IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.3. Seleksi Nitrobacter sp yang Memiliki Kemampuan Tingg
4.3.1. Uji Kemampuan “ Nitrobacter ” dalam Menghasilkan Nitrat
Variasi konsentrasi nitrat yang dihasilkan isolat-isolat “Nitrobacter” dalam konsentrasi 250 ppm (NH4)2SO4 pada hari ke-0 berkisar antara 13,83-115,52 ppm N-NO3, dimana konsentrasi nitrat tertinggi dihasilkan oleh isolat NBkm3 yang berasal dari tanah di sekitar kandang kambing. Pada hari ke-4, hampir seluruh isolat mengalami peningkatan konsentrasi nitrat, sedangkan pada hari ke-8 terdapat isolat yang mulai mengalami penurunan konsentrasi nitrat, yaitu isolat NBsp1, NBkm2, NBkb2, dan NBkm4. Bahkan untuk isolat NBsp2 dan NBsp4 dimana keduanya berasal dari tanah di sekitar kandang sapi, penurunan konsentrasi nitrat ini berlanjut terus hingga hari ke-16. Hal ini dapat disebabkan antara lain karena kemampuan kedua isolat “Nitrobacter” tersebut untuk mengoksidasi nitrit telah berkurang. Selain itu juga dapat dikarenakan pH media yang semakin menurun sehingga menekan populasi “Nitrobacter”. Penurunan nilai pH disebabkan proses nitrifikasi, yaitu pembentukan asam nitrat oleh bakteri nitrifikasi. Asam nitrat merupakan asam kuat, pembentukan asam nitrat akan menyebabkan penurunan nilai pH serta akan mengurangi aktivitas enzim (Cho et al., 2000 dalam Purnamasari, 2008).
Konsentrasi nitrat pada hari ke-12 untuk isolat NBkm1, NBkm3, dan NBsp5 mulai menurun. Penurunan konsentrasi nitrat terjadi pada hari ke-16 untuk seluruh isolat “Nitrobacter”. Penurunan konsentrasi di hari ke-16 dapat disebabkan berkurangnya populasi “Nitrobacter” serta reduksi nitrat ke nitrit dan amonium dalam proses asimilasi nitrat. Selain itu dapat disebabkan oleh proses
penggunaan nitrat sebagai sumber oksigen (nitrat sebagai akseptor hidrogen). Dalam proses ini, oksigen digunakan oleh organisme bagi oksidasi senyawa- senyawa karbon atau substansi anorganik, seperti misalnya sulfur. Dengan demikian, energi yang diperoleh digunakan untuk mereduksi nitrat ke nitrit, untuk membebaskan gas nitrogen, untuk mengoksidasi nitrogen atau ke amonia (Sutedjo et.al, 1991).
(a)
(b)
Gambar 4. Konsentrasi nitrat yang dihasilkan oleh “Nitrobacter” dalam konsentrasi 250 ppm (NH4)2SO4 oleh isolat: (a) NBsp1, NBkm1, NBkm2, NBkb1, NBkm3, NBam, NBkb2;
(b) NBsp2, NBsp3, NBsp4, NBsp5, NBkb2, NBsp6, NBkm4
Variasi peningkatan konsentrasi nitrat ini dapat dilihat pada Gambar 4. Berdasarkan pengukuran terhadap konsentrasi nitrat dalam 250 ppm (NH4)2SO4 juga diperoleh 5 isolat terbaik yang mampu meningkatkan konsentrasi nitrat
dalam interval waktu 0-16 hari. Isolat-isolat tersebut yaitu isolat NBkm1, NBkb1, NBsp6, NBkm4, dan NBkm2. Rata-rata peningkatan konsentasi masing-masing sebesar 3,91 ppm N-NO3, 1,78 ppm N-NO3, 1,70 ppm N-NO3, 1,51 ppm N-NO3, dan 1,07 ppm N-NO3 (Tabel Lampiran 4).
4.3.2. Uji Kemampuan “Nitrobacter” dalam Menghasilkan Nitrat pada Konsentrasi 500 ppm (NH4)2SO4
Variasi konsentrasi nitrat pada 500 ppm (NH4)2SO4 yang terjadi saat hari ke-0 berkisar antara 20,56 ppm dengan rata-rata peningkatan sebesar 20,56-67,67 ppm N-NO3. Isolat yang memiliki konsentrasi nitrat terendah yaitu isolat NBkm2, sedangkan isolat NBkm3 merupakan isolat dengan konsentrasi nitrat tertinggi. Kedua isolat tersebut berasal dari sampel tanah yang berada di bawah tumpukan kotoran kambing. Hal ini menunjukkan bahwa kedua isolat tersebut memiliki kemampuan berbeda dalam meningkatkan konsentrasi nitrat meskipun berasal dari sumber yang sama.
Berdasarkan Gambar 5, terlihat bahwa secara umum peningkatan konsentrasi nitrat paling optimal yang dihasilkan isolat “Nitrobacter” dalam 500 ppm (NH4)2SO4 terjadi sejak hari ke-4 hingga hari ke-12. Meskipun terdapat beberapa isolat yang mengalami penurunan pada hari ke-8, namun meningkat kembali di hari ke-12. Sedangkan pada hari ke-16, konsentrasi nitrat semua isolat menurun seperti halnya dalam konsentrasi 250 ppm (NH4)2SO4. Menurut Purnamasari (2008), hal ini dipengaruhi penurunan populasi bakteri, sehingga proses nitrifikasi oleh bakteri nitrifiers tidak optimal. Selain itu, penurunan nitrat juga disebabkan adanya reduksi nitrat yang bersifat asimilatif. Nitrat digunakan mikroorganisme sebagai sumber nitrogen untuk sintesis senyawa N-organik seperti protein, asam nukleat, dan dinding sel mikroba.
Isolat-isolat “Nitrobacter” yang memiliki kemampuan meningkatkan konsentrasi nitrat paling baik dalam 500 ppm (NH4)2SO4 sesuai urutan dari yang tertinggi hingga terendah adalah isolat NBsp5 dengan rata-rata peningkatan sebesar 2,56 ppm N-NO3; isolat NBam dengan rata-rata peningkatan sebesar 1,33 ppm N-NO3; isolat NBsp1 dengan rata-rata peningkatan sebesar 1,29 ppm N-NO3; isolat NBkb1 dengan rata-rata peningkatan sebesar 0,36 ppm N-NO3; dan isolat NBkm4 yaitu sebesar -0,02 ppm N-NO3 (Tabel Lampiran 5). Nilai negatif
menunjukkan bahwa terjadi penurunan konsentrasi nitrat pada masa inkubasi tertentu, dalam hal ini isolat NBkm4 mengalami penurunan konsentrasi pada hari ke-8 dan ke-16.
(a)
(b)
Gambar 5. Konsentrasi nitrat yang dihasilkan oleh “Nitrobacter” dalam konsentrasi 500 ppm (NH4)2SO4 oleh isolat: (a) NBsp1, NBkm1, NBkm2, NBkb1, NBkm3, NBam, NBkb2;
(b) NBsp2, NBsp3, NBsp4, NBsp5, NBkb2, NBsp6, NBkm4
4.3.3. Uji Kemampuan “Nitrobacter” dalam Menghasilkan Nitrat pada Konsentrasi 1000 ppm (NH4)2SO4
Konsentrasi nitrat dalam 1000 ppm (NH4)2SO4 cenderung menurun pada hari ke-8. Bahkan isolat NBkb2 yang berasal dari tanah di sekitar kandang kerbau, serta isolat NBsp2 dan NBsp4 yang berasal dari tanah di sekitar kandang sapi mengalami penurunan konsentrasi sejak hari ke-8 hingga ke-16. Hal ini dapat
dikarenakan ketiga isolat tersebut memiliki kemampuan yang rendah dalam mengoksidasi nitrit menjadi nitrat akibat konsentrasi (NH4)2SO4 yang diberikan terlalu tinggi. Selain itu, juga terjadi hal yang sebaliknya, yaitu asimilasi nitrat menjadi amonium. Hal tersebut dapat dilihat pada Tabel Lampiran 7 di mana pada hari ke-8 konsentrasi nitrat isolat NBkb2, NBsp2, dan NBsp4 tersebut menurun, sedangkan amoniumnya meningkat pada hari yang sama. Perubahan konsentrasi nitrat tiap interval waktu dapat dilihat pada Gambar 6.
Isolat NBsp5, NBkb2, dan NBsp6 memiliki kemampuan yang relatif stabil karena mampu meningkatkan konsentrasi nitrat sejak hari ke-0 hingga hari ke-12. Sama halnya dengan isolat yang diberikan variasi (NH4)2SO4 lainnya, konsentrasi nitrat yang mampu dihasilkan isolat “Nitrobacter” pada hari ke-16 dalam 1000 ppm (NH4)2SO4 ini mengalami penurunan. Kemampuan seluruh isolat untuk mengoksidasi nitrit menjadi nitrat dengan konsentrasi (NH4)2SO4 yang tinggi ini sangat tidak optimal. Rata-rata konsentrasi nitrat tiap interval waktu yang dihasilkan cenderung semakin rendah, sehingga secara umum diperoleh rata-rata peningkatan yang bernilai negatif. Namun begitu, dapat diperoleh 5 isolat dengan nilai rata-rata peningkatan konsentrasi tertinggi ataupun penurunan konsentrasi nitrat yang terkecil (Tabel Lampiran 6). Isolat-isolat tersebut antara lain isolat NBsp3 (1,29 ppm N-NO3), NBkm2 (0,69 ppm N-NO3), NBkm4 (-1,55 ppm N- NO3), NBkb1 (-2,11 ppm N-NO3), dan NBsp6 (-2,15 ppm N-NO3). Peningkatan konsentrasi nitrat yang memiliki nilai negatif menunjukkan bahwa terjadi penurunan konsentrasi pada masa inkubasi tertentu. Hal ini sekaligus menunjukkan bahwa kemampuan isolat dalam menghasilkan nitrat pada konsentrasi 1000 ppm (NH4)2SO4 ini tidak dapat optimal karena konsentrasi yang diberikan ini cukup tinggi.
Isolat NBkb1 dan NBsp6 menunjukkan rata-rata peningkatan konsentrasi nitrat dengan nilai negatif. Hal ini menunjukkan bahwa kemampuan dari kedua isolat tersebut semakin lama semakin menurun, sehingga hasil pengukuran konsentrasi nitrat tiap interval waktu bukanlah meningkat, namun justru konsentrasi nitrat tersebut semakin menurun. Penurunan kemampuan dari kedua isolat ini dapat dipengaruhi oleh berkurangnya jumlah populasi “Nitrobacter”.
(a)
(b)
Gambar 6. Konsentrasi nitrat yang dihasilkan oleh “Nitrobacter” dalam konsentrasi 1000 ppm (NH4)2SO4 oleh isolat: (a) NBsp1, NBkm1, NBkm2, NBkb1, NBkm3, NBam, NBkb2;
(b) NBsp2, NBsp3, NBsp4, NBsp5, NBkb2, NBsp6, NBkm4
4.4. Pasangan-Pasangan Isolat “Nitrosomonas” dan “Nitrobacter” Unggul