Kabupaten Gunungkidul merupakan kawasan batuan kapuran yang memiliki keterbatasan ketersediaan air bagi makhluk hidup baik manusia, hewan, tumbuhan dan mikrobia. Tanah batuan kapuran memiliki keterbatasan yaitu sebagian besar bentang permukaan lahan bergunung, lapisan padas tebal, lahan berbatu kapuran, lapis olah dangkal. Selain itu memiliki kondisi cuaca yang kurang menguntungkan yaitu musim kemarau panjang, musim hujan pendek dan suhu udara panas. Dalam kondisi ini masih ada beberapa tanaman yang mampu hidup dengan baik karena didukung oleh bakteri di daerah perakarannya. Oleh karena itu dari perakaran tanaman yang mampu hidup baik pada saat tercekam kekeringan di kawasan tanah kapuran di kabupaten Gunungkidul berpeluang untuk diisolasi bakteri-bakteri untuk membantu tanaman hidup dengan baik pada kondisi cekaman kekeringan.
Salah satu cara meningkatan toleransi tanaman terhadap cekaman kekeringan adalah menggunakan bakteri penghasil osmoprotektan. Bakteri penghasil osmoprotektan mampu menbantu organisme lain yang tidak mampu menghasilkan osmoprotektan. Bakteri penghasil osmoprotektan akan mensekresikan senyawa osmoprotektan ke lingkungan dan diserap organisme lain atau dengan mekanisme bakteri osmoprotektan menyerap air ke lingkungannya.
Tanaman kacang hijau termasuk tanaman pangan penting dan sudah lama dibudidayakan di Indonesia. Tanaman kacang hijau menduduki posisi luasan produksi ketiga dari tanaman kacang-kacangan yang diusahakan di Indonesia yaitu setelah tanaman kedelai dan kacang tanah. Produksi kacang hijau di Indonesia masih rendah dan belum mampu memenuhi kebutuhan domestic.
Usaha meningkatkan produksi kacang hijau untuk memenuhi kebutuhan dapat dilakukan dengan perluasan lahan, termasuk lahan marginal seperti lahan kering. Kacang hijau dapat dibudidayakan di lahan marginal seperti lahan kapuran, lahan kering. Salah satu teknik budidaya kacang hijau dilahan marginal yaitu dengan memberi bakteri penghasil osmoprotektan untuk membantu tanaman toleran terhadap cekaman kekeringan.
Tujuan penelitian kajian satu adalah mengisolasi, menskrening, dan mengkarakterisasi isolat bakteri dari tanah kapuranan di kabupaten Gunungkidul penghasil osmoprotektan berupa glisin betain. Tujuan kajian dua adalah mengkaji potensi isolat bakteri dari tanah kapuran di kabupaten Gunungkidul penghasil osmoprotektan dalam meningkatkan pertumbuhan kacang hijau kondisi cekaman kekeringan. Tujuan ketiga adalah mengkaji pengaruh isolat bakteri penghasil osmoprotektan terhadap simbiosis rhizobium dengan kacang hijau pada kondisi tercekam kekeringan.
Isolat bakteri tanah kapuran yang memiliki ketahanan terhadap cekaman osmotik lebih tinggi daripada isolat bakteri tanah non kapuran. Isolat bakteri tanah kapuran strain Ver5-k dan Al24-k memproduksi glisin betain berturut-turut sebesar 11,12 mg/g sel dan 9,93 mg/g sel. Isolat bakteri tanah non kapuran strain Ul 24 dan Ul16 memproduksi glisin betain berturut-turut sebesar 5,66 mg/g sel dan 7,92 mg/g sel. Isolat bakteri tanah kapuran strain Ver5-k dan Al24-k memproduksi asam indol asetat ekstraseluler berturut-turut sebesar 9.419,96 ppm/g sel dan 7.089,04 ppm/g sel. Isolat bakteri tanah non kapuran strain Ul24 dan Ul16 memproduksi asam indol asetat ekstraseluler berturut-turut sebesar 6.673,04 ppm/g sel dan 6.713,46 ppm/g sel.
Kepadatan isolat bakteri Ver5-k di rhizosfer kacang hijau lebih tinggi daripada kepadatan isolat bakteri Al24-k. Produksi glisin betain isolat bakteri Ver5-k lebih tinggi daripada produksi glisin betain isolat bakteri Al24-k. Inokulasi bakteri Al24-k dan Ver5-k mampu meningkatkan toleransi kacang hijau terhadap cekaman kekeringan.
Inokulasi rhizobium memberikan pertumbuhan dan hasil lebih baik daripada tanpa inokulasi rhizobium. Inokulasi bakteri Al24-k dan Ver5-k tidak berpengaruh terhadap simbiosis kacang hijau dengan rhizobium. Inokulasi isolat bakteri osmoprotektan Al24-k dan Ver5-k memberikan pertumbuhan dan hasil kacang hijau lebih tinggi daripada tanpa inokulasi isolat bakteri osmoprotektan (kontrol). Inokulasi Al24-k _50 % kapasitas lapangan dan inokulasi Ver5-k _kapasitas lapangan 50 % memberikan hasil polong kering kacang hijau sama dengan kontrol.
Isolat bakteri tanah kapuran yang memiliki ketahanan terhadap cekaman osmotik tinggi yaitu isolat bakteri strain Al24-k dan Ver5-k.Isolat bakteri strain Al24-k memproduksi glisin betain sebesar 9,9251 mg/g sel dan isolat bakteri strain Ver5-k membentuk glisin betain sebesar 11,1218 mg/g sel. Inokulasi bakteri Al24-k dan Ver5-k memiliki potensi meningkatkan toleransi kacang hijau terhadap terhadap kondisi cekaman kekeringan. Inokulasi isolat bakteri penghasil osmoprotektan Al24-k dan Ver5-k tidak berpengaruh terhadap simbiosis kacang hijau dengan rhizobium.
