospirillum sp. sebagai penghasil fitohormon sangat berguna bagi tumbuhan karena dengan adanya fitohormon tersebut maka tanaman akan tumbuh dengan cepat. Fitohormon adalah hormon tumbuhan yang berupa senyawa organik yang dibuat pada suatu bagian tanaman dan kemudian diangkut ke bagian lain, yang dengan konsentrasi rendah menyebabkan suatu dampak fisiologis. Peran suatu hormon adalah merangsang pertumbuhan, pembelahan sel, pemanjangan sel, dan ada yang menghambat pertumbuhan (Istamar Syamsuri, 2007). Fitohormon yang dihasilkan bakteri ini adalah auksin, sitokinin, giberelin dan etilen. Hormon-hormon ini berperan penting dalam pertumbuhan tanaman dan masing-masing memiliki fungsi yang berbeda-beda pada pertumbuhan suatu tanaman.

 

Gambar b. Azospirillum dalam bentuk biakan (sumber: http://www.drrajanlaboratories.com/product11.html )

Hormon auksin

            Auksin dapat ditemukan diujung batang dan akar serta ditempat pembentukan bunga, buah, dan daun. Fungsi hormon ini adalah sebagai pengatur pembesaran sel dan memacu pemanjangan sel di daerah sel-sel kambium, membantu meningkatkan perkembangan bunga dan buah, merangsang perkembangan akar lateral, dan menyebabkan pembengkokan batang. Kerja hormon ini dipengaruhi oleh cahaya. Semakin banyak cahaya yang didapatkan suatu tanaman maka hormon auksin yang dihasilkan semakin sedikit begitu pula sebaliknya, semakin sedikit cahaya yang ada maka hormon auksin yang dihasilkan semakin banyak (Istamar Syamsuri, 2007).

 

Hormon giberelin

Giberelin ditemukan pada semua bagian tumbuhan, misalnya pucuk batang, ujung akar, bunga, buah, dan terutama pada biji. Giberelin tidak mengakibatkan pucuk (koleoptil) membengkok seperti pada auksin. Giberelin berfungsi untuk mernagsang pemanjangan batang, merangsang aktivitas enzim amilase dan proteinase yang berperan dalam mencerna cadangan makanan, merangsang pertumbuhan tunas yang dorman, menghilangkan dormansi biji untuk memacu perkecambahan dan merangsang perbungaan dan pertumbuhan buah secara partenogenesis (Istamar Syamsuri, 2007).

 

Hormon sitokinin

Menurut Istamar Syamsuri (2007) struktur kimia sitokinin lebih sederhana daripada giberelin dan auksin. Kinetin adalah sitokinin yang sering digunakan. Susunan kimia kinetin adalah 6- furfurilaminopurin. Sitokinin banyak terdapat pada organ muda (biji, buah, dan daun) dan ujung akar. Sitokinin dibuat diakar, kemudian diangkut melalui xilem menuju daun dan buah. Sitokinin memiliki fungsi yaitu merangsang pembelahan sel dan pertumbuhan sel, merangsang pembentukan tunas lateral atau ketiak pada dikotil maupun pada kalus, menghambat efek dominansi apikal oleh auksin, menunda penuaan, memacu perkembangan kloroplas dan pembentukan klorofil serta mempertahankan kesegaran jaringan.

 

Hormon etilen

Etilen adalah gas yang dikeluarkan terutama oleh buah yang sudah tua. Selain berperan dalam pemasakan buah, etilen juga menyebabkan pertumbuhan batang menjadi tebal dan merangsang pemanjangan batang, untuk menahan pengaruh angin. Hormon inilah yang sangat berperan penting dalam mempercepat pematangan buah mangga (Salisbury et. al, 1995).

Isolasi bakteri Azospirillum dari akar jagung

Azospirillum sp. diisolasi untuk yang pertama dari akar rumput-rumputan makanan ternak dan beberapa serealia. Bakteri ini terdapat di tanah sekitar akar, permukaan akar dan dalam akar. Pertumbuhannya sangat baik pada medium yang mengandung asam malat, asam suksinat atau asam piruvat, dan cukup baik pada medium yang mengandung galaktosa dan asetat. Asosiasi antara Azospirillum sp. dengan tanaman diduga bersifat simbiosis karena bakteri ini menggunakan senyawa malat sebagai sumber karbon untuk pertumbuhannya.

Metode isolasi Azospirillum sp. yang digunakan adalah metode penyuburan yang menggunakan medium semipadat Nfb (Nitrogen free bromthymol). Keadaan medium yang semipadat dapat membuat kondisi medium mikroaerofil sehingga dalam lingkungan tersebut Azospirillum sp. mampu menambat N2.

 

Tahap-tahap Isolasi Azospirillum sp. dari akar jagung

  1. Pengambilan akar jagung diambil dari daerah rhizofer
  2. Akar dipotong kecil-kecil (0.5-1.0cm)
  3. potongan tersebut dicuci menggunakan detergen sampai bersih
  4. Setelah itu dibilas dengan air steril sebanyak 3 kali
  5. Akar yang telah steril diinokulasikan ke dalam medium semipadat Nfb.
  6. Setelah diinkubasi selama dua sampai empat hari pada suhu kamar (28-30oC), maka akan terbentuk pellicel.
  7. Kemudian biakan digoreskan dengan metode kuadran pada medium agar cawan Nfb.
  8. Koloni-koloni yang terdiri dari sel yang berbentuk spiral diinokulasikan ke dalam medium semipadat Nfb.
  9. Setelah itu diinkubasi dan akan terbentuk isolat-isolat dari bakteri Azospirillum sp. (Iman R dan Dodit H, 1994).

 

 

 

 

 

a.

 

 

 

 

 

 

 

b.

 

 

 

 

 

 

 

c.

Gambar a, b, dan c Proses Isolasi Azospirillum sp. dari akar jagung (Sumber:http://goldenagro.net63.net/index.php)

 

 

 

 

 

 

 

 

Gambar d. Hasil Biakan Murni Azospirillum sp. (Sumber: http://aau.in:81/english/bacollege/biofertilizer_dept_files/7.jpg )

Introduksi Azospirillum sp. pada tanaman mangga

Bibit tanaman mangga yang masih berumur satu minggu harus disterilkan terlebih dahulu dengan cara akar direndam dalam larutan hipoklorit 5,3% selama kurang lebih satu menit, kemudian dibilas denga akuades steril, lalu direndam dalam

etanol 70% selama 5 detik dan dibilas dengan akuades steril sebanyak 2 kali (Suryowinoto, 1996 dalam Gustin K, 2010). Tanah yang akan digunakan sebagai media tanam juga disterilisasi dahulu menggunakan autoklaf pada suhu 121oC selama satu jam. Kemudian bibit mangga yang sudah steril ditanam pada tanah tersebut. Pada daerah perakaran diinokulasi dengan satu mililiter (107-108 sel/ml) suspensi isolat Azospirillum sp. (Iman R dan Dodit H, 1994).

Tanaman mangga yang diintroduksi bakteri Azospirillum sp. menunjukkan pertumbuhan yang lebih baik. Hal ini diduga karena bakteri ini menghasilkan fitohormon yang dapat mempercepat pertumbuhan tanaman mangga. Fitohormon tersebut yaitu auksin, giberelin, sitokinin dan etilen. Keberadaan auksin akan memberi dampak pada morfologi akar tanaman mangga yaitu densitas, panjang dan area permukaan akar. Perkembangan akar ini menyebabkan perluasan serapan hara sehingga menambah berat basah tanaman mangga. Selain itu, auksin dapat juga mempengaruhi pemanjangan batang namun hanya pada konsentrasi tertentu yaitu 0.9 g/l (Gustin Khairi, 2010).

Hormon lain yang dihasilkan adalah  giberelin. Hormon ini dapat memberikan rangsang berupa pemanjangan batang dan pertumbuhan tunas serta merangsang perbungaan dan  pertumbuhan buah (Istamar Syamsuri, 2007). Oleh karena itu,  tanaman mangga yang diintroduksi dengan bakteri Azospirillum sp. akan mengalami pertumbuhan yang sangat cepat. Jika pada  umumnya tanaman mangga dapat mulai berbunga pada umur 4 tahun maka dengan bantuan giberelin yang dihasilkan Azospirillum sp. diharapkan mangga dapat mulai berbunga pada umur 2 tahun.

Gambar a. Introduksi bakteri Azospirillum sp.  pada akar tanaman yang memperluas permukaan akar (Sumber:  http://aguskrisnoblog.files.wordpress.com/2011/11/new-picture-4.png)

Kemampuan Azospirillum sp. dalam menghasilkan hormon etilen sangat berpengaruh terhadap percepatan pemasakan buah mangga. Disinilah letak penting dari penggunaan Azospirillum sp. untuk mempercepat pemasakan buah mangga. Etilen dapat berkombinasi dengan hormon lain yang memberikan efek yang menguntungkan. Misalnya, etilen berkombinasi dengan auksin dapat memacu pembungaan pada tanaman mangga (Istamar Syamsuri, 2007). Jika pada umumnya tanaman mangga hanya dapat dipanen satu periode dalam satu tahun maka dengan adanya kombinasi dari dua hormon ini maka diharapkan tanaman mangga dapat dipanen dua periode dalam satu tahun. Dengan begitu akan meningkatkan produksi buah mangga dan meningkatkan pendapatan petani mangga.

Ayat – ayat yang menjelaskan tentang mikroorganisme

 Al – furqan : 2

Artinya : Yang kepunyaan-Nya-lah kerajaan langit dan bumi, dan Dia tidak mempunyai anak, dan tidak ada sekutu bagi-Nya dalam kekuasaan (Nya), dan Dia telah menciptakan segala sesuatu, dan Dia menetapkan ukuran-ukurannya dengan serapi-rapinya.

Dalam ayat ini dijelaskan bahwa Allah SWT menguasai segala sesuatu yang ada diseluruh alam ini, dan Allah juga menciptakan segala sesuatu sesuai dengan ukuran dan memiliki fungsi yang berbeda-beda.

An – Nahl : 13

Artinya : dan Dia (menundukkan pula) apa yang Dia ciptakan untuk kamu di bumi ini dengan berlain-lainan macamnya. Sesungguhnya pada yang demikian itu benar-benar terdapat tanda (kekuasaan Allah) bagi kaum yang mengambil pelajaran.

Ayat diatas menjelaskan bahwa Allah menciptakan segala sesuatu yang ada dibumi ini untuk kesejahteraan manusia. Dalam hal ini mikroorganisme yang ada juga diciptakan Allah untuk kepentingan hidup manusia.

 

KESIMPULAN

  • Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa.
  • Penggunaan mikroorganisme dapat mengurangi dampak buruk pemakaian bahan kimia dalam pertanian.
  • Mikroorganisme dibagi menjadi dua yaitu simbiotik (endofit) dan nonsimbiotik.
  • Mikroorganisme endofit adalah mikroorganisme yang memiliki siklus hidup berada dalam jaringan tanaman dan dapat membentuk koloni tanpa menimbulkan kerusakan pada tanaman tersebut. Contohnya Azospirillum sp.
  • Azospirillum sp. adalah bakteri yang mampu menambat N2 dan menghasilkan fitohormon.
  • Fitohormon yang dihasilkan adalah auksin, giberelin, sitokinin dan etilen.
  • Introduksi Azospirillum sp. pada tanaman mangga dapat mempercepat pertumbuhan mangga dan pemasakan buah mangga.

 

DAFTAR PUSTAKA

Akbar et al. 2007. Isolation and selection of indigenous Azospirillum sp. and IAA of superior strain on wheat roots. World Journal Of Agricutural Sciences.

Aryantha et al. 2002. Mikroba Penghasil Fitohormon. Bogor : ITB.

Khairi, Gustin. 2010. Isolasi dan Uji Kemampuan Bakteri Endofit Penghasil Hormon IAA (Indole Acetic Acid) dari Akar Tanaman Jagung. Medan: USU.

Nasahi, Ceppy. 2010. Peran Mikroba Dalam Pertanian Organik. Bandung: UNPAD.

Rusmana, Iman et al. 1994. Aktivitas Nitrogenase Azospirillum sp. dan Efektifitas Simbiotiknya dengan Jagung. Bogor: IPB.

Salisbury et al. 1995. Fisiologi Tumbuhan. Bandung: ITB Press.

Syamsuri, Istamar. 2007. Biologi Untuk SMA Kelas XII semester 1. Jakarta: Erlangga.

Anonymous. 2010. Bioteknologi. http: id. wikipedia. org/ diakses tanggal 27 desember 2011.


Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

Follow

Get every new post delivered to your Inbox.

Join 59 other followers

%d bloggers like this: