Lampiran 1. Ringkasan
RINGKASAN
ABSTRAK
Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui keberadaan bakteri penambat nitrogen dan bakteri pelarut fosfat pada sampel tanah gambut di provinsi Kalimantan Timur. Tiga sampel tanah gambut diambil dari lokasi yang berbeda, yakni lokasi persawahan, pekarangan dan lahan gambut. Bakteri penambat nitrogen diisolasi menggunakan media semi solid Nitrogen-Fixing Bacteria (NFB) dengan metode stab
sedangkan bakteri pelarut fosfat diisolasi menggunakan media agar pikovskaya
dengan metode pour plate. Kultur diinkubasi selama 24-48 jam pada suhu 28oC.
Hasil menunjukkan adanya keberadaan bakteri penambat nitrogen yang ditunjukkan dengan perubahan warna pada media NFB-semi solid dan adanya keberadaan bakteri pelarut fosfat yang ditunjukkan dengan terbentuknya zona jernih (halo) di sekitar koloni pada media pikovskaya. Didapatkan 3 isolat bakteri penambat nitrogen dan 31 isolat bakteri pelarut fosfat yang telah diidentifikasi hingga tingkat genus. Isolat bakteri yang teridentifikasi sebagai bakteri penambat nitrogen adalah Azotobacter
sedangkan yang teridentifikasi sebagai bakteri pelarut fosfat adalah Bacillus dan
Pseudomonas.
Kata kunci : bakteri penambat nitrogen, bakteri pelarut fosfat, tanah gambut, eksplorasi
ABSTRACT
isolated by pikovskaya agar media with pour plate method. Culture was incubated 24-48 hour into temperature of 28oC. The result showed that the existence of NFB was
showed by color transformation at NFB media and existence of PSB was showed by clear zone (halo) around the colonies at pikovskaya agar media. There were 3 isolates of NFB and 31 isolates of PSB which have been identified till genus. The isolate genera bacteria which had been identified as NFB were Azotobacter whereas as PSB were Bacillus and Pseudomonas.
Keywords : phosphates solubilizing bacteria, nitrogen fixing bacteria, peat soil, exploration
PENDAHULUAN
Indonesia merupakan negara megabiodiversitas, karena sumber daya alam yang dimiliki sangat melimpah. Sumber daya alam tersebut meliputi keanekaragaman fauna dan flora bahkan keanekaragaman jenis tanah, salah satunya adalah tanah gambut.
Gambut adalaah bahan organik mati yang telah terbentuk di tempat yang tetap. Gambut terdiri dari 90% air dan 10% tumbuhan. Gambut terbentuk di bawah kondisi bahan tanaman yang mati kekal selama ribuan tahun karena kombinasi saturasi air permanen, kadar oksigen rendah dan tingkat keasaman yang tinggi (Anonim, 2010b).
Tanah gambut terutama yang berada di daerah tropis memiliki sifat fisika, kimia dan biologi tertentu yang mencerminkan ciri khas dari tanah tersebut. Sifat-sifat yang menjadi ciri khas tersebut adalah pH relatif rendah antara 3-5 (Agus dan Subiksa, 2008), terbatasnya ketersediaan nutrien, bahan penyusun yang berasal dari kayu-kayuan, sifat menyusut, penurunan permukaan gambut (subsidence) (Yuleli, 2009) dan suhu lingkungan berkisar antara 25-32 oC. Disamping itu, sifat lain yang
membentuk lapisan dan terperangkap selama beberapa waktu (Agus dan Subiksa, 2008).
Terdapat tiga golongan mikroba di dalam tanah, yaitu golongan mikroba yang selalu tetap didapatkan di dalam tanah dan tidak tergantung kepada pengaruh-pengaruh lingkungan luar yang disebut golongan autochthonous, golongan mikroba yang kehadirannya di dalam tanah diakibatkan oleh adanya pengaruh-pengaruh luar yang baru yang disebut golongan zimogenik dan golongan mikroba yang kehadirannya bersamaan dengan adanya penambahan secara buatan yang disebut golongan transien. Kelompok mikroba tersebut memiliki peran di tanah terutama dalam daur unsur organik yang penting untuk kehidupan seperti daur nitrogen dan daur fosfor. Bakteri yang terlibat dalam daur nitrogen adalah bakteri penambat nitrogen sedangkan bakteri yang terlibat dalam daur fosfor adalah bakteri pelarut fosfat.
Bakteri penambat nitrogen merupakan bakteri yang berperan dalam penyediaan nitrogen pada tanah karena bakteri tipe ini mampu menambat nitrat dengan mengoksidasi ion ammonium pada tanah sehingga dapat terikat dengan kuat pada komponen-komponen humus yang menyebabkan nitrat tidak mudah terbilas keluar tanah (Schlegel, 1994).
Bakteri pelarut fosfat merupakan bakteri yang berperan dalam penyuburan tanah karena bakteri tipe ini mampu melakukan mekanisme pelarutan fosfat dengan mengekskresikan sejumlah asam organik berbobot molekul rendah seperti oksalat, suksinat, fumarat, malat. Asam organik ini akan bereaksi dengan bahan pengikat fosfat seperti Al3+, Fe3+, Ca2+, atau Mg2+ membentuk khelat organik yang stabil
sehingga mampu membebaskan ion fosfat terikat dan oleh karena itu dapat diserap oleh tanaman hidupnya (Suriadikarta dan Simanungkalit, 2006).
sebagai landasan untuk pengembangan teknologi pertanian pada tanah gambut di provinsi Kalimantan Timur.
METODE PENELITIAN a. Bahan Penelitian
Bahan yang digunakan untuk diisolasi adalah sampel tanah gambut permukaan yang diambil di kecamatan Samarinda Utara provinsi Kalimantan Timur. Bahan-bahan yang digunakan untuk pembuatan media dan uji fisiologis adalah KOH, K2HPO4, FeSO4, MnSO4, MgSO4, NaCl, CaCl2, N2MoO2, BTB
(Bomothymol Blue), Bacto Agar, glukosa, trikalium fosfat, (NH4)2SO4, KCl,
MgSO4.7H2O, MnSo4, FeSO4, ekstrak khamir, Nutrient Agar (NA), alkohol 70
%, spiritus, dan akuades.
b. Prosedur Penelitian
1. Pengambilan sampel tanah
Lokasi sampel yang akan diambil tanahnya dibersihkan dari seresah, kemudian rangka besi yang disiapkan disemprot dengan alkohol 95 %. Selanjutnya rangka ditekan ke dalam tanah, tanah yang berada dalam rangka diambil menggunakan spatula. Sampel tanah yang diambil dimasukkan ke dalam plastik dan diberi label, kemudian dimasukkan ke dalam termos es yangberisi es kering dengan suhu 2-4oC
2. Preparasi sampel
3. Tahap enrichment menggunakan media NFB semi-solid
Suspensi air tanah diambil 10 mL untuk kemudian diencerkan sebanyak 1000x, kemudian dari pengenceran 100x dipindahkan secara aseptik menggunakan jarum ose lurus ke dalam 3 tabung yang berisi media NFB semi solid dengan menggunakan metode stab. Setelah dilakukan inkubasi selama 24 jam pada suhu ruang, dilakukan pengamatan untuk mengetahui aktivitas penambatan nitrogen yang ditandai dengan terbentuknya pelikel dan perubahan warna media dari krem menjadi biru pada media NFB semi-solid.
4. Isolasi dan identifikasi bakteri penambat nitrogen
Hasil seri pengenceran 10x dari media NFB semi-solid diambil secara aseptik untuk dipindahkan ke cawan petri dan ditanam pada media NFB solid menggunakan metode pour plate. Setelah dilakukan inkubasi selama 24 jam pada suhu ruang, dilakukan pengamatan untuk mengetahui aktivitas penambatan nitrogen yang ditandai dengan perubahan warna media dari krem menjadi biru di sekitar koloni yang tumbuh.
Koloni bakteri yang tumbuh pada media NFB solid kemudian diamati karakter makroskopis koloni terebut berupa warna, bentuk, elevasi, permukaan, tepi, ukuran dan karakteristik optik; dan karakter mikroskopis koloni tersebut berupa reaksi Gram dan bentuk sel bakteri.
5. Isolasi dan identifikasi bakteri pelarut fosfat
Hasil seri pengenceran 10x diambil secara aseptik untuk dipindahkan ke cawan petri dan ditanam pada media pikovskaya menggunakan metode pour plate. Setelah dilakukan inkubasi selama 24 jam pada suhu ruang, dilakukan pengamatan untuk mengetahui aktivitas pelarutan fosfat yang ditandai dengan terbentuknya zona halo di sekitar koloni yang tumbuh.
tepi, ukuran dan karakteristik optik; dan karakter mikroskopis koloni tersebut berupa reaksi Gram dan bentuk sel bakteri.
6. Identifikasi menggunakan uji fisiologi
Uji fisiologis dilakukan untuk mengetahui karakter fisiologis masing-masing isolat. Uji fisiologis menggunakan media identifikasi yang terdapat pada buku panduan OXOID. Isolat bakteri yang sudah diketahui karakternya kemudian dicocokkan dengan buku panduan Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology 9th Edition (Holt, et al., 2000). Uji fisiologis meliputi: Lysine,
Ornithin, H2S, Glucose, Manitol, Xylose, ONPG, Indole, Urease, V-P, Citrate, TDA, Gelatin, Malonate, Inositol, Sorbitol, Rhamnose, Sucrose, Lactose, Arabinose, Adonitol, Rafinose, Salicin dan Arginine.
HASIL DAN PEMBAHASAN
a. Pengukuran Parameter Ekologi pada Lingkungan Lahan Gambut
Dari pengukuran yang dilakukan terhadap lingkungan lahan gambut didapatkan data sebagai berikut
Tabel 1. Data temperatur dan pH sampel tanah gambut
Nomor Sampel Lokasi Sampel Temperatur pH
1 Persawahan 25o C 6
2 Pekarangan 24,8o C 5,5
3 Lahan Gambut 25,6o C 5
b. Isolasi bakteri penambat nitrogen
Hasil isolasi dari ketiga lokasi sampling menggunakan media NFB semi-solid menunjukkan adanya bakteri penambat nitrogen yang ditandai dengan terbentuknya pelikel berupa selaput atau cincin putih yang terlihat setelah satu minggu dari masa awal isolasi dan setelah itu terjadi perubahan warna pada media dari warna krem menjadi biru.
Gambar 1. Visualisasi perubahan warna media NFB semi-semi solid hasil isolasi bakteri penambat nitrogen dari tanah gambut
c. Identifikasi bakteri penambat nitrogen
Tabel 2. Karakter mikroskopis dan makroskopis isolat bakteri penambat ` nitrogen yang diisolasi dari tanah gambut
KARAKTER KODE ISOLAT
Bentuk koloni Bulat Bulat Bulat
Elevasi koloni Cembung Cembung Rata
Permukaan
Ukuran koloni Berupa titik Berupa titik Kecil
Karakteristik
optik Buram Buram Buram
d. Uji fisiologi bakteri penambat nitrogen
Isolat bakteri penambat nitrogen yang telah dimurnikan kemudian diuji kemampuan fisiologi biokimianya menggunakan kit MICROBACT™ GNB 12A/E dan 12 B. Dalam penelitian ini isolat yang diuji adalah isolat N1.1, hal ini didasarkan pada adanya kesamaan karakter makroskopis dan mikroskopis isolat bakteri penambat nitrogen yang telah diisolasi sehingga diperoleh hasil isolat N1.1 mampu memecah gugus asam amino Lysine, Ornithine, dan Arginine; dapat memfermentasi Glukosa, Manitol, Xylose, Malonate, Inositol, Sorbitol,
menghidrolisis asam amino sistein pada uji H2S; terbentuk Indole; terbentuk acetoin pada uji Voges-Proskauer; menghasilkan enzim citrase pada uji Citrate; mendeaminasi Tryptophan pada uji TDA.
e. Isolasi bakteri palarut fosfat
Dalam isolasi bakteri dari ketiga lokasi sampling menggunakan media
pikovskaya diperoleh bakteri pelarut fosfat yang ditandai dengan terbentuknya zona halo pada inkubasi hari ketiga dari masa awal isolasi, hal ini menunjukkan bahwa koloni bakteri yang tumbuh pada media pikovskaya dapat melarutkan fosfat berupa trikalium fosfat yang terdapat dalam media tersebut. Kenampakan zona halo pada media pikovskaya dapat dilihat pada gambar 2.
Gambar 2. Visualisasi zona halo pada media pikovskaya
f. Identifikasi bakteri pelarut fosfat
Dari isolasi sampel tanah gambut pada media pikovskaya yang menunjukkan hasil positif dilakukan karakterisasi pada koloni yang tumbuh. Koloni bakteri yang memiliki karakter dengan tingkat kesamaan yang tinggi dikelompokkan menjadi satu kelompok. Karakteristik koloni bakteri yang tumbuh pada media
pikovskaya berupa karakteristik makroskopis dan mikroskopisnya secara detail dapat dilihat pada tabel 3.
Tabel 3. Karakter mikroskopis dan makroskopis isolat bakteri pelarut fosfat yang diisolasi dari tanah gambut
KARAKTER
Warna koloni Putih susu Putih Transparan
Bentuk koloni Bulat Bulat Bulat
Elevasi koloni Cembung Cembung Rata
Permukaan koloni
Halus
mengkilap Halus mengkilap Halus mengkilap
Tepi koloni Rata Rata Rata
Ukuran koloni Sedang Kecil Kecil
Karakteristik
optik Buram Buram Transparan
g. Uji fisiologi bakteri pelarut fosfat
mikroskopis isolat bakteri penambat nitrogen yang telah diisolasi sehingga diperoleh hasil isolat F1.1 mampu memecah gugus asam amino Lysine,
Ornithine, dan Arginine; dapat memfermentasi Glucose, Manitol, Xylose,
Malonate, Inositol, Sorbitol, Rhamnose, Sucrose, Arabinose, Adonitol, Rafinose
dan Salicin namun tidak memfermentasi Lactose; tidak menghidrolisis ONPG,
Gelatin dan Urease; tidak menghidrolisis asam amino sistein pada uji H2S;
terbentuk Indole; terbentuk acetoin pada uji Voges-Proskauer; menghasilkan enzim citrase pada uji Citrate; tidak mendeaminasi Tryptophan pada uji TDA.
Sedangkan isolat F1.4 mampu memecah gugus asam amino Lysine, Ornithine, dan Arginine; tidak dapat memfermentasi Glukosa, Manitol, Xylose, Malonate,
Inositol, Sorbitol, Rhamnose, Sucrose, Arabinose, Adonitol, Rafinose, Salicin dan
Lactose; dapat menghidrolisis Gelatin dan Urease namun tidak menghidrolisis ONPG; tidak menghidrolisis asam amino sistein pada uji H2S; tidak terbentuk Indole; tidak terbentuk acetoin pada uji Voges-Proskauer; tidak menghasilkan enzim citrase pada uji Citrate; mendeaminasi Tryptophan pada uji TDA.
h. Hasil identifikasi bakteri penambat nitrogen
Setelah diketahui karakter makroskopis, mikroskopis dan fisiologis dari isolat N1.1, dilakukan perbandingan antara karakter isolat N1.1 dengan karakter genus
Azotobacter, Azospirillum dan Azomonas yang merupakan bakteri penambat nitrogen non simbiosis yang terdapat pada lahan gambut (Widiawati, dkk., 2010). Perbandingan karakter antara genus Azotobacter, Azospirillum dan Azomonas
Tabel 4. Perbandingan karakter genus Azotobacter, Azospirillum dan
Azomonas dengan isolat N1.1
Jenis Karakter
Bentuk sel Batang-kokoid Spiral Batang-kokoid Batang
Warna koloni Putih-cokelat Merah muda Merah muda Putih
Tepi koloni Rata Rata Rata Rata
Elevasi Cembung Datar Cembung Cembung
Menambat nitrogen
Habitat asal Tanah dan air Tanah Daerah
- : 90% dari strain yang ada bersifat negatif + : 90% dari strain yang ada bersifat positif D : terdapat reaksi berbeda pada spesies
Hasil perbandingan menunjukkan isolat N1.1 memiliki kesamaan karakter terbanyak dengan karakter genus Azotobacter yakni sejumlah 13 dari 15 karakter, sehingga diduga isolat N1.1 merupakan genus Azotobacter.
i. Hasil identifikasi bakteri pelarut fosfat
Setelah diketahui karakter makroskopis, mikroskopis dan fisiologis dari isolat F1.1 dan F1.4, dilakukan perbandingan antara karakter isolat F1.1 dan F1.4 dengan karakter genus Pseudomonas, Bacillus dan Micrococcus yang merupakan bakteri pelarut fosfat yang terdapat pada lahan gambut (Widiawati, dkk., 2010). Perbandingan karakter antara genus Pseudomonas, Bacillus dan Micrococcus
dengan isolat F1.1 dan F1.4 dapat dilihat pada tabel 5 dan tabel 6.
Tabel 5. Perbandingan karakter genus Pseudomonas, Bacillus dan
Micrococcus dengan isolat F1.1
Jenis Karakter
kokoid Batang Bundar Batang
Warna koloni Transparan Putih
Kuning-cokelat Transparan
Tepi koloni Rata
Elevasi Cembung
Meningkat-cembung Cembung Cembung
Melarutkan fosfat
pH pertumbuhan 4-8 (kisaran) 5-10
(kisaran) 7 6
Habitat asal Tanah dan air Tanah
Kulit makhluk hidup, tanah
Tanah gambut
Karakteristik optik Transparan Buram Translucent Transparan
Tabel 6. Perbandingan karakter genus Pseudomonas, Bacillus dan
Micrococcus dengan isolat F1.4
Jenis Karakter
kokoid Batang Bundar Batang
Warna koloni Transparan Putih
Kuning-cokelat Putih susu
Tepi koloni Rata
Rata-berombak Rata Rata
Elevasi Cembung
Meningkat-cembung Cembung Cembung
Melarutkan fosfat
pH pertumbuhan 4-8 (kisaran) 5-10
(kisaran) 7 6
Habitat asal Tanah dan air Tanah
Kulit makhluk hidup, tanah
Tanah gambut
Karakteristik optik Transparan Buram Translucent Buram
Fermentasi Lactose - + + +
Hidrolisis Gelatin - + + +
Sumber: Breed, et al. (1957); Holt, et al. (2000); Slepecky dan Hemphill (2006); Joseph, et al. (2007); Bergey dan Boone (2009)
Keterangan:
- : 90% dari strain yang ada bersifat negatif + : 90% dari strain yang ada bersifat positif D : terdapat reaksi berbeda pada spesies
Hasil perbandingan menunjukkan isolat F1.1 memiliki kesamaan karakter terbanyak dengan karakter genus Pseudomonas yakni sejumlah 14 dari 15 karakter, sehingga diduga isolat F1.1 merupakan genus Pseudomonas.
Sedangkan isolat F1.4 memiliki kesamaan karakter terbanyak dengan karakter genus Bacillus yakni sejumlah 13 dari 15 karakter, sehingga diduga isolat F1.4 merupakan genus Bacillus.
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil dan pembahasan dapat disimpulkan bahwa genus bakteri penambat nitrogen non simbiotik yang terdapat pada tanah gambut kecamatan Samarinda Utara provinsi Kalimantan Timur adalah Azotobacter dan genus bakteri pelarut fosfat yang terdapat pada tanah gambut kecamatan Samarinda Utara provinsi Kalimantan Timur adalah Bacillus dan Pseudomonas.
DAFTAR PUSTAKA
Agus, F. dan Subiksa, I.G.M. 2008. Lahan Gambut: Potensi untuk Pertanian dan Aspek Lingkungan. Balai Penelitian Tanah dan World Agroforestry Centre (ICRAF). Bogor.
Anonim. 2010b. About Peatlands.
Bergey, D.H. dan Boone, D.R. 2009. Bergey's Manual of Systematic Bacteriology. Second Edition. Volume Three: The Firmicutes. Springer. United States of America.
Becking, J.H. 2006. The Prokaryotes: A Handbook on The Biology of Bacteria. The Family Azotobacteraceae. Third Edition. Volume 6: Proteobacteria: Gamma Subclasses. Springer Science. Singapore.
Boone, D.R., G.M. Garrity, R.W. Castenholz, D.J. Brenner, N.R. Krieg, J.T. Staley. 2005. Bergey's Manual of Systematic Bacteriology. Second Edition. Volume Two: The Proteobacteria: Part C: The Alpha-, Beta-, Delta-, and Epsilonproteobacteria. Springer. United States of America.
Breed, R.S., E.G.D Murray dan N.R. Smith. 1957. Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology. Seventh Edition. Williams and Wilkins. Philadhelphia.
Holt, John G., N.R. Krieg, P.H.A. Sneath, J.T. Staley dan S.T. Williams. 2000.
Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology. Ninth Edition. Williams & Wilkins. Philadelphia.
Isminarni, F., S. Wedhastari, J. Widada dan B.H. Purwanto. 2007. Penambatan Nitrogen dan Penghasilan Indol Asam Asetat oleh Isolat-Isolat
Azotobacter pada pH Rendah dan Alumunium Tinggi. Jurnal Tanah dan Lingkungan Vol. 7 no. 1. Hal. 23-30.
Joseph, B., R.R. Patra, R. Lawrence. 2007. Characterization of Plant Growth Promoting Rhizobacteria Associated with Chickpea (Cicer arietinum L.). International Journal of Plant Production, 1(2).
Moore, E.R.B., B.J. Tindall, V.A.P.M.D. Santos, D.H. Pieper, J.L. Ramos dan N.J. Palleroni. 2006. The Prokaryotes: A Handbook on The Biology of Bacteria. Nonmedical-Pseudomonas. Third Edition. Volume 6: Gamma Subclass. Singapore.
Sandeep, C., S.N. Rashmi, V. Sharmila, R. Surekha, R. Tejaswini dan C.K Suresh.
Growth Response of Amaranthus gangeticus to Azotobacter chroococcum
Isolated from Different Agroclimatic Zones of Karnataka. Journal of Phytology 2011, 3 (7). Hal 29-34.
Schlegel, H.G. dan Schmidt, K. 1994. Mikrobiologi Umum. Gajah Mada University Press. Yogyakarta.
Suriadikarta, R.D.M dan Simanungkalit, D.A. 2006. Pupuk Organik dan Pupuk Hayati. Balai Besar Litbang Sumberdaya Lahan Pertanian Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian. Bogor.
Wedhastari, S. 2002. Isolasi dan Seleksi Azotobacter spp. Penghasil Faktor
Tumbuh dan Penambat Nitrogen dari Tanah Masam. Jurnal Ilmu Tanah dan Lingkungan Vol. 3 (1). Hal 45-51.
Yuleli. 2009. Penggunaan Beberapa Jenis Fungi untuk Meningkatkan
Lampiran 2. Bahan penelitian
Bahan dasar media agar pikovskaya Bahan dasar media NFB
Nutrien agar Alkohol 70% Spiritus
Lampiran 3. Alat-alat penelitian
Inkubator Timbangan analitik
Autoclave Waterbath
Soil tester
Lampiran 4. Visualisasi lokasi pengambilan sampel
Lokasi pekarangan Lokasi persawahan
Lampiran 5. Hasil penelitian
Biakan miring Bacillus Biakan miring Azotobacter
Bentuk mikroskopis genus terduga
Azotobacter. Bentuk sel kokoid. Gram negatif. Perbesaran 100x. Bentuk mikroskopis genus terduga
Bacillus. Bentuk sel batang. Gram positif. Perbesaran 100x.
Bentuk mikroskopis genus terduga
Pseudomonas. Bentuk sel batang. Gram negatif. Perbesaran 100x.
10 µm
