Pengambilan sampel dilakukan di Kecamatan Naman Teran Kabupaten Karo Provinsi Sumatera Utara. Untuk isolasi dan uji potensi dilakukan di Laboratorium Biologi Tanah Program Studi Agroteknologi Universitas Sumatera Utara, Medan. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Mei sampai dengan Oktober 2021.
Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sampel tanah yang terkena abu vulkanik pada beberapa ketebalan, media yang digunakan yaitu media Aleksandrov ( Ca3(PO4)2 2 g, K2HPO4 3 g, MgSO4.7H2O 0,5 g, FeCl3 0,1 g, CaCO3 2 g, Glukosa 5 g, Agar 20 g, aquadest 1L). ). serta bahan-bahan kimia yang dipergunakan untuk keperluan analisis di laboratorium.
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah cangkul, meteran, autoklaf, petridish, laminar air flow, erlenmeyer, tabung reaksi, cawan timbang, plastik, sterofom, alumunium foil, kapas, test tube, oven serta alat-alat lainnya yang dipergunakan selama penelitian.
Metode Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan metode survey dan eksperimen dengan pengambilan sampel dilakukan secara zig zag atau metode random composite sampling dengan total 3 titik pengambilan sampel. Titik
pengambilan sampel diambil pada tanah yang dibedakan berdasarkan beberapa ketebalan abu yaitu : A1 : Tipis (< 2cm) ; A2 : Sedang (2-5 cm) dan A3: Tebal (>5cm). Pengukuran ketebalan abu diukur dengan menggunakan penggaris.
Pengujian potensi jamur pada tanah dilakukan menggunakan Rancangan Acak Lengkap non Faktorial dan diulang 2 kali dengan 8 taraf perlakuan yaitu: Tanpa Jamur (Kontrol), JK1, JK2, JK3, JK4, JK5, JK6 dan JK7.
Yij = μ + Bi + Σij Keterangan :
Yi = Data pengamatan faktor B (Jenis bakteri) pada taraf ke-j μ = Efek nilai tengah
Bi = Efek dari perlakuan faktor B pada taraf ke-j Σij = Efek galat ke j
Pelaksanaan Penelitian Survey Awal
Dengan mengadakan orientasi lapangan penelitian seperti pengambilan titik koordinat dan penentuan lokasi berdasarkan ketebalan abu. Dimana informasi lokasi diperoleh dari peneliti terdahulu.
Pengambilan Sampel
Titik pengambilan sampel diambil pada tanah yang dibedakan berdasarkan beberapa ketebalan abu yaitu : A1 : Tanah dengan ketebalan abu tipis (< 2cm), A2 : Tanah dengan ketebalan abu sedang ( 2 - 5 cm ) dan A3 : Tanah dengan ketebalan abu tebal ( >5cm ). Pengambilan sampel tanah dilakukan dengan membersihkan bagian atas tanah kemudian diambil pada kedalaman 0-20 cm dari atas permukaan tanah di sekitar daerah rizosfer dengan menggunakan cangkul lalu dikompositkan dari beberapa tempat. Adapun kondisi lokasi umum penelitian yaitu :
Pengambilan sampel terletak di wilayah Naman Teran yang terletak di pinggiran Gunung Sinabung yang berjarak 3 sampai 5 km dari puncak Gunung.
Kecamatan Naman Teran terletak pada ketinggian 1300-1600 m diatas permukaan laut. Dengan suhu rata-rata berkisar antara 16oC - 23oC.
a. Lokasi I ( Ketebalan abu tipis )
Lokasi I tertutupi abu vulkanik gunung Sinabung dengan ketebalan tipis (≤2 cm) terletak di wilayah Desa Kutarayat, Kecamatan Naman Teran dengan titik koordinat 3o12'14” LU dan 98o25'7" BT di ketinggian 1349 mdpl, suhu tanah dan kelembaban tanah masing-masing yaitu 24oC dan 83% dan vegetasi pada lokasi ini yaitu tanaman tahunan dan rerumputan.
Gambar 1. abu tipis (< 2cm)
b. Lokasi II ( Ketebalan abu sedang )
Lokasi II tertutupi abu vulkanik gunung Sinabung dengan ketebalan sedang ( 2-5 cm) terletak di wilayah Desa Sukanalu, Kecamatan Naman Teran pada titik koordinat 3o10'58” LU dan 98o25'21" BT di ketinggian 1293 mdpl, suhu tanah dan kelembaban tanah masing-masing yaitu 21oC dan 93% dan vegetasi pada lokasi ini yaitu tanaman kopi dan ubi jalar.
Gambar 2. abu sedang (2-5cm)
c. Lokasi III ( Ketebalan abu tebal )
Lokasi III tertutupi abu vulkanik gunung Sinabung dengan ketebalan tebal ( >5 cm) terletak di wilayah Desa Sigarang-garang, Kecamatan Naman Teran pada titik koordinat 3o11'12” LU dan 98o25'2" BT di ketinggian 1321 mdpl, suhu tanah dan kelembaban tanah masing-masing yaitu 24oC dan 89% dan vegetasi pada lokasi ini yaitu tanaman kopi
Gambar 1. abu tebal (5cm)
Analisis Awal
Sampel tanah selanjutnya dibawa ke laboratorium untuk dilakukan analis awal yakni berupa pH (elektrometri), C-organik (Walkley and Black), Kalium
total, Kalium dapat ditukar (K-dd) dan Total mikroba. Dan ketika di lapangan akan diukur suhu tanah.
Sterilisasi
Satu tahapan penting yang harus dilakukan dan merupakan aturan standart selama penelitian yaitu sterilisasi. Sterilisasi alat seperti erlenmeyer, tabung reaksi dan petridish serta sterilisisasi media seperti media Aleksandrov bertujuan untuk membebaskan suatu benda dari semua mikroorganisme. Sterilisasi dilakukan menggunakan autoclave dengan tekanan 15 psi (2 atm) dan temperatur 121°C.
Sterilisasi alat dilakukan menggunakan oven dengan suhu 160-1800C selama 1.5-3 jam. Alat-alat tersebut terlebih dahulu dibungkus menggunakan kertas sebelum dilakukan sterilisasi atau sebelum dimasukkan ke dalam oven. Sterilisasi bahan atau media dilakukan dengan metode sterilisasi uap (panas lembab), sterilisasi uap dilakukan menggunakan autoclave dengan temperatur 121°C.
Pembuatan Media Aleksandrov
Disiapkan semua alat - alat dan bahan – bahan yang akan digunakan.
Ditimbang semua bahan (Ca3(PO4)2 2 g, K2HPO4 3 g, MgSO4.7H2O 0,5 g, FeCl3 0,1 g, CaCO3 2 g,Glukosa 5 g, Agar 20 g, aquadest 1L). Kemudian dihomogenkan larutan dengan bantuan pemanas dan pengadukan. Pelarutan tidak boleh sampai mendidih (pelarutan harus sempurna sehingga tidak ada kristal yang bersisa). Selanjutnya disterilkan diautoclave dengan suhu 121°C (1 atm) 15 menit.
Dikeluarkan larutan dari autoclave, saat suhu sudah rendah (20°C) dan tekanan telah turun pada titik 0 bar.
Pembuatan Media Aleksandrov Cair
Disiapkan semua alat - alat dan bahan – bahan yang akan digunakan. Ditimbang semua bahan (Ca3(PO4)2 2 g, K2HPO4 3 g, MgSO4.7H2O 0,5 g, FeCl3 0,1 g, CaCO3 2 g,Glukosa 5 g, aquadest 1L). Kemudian dihomogenkan larutan dengan bantuan pemanas dan pengadukan. Selanjutnya disterilkan diautoclave dengan suhu 121°C (1 atm) 15 menit. Dikeluarkan larutan dari autoclave, saat suhu sudah rendah (20°C) dan tekanan telah turun pada titik 0 bar.
Isolasi Jamur Pelarut Kalium Berikut merupakan prosedurnya:
1. Langkah pertama yaitu membuat suspensi tanah sampel tanah dari setiap lokasi dengan cara mengambil tanah sebanyak 10 g dan dimasukkan ke dalam 90 ml larutan fisiologis NaCl 0,85 %, lalu dihomogenkan menggunakan shaker selama 1 jam dengan kecepatan 120 rpm.
2. Selanjutnya, dilakukan teknik dilusi (pengenceran) pada suspensi tanah, factor pengenceran 10-1 sampai 10-3 dengan cara diambil 1 mL suspense sampel, lalu di pipet dan dimasukkan ke dalam tabung reaksi berisi 9 mL akuades (10-1).
3. Kemudian suspensi dari faktor pengenceran 10-1 dipipet 1 mL dan dimasukkan ke dalam tabung reaksi berisi 9 mL akuades (10-2), perlakuan yang sama dilakukan sampai pengenceran 10-3
4. Hasil pengenceran 10-1, 10-2 dan 10-3 disebarkan pada 20 ml medium Aleksandrov lalu dihomogenkan dengan cara memutar cawan petri dan didiamkan sampai mengeras kemudian diinkubasi di inkubator pada suhu 28°C selama 3 hari atau hingga didapatkan koloni yang tumbuh.
]Purifikasi Isolat Jamur Pelarut Kalium
Koloni jamur yang tumbuh dan membentuk daerah bening (holozone) kemudian diambil 1 ose yang ditumbuhkan kembali pada medium Aleksandrov agar dihasilkan biakan murni sehingga memudahkan tahap uji selanjutnya.
Keberadaan jamur pelarut kalium ditunjukkan dengan terbentuknya daerah bening (holozone) yang mengelilingi koloni jamur. Proses ini dilakukan pengulangan beberapa kali sampai koloni jamur murni ditemukan. Berdasarkan hasil purifikasi isolat yang telah dilaksanakan, diperoleh 3 isolat jamur dari ketebalan abu tipis, 2 isolat jamur dari ketebalan abu sedang dan 2 isolat jamur dari ketebalan abu tebal. Maka total isolat yang diperoleh yaitu 7 isolat jamur.
Kemudian setelah dilakukan pembiakan murni, koloni yang telah tumbuh disimpan dengan cara dibiakkan di media agar miring lalu disimpan di kulkas pada suhu 4°C sebagai bakteri kultur murni.
Pengamatan Karateristik Makroskopis dan Mikroskopis Jamur
Biakan murni jamur diremajakan pada media potato dextrose agar (PDA) dan diinkubasi selama 3 hari. Jamur yang telah tumbuh pada media, diamati ciri-ciri makroskpisnya, yaitu ciri-ciri koloni seperti sifat tumbuh hifa, warna koloni dan diameter koloni. Untuk pengamatan mikroskopis jamur, jamur juga ditumbuhkan pada kaca objek yang diberi potongan PDA yang dioles tipis dengan spora jamur pelarut kalium. Potongan agar kemudian ditutup dengan kaca objek. Biakan pada kaca objek ditempatkan dalam cawan petri yang telah diberi pelembab berupa kapas basah. Biakan pada kaca diinkubasi selama 3 hari pada kondisi ruangan.
Setelah masa inkubasi, jamur yang tumbuh pada kaca preparat diamati ciri
mikroskopisnya yaitu ciri hifa, tipe percabangan hifa, serta ciri-ciri konidia dibawah mikroskop.
Uji Potensi Jamur Pelarut Kalium Melarutkan K pada Media Aleksandrov Pada tahap ini, ke-tujuh isolate jamur pelarut kalium yang diperoleh selanjutnya diukur kemampuannya melarutkan K pada media Aleksandrov steril dengan cara dititik dan diinkubasi selama 7 hari di incubator pada suhu 28°C . Media uji dimasukkan dalam cawan petri dan dibiarkan mengeras. Adapun ulangan dilakukan sebanyak 2 kali. Jamur yang dapat melarutkan kalium ditandai dengan terbentuknya holozone (zona bening) pada sekitar koloni. Dalam uji tersebut, kualitas mikroba dapat dilihat dari nilai indeks pelarutan (IP). Semakin tinggi nilai indeks pelarutan mikroba maka semakin baik kemampuan mikroba tersebut dalam melarutkan kalium. Dapat dihitung berdasarkan rumus berikut : IP = Diameter Zona Bening + Koloni / Diameter Koloni
Efesiensi Pelarut = Indeks Pelarutan x 100 % (Pakolo, 2018)
Uji Potensi Jamur Pelarut Kalium dalam Meningkatkan Ketersediaan Kalium pada Tanah Andisol
Setelah dilakukan uji potensi jamur pelarut kalium pada media Aleksandrov, maka ke tujuh isolat Jamur Pelarut Kalium tersebut diinkubasi pada 100 g tanah Andisol yang sudah di sterilisasi dengan ketebalan abu tipis dan diletakkan ke dalam gelas plastik bertutup dengan menjaga kelembapan tanah yaitu dengan memberi air steril ke dalam gelas plastik apabila tanah yang ada di dalam gelas plastik kekurangan air. Air steril diberikan sesuai dengan kebutuhan tanah yang ada di dalam gelas plastik tersebut. Uji potensi menggunakan tanah dengan ketebalan abu tipis dikarenakan pH pada tanah tersebut sesuai untuk perkembangan populasi mikroorganisme salah satunya yaitu jamur. Menurut
Hanafiah (2009), jamur mampu hidup dan toleran terhadap pH tanah berkisar antara pH 4 – 6,5. Kemudian diinokulasikan sebanyak 1 mL (108) inokulan untuk diuji kemampuan jamur dalam melarutkan kalium. Tanah diinkubasi selama 30 hari pada suhu 25 °C. Adapun ulangan dilakukan sebanyak 3 kali. Setelah proses inkubasi selesai dilakukan pengamatan seperti pH (elektrometri), C-organik (Walkley and Black), Kalium total, Kalium dapat ditukar (K-dd) dan total jamur.
Parameter Pengamatan Indeks Pelarutan
Indeks pelarutan diukur dengan mistar atau jangka sorong lalu dihitung masing-masing indeks pelarutan (IP) kalium untuk mengetahui kemampuan bakteri dalam melarutkan kalium dengan menggunakan persamaan berikut :
IP = a + b b Keterangan :
IP = Indeks Pelarutan
a = Diameter Koloni + Zona bening b = Diameter Koloni
Efesiensi Pelarut = Indeks Pelarutan x 100 % (Pakolo, 2018) Kandungan K Total, K dd, C-organik, pH dan Total Mikroba
Analisis K total, K dapat ditukar, C organic dilakukan di laboratorium PT. Socfindo. Parameter K-total dianalisis dengan menggunakan metode pengukuran HNO3 dengan AAS, parameter K-dd dianalisis dengan menggunakan metode pengukuran Amm. Acetate pH7 dengan AAS dan parameter C- organik dianalisis dengan menggunakan metode Walkley and Black.
Pengukuran pH, pengamatan makroskopis dan mikroskopis jamur serta total jamur dengan metode Perhitungan Total Plate Count dilakukan di Laboratorium Biologi Tanah Program Studi Agroteknologi Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.