pengembangan bakteri endofit pendukung pertumbuhan...
TRANSCRIPT
Pengembangan Bakteri Endofit Pendukung Pertumbuhan Tanaman
sebagai Pupuk Hayati
Donny Widianto
Definisi Pupuk Hayati
• Pupuk hayati adalah produk biologi aktif
terdiri atas mikroba yang dapat
meningkatkan efisiensi pemupukan,
kesuburan, dan kesehatan tanah.
PERATURAN MENTERI PERTANIAN NOMOR : 70/Permentan/SR.140/10/2011 TENTANG PUPUK ORGANIK, PUPUK HAYATI DAN PEMBENAH TANAH
Effek Mikroba
• Meningkatkan biomasa, produksi biji, & kebugaran : memasok nutrien (N, P), phytohormon, & induksi ketahanan Sistemik.
• Ketahanan terhadap cekaman abiotik : kekeringan, cekaman garam, logam berat, toksin, dingin, panas, cekaman nutrien, dll.
• Ketahanan terhadap cekaman biotik : pathogen (virus, bakteri, fungi), nematoda, serangga, gulma & parasit.
Bermanfaaat >>>> Tak-bermanfaat
R Mendes 2013
V. V. Shenoy et al. 2001
Estimated Average Rates of Biological N2 Fixation
Organism or system N2 fixed (kg ha-1 y-1)
Free-living microorganisms
Cyanobacteria
Azotobacter
Clostridium pasteurianum
25
0.3
0.1-0.5
Grass-Bacteria associative symbioses
Azospirillum 5-25
Cyanobacterial associations
Gunnera
Azolla
Lichens
10-20
300
40-80
Leguminous plant symbioses with rhizobia
Grain legumes (Glycine, Vigna, Lespedeza, Phaseolus)
Pasture legumes (Trifolium, Medicago, Lupinus)
50-100
100-600
Actinorhizal plant symbioses with Frankia
Alnus
Hippophaë
Ceanothus
Coriaria
Casuarina
40-300
1-150
1-50
50-150
50David M. Sylvia et al. 2005
Mikroba untuk Pupuk Hayati
PGPB vs Non
• PGPB : Satu galur Bakteri yang memilikikemampuan untuk multifungsi, mis. Penambat N, pelarut P, penghasil hormonpertumbuhan tanaman, mampu menginduksiketahanan tanaman, pengendali hayati, dll.
• Non PGPB : Satu galur Bakteri yang memilikikemampuan untuk digunakan monofungsi, mis. Penambat nitrogen atau pengendalihayati
PGPB : Plant Growth Promoting Bacteria / Bakteri Pendukung Pertumbuhan Tanaman
Gupta G. Et al. 2015
Plant Growth Promoting Bacteria (PGPB)
Lin et al., 2012.
Used as Non
Mikroba sebagai Pupuk Hayati
• Generasi I : Galur Tunggal
• Generasi II : Galur Campuran
• Generasi III : Konsorsium
• Generasi IV : Mikrobiom integratif
• Generasi V : Mikrobiom perskriptif
Mikroba sebagai Pupuk Hayati
• Generasi I : Simbiotik / Assosiatif / Free Living
• Generasi II : Simbiotik &/ Endofitik
• Generasi III : Simbiotik &/ Assosiatif &/ Free Living &/ Endofitik
Pupuk Hayati Berbasis Mikrobiomik
• Inokulan yang dikembangkan berdasarkanstudi mikrobiom tanaman
What is a microbiome?
• A microbiome includes all the microorganisms in a particular ecosystem.
• The term is sometimes used to describe the community of microorganisms in a particular place.
• Sometimes it is used to describe the total of the genetic material of the microorganisms in a particular ecosystem.
Microbes & Plants
R Mendes 2013
The soil microbiome
• The soil microbiome is the community of microorganisms that live in the soil.
• It is huge – scientists have found that virtually every soil sample they analyse contains around 30000 species of microorganisms.
Plant Microbiome
Plant Microbiome
Plant Microbiome
How do we assess microbiome
Plant Microbiome
Characterization of Plant Microbiome
Sarah L. Lebeis 2014
Characterization of Plant Microbiome
Sarah L. Lebeis 2014
Bakteri Endofit
• Ada dalam jaringan tanaman (Akar, Batang, Ranting, Daun, Biji)
• Tidak menyebabkan gejala penyakit
• Bersifat Mutualistik / Komensalistik / Parasitik
Metode Infeksi
Santoyo et al., 2016
Keunggulan Bakteri Endofit
• Terlindungi oleh tanaman
• Tercukupi kebutuhannya oleh tanaman
• Produk yang dihasilkan langsung dapat dimanfaatkan tanaman
Bakteri Endofit Penting
Santoyo et al., 2016
Bakteri Endofit Sawit
NUR RASHYEDA RAMLI et al., 2016
Bakteri Endofit Durian
Suhandono & Utari, 2014
Bakteri Endofit Durian
Suhandono & Utari, 2014
Pengembangan Bakteri Endofit
• Isolasi dari Tanaman (akar, batang, ranting, daun) & seleksi
• Identifikasi & karakterisasi
• Produksi
• Aplikasi pada tanaman (inokulasi pada biji / daun /
Phylogenetic Tree Analysis of Strain G8
G
8
Burkholderia group
C ONT +PS B
s s
C ONT +PS B
Rock Phosphate Super Phosphate
Cont.: Uninoculated+PSB: inoculated with strain G8
Burkholderia sp. G8
The Potential of Strain G8 as Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR)
Produksi Bakteri Endofit
Pembiakan dengan medium pembiakan cair
Sel-sel bakteri yang dihasilkan dapat digunakan
untuk pupuk dengan formulasi cair maupun padat
Medium mengandung Karbon (C) dari karbohidrat,
Nitrogen dari Urea / Nitrat / Ammonium, (lebih sesuai
untuk pembiakan jamur), Fosfor dari garam fosfat
(TSP / SP36), dan Asam amino / vitamin dari ekstrak
khamir / daging / susu
Mikroba yang dihasilkan hanya dapat digunakan
untuk pupuk dengan formulasi padat
Pasokan Oksigen
Produksi Mikroba Berkemurnian danBerkonsentrasi Tinggi
Fermentasi
lyophile shake flask seed seed 2 production
fermentor
filter cooler holding
tank
mould mycelium to
purification
Feeds: acid,base
nutrients (C & N
phenylacteic acid)
Produksi Mikroba Berkemurnian SedangBerkonsentrasi Sedang Kapasitas Kecil
Produksi Mikroba Berkemurnian SedangBerkonsentrasi Sedang Kapasitas Kecil
Produksi Mikroba Berkemurnian SedangBerkonsentrasi Sedang Kapasitas Besar
A. Bagan Produksi Dekomposer/Pupuk Hayati Cair
Tahapan Proses Produksi
Tahapa
n
Scalling up Tahap I (7x50 Liter) Scalling up Tahap II (7x500 Liter) Scalling up Tahap III (7x5000 Liter)
Hari
ke-
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
Ke
giat
an
Penyiap
an
medium
Tahap I
Proses Fenumbuhan Mikrobia Proses Fenumbuhan Mikrobia Proses Fenumbuhan Mikrobia
Pemindah
an biakan
mikrobia
(Biakan
dari Lab
→ Tahap
I)
Penyiapan
medium
Tahap II
Pemindah
an biakan
mikrobia
(Tahap I
→ Tahap
II)
Penyiapan
medium
Tahap III
Pemindah
an biakan
mikrobia
(Tahap II
→ Tahap
III)
PA
NEN
Mixin
g
Sterilisasi medium & aerasi1. Penyaringan
2. KimiaSodium metabisulfit : Tambahkan sodium metabisulfit hingga konsentrasiakhirnya 0,02 %, tunggu 48 jam sebelum diinokulasi dengan mikroba.
Aplikasi Bakteri Endofit G8
• Strain G8.• Control
Sulandari et al., 2015
Aplikasi Bakteri Endofit G8
K M B
K: Control
M: Mycorrhiza
B: Strain G8
CARAPETANIHASILPELATIHAN2HASILPELATIHAN1
Terimakasih Atas Perhatiannya