IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.2. Seleksi Nitrosomonas sp yang Memiliki Kemampuan Tinggi dalam
Nitrosomonas merupakan bakteri kemoautotrof yang membutuhkan sumber energi berupa amonium. Pengukuran konsentrasi amonium yang mampu dioksidasi oleh Nitrosomonas dilakukan pada isolat dalam medium yang memiliki konsentrasi (NH4)2SO4 yang berbeda, yaitu 250 ppm, 500 ppm, dan 1000 ppm. Pengukuran konsentrasi amonium ini dilakukan pada hari ke-0, ke-4, ke-8, ke-12, dan ke-16. Pengukuran konsentrasi amonium juga dilakukan terhadap blanko. Blanko ini merupakan faktor koreksi untuk tiap kali pengukuran dan dapat dijadikan indikasi terjadinya kontaminasi. Konsentrasi amonium yang terukur pada hari ke-0 dari tiap isolat lebih rendah dibandingkan blanko, baik isolat dalam medium dengan konsentrasi (NH4)2SO4 sebesar 250 ppm, 500 ppm, maupun 1000 ppm. Hal ini disebabkan tiap isolat telah diinkubasi selama 48-72 jam, sehingga selama waktu inkubasi tersebut konsentrasi amonium telah mengalami penurunan dan konsentrasinya mulai terukur, serta nilainya lebih rendah dibandingkan dengan blanko.
4.2.1. Uji Kemampuan “Nitrosomonas“ dalam Mengoksidasi Amonium pada Konsentrasi 250 ppm (NH4)2SO4
Konsentrasi amonium yang terukur pada hari ke-0 berbeda-beda untuk tiap isolat dan nilainya lebih rendah dibandingkan dengan blanko. Besarnya konsentrasi amonium pada tiap interval waktu tersebut dapat dilihat pada Gambar 1. Konsentrasi amonium pada hari ke-0 berkisar antara 15,58-29,40 ppm N- (NH4)2SO4. Isolat yang memiliki konsentrasi amonium tertinggi pada hari ke-0 adalah NSkm3 (29,40 ppm) yang berasal dari tanah di bawah tumpukan kotoran kambing, sedangkan isolat dengan konsentrasi terendah yaitu isolat NSkm4 (15,58 ppm) yang juga berasal dari tanah di bawah tumpukan kotoran kambing. Perbedaan konsentrasi amonium yang mencolok ini menunjukkan bahwa terdapat perbedaan kemampuan isolat “Nitrosomonas” dalam mengoksidasi amonium meskipun berasal dari sumber yang sama.
(a)
(b)
Gambar 1. Konsentrasi amonium yang dioksidasi oleh “Nitrosomonas” dalam konsentrasi 250 ppm (NH4)2SO4 oleh isolat: (a) NSsp1, NSkm1, NSm2, NSkb1, NSkm3, NSam,
NSkb2; (b) NSsp2, NSsp3, NSsp4, NSsp5, NSkb2, NSsp6, NSkm4
Konsentrasi amonium mulai mengalami penurunan pada hari ke-4 dengan kisaran konsentrasi antara 13,07-19,77 ppm N-(NH4)2SO4, sedangkan isolat NSkm4 yang berasal dari sampel tanah di bawah tumpukan kotoran kambing, belum mengalami penurunan konsentrasi bahkan hingga hari ke-8. Konsentrasi amonium terus mengalami penurunan hingga hari ke-8, namun terdapat beberapa isolat yang mengalami peningkatan konsentrasi amonium, diantaranya adalah NSsp5, NSsp6, dan NSkm4. Peningkatan ini dapat saja terjadi karena sedang berada dalam fase di mana terdapat penambahan biomassa lain yang menyumbangkan amonium, sehingga amonium yang terukur pada hari ke-8
tersebut tidak murni berasal dari isolat “Nitrosomonas”. Konsentrasi amonium dari tiap sampel menurun hingga hari ke-12 dan secara umum meningkat pada hari ke-16.
Peningkatan konsentrasi amonium pada hari ke-16 dapat disebabkan oleh beberapa faktor, diantaranya adalah aerasi (suplai oksigen). Kandungan oksigen yang rendah dapat menghambat oksidasi amonium, sehingga akan terjadi akumulasi amonium. Faktor lainnya adalah temperatur atau suhu karena seperti reaksi kimia pada umumnya, temperatur berpengaruh dalam laju degradasi oleh mikrob. Dalam keadaan lembab dan suhu tanah yang baik terjadi nitrifikasi pada kecepatan yang sangat cepat. Terdapat 2 isolat yang stabil menurunkan konsentrasi amonium sejak hari ke-0 hingga hari ke-16, yaitu isolat NSkm1 yang berasal dari sampel tanah di sekitar kandang kambing dan isolat NSsp2 yang berasal dari tanah di sekitar kandang sapi. Sedangkan isolat NSkm4 tergolong isolat “Nitrosomonas” yang memiliki kemampuan paling lambat, hal ini dikarenakan isolat ini baru mampu menurunkan konsentrasi amonium pada hari ke-12.
Kemampuan isolat-isolat “Nitrosomonas” dalam mengoksidasi amonium dilihat dari besarnya rata-rata penurunan konsentrasi amonium (Tabel Lampiran 1). Dengan demikian, diperoleh 5 isolat yang memiliki kemampuan terbaik dalam menurunkan konsentrasi amonium. Isolat yang memiliki kemampuan terbaik berdasarkan urutan isolat yang mampu mengoksidasi amonium paling tinggi hingga terendah yaitu isolat NSkm3 (4,40 ppm N-(NH4)2SO4), NSsp2 (3,26 ppm N-(NH4)2SO4), NSam (2,95 ppm N-(NH4)2SO4), NSsp1 (2,94 ppm N-(NH4)2SO4), dan NSkb1 (2,83 ppm N-(NH4)2SO4). Dan secara umum, berdasarkan Gambar 1, terlihat bahwa masa produktif optimal isolat “Nitrosomonas” dalam 250 ppm (NH4)2SO4 yaitu pada hari ke-4 hingga hari ke-12.
4.2.2. Uji Kemampuan “Nitrosomonas” dalam Mengoksidasi Amonium pada Konsentrasi 500 ppm (NH4)2SO4
Konsentrasi amonium yang diperoleh dari hasil pengukuran hari ke-0 pada kultur yang diberikan 500 ppm (NH4)2SO4 berkisar antara 38,70-59,64 ppm N- (NH4)2SO4. Hampir seluruh isolat mengalami penurunan konsentrasi amonium pada hari ke-4, kecuali isolat NSkm4 dengan konsentrasi yang masih sama seperti
pada hari ke-0 seperti halnya yang terjadi dalam konsentrasi 250 ppm (NH4)2SO4. Isolat yang mampu mengoksidasi amonium paling cepat sejak hari ke-0 hingga ke-4 adalah isolat NSsp1 yang berasal dari tanah di sekitar kandang sapi dengan penurunan konsentrasi sebesar 20,94 ppm N-(NH4)2SO4. Pada hari ke-8 semua isolat mengalami penurunan konsentrasi amonium, sedangkan hari ke-12 mengalami peningkatan, kecuali isolat NSkb2 yang masih menurun. Isolat ini merupakan isolat yang berasal dari tanah di sekitar kandang kerbau. Peningkatan tersebut dapat dilihat pada Gambar 2. Berdasarkan gambar tersebut, terlihat bahwa kemampuan optimal isolat “Nitrosomonas” dalam mengoksidasi amonium terjadi pada hari ke-4 hingga ke-8.
Setelah mengalami peningkatan, isolat-isolat tersebut mengalami penurunan konsentrasi pada hari ke-16. Namun, terdapat isolat yang tetap mengalami peningkatan, yaitu isolat NSsp4, NSkb2, dan NSkm4. Ketiga isolat ini diduga telah memasuki fase jenuh, sehingga dengan adanya pengaruh aerasi dan temperatur maka terjadi akumulasi amonium. Isolat yang paling stabil dalam menurunkan konsentrasi nitrat adalah isolat NSkb2 , sedangkan isolat NSkm4 merupakan isolat yang kemampuannya paling lambat seperti pada halnya di dalam 250 ppm (NH4)2SO4 karena baru mampu menurunkan konsentrasi amonium pada hari ke-8.
(b)
Gambar 2. Konsentrasi amonium yang dioksidasi oleh “Nitrosomonas” dalam konsentrasi 500 ppm (NH4)2SO4 oleh isolat: (a) NSsp1, NSkm1, NSkm2, NSkb1, NSkm3, NSam,
NSkb2; (b) NSsp2, NSsp3, NSsp4, NSsp5, NSkb2, NSsp6, NSkm4
Terdapat 5 isolat yang mampu menurunkan konsentrasi amonium paling baik berdasarkan Tabel Lampiran 2. Secara berurutan dari isolat yang tercepat yaitu isolat NSsp1 dengan rata-rata penurunan konsentrasi amonium sebesar 8,96 ppm N-(NH4)2SO4; isolat NSkm2 dengan rata-rata penurunan konsentrasi 7,64 ppm N-(NH4)2SO4; isolat NSsp3 dengan rata-rata penurunan konsentrasi amonium 7,33 ppm N-(NH4)2SO4; isolat NSkm1 dengan rata-rata penurunan konsentrasi amonium sebesar 7,01 ppm N-(NH4)2SO4; dan isolat NSkm3 dengan rata-rata penurunan konsentrasi sebesar 6,91 ppm N-(NH4)2SO4.
4.2.3. Uji Kemampuan “Nitrosomonas” dalam Mengoksidasi Amonium pada Konsentrasi 1000 ppm (NH4)2SO4
Konsentrasi amonium yang terukur pada hari ke-0 dalam 1000 ppm (NH4)2SO4 berkisar antara 92,47-125,97 ppm N-(NH4)2SO4. Pada hari ke-4 dan ke-8, semua isolat mengalami penurunan konsentrasi amonium, namun terdapat 2 isolat yang tidak mengalami penurunan konsentrasi amonium pada hari ke-4, yaitu isolat Aam yang berasal dari tanah di sekitar kandang ayam dan isolat NSsp3 yang berasal dari tanah di sekitar kandang sapi. Konsentrasi keduanya baru mengalami penurunan pada hari ke-8, sehingga dapat dikatakan memiliki kemampuan yang relatif lambat dibandingkan dengan isolat lainnya. Seperti halnya dalam 500 ppm (NH4)2SO4, konsentrasi amonium dalam 1000 ppm (NH4)2SO4 ini mengalami peningkatan pada hari ke-12 dan menurun kembali di hari ke-16 (Gambar 3).
Seperti pada variasi konsentrasi (NH4)2SO4 lainnya, diperoleh 5 isolat “Nitrosomonas” yang memiliki kemampuan mengoksidasi amonium paling baik (Tabel Lampiran 3), yaitu isolat isolat NSkb1 (23,71 ppm N-(NH4)2SO4), NSkm2 (21,87 ppm N-(NH4)2SO4), NSsp4 (21,19 ppm N-(NH4)2SO4), NSsp2 20,36 ppm (N-(NH4)2SO4), dan NSkm1 (20,19 ppm N-(NH4)2SO4). Isolat yang mengoksidasi amonium paling baik dalam 1000 ppm (NH4)2SO4 adalah isolat NSkb1.
(a)
(b)
Gambar 3. Konsentrasi amonium yang dioksidasi oleh “Nitrosomonas” dalam konsentrasi 1000 ppm (NH4)2SO4 oleh isolat: (a) NSsp1, NSkm1, NSkm2, NSkb1, NSkm3,NSam,
NSkb2; (b) NSsp2, NSsp3, NSsp4, NSsp5, NSkb2, NSsp6, NSkm4
4.3. Seleksi Nitrobacter sp. yang Memiliki Kemampuan Tinggi dalam