ISOLASI DAN UJI EFEKTIFITAS IN VITRO MIKROBA PELARUT FOSFAT ISOLAT AJIBARANG
Isolation and in Vitro Effectivity Test of Ajibarang Phosphate Solubilizing Microorganisms Isolate
Oleh:
Tamad dan Joko Maryanto
Fakultas Pertanian Universitas Jenderal Soedirman, Purwokerto Alamat korespondensi: Tamad ([email protected])
ABSTRAK
Kelarutan P yang rendah dalam tanah dapat ditingkatkan antara lain dengan memanfaatkan mikroba pelarut fosfat (MPF). MPF menghasilkan sejumlah asam organik (sitrat, oksalat, glukonat, laktat dan fumarat) yang mampu melarutkan P. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan isolat MPF lokal yang unggul dalam melarutkan P dari Batuan Fosfat (BF) deposit Ajibarang. Penelitian ini merupakan percobaan faktor tunggal, yaitu MPF dengan 10 isolat bakteri dan 10 isolat fungi. Rancangan yang digunakan ialah Rancangan Acak Lengkap dengan tiga ulangan. Berdasarkan karakteristik kemampuan mengasamkan media tumbuh, laju tumbuh dan daya melarutkan P (zone bening dan P terlarut) maka: a) isolat dari sumber akar tanaman lebih unggul dibanding asal tanah sekitar perakaran, b) isolat dari tanaman padi dan jagung lebih unggul dibanding dari tanaman lainnya dan c) isolat kelompok bakteri lebih unggul dibanding kelompok fungi. MPF dengan daya larut P dari BF tertinggi ialah isolat bakteri dari akar padi dan jagung dengan daya larut 1,2 sampai 1,3 ppm P/hari.
Kata kunci: mikroba pelarut fosfat, batuan fosfat, isolat Ajibarang
ABSTRACT
The low solubility of P in soil could be enhance by using microorganisms. This due to the organic acids (citrate, oxalate, gluconate, lactate and fumarate) produce by soil microorganisms could increase the solublity of P. The organic acid could form chelate with Al, Fe and Ca, result in the release of P. The research aimed is to get Phosphate Solubilizing Microorganisms (PSM) isolat well on solubilizing P of Ajibarang Rock Phosphate (RP). The single factor of this research is PSM (ten bactery and ten fungy). The research was arranged in Complete Randomized Design with three repeated. The base of acidity capability, rate of growth and solubilizing of P, so isolate PSM: a) from rhizoplane is better than isolate from rhizosphere, b) from paddy and corn better than anather plant and c) bactery isolate better than fungy isolate. Isolate PSM with highest solubilizing of P from RP is bactery isolate from paddy and corn root. Phosphorus soluble from RP by that isolate is between 1.2 to 1.3 ppm P/day.
Key words: phosphate solubilizing microorganisms, rock phosphate, Ajibarang isolate
PENDAHULUAN
Persoalan yang umum dihadapi oleh fosfor (P) adalah tidak semua P dalam tanah segera tersedia bagi tanaman, sangat tergantung pada sifat dan ciri tanah serta pengelolaan tanah itu sendiri. Diantara sifat dan ciri tanah yang penting ialah pH tanah yang terkait erat dengan keberadaan
agen penjerap P yang mempengaruhi ketersediaan P. Sedangkan faktor
pengelolaan tanah yang sangat
berpengaruh terhadap ketersediaan P adalah jenis sumber P yang ditambahkan ke dalam tanah (Havlin et al., 2005).
Sumber utama P dalam tanah berasal dari kerak bumi yang mengandung sekitar
0,12% P berupa batuan beku dan batuan sedimen (Barber, 1995). Selain itu, sumber P bagi tanah juga dapat berasal dari penambahan unsur P ke dalam tanah berupa pupuk fosfat. Sebagian besar bahan dasar pembuatan pupuk fosfat lebih dari 90% berasal dari impor. Kebutuhan impor fosfat Indonesia tahun 2000 diperkirakan sekitar 3 juta ton, tentunya kenyataan ini membutuhkan devisa yang sangat besar (Sudradjat, 1997). Oleh karena itu perlu segera dicarikan alternatif sumber pupuk P lain.
Salah satu sumber pupuk P adalah BF yang potensinya cukup besar dan tersedia di beberapa daerah di Indonesia. Namun kendala pemanfaatan BF sebagai sumber P ialah kelarutannya yang rendah. Kelarutan BF yang rendah dapat diatasi antara lain dengan memanfaatkan MPF. Subba-Rao (1999) menyatakan bahwa, MPF menghasilkan sejumlah asam organik (sitrat, oksalat, glukonat, laktat dan fumarat) yang mampu melarutkan P.
Mekanismenya, asam-asam organik
tersebut dapat melakukan pengkelatan terhadap Al, Fe, dan Ca sehingga P akan bebas dan tersedia untuk tanaman. Akan tetapi pelarutan fosfat tersebut bersifat spesifik, sehingga satu spesies MPF efektif dalam melarutkan BF asal suatu tempat belum tentu efektif dalam melarutkan BF asal tempat lain.
Berkaitan dengan permasalahan tersebut di atas, penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan isolat MPF lokal yang mampu melarutkan P dari BF asal Ajibarang dan mengetahui efektifitas isolat MPF lokal dalam melarutkan P dari BF asal Ajibarang, sehingga didapatkan isolat MPF lokal yang unggul dalam melarutkan P dari BF.
METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Tanah Faperta Unsoed dengan sumber dana Dosen Muda tahun 2007. Penelitian dilaksanakan mulai April sampai dengan september 2007. Penelitian ini merupakan percobaan faktor tunggal yaitu jenis isolat mikroba pelarut fosfat { = 20 jenis isolat MPF (10 isolat bakteri dan 10 isolat fungi)}, dengan tiga ulangan, dengan rancangan dasar Rancangan Acak Lengkap.
Pengamatan dilakukan terhadap pH media tumbuh, laju tumbuh dan jumlah P yang terlarut dari BFA pada medium
Pikovskaya padat dan cair (pewarna biru
klormolibdat) oleh MPF. Terhadap data tersebut dilakukan analisis varian menggunakan Uji Fisher (F) dan untuk membandingkan antar jenis isolat MPF
dilakukan analisis nilai tengah
menggunakan Uji Jarak Ganda Duncan dengan tingkat kepercayaan 95%.
Isolasi MPF dilakukan secara steril dari perakaran (rizoplan) dan tanah sekitar perakaran (rizosfir) kacang panjang, jagung, padi, ketela pohon dan umbi ganyong/ irut yang digunakan sebagai sumber isolat. Isolasi dilakukan dengan menggunakan metode pengenceran pada media agar Pikovskaya (Subba -Rao, 1999) dengan mengganti sumber P berasal dari tepung BF. Isolat MPF ditumbuhkan dalam medium pikovskaya pada inkubator selama seminggu. Zone biru sekitar koloni merupakan pertanda mikoba tersebut mampu melarutkan P dari BF yang digunakan sebagai sumber P bagi
pertumbuhan dan perkembangannya
(Anas, 1989). Mikroba yang mampu melarutkan P dari BFA dilakukan pemurnian dan perbanyakan dengan
membiakannya dalam medium agar
Pikovskaya secara berulang sebanyak tiga kali. Pembedaan antar jenis isolat digunakan ciri morfologis koloni yaitu: warna, transparansi, lendir, bentuk, dan ukuran.
Uji efektifitas MPF dalam
melarutkan P dari BFA dilakukan dengan menumbuhkan isolat tersebut dalam medium Pikovskaya cair (tanpa agar) pada tabung reaksi (20 ml) dengan sumber P dari tepung BFA selama seminggu. Hasil pelarutan P dipisahkan dari mikrobanya dengan melakukan dekantasi dengan
3500 putaran per menit selama 15 menit, kemudian disaring. Penetapan P dilakukan dengan metode pewarnaan chlormolibdat yang dibaca dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 660 milimikron (Hidayat, 1978).
HASIL DAN PEMBAHASAN
MPF yang diisolasi dari dua sumber (akar dan tanah sekitar perakaran) dan lima jenis tanaman (padi, jagung, kacang panjang, ketela pohon dan sagu/ irut) memiliki kenampakan morfologis yang hampir sama, yakni berwarna hijau, berlendir dan berbentuk bundar untuk bakteri, sedangkan fungi berwarna putih, berbulu dan berbentuk bundar. Isolat MPF yang ditumbuhkan pada media Pikovskaya dengan pewarna chlormolibdat terlihat bahwa isolat MPF yang berasal dari akar tanaman umumnya memiliki zona biru yang terlihat lebih jelas dibandingkan dengan isolat yang berasal dari tanah di sekitar perakaran. Demikian juga zone biru lebih jelas terlihat pada isolat bakteri dibanding jamur dan isolat asal padi dibanding sumber tanaman lainnya.
pH media akhir inkubasi, laju tumbuh dan P terlarut dari BF pada media tumbuh Pikovskaya terlihat berbeda antara isolat bakteri dan jamur. MPF yang berasal dari sumber tanaman yang berbeda mempunyai kemampuan menurunkan pH,
berbeda (Tabel 1). Berdasarkan karakteristik kemampuan melarutkan P (zone biru), laju tumbuh, kemampuan mengasamkan media tumbuh dan daya melarutkan P dari BF pada media Pikovskaya terlihat bahwa isolat dari akar lebih unggul dibanding dari tanah (Tabel 2). Isolat yang berasal dari akar memiliki pH media yang lebih rendah dibandingkan dengan isolat yang berasal dari tanah
sekitar perakaran. Hal tersebut
menunjukkan bahwa isolat yang diisolasi
dari akar tanaman lebih banyak
mengeluarkan asam organik sehingga mampu menurunkan pH lebih tinggi dibandingkan isolat yang berasal dari tanah
di sekitar perakaran. Demikian juga, isolat yang berasal dari padi lebih mengasamkan pH media, mempunyai laju tumbuh dan P terlarut dari BF pada media tumbuh Pikovskaya lebih tinggi disbanding sumber tanaman lainnya. Isolat bakteri lebih mengasamkan pH media, mempunyai laju tumbuh dan P terlarut dari BF pada media tumbuh Pikovskaya lebih tinggi dibanding isolat jamur. Kemampuan isolat bakteri MPF dalam melarutkan P dari BF hampir seragam, yaitu antara 1,0 sampai 1,5 ppm P/hari. Sedangkan daya larut P dari BF oleh isolat jamur bervariasi antara 0,2 sampai 1,5 ppm P/hari.
Tabel 1. pH media, laju tumbuh dan P terlarut media Pikovskaya-BF yang diinokulasi MPF selama 4x24 jam Kode Isolat pH Media Laju Tumbuh (UPK/ml/hari) (x107) P terlarut (ppm) P terlarut (%) (x 10-4) Bakteri: AP TP 5,48 6,24 14,51 11,96 1,40 0,80 1,40 0,80 AJ TJ 6,35 6,07 13,53 14,15 1,14 1,00 1,14 1,00 Akp TKp 6,42 6,37 16,07 14,08 0,88 0,92 0,88 0,92 AKh TKh 5,94 6,42 13,23 14,15 1,23 0,96 1,23 0,96 AS TS 6,30 6,78 14,70 15,45 1,10 1,15 1,10 1,15 Jamur: AP TP 6,45 6,58 1,62 1,09 1,49 1,08 1,49 1,08 AJ TJ 6,41 6,58 1,72 1,14 1,93 1,20 1,93 1,20 AKp TKp 6,42 6,95 1,21 1,02 1,16 0,42 1,16 0,42 AKh TKh 6,56 6,60 1,51 1,16 1,11 0,36 1,11 0,36 AS TS 6,69 7,13 1,26 1,36 0,56 0,21 0,56 0,21
Keterangan: A (Akar), T (Tanah perakaran), J (jagung), Kh (Ketela pohon), Kp (Kacang panjang), P (Padi) dan S (Sagu/ Irut)
Tabel 2. Pengaruh sumber isolat terhadap diameter zone biru, laju tumbuh, pH media dan P terlarut media Pikovskaya-BF yang diinokulasi MPF selama 4 x 24 jam
Sumber Isolat Ф Zona biru (mm) Laju Tumbuh (SPK/ml/hari) (x107) pH Media P terlarut (ppm) Akar Tanah 5,35 b 4,73 a 7,94 b 7,56 a 6,30 a 6,57 b 1,20 b 0,81 a Padi Jagung Kacang panjang Ketela Pohon Sagu/Irut 6,01 c 4,22 a 5,14 b 5,86 bc 4,00 a 7,30 a 7,64 ab 8,10 b 7,51 ab 8,12 b 6,19 a 6,35 b 6,54 bc 6,38 b 6,73 c 1,19 bc 1,32 c 0,85 ab 0,92 ab 0,76 a Bakteri Jamur 7,65 b 2,43 a 14,18 b 1,31 a 6,24 a 6,64 b 1,06 b 0,95 a
Keterangan: Angka dalam kolom dan sumber isolat sama yang diikuti oleh huruf sama tidak berbeda uji DMRT pada taraf 5%.
Penurunan pH biakan menjadi kurang dari 7,00 dikarenakan MPF tersebut mengeluarkan asam organik dari proses
metabolismenya (Subba-Rao, 1999;
Pradhan dan Sukla, 2006). Mikroba hidup melakukan metabolisme sel yang mampu menghasilkan asam organik. Keaktifan mikroba dalam melakukan metabolisme sel untuk menghasilkan asam organik tidak selalu sama antar jenis yang sama, apalagi dari jenis yang berbeda (Hadijati, 1993;
Sperber, 2004). Kemampuan
menghasilkan asam organik dari MPF bergantung pada keaktifan mikroba itu
sendiri dalam melakukan proses
metabolisme sel (Paul and Clark, 1989). Laju tumbuh (UPK/ml/hari) isolat fungi sepuluh kali lebih lambat dibanding bakteri. Sedangkan laju tumbuh antar isolat masing-masing kelompok (bakteri atau fungi) menunjukkan pola yang seragam. Laju tumbuh kelompok mikroba
masing-masing kelompok dan sifat media tumbuh yang digunakan. Dalam hal ini media Pikovskaya yang digunakan sebagai media tumbuh dijadikan pH 7,00, hal ini yang menjadi penyebab mengapa fungi tumbuh lebih lambat. Fungi umumnya lebih menyukai lingkungan yang agak masam (Subba-Rao, 1999).
Subba-Rao (1999) menyebutkan, bahwa yang menjadi tolok ukur suatu isolat tersebut dikatakan unggul tidak hanya kemampuannya yang tinggi dalam melarutkan fosfat tak larut saja, akan tetapi juga dilihat dari kecepatan tumbuhnya, tingkat kekeruhannya dalam media cair, dan luasan zona biru. Perbedaan lain, isolat asal padi dan jagung relatif lebih unggul dibanding asal tanaman lainnya. Isolat kelompok bakteri mempunyai sifat terkait dengan kemampuan melarutkan P lebih unggul dibanding kelompok fungi (Turan
Menurut Jang dan Suh (2002), terdapat korelasi negatif antara pH dengan pelarutan P, dimana penurunan pH sejalan dengan penaikan pelarutan P. Hubungan antara pH dengan P terlarut dimana pelarutan P tergantung dari banyaknya dan jenis asam organik yang dikeluarkan oleh isolat MPF tersebut yang ditandai dengan penurunan pH.
KESIMPULAN
Hasil isolasi didapatkan dua kelompok MPF yaitu bakteri dan jamur dengan masing-masing sepuluh isolat. Antar jenis isolat mempunyai ciri morfologi yang tidak jauh berbeda. Berdasarkan karakteristik kemampuan mengasamkan media tumbuh, laju tumbuh dan daya melarutkan P (zone biru dan P terlarut) isolat dari sumber akar, isolat dari tanaman padi dan jagung dan isolat kelompok bakteri lebih unggul. Isolat MPF dengan daya larut P dari BF tertinggi ialah isolat bakteri dari akar tanaman padi dan jagung dengan daya larut 1,2 sampai 1,3 ppm P/hari.
DAFTAR PUSTAKA
Anas, I. 1989. Biologi tanah dalam
praktek. Petunjuk Laboratorium.
PAU Bioteknologi IPB. Bogor. Barber, S.A. 1995. Soil nutrient
bioavailability a mechanistis approach. John Wiley and Sons,
Inc. New York.
Havlin, J.L, J.D. Beaton, S.L. Tisdale and W.L. Nelson. 2005. Soil fertility
and fertilizers, an introduction to nutrient management. 7th ed. Pearson Education, Inc., New Jersey, 515p.
Hadijati, T. 1993. Efektivitas bakteri pelarut fosfat dalam melarutkan fosfat secara in vitro. Majalah
Ilmiah UNSOED, 3(19): 10-16.
Hidayat, A. 1978. Methods of soil
chemical analysis. JICA-JJFCRR.
Bogor.
Jang, J, dan S. Suh. 2002. Aplication of va mychorrhizae and phosphate solubilizer as biofertilizers in Korea. National Institute of Agricultural Science and Technology RDA, pp. 1-7.
Paul, E.A, and F.E. Clark. 1989. Soil
microbiology and biochemistry.
Academic Press, Inc. San Diego, California.
Pradhan, N, and L.B. Sukla. 2006. Solubilization of inorganic phosphate by fungi isolated from agriculture
soil. African Journal of
Biotechnology, 5(10): 850-854.
Sperber, J. L. 2004. The incidence of apatite-solubilizing organisms in the rizhosphere and soil. (On-line),
Australian Journal of Agriculture Research, 9(6): 778-781.
Subba Rao, N.S. 1999. Soil microbiology
(Fourth edition of soil microorganisms and plant growth).
Science Publisher, Inc. New Hampshire, USA.
Sudradjat, A. 1997. Fosfat. pp. 13-166.
Dalam S. Suhala, dan M. Arifin,
(eds) Bahan galian industri.
Puslitbang Teknologi Mineral. Bandung.
Turan, M, N. Ataoglu, and F. Sahin. 2006. Evaluation of the capacity of phosphate solubilizing bacteria and
fungi on different form of phosphorus in liquid culture.
Journal of Sustainable Agriculture,
