Metodologi Penelitian Lokasi Penelitian Pupuk Mikroba

Muhammad Arsyad : Studi Isolasi Bakteri Rhizobium Yang Diinokulasikan Ke Dalam Dolomit Sebagai Pembawa Carrier Serta Pemanfaatannya Sebagai Pupuk Mikroba, 2010. - Variasi perbandingan antara dolomit dengan starter kultur yang dilakukan 1:2, 1:3, 1:4, 1:5, 1:6, dengan masing – masing 5 gram dolomit dicampurkan dengan 10 ml , 15 ml ,20 ml , 25 ml , 30 ml , starter kultur dalam wadah yang berbeda.

1.4. Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah : - Untuk memperoleh biakan murni bakteri Rhizobium yang diisolasi dari akar tanaman putri malu. - Untuk membuat pupuk mikroba dengan menggunakan bakteri Rhizobium yang diinokulasikan pada dolomit sebagai pembawa carrier sehingga viabilitasnya dapat dipertahankan stabil. - Untuk membandingkan pertumbuhan tanaman kacang hijau kontrol dengan perlakuan di lapangan dengan pemberian pupuk Rhizobium dari hasil isolasi bintil akar tanaman putri malu.

1.5. Manfaat Penelitian

Manfaat penelitian ini adalah untuk menghasilkan pupuk mikroba biofertilizer yang lebih memperhatikan kesuburan tanah tanpa merusak keadaan lingkungan serta lebih ekonomis sehingga sangat berguna bagi masyarakat luas khususnya petani.

1.6. Metodologi Penelitian

Penelitian ini adalah eksperimen laboratorium, yaitu pembuatan pupuk mikroba dengan menggunakan bakteri Rhizobium hasil isolasi dari bintil akar tanaman putri malu. Langkah- langkah yang dilakukan untuk proses analisisnya adalah sebagai berikut : 1. Preparasi sampel Muhammad Arsyad : Studi Isolasi Bakteri Rhizobium Yang Diinokulasikan Ke Dalam Dolomit Sebagai Pembawa Carrier Serta Pemanfaatannya Sebagai Pupuk Mikroba, 2010. 2. Penyiapan media 3. Isolasi bakteri pada media selektif metode Dubay dan Maheshwari, 2002. 4. Uji mikroskop untuk penentuan bakteri Rhizobium. 5. Perbanyakan penanaman kembali untuk mendapatkan biakan murni. 6. Inokulasi bakteri pada serbuk dolomit 7. Perhitungan jumlah sel bakteri 8. Pengujian lapangan.

1.7 Lokasi Penelitian

Penelitian ini dilakukan secara eksperimen di Laboratorium Biokimia KBM Kimia Bahan Makanan, Laboratorium Mikrobiologi, dan Laboratorium Kimia Analitik Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam USU Medan. Muhammad Arsyad : Studi Isolasi Bakteri Rhizobium Yang Diinokulasikan Ke Dalam Dolomit Sebagai Pembawa Carrier Serta Pemanfaatannya Sebagai Pupuk Mikroba, 2010. BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Tanaman Puteri Malu Mimosa pudica L

Putri malu merupakan tumbuhan liar yang sering dijumpai di pinggir jalan maupun di lapangan terbuka yang terkena sinar matahari. Putri malu berasal dari Amerika tropis dan dapat ditemukan pada ketinggian 1-1200 m. Tumbuhan ini biasanya hidup memanjat atau berbaring di permukaan tanah dan sangat cepat berkembang biak. Kebanyakan mempunyai ketinggian batang berkisar 0,3–1,5 m dan memiliki batang bulat, berambut serta berduri tempel yang berbentuk runcing dan tajam. Daun berupa daun majemuk menyirip genap ganda dua yang sempurna. Jumlah anak daun setiap sirip sekitar 5-26 pasang. Pertumbuhan helaian anak daun berbentuk memanjang sampai lanset, ujung daun runcing, pangkalnya membundar, tepi daunnya rata, permukaan daun bagian atas dan bagian bawah licin. Tanaman putri malu mempunyai panjang daun 6-16 mm, lebar daun 1-3 mm, berwarna hijau, umumnya tepi daun berwarna ungu. Jika daun tersentuh, maka daun tersebut akan melipat diri mengkerut. Mempunyai bentuk bunga yang bulat, berbentuk seperti bola, dan mempunyai tangkai berwarna ungu. Buah tanaman putri malu berbentuk seperti polong, pipih, dan berbentuk garis. Bijinya bulat dan pipih Dalimartha, 2000.

2.1.1. Sistematika Tanaman Putri malu Mimosa pudica L

Kingdom : Plantae Divisi : Spermatophita Kelas : Angiospermae Sub kelas : Dicotyledoneae Ordo : Fabales Muhammad Arsyad : Studi Isolasi Bakteri Rhizobium Yang Diinokulasikan Ke Dalam Dolomit Sebagai Pembawa Carrier Serta Pemanfaatannya Sebagai Pupuk Mikroba, 2010. Famili : Mimosaceae Sub Famili : Mimosoideae Genus : Mimosa Spesies : Mimosa pudica L Sharma, 2002.

2.2. Proses Pertumbuhan Tanaman

Untuk meningkatkan pertumbuhan tanaman, proses fotosintesis harus dibuat menjadi lebih efisien. Hal ini dapat dilakukan dengan memperbaiki kelembapan tanah, meningkatkan penyerapan energi surya dan CO 2 , serta menyediakan zat nutrisi yang diperlukan dalam proporsi yang benar dan tepat. Umumnya, tahap pertumbuhan tanaman dibagi menjadi dua fase, yakni fase vegetatif dan fase generatif. Fase vegetatif terjadi pada perkembangan akar, daun, dan batang baru, terutama saat awal pertumbuhan atau setelah masa berbunga atau berbuah. Pada fase ini terjadi tiga proses penting, yakni pembelahan sel, perpanjangan sel, dan tahap awal dari diferensiasi sel. Fase generatif fase reproduktif dimulai dari pembentukan dan pertumbuhan kuncup-kuncup bunga, buah dan biji. Serta terjadi pula pada pembesaran dan pendewasaan struktur penyimpanan makanan, akar-akar, dan batang Novizan, 2002. Proses penting yang berlangsung pada fase generatif meliputi pembuatan sel-sel secara relatif berjumlah sedikit, pendewasaan jaringan penebalan serabut-serabut, pembentukan hormon untuk perkembangan kuncup bunga, buah dan biji. Kedua fase pertumbuhan tersebut berbeda, tetapi dapat juga terjadi secara bersamaan. Pada saat tanaman sedang mengalami fase generatif atau masa berbunga dan berbuah, fase vegetatif tetap berlangsung tetapi dalam jumlah sedikit. Kebutuhan unsur hara yang dibutuhkan pada fase vegetatif dan generatif berbeda. Beberapa unsur hara dibutuhkan dalam jumlah besar melebihi unsur lainnya Novizan, 2002. Unsur hara dapat diserap oleh tanaman setelah melalui tiga mekanisme sebagai berikut : Muhammad Arsyad : Studi Isolasi Bakteri Rhizobium Yang Diinokulasikan Ke Dalam Dolomit Sebagai Pembawa Carrier Serta Pemanfaatannya Sebagai Pupuk Mikroba, 2010. 1. Unsur hara dapat diserap langsung oleh akar bersama dengan penyerapan air dari larutan tanah. Karena itu, sangat penting untuk menjaga keseimbangan unsur-unsur hara di dalamnya, misalnya mempertahankan pH pada posisi netral. 2. Unsur hara memasuki membran sel akar mengikuti hukum difusi, tanpa mengikutsertakan air. Jika konsentrasi ion terlarut di dalam larutan tanah lebih tinggi dari pada di dalam sel akar, ion dari larutan tanah akan bergerak kedalam sel akar. 3. Mekanisme penyerapan yang ketiga berlangsung lebih rumit, yang dikenal sebagai proses pertukaran ion. Akar tanaman yang paling aktif adalah rambut akar yang baru tumbuh. Pada akar ini terjadi kegiatan respirasi dalam jumlah paling besar, karena itu dapat dipahami jika pernafasan akar terhambat karena faktor genangan air atau tanah terlalu padat. Unsur hara yang diserap oleh tanaman berasal dari 3 sumber sebagai berikut: a. Bahan organik. Sebagian besar unsur hara terkandung di dalam bahan organik, sebagian dapat langsung digunakan oleh tanaman, sebagian lagi tersimpan untuk jangka waktu yang lama. Bahan organik harus mengalami dekomposisi pelapukan terlebih dahulu sebelum tersedia bagi tanaman. b. Mineral alami. Setiap jenis batuan mineral yang membentuk tanah mengandung bermacam-macam unsur hara. Mineral alami ini berubah menjadi unsur hara yang tersedia bagi tanaman setelah mengalami penghancuran oleh cuaca. c. Unsur hara yang terikat. Unsur hara ini terikat di permukaan atau antara lapisan koloid tanah dan sebagai sumber utama dari unsur hara yang dapat diatur oleh manusia Novizan, 2002.

2.2.1. Unsur hara tanaman

Unsur hara yang diserap oleh tanaman dari dalam tanah terdiri dari 13 unsur mineral atau sering disebut unsur hara esensial. Unsur hara ini sangat diperlukan tanaman dan fungsinya tidak dapat diganti oleh unsur lain. Muhammad Arsyad : Studi Isolasi Bakteri Rhizobium Yang Diinokulasikan Ke Dalam Dolomit Sebagai Pembawa Carrier Serta Pemanfaatannya Sebagai Pupuk Mikroba, 2010. Dari ketiga belas unsur hara yang diperoleh dari dalam tanah, enam unsur diantaranya diperlukan tanaman dalam jumlah lebih besar atau yang sering disebut dengan unsur makro. Unsur makro terdiri dari nitrogen N, phosphor P, kalium K, kalsium Ca, magnesium Mg, dan sulfur S , tujuh lainnya diperlukan tanaman dalam jumlah relative lebih kecil atau sering disebut dengan unsur mikro. Unsur ini terdiri dari besi Fe, seng Zn, tembaga Cu, mangan Mn, boron B, molybdenum Mo, dan klor Cl Novizan, 2002.

2.2.2. Nitrogen N

Nitrogen diserap oleh tanaman dalam bentuk ion nitrat NO 3 - dan ion ammonium NH 4 + . Sebagian besar nitrogen diserap dalam bentuk ion nitrat karena ion tersebut bermuatan negatif sehingga selalu berada di dalam larutan tanah dan mudah diserap oleh akar. Ion nitrat lebih mudah tercuci oleh aliran air dan mengarah menuju lapisan di bawah daerah perakaran sehingga tidak dapat dimanfaatkan oleh tanaman. Sebaliknya ion amonium bermuatan positif tidak mudah hilang oleh proses pencucian Novizan, 2002. Nitrogen tidak tersedia dalam bentuk mineral alami seperti unsur lainnya. Sumber nitrogen yang terbesar berupa udara yang sampai ketanah melalui air hujan atau udara yang diikat oleh bakteri pengikat nitrogen. Contoh bakteri pengikat nitrogen adalah Rhizobium yang ada dibintil akar tanaman kacang-kacangan Leguminosa. Idealnya, Bakteri Rhizobium mampu menyediakan 50–70 kebutuhan nitrogen pada tanaman. Selain Rhizobium ada jenis bakteri pengikat nitrogen lain yang tidak bersimbiosis dengan tanaman, misalnya Azotobacter. Nitrogen dapat kembali ke tanah melalui proses pelapukan sisa makhluk hidup bahan organik. Nitrogen yang berasal dari bahan organik dapat dimanfaatkan oleh tanaman setelah melalui tiga tahap reaksi yang melibatkan aktivitas mikroorganisme tanah. Tahap reaksi tersebut sebagai berikut : 1. Penguraian protein yang terdapat pada bahan organik menjadi asam amino. Tahap ini disebut reaksi aminisasi. Muhammad Arsyad : Studi Isolasi Bakteri Rhizobium Yang Diinokulasikan Ke Dalam Dolomit Sebagai Pembawa Carrier Serta Pemanfaatannya Sebagai Pupuk Mikroba, 2010. 2. Perubahan asam amino menjadi senyawa-senyawa amonia NH 3 dan amonium NH 4 + . Tahap ini disebut reaksi amonifikasi. 3. Perubahan senyawa amonia menjadi nitrat yang disebabkan oleh bakteri Nitrosomonas dan Nitrosocooecus. Tahap ini disebut reaksi nitrifikasi. Nitrogen yang ada di dalam tanah dapat hilang karena terjadinya penguapan, pencucian oleh air, atau terbawa bersama tanaman pada saat panen. Tanah yang sangat basah atau sangat padat penyebab terjadinya kondisi anaerob tidak terdapat cukup oksigen di dalam tanah, maka akibatnya terjadi reaksi yang mengubah nitrat menjadi gas nitrogen. Jenis bakteri tertentu dapat mengubah nitrat menjadi gas nitrogen ini. Pencucian nitrat sering terjadi pada tanah berpasir atau tanah sangat gembur. Saat pencucian terjadi, air memindahkan nitrat menuju lapisan bawah daerah perakaran. Erosi pada tanah akan menghanyutkan nitrogen ke sungai yang akhirnya bermuara ke laut. Selanjutnya akan terjadi proses pengembalian nitrogen ke tanah. Proses ini terjadi secara berkesinambungan yang dikenal dengan siklus nitrogen.Tanah yang kekurangan nitrogen menyebabkan pertumbuhan tanaman lamban dan kecil yang ditandai dengan perubahan warna pada daun menjadi pucat dan layu serta menguning sebelum waktunya tiba. Selanjutnya daun pada tanaman akan mengering mulai dari bawah ke bagian atas daun. Jaringan-jaringan tanaman tersebut mati lalu mengering. Bila tanaman sempat berbuah, buahnya akan tumbuh kerdil kekuningan dan lekas matang. Kalau pada tanah tersebut tidak diberi pupuk yang mengandung unsur nitrogen maka selamanya tanaman akan tumbuh seperti dijelaskan di atas Lingga, 2004.

2.3. Pupuk Mikroba

Pupuk mikroba merupakan formulasi inokulan strain-strain mikroba unggul yang dapat menambah atau meningkatkan unsur hara dalam tanah. Keberadaannya sangat berperan bagi pertanian berkelanjutan. Ada beberapa jenis pupuk mikroba yang beredar di pasaran saat ini, antara lain mikroba pengikat nitrogen N, mikroba pelarut fosfat. Jenis mikroba ini sudah diakui dan dimanfaatkan secara luas sebagai pengikat unsur N sehingga Muhammad Arsyad : Studi Isolasi Bakteri Rhizobium Yang Diinokulasikan Ke Dalam Dolomit Sebagai Pembawa Carrier Serta Pemanfaatannya Sebagai Pupuk Mikroba, 2010. kebutuhan pupuk nitrogen seperti urea dan amonium sulfat dapat dikurangi ataupun digantikan. Salah satu bentuk simbiosis pengikat N antara mikroba dengan tanaman tinggi yang sangat terkenal adalah simbiosis bakteri kelompok Rhizobia dengan tanaman leguminosa. Beberapa jenis tanaman Leguminosa antara lain dari jenis kacang-kacangan seperti kedelai, kacang tanah, kacang hijau, dan kacang-kacangan penutup tanah serta jenis pohon seperti akasia dan sengon. Untuk dapat lebih memanfaatkan bentuk simbiosis tersebut, diperlukan pemahaman lebih mendalam tentang proses yang terjadi dalam asosiasi bakteri dengan tanaman inang Ismawati, 2004.

2.4. Rhizobium sp