Mikrob Pelarut Kalium Dari Tiga Lokasi Lahan Dan Kemampuannya Dalam Meningkatkan Ketersediaan Kalium

MIKROB PELARUT KALIUM DARI TIGA LOKASI LAHAN
DAN KEMAMPUANNYA DALAM MENINGKATKAN
KETERSEDIAAN KALIUM

DENI PRATAMA

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2016

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis saya yang berjudul Mikrob
Pelarut Kalium dari Tiga Lokasi Lahan dan Kemampuannya dalam Meningkatkan
Ketersediaan Kalium adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi
pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi
manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan
maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan
dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada

Institut Pertanian Bogor.
Bogor, Maret 2016
Deni Pratama
NRP A154130141

RINGKASAN
DENI PRATAMA. Mikrob Pelarut Kalium dari Tiga Lokasi Lahan dan
Kemampuannya dalam Meningkatkan Ketersediaan Kalium. Dibimbing oleh
ISWANDI ANAS dan SUWARNO.
Kalium merupakan salah satu dari unsur hara makro yang berperan
penting terhadap pertumbuhan dan produksi tanaman. Secara umum total kalium
di tanah diperkirakan antara 0.5 sampai 2.5%, tetapi sekitar 90 sampai 98% dari
total kalium tersebut dalam bentuk yang tidak tersedia sehingga tidak dapat
diserap oleh tanaman. Pupuk kalium anorganik seperti KCl seringkali diperlukan
agar tanaman mendapat cukup kalium. Di Indonesia, penggunaan pupuk kalium
anorganik menemui kendala dikarenakan pupuk tersebut di impor dari luar negeri
sehingga harga pupuk menjadi mahal. Oleh karena itu bayak beredar pupuk palsu
di pasaran. Padahal Indonesia memiliki potensi sumber kalium yaitu batuan
kalium (kalium feldspar dan mika).
Permasalahan dari penggunaan batuan kalium adalah proses pelapukannya

lama untuk melepaskan kalium tersedia yang dapat diserap tanaman. Oleh karena
itu, untuk menggunakan batuan kalium sebagai pupuk bagi tanaman, diperlukan
metode yang dapat mempercepat proses pelapukan dari batuan kalium.
Berdasarkan hasil penelitian sebelumnya, lambatnya proses pelapukan batuan
kalium dapat dipercepat dengan menggunakan agen hayati yaitu mikrob pelarut
kalium (MPK). Meskipun begitu, tidak semua isolat MPK dapat digunakan. Isolat
MPK yang dapat digunakan adalah isolat yang memiliki sifat nonpatogen
terhadap tumbuhan, hewan, dan manusia. Isolat MPK yang digunakan harus
merupakan isolat unggul yang memiliki kemampuan melarutkan kalium di atas
rata-rata. Lingkungan yang berbeda merupakan salah satu faktor untuk mendapat
isolat MPK yang memiliki kemampuan berbeda dikarenakan faktor lingkungan
seperti derajat keasaman, aerasi tanah, dan suhu dapat mempengaruhi
pertumbuhan dan kemampuan mikrob.
Tujuan penelitian ini adalah, 1) mengisolasi MPK dari lahan bekas
tambang timah, bekas tambang emas, dan lahan pertanian, 2) menyeleksi MPK
terbaik berdasarkan sifat patogenitas, kemampuan MPK dalam melarutkan kalium
di media tumbuh dan kemampuan MPK dalam memperbaiki pertumbuhan
tanaman sorgum, 3) mengidentifikasi spesies MPK terbaik dari hasil seleksi
sebelumnya menggunakan metode analisa molekuler.
Penelitian ini dilaksanakan dari bulan September 2014 sampai Agustus

2015. Sampel tanah diambil dari tiga lokasi lahan yaitu lahan pertanian di
Cikabayan, Jawa Barat, lahan bekas tambang timah di Bangka, dan lahan bekas
tambang ema di Pongkor, Jawa Barat. Penelitian dibagi menjadi tiga bagian yaitu,
1) isolasi MPK dari sampel tanah, 2) seleksi MPK berdasarkan uji patogenitas, uji
kemampuan MPK dalam melarutkan kalium sukar larut di media tumbuh dan uji
kemampuan MPK memperbaiki pertumbuhan tanaman sorgum, 3) analisa
molekuler untuk mengidentifikasi spesies dari 2 isolat MPK terbaik dari hasil
seleksi sebelumnya.

Penelitian ini berhasil mengisolasi 162 isolat bakteri pelarut kalium (BPK)
dan 23 fungi pelarut kalium (FPK) dari sampel tanah yang diisolasi di media
Alexandrov agar yang ditambahkan 2 jenis sumber kalium yang berbeda. Dari
185 isolat tersebut, 48 isolat tidak mempunyai sifat patogen bagi tanaman, hewan,
dan manusia. Dari 48 isolat tersebut, didapatlah 10 isolat MPK yang memiliki
indeks pelarutan kalium terbesar yaitu 1.16 sampai 6.77 untuk sumber kalium
berupa feldspar asal Cirebon dan 1.07 sampai 5.91 untuk sumber kalium berupa
feldspar asal Malang. Diantara 10 isolat tersebut, 9 isolat dapat melarutkan fosfat
dari sumber fosfat Ca3(PO4)2 dan 5 isolat dapat melarutkan fosfat dari batuan
fosfat asal Blitar. Berdasarkan kemampuan 10 isolat MPK dalam melarutkan
kalium di media cair, isolat BPK6 cenderung memiliki kemampuan lebih baik

dalam melarutkan sumber kalium berupa feldspar asal Cirebon dan feldspar asal
Malang dengan nilai K terlarut 248.10 ppm dan 273.21 ppm. Isolat BPK6 juga
cenderung memiliki kemampuan lebih baik dalam melarutkan fosfat dari sumber
fosfat berupa Ca3(PO4)2 dan batuan fosfat asal Blitar dengan kadar P terlarut
masing-masing 893.8 ppm dan 172 ppm.
Dari 10 isolat yang diuji di media cair, diambil 5 isolat terbaik yang
memiliki kemampuan tertinggi dalam melarutkan kalium. Sebanyak 5 isolat
tersebut kemudian diuji dengan mengaplikasikan isolat tersebut pada tanaman
sorgum. Dari 5 isolat yang diuji, isolat BPK2 yang berasal dari lahan bekas
tambang emas memiliki pengaruh terbaik terhadap tinggi tanaman dan bobot
kering tajuk tanaman. Di lain pihak, isolat BPK6 yang berasal dari lahan bekas
tambang timah memiliki pengaruh terbaik terhadap bobot kering akar dan kadar K
pada tanaman sorgum. Isolat yang berasal dari lahan bekas tambang baik bekas
tambang emas maupun bekas tambang timah memiliki kemampuan lebih baik
dalam memperbaiki pertumbuhan tanaman sorgum dibandingkan dengan isolat
dari lahan pertanian.
Isolat BPK2 dan BPK6 yang merupakan isolat terbaik dari pengujian pada
tanaman sorgum diambil untuk dianalisa secara molekuler untuk mengidentifikasi
spesies isolat tersebut. Berdasarkan hasil analisis molekuler, isolat BPK2 yang
berasal dari lahan bekas tambang emas, Pongkor mempunyai kemiripan sebesar

97.8% dengan Achromobacter xylosoxidans dan kemungkinan adalah spesies baru
dari genus Achromobacter. Isolat BPK6 dari lahan bekas tambang timah, Bangka
memiliki kemiripan 99% dengan Burkholderia cepacia.
Kata kunci: Achromobacter xylosoxidans, Burkholderia cepacia, feldspar, lahan
bekas tambang emas, lahan bekas tambang timah, lahan pertanian,
mikrob pelarut kalium, sorgum

SUMMARY
DENI PRATAMA. Potassium-Solubilizing Microbes from Three Locations and
Their Ability to Increase Potassium Availability. Supervised by ISWANDI ANAS
and SUWARNO.
Potassium is one of macro nutrients that play an important role towards the
growth and production of a plant. Generally, the total of potassium in the soil is
estimated from 0.5 to 2.5%, but around 90 to 98% from the total potassium is the
form in which it is not available so it can not be absorbed by plants. Inorganic
potassium fertilizer like KCl is often needed in order to make the plant get enough
potassium. In Indonesia, the use of inorganic potassium fertilizer meets some
problems because the fertilizer is imported from foreign country so that the price
of fertilizer is expensive. Thus, there are many low quality fertilizers in markets
even though Indonesia has potential potassium sources, i.e., potassium rocks

(potassium feldspar and mica).
The problem from the use of potassium rocks is its long weathering
process to release the available potassium that can be absorbed by plants.
Therefore, to use potassium rocks as plant fertilizers, a method accelerating the
weathering process from potassium rocks is needed. Based on the previous
research, the slow weathering process of potassium rocks can be accelerated by
using biological agents such as potassium-solubilizing microbes (KSM).
However, not every KSM can be used. The isolates of KSM that can be used were
isolates that have non-pathogenic characteristics towards plants, animals and
human. The isolates of KSM used must the superior isolates that can solubilize
potassium above the average. Different environment is one of the factors that can
be used to get superior KSM, because environmet factors, such as, land aeration
and temperature can influence the growth and ability of microbes.
The purposes of this research are, 1) to isolate KSM from ex-tin mining,
ex-gold mining, and agricultural land, 2) to select the best KSM based on
pathogenic characteristics, ability of KSM to solubilize the potassium in the
growing medium and ability of KSM to improve the growth of sorghum plants,
3) to identify the species of the best KSM from the resulf of previous selection by
using molecular analysis.
This research was carried out from September 2014 to August 2015. Soil

samples were taken from three locations, that are, agriculture land in Cikabayan,
West Java, ex-tin mining land in Bangka, and ex-gold mining land in Pongkor,
West Java. This research was divided into three parts that are, 1) KSM isolation
from soil samples; 2) KSM selection based on the pathogenic test, ability to
solubilize potassium sources in growing medium and ability to improve the
growth of sorghum plants; 3) molecular analysis to identify species from 2 best
isolates of KSM from the previous selection.
As many as 162 isolates of potassium-solubilizing bacteria (KSB) and
23 potassium-solubilizing fungi (KSF) were isolated from soil samples by using
Alexandrov agar medium. Two sources of potassium rock used were feldspar
from Cirebon and feldspar from Malang. From those 185 isolates, 48 isolates did
not have pathogenic characteristics towards plants, animals and human. Of the 48

isolates, there were 10 isolates of KSM that had the biggest potassiumsolubilizing index 1.16 to 6.77 for feldspar from Cirebon and 1.07 to 5.91 for
feldspar from Malang. Among 10 isolates, 9 isolates can also solubilize phosphate
from Ca3(PO4)2 and 5 isolates can solubilize phosphate from the phosphate rocks,
Blitar. Based on the ability of 10 isolates of KSM to solubilize potassium in liquid
medium, Isolate KSB6 had the highest ability to solubilize potassium sources that
are feldspar from Cirebon and feldspar from Malang with soluble potassium
content 248.10 ppm and 273.21 ppm respectively. Isolate KSB6 also had the

highest ability to solubilize phosphate sources that are Ca3(PO4)2 and phosphate
rocks from Blitar with soluble phosphate content of 893.8 ppm and 172 ppm.
Of 10 isolates tested in liquid medium, there were 5 best isolates that had
the highest ablitiy to solubilize feldspar from Cirebon and feldspar from Malang.
As many as 5 isolates were then examined by applying those isolates in sorghum
plants. Of the 5 isolates tested, the isolates of BPK2 from ex-gold mining land had
the best influence on the plant height and shoot dry weight of sorghum. On the
other hand, BPK6 from the ex-tin mining land had the best influence on the root
dry weight and the total potassium content in sorghum plants. Isolates from the
ex-gold and ex-tin minings land had the better ability to improve the growth of
sorghum plants compared to the isolates from the agricultural land.
The isolates of BPK2 and BPK6 that had the best isolates from the tests of
sorghum plants were taken to be analyzed to identify the species of those isolates.
Based on the result of molecular analysis, BPK2 from the ex-gold mining land,
Pongkor had 97.8% similaritay to Achromobacter xylosoxidans, and it has
possibly a new species from genus of Achromobacter. BPK6 isolate from ex-tin
mining land, Bangka had 99% similarity to Burkholderia cepacia.
Key words: Achromobacter xylosoxidans, Burkholderia cepacia, feldspar, ex-gold
mining
land,

ex-tin
mining
land,
agricultural
land,
potassium-solubilizing microbes, sorghum

© Hak Cipta IPB, Tahun 2016
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
IPB.
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apapun tanpa izin IPB.

MIKROB PELARUT KALIUM DARI TIGA LOKASI LAHAN
DAN KEMAMPUANNYA DALAM MENINGKATKAN
KETERSEDIAAN KALIUM

DENI PRATAMA

Tesis
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada
Program Studi Bioteknologi Tanah dan Lingkungan

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2016

Penguji luar komisi pada ujian Tesis: Dr Ir Atang Sutandi, MSi

Judul Tesis
Nama
NIM

: Mikrob Pelarut Kalium dari Tiga Lokasi Lahan dan
Kemampuannya dalam Meningkatkan Ketersediaan
Kalium
: Deni Pratama
: A154130141

Disetujui oleh
Komisi Pembimbing

Prof Dr Ir Iswandi Anas, MSc
Ketua

Dr Ir Suwarno, MSc
Anggota

Diketahui Oleh

Ketua Program Studi
Bioteknologi Tanah dan Lingkungan

Dekan Sekolah Pasca Sarjana IPB

Prof Dr Ir Dwi Andreas Santosa, MS

Dr Ir Dahrul Syah, MScAgr

Tanggal Ujian: 29 Februari 2016

Tanggal Lulus:

PRAKATA
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT atas segala limpahan
karunia-Nya sehingga penelitian yang berjudul “Mikrob Pelarut Kalium dari Tiga
Lokasi Lahan dan Kemampuannya dalam Meningkatkan Ketersediaan Kalium”
dapat terselesaikan. Penghargaan dan terimakasih yang sedalam-dalamnya penulis
ucapkan kepada,
1. Bapak Prof Dr Iswandi Anas, MSc selaku ketua komisi pembimbing dan
bapak Dr Ir Suwarno, MSc selaku anggota komisi pembimbing yang telah
banyak memberi saran dan bimbingan dalam penyelesaian tesis ini.
2. Dirjen DIKTI yang telah memberikan dukungan melalui BPP-DN Calon
Dosen 2013.
3. Kepala jurusan Bioteknologi Tanah dan Lingkungan bapak Prof Dr Ir Dwi
Andreas Santosa, MS beserta dosen-dosen Bioteknologi Tanah dan
Lingkungan, ibu Dr Ir Rahayu Widyastuti, MSc dan bapak Ir Fahrizal Hazra,
MSc atas saran yang telah diberikan dalam penyelesaian tesis ini.
4. Penguji luar komisi, bapak Dr Ir Atang Sutandi, MSi atas waktu yang telah
diluangkan sebagai penguji serta saran dan masukan yang telah diberikan
untuk penyelesaian tesis ini.
5. Staff Laboratorium Bioteknologi Tanah, ibu Asih, ibu Jul, bapak Jito, dan ibu
Yeti atas bantuan dalam menyiapkan alat dan bahan untuk penelitian ini.
6. PT. Antam (Aneka Tambang), bapak Nico beserta staff karyawan lain yang
telah membantu dalam proses sampling tanah di lahan bekas tambang emas,
Pongkor.
7. Staff karyawan Laboratorium Residu Bahan Agroteknologi (RBA) yang telah
membantu dalam melengkapi alat dan bahan penelitian.
8. Ibu Dr Ir Tri Kusumaningtyas, MS, atas bantuan dalam mempersiapkan benih
sorgum yang digunakan dalam penelitian.
9. Rekan-rekan di jurusan Bioteknologi Tanah dan Lingkungan angkatan 2012,
2013 dan 2014 yang telah membantu dalam penyelesaian tesis ini.
10. Bapak, ibu, adik dan seluruh keluarga, atas segala dukungan, doa, semangat
dan kasih sayangnya.
11. Seluruh pihak yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu atas segala bantuan
yang telah diberikan untuk penyelesaian tesis ini.
Semoga tesis ini bermanfaat untuk kemajuan teknologi terutama di bidang
pertanian khususnya untuk pengembangan pupuk hayati di Indonesia.

Bogor, Maret 2016

Deni Pratama

DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL

xiv

DAFTAR GAMBAR

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

xv

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Rumusan Masalah
Tujuan
Hipotesis

1
2
3
3

TINJAUAN PUSTAKA
Kalium
Mikrob Pelarut Kalium

4
6

METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat
Alat dan Bahan
Prosedur Penelitian
Analisis Data

8
9
9
17

HASIL DAN PEMBAHASAN
Jumlah Mikrob Pelarut Kalium
Sifat Patogenitas Isolat MPK
Indeks Pelarutan dan Kemampuan MPK Melarutkan Kalium dan Fosfat
Kemampuan MPK Memperbaiki Pertumbuhan Tanaman Sorgum
Karakterisasi dan Identifikasi Mikrob Pelarut Kalium

18
20
21
27
30

SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran

32
32

DAFTAR PUSTAKA

33

LAMPIRAN
RIWAYAT HIDUP

DAFTAR TABEL
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Lokasi, jenis vegetasi, dan koordinat pengambilan sampel tanah
Komposisi media Alexsandrov
Komposisi media Blood agar
Komposisi media Pikovskaya
Parameter dan metode analisis kimia tanah dan tanaman sorgum
Populasi MPK yang diisolasi dari sampel tanah
Kode isolat, jenis isolat, lokasi, dan jenis vegetasi dari 10 isolat MPK
Indeks pelarutan kalium dan fosfat pada media tumbuh
dengan aplikasi 10 isolat MPK terbaik
9. Kadar kalium dan fosfat tersedia serta persen kalium dan fosfat tersedia
pada media tumbuh dengan aplikasi 10 isolat MPK terbaik
10. Pertumbuhan tanaman sorgum umur 6 MST yang diaplikasi
5 isolat BPK terbaik
11 Kadar kalium pada sampel tanah dan tanaman sorgum umur 6 MST
yang diaplikasi 5 isolat BPK terbaik
12 Hasil karakterisasi dan identifikasi 2 isolat MPK terbaik

9
10
12
13
14
18
21
24
24
29
29
31

DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
9

Potensi sebaran feldspar di Indonesia
Lokasi pengambilan sampel tanah
Denah pengambilan contoh tanah
Metode Pengenceran
Isolat MPK yang tumbuh pada media Alexandrov agar
Daun tembakau yang disuntikkan dengan isolat BPK
Pertumbuhan benih padi yang direndam isolat FPK
Isolat MPK pada media Blood agar
Isolat MPK terbaik pada media Alexandrov agar dengan
sumber kalium berupa feldspar asal Cirebon, Jawa Barat
10 Isolat MPK terbaik pada media Alexandrov agar dengan
sumber kalium berupa feldspar asal Malang, Jawa Timur
11 Isolat MPK terbaik pada media Pikovskaya agar dengan
sumber fosfat berupa Ca3PO4
12 Isolat MPK terbaik pada media Pikovskaya agar dengan
sumber fosfat berupa batuan fosfat asal Blitar, Jawa Timur
13 Grafik dan koefisien korelasi (r) antara indeks pelarutan dan
kemampuan MPK melarutkan sumber kalium dan fosfat pada media cair
14 Tanaman sorgum yang diberi perlakuan isolat BPK

5
8
10
11
18
20
20
21
22
22
23
23
25
27

DAFTAR LAMPIRAN
1. Total K2O dan P2O5 pada sumber kalium dan fosfat
2. Hasil analisa pupuk dan perhitungan pupuk untuk penanaman sorgum
3. Parameter kimia pada air yang digunakan untuk menyiram
tanaman sorgum dan parameter fisik dan kimia pada media
tanah dari lahan pertanian Cikabayan yang digunakan untuk
penanaman sorgum
4. Parameter dan metode analisis fisik dan kimia sampel tanah
5. Kurva pertumbuhan 5 isolat BPK untuk aplikasi ke tanaman sorgum
6. Hasil analisa sifat fisik dan kimia sampel tanah
7. Jadwal penelitian
8. Bagan alir penelitian

38
39

40
41
42
43
44
45

1

PENDAHULUAN

Latar Belakang
Unsur hara kalium (potassium) merupakan salah satu unsur hara makro
yang berperan penting dalam pertumbuhan dan produksi tanaman. Total
kandungan kalium di tanah berbeda pada tiap daerah tergantung pada jenis batuan
induk dan letak geografis, tetapi secara umum kalium total di tanah diperkirakan
antara 0.5 sampai 2.5 % (Havlin et al. 2005). Hanya saja, sekitar 90 sampai 98 %
dari kalium total tersebut dalam bentuk yang tidak tersedia sehingga tidak dapat
diserap oleh tanaman (Rehm & Schmitt 1997). Rendahnya kandungan kalium
dalam bentuk yang tersedia di tanah menyebabkan rendahnya penyerapan kalium
oleh tanaman yang berdampak pada pertumbuhan dan kualitas hasil tanaman yang
kurang baik (Jones et al. 1991).
Pupuk kalium anorganik seperti KCl sering digunakan petani untuk
menambah kadar kalium tersedia di tanah agar tanaman mendapat cukup kalium.
Di Indonesia, penggunaan pupuk kalium anorganik menemui kendala dikarenakan
pupuk tersebut diimpor dari luar negeri sehingga harga pupuk mahal. Oleh karena
itu, banyak beredar pupuk palsu di pasaran. Survei pupuk fosfor (P) dan kalium
(K) pada kios pertanian di Kabupaten Bogor, Cianjur dan Sukabumi yang
dilakukan Anas et al. (2012) menemukan 9 merek pupuk P dan 5 merek pupuk K
yang tidak berkualitas (kandungan P dan K tidak sesuai dengan izin edar).
Padahal, Indonesia memiliki potensi sumber kalium seperti kalium
feldspar dan mika. Data dari KESDM (2015) menunjukkan bahwa potensi batuan
kalium secara keseluruhan di Indonesia tahun 2013 diperkirakan mencapai 455
juta ton. Sumber kalium tersebut dapat menjadi alternatif sebagai pupuk kalium
sehingga dapat mengurangi penggunaan pupuk impor. Hanya saja, batuan kalium
memerlukan proses pelapukan yang lama untuk melepaskan kalium tersedia yang
dapat diserap tanaman. Oleh karena itu, untuk menggunakan batuan kalium
sebagai pupuk bagi tanaman, diperlukan metode yang dapat mempercepat proses
pelapukan dari batuan kalium.
Roger et al. (1998) melaporkan bahwa proses pelapukan batuan kalium
dapat dipercepat dengan menggunakan agen hayati yaitu mikrob pelarut kalium
(MPK). MPK dapat mempercepat proses pelapukan mineral pembawa kalium dan
melepaskan kalium menjadi bentuk tersedia sehingga dapat diserap tanaman
(Archana 2007). Berbagai jenis mikrob pelarut kalium dilaporkan telah ditemukan
yaitu bakteri pelarut kalium (BPK) yang terdiri dari Bacillus mucilaginosus
(Han dan Lee 2005), Enterobacter hormaechei (Prajapati dan Modi 2012),
Microbacterium hominis, Flectobacillus sp., Agrobacterium tumefasciens,
Bacillus cereus, Bacillus coagulans, Bacillus subtilis, Bacillus megaterium (Diep
dan Hieu 2013) dan fungi pelarut kalium (FPK) seperti Aspergillus terreus
(Prajapati et al. 2013).
Penggunaan MPK merupakan salah satu solusi untuk mempercepat proses
pelapukan mineral pembawa kalium, sehingga dapat menambah kandungan K
tersedia di tanah dan mengurangi penggunaan pupuk impor. Meskipun begitu,
tidak semua isolat MPK dapat digunakan. Isolat MPK yang dapat digunakan
adalah isolat yang tidak memiliki sifat patogen terhadap tumbuhan, hewan dan

2

manusia. Isolat MPK yang digunakan harus merupakan isolat unggul yang
memiliki kemampuan melarutkan kalium diatas rata-rata sehingga keberadaannya
dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman.
Salah satu cara untuk mencari MPK yang memiliki kemampuan yang baik
adalah dengan mengisolasi MPK tersebut dari berbagai lokasi lahan dikarenakan
isolat yang diisolasi dari lokasi lahan yang berbeda kemungkinan memiliki
kemampuan yang berbeda dalam melarutkan kalium. Pandey et al. (2000)
melaporkan bahwa faktor lingkungan seperti derajat keasaman, aerasi tanah dan
suhu mempengaruhi pertumbuhan mikrob. Perbedaan dari faktor lingkungan ini
dapat mengakibatkan perubahan sifat morfologi dan fisiologi mikrob, juga dapat
mengakibatkan laju pertumbuhan menurun ataupun meningkat. Isolat mikrob dari
lingkungan dengan kandungan hara lebih sedikit memungkinkan untuk memiliki
kemampuan yang lebih unggul dibandingkan dengan mikrob yang berasal dari
lingkungan dengan kandungan hara lebih banyak.
Di luar negeri, sudah semakin banyak hasil penelitian tentang MPK mulai
dari eksplorasi, identifikasi sampai pengaruhnya terhadap pertumbuhan tanaman.
Sedangkan, di Indonesia masih sedikit hasil penelitian tentang potensi MPK,
kemampuannya dalam melarutkan kalium sukar larut dan perannya terhadap
pertumbuhan tanaman. Hal ini menjadi tantangan yang menarik untuk diteliti
tentang kemampuan MPK untuk pengembangan di bidang pertanian terutama
perkembangan teknologi produksi pupuk hayati yang bermutu.

Rumusan Masalah
Rendahnya kandungan kalium tersedia di tanah untuk tanaman
mengharuskan petani menggunakan pupuk kalium untuk menambah suplai kalium
tersedia bagi tanaman. Pupuk kalium yang digunakan kebanyakan berupa pupuk
kalium anorganik seperti KCl. Penggunaan pupuk kalium anorganik ini ternyata
menemui kendala karena pupuk tersebut diimpor dari luar negeri membuat
harganya mahal dan juga banyak beredar pupuk palsu di pasaran.
Indonesia sebenarnya memiliki potensi sumber kalium seperti feldspar
yang dapat menjadi alternatif untuk mengurangi penggunaan pupuk kalium
anorganik. Hanya saja, proses pelapukan dari feldspar ini lama membuat proses
pelepasan kalium dalam bentuk tersedia bagi tanaman juga lama. Oleh sebab itu,
diperlukan cara untuk mempercepat proses pelapukan dari feldspar ini, sehingga
feldspar dapat digunakan sebagai alternatif untuk mengurangi pemakaian pupuk
kalium anorganik.
MPK diketahui dapat mempercepat proses pelapukan dari feldspar dan
melepaskan kalium dalam bentuk tersedia tersedia yang dapat diserap oleh
tanaman. MPK yang digunakan harus bersifat non patogen bagi tanaman, hewan
dan manusia serta memiliki kemampuan melarutkan kalium di atas rata-rata.
Salah satu cara mendapatkan isolat MPK yang bermutu adalah dengan
mengisolasinya dari berbagai lokasi lahan. Dalam penelitian ini, MPK diisolasi
dari lahan pertanian, lahan bekas tambang timah dan lahan bekas tambang emas.
Selain itu, diperlukan seleksi yaitu seleksi patogenitas dan uji kemampuan MPK
dalam skala laboratorium dan rumah kaca untuk mendapatkan isolat MPK yang
unggul. MPK hasil seleksi kemudian diidentifikasi untuk mengetahui spesies
MPK tersebut.

3

Tujuan
Tujuan dilakukannya penelitian ini adalah,
1. Mengisolasi isolat MPK dari sampel tanah pertanian, pasca tambang timah
dan pasca tambang emas.
2. Menyeleksi isolat MPK hasil isolasi dengan menguji sifat patogenitas,
kemampuannya melarutkan kalium pada media tumbuh dan kemampuannya
dalam memperbaiki pertumbuhan tanaman sorgum.
3. Mengidentifikasi spesies isolat MPK terbaik dari hasil seleksi menggunakan
metode analisa molekuler.

Hipotesis
Hipotesis dari penelitian ini adalah,
1. Diperoleh isolat MPK dari hasil isolasi sampel tanah dari tanah pertanian,
pasca tambang timah dan pasca tambang emas.
2. Beberapa isolat MPK yang diisolasi memiliki sifat nonpatogen terhadap
tumbuhan, hewan dan manusia.
3. Isolat MPK yang lolos uji patogenitas memiliki kemampuan yang berbeda
dalam melarutkan sumber kalium pada media tumbuh dan penambahan isolat
MPK pada media tumbuh dapat meningkatkan kadar kalium terlarut dalam
media tumbuh.
4. Aplikasi MPK dapat memperbaiki pertumbuhan tanaman sorgum.

4

TINJAUAN PUSTAKA

Kalium
Bentuk dan Kandungan Kalium Total di Tanah
Kalium di dalam tanah ada dalam berbagai bentuk dengan potensi
penyerapannya untuk setiap tanaman berbeda-beda. Kalium total di tanah berbeda
pada tiap lokasi lahan tergantung pada jenis batuan induk dan kondisi iklim
daerah tersebut. Daerah dengan curah hujan dan temperatur yang tinggi, memiliki
kandungan kalium yang lebih sedikit di dalam tanah dibandingkan dengan daerah
yang memiliki curah hujan yang lebih rendah. Rendahnya kadar kalium total
tersebut dikarenakan curah hujan dan temperatur yang tinggi akan mempercepat
proses pelepasan dan pencucian kalium yang ada di dalam tanah (Tisdale et al.
1985).
Bentuk dan kandungan kalium total di dalam tanah terdiri dari mineral
(0.05-2.5 %) (Chapman & Pratt 1961), tidak dapat ditukar (50-750 ppm), dapat
ditukar (40-600 ppm) dan terlarut (1-10 ppm) (Havlin et al. 2005). Kalium dalam
bentuk mineral dan bentuk tidak dapat ditukar merupakan kalium tidak tersedia.
Kalium tidak tersedia biasanya ditemukan dalam feldspar dan mika (Tisdale et al.
1985) yang terikat dalam mineral primer seperti ortoklas dan muskovit (Goldstein
1994). Kalium tersedia merupakan kalium dalam bentuk dapat ditukar dan bentuk
larutan. Kalium tersedia ini merupakan kalium yang mudah diserap oleh tanaman.
Bentuk kalium tersedia dalam tanah untuk diserap tanaman adalah K terlarut.
Tanaman menyerap K dari tanah dalam bentuk ion K+ (Silahooy 2008).
Fungsi Kalium bagi Tanaman
Kalium diserap oleh tanaman dalam jumlah yang lebih besar dibadingkan
dengan unsur hara lain selain nitrogen. Kalium diserap tanaman dalam bentuk K+
dan kandungannya berkisar antara 0.5 sampai 6 % dari bobot kering tanaman
(Havlin et al. 2005). Kalium merupakan unsur hara esensial yang berperan dalam
mempertahankan status air, tekanan turgor sel dan buka tutup stomata
(Jones et al. 1991). Kalium dapat mempengaruhi penambahan kadar
sclerenchyma pada dinding-dinding sel batang, sehingga dapat terjadi pengerasan
bagian kayu dari batang tanaman. Kalium juga berfungsi meningkatkan sintesis
dan translokasi karbohidrat, sehingga mempercepat penebalan dinding sel dan
ketegaran tangkai bunga, buah dan cabang (Taufiq 2002).
Pertumbuhan tanaman memiliki korelasi dengan penambahan konsentrasi
kalium pada daerah pertumbuhan. Bila tanaman kekurangan kalium, daerah
pembesaran dan perpanjangan sel akan terhambat dan mempengaruhi
pertumbuhan tanaman (Rahmianna & Bel 2001). Kalium secara langsung
mempengaruhi produktivitas tanaman dengan meningkatkan ketahanan tanaman
terhadap serangan hama dan penyakit. Meskipun bukan unsur utama penyusun
molekul organik atau struktur tanaman, kalium berperan penting dalam proses
biokimia dan fisiologi tanaman (Bagyalakshmi et al. 2012).

5

Kalium bersifat mobile di dalam tanaman, sehingga gejala kekurangan
kalium akan terlihat dari gejala nekrosis yang muncul pada daun tua. Kekurangan
kalium membuat tanaman lebih sensitif terhadap ammonium yang dapat
memungkinkan terjadinya sindrom keracunan ammonium (Jones et al. 1991).
Gejala kekurangan kalium juga ditandai dengan melemahnya jerami atau tangkai
tanaman, menyebabkan tanaman mudah roboh. Kekurangan kalium juga
menyebabkan peningkatan kerusakan tanaman oleh bakteri, fungi, nematoda dan
virus penyebab penyakit tanaman (Havlin et al. 2005).
Tanaman yang mengalami kelebihan kalium akan mengalami kekurangan
magnesium dan kemungkinan juga akan kekurangan kalsium karena adanya
hubungan keseimbangan antara kalium dengan magnesium dan kalium dengan
kalsium (Jones et al. 1991).
Sumber Kalium
Sumber kalium terbesar yang ada di dalam tanah adalah kalium feldspar
(KAlSi3O8). Kandungan kalium total pada kalium feldspar mencapai 14 %
(Tisdale et al. 1985). Mineral yang mengandung kalium pada feldspar biasanya
berupa ortoklas, sanidin, adularia, mikroklin dan anortoklas (Munir 1996).
Keberadaan kalium feldspar di dalam tanah biasanya menandakan bahwa tanah
tersebut kaya akan potensi kalium. Pelapukan dari kalium feldspar akan
melepaskan ion K+ yang dapat meningkatkan kesuburan tanah.
Selain feldspar, mika juga merupakan sumber kalium. Kadungan kalium
pada mika diperkirakan mencapai 10 % (Tisdale et al. 1985). Mineral yang
mengandung kalium pada mika berupa muskovit, lepidolit, plogopit dan biotit.
Keberadaan mika di dalam tanah juga dapat dijadikan patokan untuk menentukan
bahwa tanah tersebut memiliki kemungkinan kaya akan K, Mg dan Fe.
Feldspar terdapat di beberapa provinsi di Indonesia antara lain Aceh,
Sumatera Utara, Lampung, Jawa Barat, Jawa Tengah, Jawa Timur, Kalimantan
Barat, Sulawesi Tengah, Maluku dan Papua. Sedangkan, mika terdapat
di provinsi Kalimantan Barat, Sulawesi Tengah, Sulawesi Barat dan Papua
(Gambar 1).
= Feldspar

Sulteng
Aceh

= Mika

Kalbar

Papua

Sumut
Lampung
Jabar
Jateng

Jatim

Sulbar

Maluku

Gambar 1 Sebaran feldspar dan mika di Indonesia (Tekmira 2015)

6

Berdasarkan data KESDM (2015), Indonesia memiliki sumber cadangan
kalium seperti kalium feldspar dan mika. Sebaran feldspar secara umum (kalium
dan kalsium feldspar) hampir terdapat di seluruh provinsi di Indonesia dengan
komposisi mineral yang berbeda pada tiap daerah. Data cadangan mineral feldspar
di Indonesia dibagi menjadi cadangan mineral feldspar terukur (proved), tereka
(probable) dan terindikasi (possible) dengan jumlah masing-masing sebesar 4827
juta, 3621 juta dan 409 juta ton.

Mikrob Pelarut Kalium
Mikrob Pelarut Kalium dan Manfaatnya
Mikrob memainkan peran kunci dalam siklus kalium alami. Beberapa
spesies mikrob mampu menyediakan kalium dalam bentuk tersedia di dalam
tanah. Secara umum, MPK dapat ditemukan baik di tanah ataupun di daerah
rhizosfer akar. MPK menghasilkan asam-asam organik yang dapat membantu
melepaskan kalium yang terikat pada mineral pembawa kalium (Archana 2007).
Berbagai spesies BPK telah ditemukan seperti di India oleh Prajapati dan Modi
(2012) yang menemukan BPK spesies Enterobacter hormaechei dari tanah
industri keramik di daerah Kadi, Kalol dan Himmatnagar. Selain itu, masih di
negara yang sama penelitian oleh Sugumaran dan Janarthanam (2007)
menemukan BPK spesies Bacillus mucilaginosus.
Diep dan Hieu (2013) melaporkan penemuan BPK spesies
Microbacterium hominis, Flectobacillus sp., Agrobacterium tumefasciens,
Bacillus cereus, Bacillus coagulans, Bacillus subtilis dan Bacillus megaterium
dari daerah gunung Ha Tien, provinsi Kien Giang, Vietnam. Penelitian lain yang
dilakukan di Korea oleh Han dan Lee (2005), berhasil menemukan BPK spesies
Bacillus mucilaginosus yang ternyata spesies tersebut juga dapat melarutkan
fosfat. Penelitian Archana (2007) juga menemukan FPK yang mengasilkan
asam-asam organik yaitu asam sitrat dan asam oksalat yang dapat melepaskan
ikatan antara kalium dan silikat.
MPK memiliki kemampuan untuk melepaskan kalium yang terikat dengan
silikat pada berbagai jenis feldspar dan mika. Kemampuan tersebut
berbeda-beda tergantung spesies dan jenis mineral. Sugumaran dan Janarthanam
(2007) membandingkan efektivitas pelarutan kalium oleh BPK spesies Bacillus
mucilaginosus dengan jenis mineral mikroklin, ortoklas dan muskovit mika. Hasil
penelitian tersebut menunjukkan bahwa kalium pada muskovit mika memiliki
efektivitas pelarutan yang lebih tinggi dibandingkan dengan mikroklin dan
ortoklas.
Pemanfaatan Mikrob Pelarut Kalium dalam Bidang Pertanian
Mikrob pelarut kalium dilaporkan sudah banyak dimanfaatkan di bidang
pertanian untuk meningkatkan pertumbuhan dan produksi tanaman. Han dan Lee
(2005) melaporkan aplikasi BPK dan bakteri pelarut fosfat (BPF) dengan
penambahan sumber fosfat dan sumber kalium dapat meningkatkan pertumbuhan
tanaman terong.

7

Basak dan Biswas (2009) melaporkan bahwa penggunaan BPK
meningkatkan biomassa hasil dan penyerapan kalium tanaman sorgum. Selain itu,
Han et al. (2006) melaporkan bahwa aplikasi BPK dengan BPF yang tidak
bersifat antagonis satu sama lain meningkatkan serapan hara N, P dan K, juga
meningkatkan kemampuan penyerapan hara oleh tajuk dan akar tanaman lada dan
mentimun, serta meningkatkan bobot kering tajuk dan bobot akar tanaman lada
dan mentimun.
Prajapati et al. (2013) melaporkan bahwa aplikasi MPK spesies
Enterobacter hormaechei dan Aspergillus terreus meningkatkan kandungan
kalium tersedia di tanah. Aplikasi Enterobacter hormaechei meningkatkan
pertumbuhan tajuk dan akar tanaman okra. Sangeeth et al. (2012) juga
melaporkan bahwa aplikasi MPK spesies Paenibacillus glucanolyticus yang
dicampurkan abu kayu sebagai sumber kalium menigkatkan berat kering tanaman
lada 37 % sampai 68.3 %

8

METODE PENELITIAN

Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan dari bulan September 2014-Agustus 2015.
Sampel tanah diambil dari tiga lokasi lahan (Gambar 2) yaitu lahan bekas
tambang timah di Batu Ampar, Bangka Belitung, lahan bekas tambang emas di
Pongkor, Bogor, Jawa Barat dan lahan pertanian di Cikabayan, Bogor, Jawa Barat
(Tabel 1). Isolasi dan seleksi MPK dilakukan di laboratorium Bioteknologi Tanah,
Departemen Ilmu Tanah dan Sumber Daya Lahan (DITSL), Institut Pertanian
Bogor (IPB). Analisa kimia dilakukan di laboratorium Kimia dan Kesuburan
Tanah, DITSL. Analisa molekuler dilakukan di Institut Pertanian Bogor Culture
Collection (IPBCC), Departemen Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam, IPB.

Batu Ampar

Pongkor

Cikabayan
Gambar 2 Lokasi pengambilan sampel tanah (Google Maps 2014)

9

Tabel 1 Lokasi, jenis vegetasi dan koordinat pengambilan sampel tanah
Lokasi
Lahan
Pertanian,
Cikabayan
Lahan bekas
tambang
timah, Bangka
Lahan bekas
tambang emas,
Pongkor

Jenis Vegetasi
Kakao (Theobroma cacao L.)
Kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq.)
Kopi (Coffea arabica L.)
Karamunting (Melastoma malabathricum L.)
Akasia (Acacia mangium Willd.)
Simpur (Dillenia suffruticosa (Griff) Martelli)
Sonobrit (Dalbergia latifolia Roxb.)
Ganitri (Elaeocarpus serratus L.)
Puspa (Schima wallichii (DC.) Korth.)

Koordinat
S 06033.144’ ; E 106043.069’
S 06033.106’ ; E 106043.008’
S 06033.105’ ; E 106042.977’
S 01059.376' ; E 106008.579’
S 01059.401’ ; E 106008.589’
S 01059.393’ ; E 106008.389’
S 06038.692’ ; E 106034.233’
S 06038.627’ ; E 106034.219’
S 06038.745’ ; E 106034.256’

Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan untuk pengambilan sampel tanah adalah bor
tanah dan cangkul, sedangkan penentuan koordinat lokasi pengambilan sampel
tanah digunakan alat berupa Global Positioning System (GPS). Isolasi, seleksi dan
pengujian MPK digunakan alat berupa autoclave, laminar air flow dan
micropipet. Perlengkapan uji ke tanaman sorgum terdiri dari cangkul dan pipa
paralon ukuran ¾ inch. Peralatan analisa kimia terdiri dari spekrofotometer
UV-Vis (Varian-Cary 300) dan Flamefotometer (Corning 405). Perlengkapan
identifikasi molekuler terdiri dari UV transilluminator, Polymerase Chain
Reaction (PCR) dan perangkat elektroforesis.
Bahan untuk isolasi, seleksi dan pengujian MPK terdiri dari sampel tanah
dari tanah pasca tambang timah, tanah pasca tambang emas, tanah pertanian,
media Alexsandrov, media blood agar, media NA (Nutrient Agar), media
pikovskaya, bibit tembakau varietas Havana, benih padi varietas Ciherang dan
pereaksi molibdat. Sumber kalium yang digunakan adalah feldspar dari 2 lokasi
yaitu feldspar asal Gunung Kuda, Cirebon, Jawa Barat dengan kadar K2O 1.93 %
dan feldspar asal Malang, Jawa timur dengan kadar K2O 1.74 %. Sumber fosfat
yang digunakan adalah Ca3(PO4)2 dengan kadar kadar P2O5 45.76 % dan batuan
fosfat asal Blitar, Jawa Timur dengan kadar kadar P2O5 26.61 %. Sebelum
digunakan, feldspar dan batuan fosfat terlebih dahulu digerus lalu disaring dengan
ukuran saringan 270 mesh. Bahan untuk uji ke tanaman sorgum terdiri dari benih
sorgum varietas Numbu, pupuk Urea (46.72 % N) dan pupuk SP-36 (33.59 %
P2O5), air minim hara (51.12 ppm C-organik, 14.06 ppm N total, 0.23 ppm P total
dan 0.12 ppm K total) dan media tanah dari lahan pertanian Cikabayan, Bogor,
Jawa Barat (1.23 % C-organik, 0.13 % N total, 144 ppm P total, 23.08 ppm P
tersedia, 140 ppm K total dan 26.58 ppm K tersedia). Bahan yang digunakan
untuk identifikasi molekuler terdiri dari larutan penyangga, proteinase-K, agarosa,
Etidium Bromida (EtBr), dNTP dan taq DNA polymerase.

Prosedur Penelitian
Pengambilan Sampel Tanah
Pengambilan sampel tanah dilakukan di daerah sekitar perakaran tanaman
pada 3 jenis tanaman yang berbeda pada tiap-tiap lokasi pengambilan sampel

10

tanah dengan 3 ulangan. Pengambilan sampel tanah dilakukan dengan membagi
daerah pengambilan sampel menjadi 4 titik (Gambar 3). Pengambilan sampel
tanah menggunakan cangkul atau linggis dengan cara menggali tanah sampai
kedalaman 0 sampai 20 cm, tanah yang telah digali dilihat lapisan tanah yang ada,
kemudian pada lapisan yang terlihat sama, sampel tanah diambil menggunakan
sendok semen, lalu dikompositkan. Tanah diambil 100 g untuk isolasi mikrob dan
250 g untuk analisis fisik dan kimia tanah.
Keterangan :
= Tanaman
= Titik Sampling

Gambar 3 Denah pengambilan contoh tanah
Isolasi Mikrob Pelarut Kalium
Isolasi MPK memodifikasi metode dari Prajapati dan Modi (2012)
menggunakan media Alexandrov (Tabel 2). Sampel tanah dikeringanginkan
terlebih dahulu. Tahapan isolasi BPK dimulai dengan menginkubasi 10 g berat
kering mutlak (BKM) tanah ke 90 ml media Alexandrov broth selama 4 hari.
Sedangkan isolasi FPK dilakukan dengan menginkubasi 10 g BKM tanah ke 90
ml media Alexandrov broth yang telah ditambahkan kloramfenikol selama 7 hari.
Sampel tanah yang telah diinkubasi diencerkan menggunakan metode
pengenceran (dilution method) dengan mensuspensikan 1 ml media dari hasil
inkubasi ke 9 ml larutan fisiologis (NaCl 0,85 %) (10-1), langkah tersebut diulang
sampai pengenceran 10-4 untuk bakteri dan 10-3 untuk fungi (Gambar 4).
Isolasi mikrob menggunakan metode sebar (spread plate). Media
Alexandrov agar (bakteri) atau Alexandrov agar yang ditambahkan kloramfenikol
(fungi) dituang dan disebar ke seluruh permukaan cawan petri dan dibiarkan
sampai mengeras. Sebanyak 0.1 ml hasil pengenceran dimasukkan ke dalam
cawan petri yang berisi media Alexandrov agar kemudian disebar ke seluruh
permukaan media dan dinkubasi selama 4 sampai 7 hari.Perlakuan ini diulang
sebanyak 2 ulangan. Prajapati et al. (2012) menyebutkan bahwa koloni yang
tumbuh dan membentuk zona bening pada media merupakan koloni MPK.
Tabel 2 Komposisi media Alexandrov agar (Prajapati & Modi 2012)
Bahan
Dosis (%)
Glukosa
1
Yeast extract
0.5
MgSO4.7H2O
0.05
FeCl3
0.0005
CaCO3
0.01
CaPO4
0.2
Feldspar
0.5
Agar
2
Kloramfenikol (khusus fungi)
0.004

11

10 g sampel tanah
1ml
hasil inkobasi

1ml
suspensi 10-1

4 atau 7 hari

Alexandrov broth atau
Alexandrov broth + kloramfenikol

9 ml NaCl 0.85%

9 ml NaCl 0.85%

10-1

10-2

1ml
suspensi 10-3

9 ml NaCl 0.85%

1ml
suspensi 10-2

9 ml NaCl 0.85%

-4

10

10-3

Gambar 4 Metode pengenceran
Seleksi Patogenitas Mikrob Pelarut Kalium
Seleksi patogenitas terdiri dari uji hipersensitif dan uji hemolisis.
Pengujian respon hipersensitif dilakukan untuk mengetahui potensi MPK sebagai
patogen bagi tanaman. Pengujian respon hipersensitif pada BPK memodifikasi
metode Schaad et al. (2001) yang dilakukan dengan membiakkan isolat bakteri
pada media Nutrient broth (NB) dan diinkubasi selama 12 jam pada suhu ruang.
Isolat pada media NB kemudian diambil menggunakan alat suntik (syringe) lalu
disuntikkan sebanyak 0.1 ml (109 SPK/ml) ke daun tembakau (Nicotiana tabacum
L.) varietas Havana. Penyuntikan isolat ke daun tembakau dilakukan tanpa
menggunakan jarum suntik. Kontrol negatif dilakukan dengan menyuntikkan daun
tembakau menggunakan aquadest steril dan kontrol positif dilakukan dengan
menyuntikkan daun tembakau menggunakan Xantomonas sp. Pengamatan
dilakukan dengan mengamati perubahan pada daun tembakau selama 72 jam, jika
terjadi gejala nekrosis pada titik penyuntikan, maka BPK tersebut berpotensi
sebagai patogen tanaman.
Pengujian respon hipersensitif pada FPK memodifikasi metode
Mahmoud et al. (2013) yang dilakukan dengan membiakkan isolat fungi pada
media Potato Dextrose Broth (PDB) sampai fungi menutupi seluruh permukaan
media. Benih padi varietas Ciherang non-steril direndam selama 24 jam pada
media PDB yang telah ditumbuhi FPK. Benih padi yang telah direndam kemudian
disemai pada kapas steril yang telah dibasahi dengan aquadest. Penyemaian benih
dilakukan sampai benih berumur 7 hari setelah semai (HSS), kelembaban kapas

12

terus dijaga dengan menyiram kapas secara rutin dengan aquadest. Sebagai
kontrol negatif digunakanlah benih padi yang direndam dengan air steril dan
kontrol positif digunakan benih padi yang direndam dengan fungi Rhizotocnia
solani. Kriteria seleksi dilihat dari persentase tumbuh, jika persentase tumbuh
benih yang direndam lebih rendah dari kontrol negatif (aquadest), maka fungi
berpotensi sebagai patogen bagi tanaman. Mikrob yang teridentifikasi sebagai
patogen bagi tanaman tidak digunakan dalam pengujian selanjutnya.
Pengujian hemolisis dilakukan untuk mengetahui potensi MPK sebagai
patogen bagi manusia dan hewan. Uji hemolisis memodifikasi metode Difco
(2009) dengan menumbuhkan MPK yang lulus dari uji hipersensitif pada media
Blood agar (Tabel 3) yang telah dicampur darah domba 5 % dari domba jenis
Ekor Gemuk, kemudian diinkubasi selama 24 jam pada suhu ruang. Zona bening
yang terbentuk di sekeliling koloni menunjukkan bahwa koloni mikrob tersebut
bersifat patogen bagi manusia dan hewan.
Tabel 3 Komposisi media Blood agar (Himedia 2013)
Bahan
Dosis (%)
Tripton
1.4
Pepton
0.45
Yeast extract
0.45
NaCl
0.5
Agar
2
Uji Indeks Pelarutan Kalium dan Fosfat
Pengujian indeks pelarutan kalium dilakukan untuk menentukan 10 MPK
terbaik dari MPK yang lolos uji patogenitas. Pengujian dilakukan dengan
membiakkan isolat yang lolos uji patogenitas ke media Alexandrov agar
kemudian dihitung indeks pelarutan kalium dari koloni MPK tersebut. Sumber
kalium yang ditambahkan pada media Alexandrov adalah feldspar yang berasal
dari Gunung Kuda, Cirebon, Jawa Barat dan feldspar yang berasal dari Jawa
Timur. Sebanyak 10 isolat MPK yang memiliki indeks pelarutan kalium terbesar
diambil untuk dilakukan pengujian selanjutnya yaitu uji indeks pelarutan fosfat
dan uji kemampuan mikrob melarutkan sumber kalium dan fosfat di media cair.
Uji indeks pelarutan fosfat bertujuan untuk mengetahui kemampuan
mikrob selain sebagai pelarut kalium, juga sebagai pelarut fosfat. Pengujian
dilakukan dengan membiakkan 10 isolat mikrob pelarut kalium terbaik pada
media Pikovskaya agar (Tabel 4) dengan sumber fosfat berupa Ca3(PO4)2 dan
batuan fosfat asal Blitar, Jawa timur. Isolat yang membentuk zona bening pada
media menunjukkan isolat dapat melarutkan fosfat. Rumus yang digunakan untuk
mengukur indeks pelarutan fosfat sama dengan rumus pengukuran indeks
pelarutan kalium (Edi et al. 1996). Rumus indeks pelarutan kalium dan fosfat
adalah sebagai berikut,
Indeks Pelarutan Kalium/Fosfat

=

Diameter total (koloni + zona bening)
Diameter koloni

13

Tabel 4 Komposisi media Pikovskaya (Himedia 2011)
Bahan
Dosis (%)
Yeast extract
Dekstrosa
Sumber fosfat
(NH4)2SO2
KCl
MgSO4
MnSO4
FeSO4
Agar

0.05
1
0.5
0.05
0.02
0.01
0.00001
0.00001
2

Uji Kemampuan MPK Melarutkan Kalium dan Fosfat di Media Cair
Pengujian bertujuan mendapatkan 5 MPK terbaik dari 10 MPK hasil uji
sebelumnya berdasarkan kemampuannya dalam melarutkan sumber kalium sukar
larut. Pengujian kemampuan MPK pada media cair dalam melarutkan sumber
kalium dan fosfat merupakan percobaan faktor tunggal dengan 11 perlakuan yang
diulang sebanyak 3 kali. Pengujian ditempatkan dalam rancangan acak lengkap
(RAL). Perlakuan adalah pemberian isolat MPK yaitu MPK0 (tanpa isolat) dan 10
isolat MPK terbaik dari uji indeks pelarutan kalium.
Pengujian dilakukan dengan mengisolasi 10 isolat mikrob pada 25 ml
media tumbuh selama 7 hari. Media tumbuh yang digunakan komposisinya terdiri
dari 1 % glukosa, 0.05 % yeast extract dan 0.5 % sumber kalium (feldspar) atau
sumber fosfat (Ca3(PO4)2 dan batuan fosfat). Setelah 7 hari, suspensi isolat
kemudian di centrifuge selama 25 menit dengan kecepatan 4000 rpm untuk
memisahkan supernatan dari sel mikrob dan kalium atau fosfat tidak larut, lalu
supernatan diambil dan disaring.
Pengukuran kalium terlarut memodifikasi metode yang dilakukan
Parmar dan Sindhu (2013) dengan mengukur supernatan menggunakan
flamefotometer. Larutan standar menggunakan K titrisol. Pengukuran fosfat
terlarut memodifikasi metode yang dilakukan oleh Susilowati dan Syekhfani
(2014), 1 ml supernatan hasil centrifuge dicampurkan dengan larutan pereaksi
(asam borat 0.5 %, ammonium molibdat 0.38 %, HCl 7.5 %) kemudian
ditambahkan 5 tetes larutan pereduksi. Larutan hasil reaksi diukur menggunakan
spektrofotometer dengan panjang gelombang 660 nm serta larutan standar
menggunakan KH2PO4.
Berdasarkan hasil pengukuran kalium dan fosfat pada media cair,
persentase kelarutan kalium dan fosfat kemudian dihitung untuk mengetahui
seberapa besar kemampuan MPK dalam melarutkan sumber kalium dan fosfat.
Persentase kelarutan kalium dan fosfat dihitung dengan rumus,
Persentase kelarutan (%)

=

Kadar tersedia (ppm)
Kadar total pada sumber (ppm)

x

100 %

14

Parameter pengamatan adalah kadar kalium dan fosfat terlarut (ppm) serta
persentase kalium dan fosfat terlarut (%) pada media tumbuh yang telah
ditambahkan dengan sumber kalium atau sumber fosfat. Sebanyak 5 isolat yang
memiliki kemampuan pelarutan kalium terbesar diambil untuk diuji pada tanaman
sorgum.
Uji Kemampuan Mikrob Pelarut Kalium pada Tanaman Sorgum
Pengujian kemampuan MPK dilakukan untuk mengetahui seberapa besar
kemampuan MPK dalam melarutkan kalium di tanah dari bentuk yang tidak
tersedia menjadi bentuk tersedia dan pengaruhnya terhadap pertumbuhan vegetatif
tanaman sorgum. Pengujian kemampuan MPK pada tanaman sorgum merupakan
percobaan faktor tunggal dengan 6 perlakuan yang diulang sebanyak 3 kali.
Pengujian ditempatkan dalam rancangan acak lengkap (RAL). Perlakuan adalah
pemberian isolat MPK pada media penanaman yaitu P0 (tanpa isolat) dan 5 isolat
terbaik dari uji pada media cair (P1, P2, P3, P4 dan P5).
Aplikasi mikrob memodifikasi metode yang dilakukan oleh Basak dan
Biswas (2009) dengan modifikasi pada tanaman yang digunakan yaitu tanaman
sorgum. Tanah jenis Latosol dari kebun percobaan Cikabayan sebanyak 5 kg berat
kering oven dimasukkan ke dalam polibag dan masing-masing diberi 1/3 dosis
pupuk anorganik berupa 100 ppm N dan 50 ppm P2O5. Aplikasi MPK dilakukan
dengan membiakkan isolat pada 100 ml media NB selama 12 jam, kemudian 20
ml MPK (populasi 109 SPK/ml) pada media NB tersebut dicampur dengan 250 ml
aquadest dan diaplikasikan ke polibag perlakuan sebelum penanaman. Pada
perlakuan kontrol tidak diberi isolat MPK. Polibag tersebut kemudian ditanami
benih sorgum, kelembaban tanah dijaga dengan menyiram tanah menggunakan air
minim hara. Sebanyak 2/3 dari dosis pupuk N dan pupuk P diberikan ke tanaman
pada umur tanaman 3 minggu setelah tanam (MST).
Pengamatan dilakukan pada saat tanaman sorgum berumur 6 MST.
Tanaman sorgum yang telah diukur pertumbuhannya pada 6 MST dikeringkan
dengan oven pada suhu 60 0C selama 24 jam lalu dihaluskan kemudian dianalisis
kandungan kalium total pada tanaman tersebut. Tanah yang ditanami sorgum juga
diukur pH tanah kemudian dikeringkan menggunakan oven pada suhu 60 0C
selama 24 jam lalu dianalisa kandungan kalium total dan kalium tersedia tanah
(Tabel 5). Parameter pengamatan yaitu tinggi tanaman (cm), jumlah daun (helai),
bobot kering akar (g), bobot kering tajuk (g), pH tanah, kadar kalium tanaman
(%), kadar kalium total di tanah (me/100 g) dan kadar kalium tersedia di tanah
(me/100 g). Sebanyak 2 isolat yang menunjukkan hasil terbaik diambil untuk
identifikasi dan karakterisasi MPK.
Tabel 5

Parameter dan metode analisis kimia tanah
(Balittan 2005)
Metode
Parameter
Ekstraksi
pH tanah
Aquadest
K tanaman (%)
Pengabuan basah
K total (me/100 g)
HNO3 dan HClO4
K tersedia (me/100 g)
Bray I

dan tanaman sorgum

Pengukuran
pH meter
Flamefotometer
Flamefotometer
Flamefotometer

15

Identifikasi dan Karakterisasi Mikrob Pelarut Kalium
a. Identifikasi MPK
Identifikasi mikrob secara molekuler dilakukan dengan metode analisa
molekuler berdasarkan sekuen gen 16s rRNA (Santosa 2001; Sulandri dan
Zein 2003). Tahapan identifikasi berupa ekstraksi, purifikasi, Polymerase
Chain Reaction (PCR), elektroforesis dan sekuensing DNA. Tahapan ekstraksi
dilakukan dengan menumbuhkan isolat pada media luria bertani (LB) selama
3 hari, sebanyak 10 ml kultur yang telah tumbuh disetrifu