LAPORAN PENELITIAN HIBAH PENELITIAN TEMATIK LABORATORIUM TAHUN ANGGARAN 2016

LAPORAN PENELITIAN HIBAH PENELITIAN TEMATIK LABORATORIUM TAHUN ANGGARAN 2016

Judul Penelitian :

  SERBUK KERABANG TELUR AYAM SEBAGAI BIOMATERI BAKTERI PENGOMPOSAN DAN PRODUKSI GAS Tim Pengusul :

Novita Kurniawati, S.Pt., M.App.Sc. 198011282005012002

Prof. Dr. Suharjono Triatmojo, MS. 195404031982031002

Ir. Ambar Pertiwiningrum, M.Si., Ph.D. 196602091990032001

Yuny Erwanto, S.Pt., MP., Ph.D. 197106071997021001

Nanung A.Fitriyanto, S.Pt., M.Sc.,Ph.D. 197106071997021001

FAKULTAS PETERNAKAN

  

UNIVERSITAS GADJAH MADA

2016

LAPORAN PENELITIAN HIBAH PENELITIAN TEMATIK LABORATORIUM TAHUN ANGGARAN 2016

Judul Penelitian :

  SERBUK KERABANG TELUR AYAM SEBAGAI BIOMATERI BAKTERI PENGOMPOSAN DAN PRODUKSI GAS Tim Pengusul : Novita Kurniawati, S.Pt., M.App.Sc. 198011282005012002 Prof. Dr. Suharjono Triatmojo, MS. 195404031982031002 Ir. Ambar Pertiwiningrum, M.Si., Ph.D. 196602091990032001 Yuny Erwanto, S.Pt., MP., Ph.D. 197106071997021001 Nanung A.Fitriyanto, S.Pt., M.Sc.,Ph.D. 197106071997021001

FAKULTAS PETERNAKAN

UNIVERSITAS GADJAH MADA

  

2016

   

HALAMAN PERBAIKAN

  Judul Hibah Penelitian Tematik Laboratorium dari Serbuk Cangkang Telur sebagai Biomateri Bakteri Pengomposan dan Produksi Gas pada proposal yang diajukan dirubah menjadi Serbuk Kerabang Telur Ayam sebagai Biomateri Bakteri Pengomposan dan Produksi Gas pada laporan penelitiannya.

  Nama tempat pemberian label nama sampel tanaman kedelai yang ditandai dengan nama sungai Nanggong terjadi kesalahan penulisan dan pembenarannya yaitu sungai Linggan yang berada di Kabupaten Kulon Progo yang sungainya bermuara ke pantai Trisik. Tanaman kedelai berada diseberang utara sungai Linggan yang terletak sebelum pintu masuk kawasan wisata pantai Trisik.

  INTISARI

Serbuk Kerabang Telur Ayam sebagai Biomateri Bakteri Pengomposan dan Produksi Gas

  Morfologi mikroorganisme dari habitat perairan: tepi pantai dan sungai, daratan: pasir pantai dibawah tanaman, dan habitat tanaman tepi pantai yang bersimbiosis dengan tanaman Orok-orok: pembusukan batang, daun, dan bunga dan yang bersimbiosis dengan akar tanaman kedelai : organ bintil akar/nodul dari pantai Trisik, kabupaten Kulon Progo, Daerah Istimewa Yogyakarta ditumbuhkan pada medium bahan organik berupa pengenceran CM0001 nutrient broth dengan konsentrasi 1/100-NaCl 0,4%, 1/50-NaCl 0,8%, dan 1/25-NaCl 1,5%. Mikroorganisme habitat tepi pantai dan sungai memiliki morfologi pigmen warna putih bening dan putih keruh. Mikroorganisme air pantai bermorfologi pigmen warna putih bening dan mensekresikan metabolite cairan bening tumbuh pada konsentrasi tinggi bahan organik dan mineral garam, 1/25-NaCl 1,5% atau halofilik. Mineral pasir pantai dan lumpur sungai terlarut serta mineral garam, NaCl menumbuhkan morfologi mikroorganisme pigmen warna putih bening dan putih keruh serta fungi. Mikroorganisme pasir pantai dibawah tanaman tepi pantai tumbuh bersimbiosis pada akar tanaman inang dengan kondisi halofilik-oligotropik. Kondisi oligotropik tidak halofilik pada mikroorganisme habitat perairan sungai dipengaruhi mineral tanah dan aliran sungai. Mikroorganisme simbiois akar tanaman Kedelai tumbuh bermorfologi pigmen warna merah muda pada medium pertumbuhan konsentrasi tinggi bahan organik dan mineral garam, 1/25-NaCl 1,5% dan morfologi pigmen warna putih tumbuh pada medium pertumbuhan konsentrasi rendah bahan organik dan mineral garam, 1/100-NaCl 0,4% dan 1/50-NaCl 0,8%. Pemberian perlakuan mineral kalsium kimia organik serupa kalsium karbonat dari konsentrasi 2,67% serbuk biomateri kerabang telur ayam Kampung Jawa lebih pada medium pertumbuhan menumbuhkan mikroorganisme morfologi pigmen warna putih dan mineral kalsium kimia anorganik dari konsentrasi 0,75% kaslium klorida,CaCl

  2 menumbuhkan mikroorganisme morfologi pigmen warna

  merah muda. Mikroorganisme simbiosis bermorfologi sama pigmen warna putih dari tanaman Orok-orok tumbuh tidak dipengaruhi oleh konsentrasi medium pertumbuhan bahan organik, nutrient borth dan mineral garam, NaCl serta perlakuan mineral kalsium kimia organik dan anaorganik.

  Kata kunci : Morfologi mikrooganisme, nutrient broth, mineral garam: NaCl, mineral kaslium: CaCl

  2

  ABSTRACT

Eggshell Poultry Powder as Biomateri Bacterial Composting and Gas Production

  Microorgnisms morphology from aquatic habitats: costal and river, terrestrial habitats: costal sand below plant shading, and coastal plants habitats as Orok-orok plant: stem, leaves, and flower rooten and Soybean plant: noduls organ root from Trisik coast, Kulon Progo regency, Yogyakarta province grown on organic compunds growth medium of diluted CM0001 nutrient broth 1/100-NaCl 0,4%, 1/50-NaCl 0,8%, and 1/25-NaCl 1,5% concentrations. The costal and river habitats microoganisms morphology shown white transparant and white opaque pigment color. Morphology of costal water microorganisms have shown white transparent pigments and secreted transparent fluids on halophile condition. The minerals soluted from costal sand and mud river together with salt, NaCl grown microorganisms morphology of white transparants, white opaque, and fungi. The costal sand symbiosis microorganisms below plant shading are halophilic- oligotropic associated with the root of plant host. Soil minerals and river stream are influenced river habitat microoganisms in oligotrophic non halophilic growth condition. Microorganisms morphology of soybean root symbiosis pink pigment are grown on high concentration of organic compunds and salts, 1/25-NaCl 1,5% and white pigment on low concentration of organic compunds and salts,1/100-NaCl 0,4% dan 1/25-NaCl 0,8%. Addition of calsium organic chemical mineral treatment like calsium carbonat from 2,67% concentration of Kampung Jawa eggshell chicken powder on growth medium are shown more grew white pigment microorganisms morfology and calsium anorganik

  2

  chemical mineral treatment from 0,75% concentration of calsium chloride, CaCl more grew pink pigment microorganism morphology. The same morphology of white pigment symbiosis microorganism from Orok-orok plant are not influenced with concentration of organic compunds growth medium, nutreint broth and salt, NaCl also calsium organic and anorganic chemical minerals treatments.

  Keywords: Microorganism morpholgy, nutrient broth, salt: NaCl, calcium mineral: CaCl

  2

DAFTAR ISI

  HALAMAN JUDUL...................................................................................................... i HALAMAN PERBAIKAN............................................................................................. ii HALAMAN PENGESAHAN......................................................................................... iii

  INTISARI........................................................................................................................ iv ABASTRACT................................................................................................................. v DAFTAR ISI................................................................................................................... vi DAFTAR TABEL.......................................................................................................... viii DAFTAR GAMBAR....................................................................................................... ix DAFTAR LAMPIRAN.................................................................................................... xi PENDAHULUAN............................................................................................................ 1

  Latar Belakang......................................................................................................... 1 Tujuan...................................................................................................................... 2 Manfaat.................................................................................................................... 2 Luaran...................................................................................................................... 2

  TINJAUAN PUSTAKA.................................................................................................... 4 Halofilik dan Halotoleran........................................................................................ 4 Oligotropik.............................................................................................................. 5 Morfologi dan Medium Pertumbuhan Mikroorganisme......................................... 5 Mekanisme Simbiosis Mikroorganisme dengan Tanaman..................................... 6 Mineral Garam Kimia Organik dan Garam Kimia Anorganik............................... 7

  METODE PENELITIAN................................................................................................. 9 Materi................................................................................................................................ 9

  Peralatan Pengambilan Sampel Air, Tanah, dan Tanaman...................................... 9 Mikroorganisme dari Sampel Air, Tanah, dan Tanaman......................................... 9 Medium dan Kondisi Penumbuh Mikroorganisme................................................ 10 Kerabang Telur Ayam............................................................................................ 11

  Metode............................................................................................................................ 11 Lokasi dan Waktu.................................................................................................. 11 Pengambilan Sempel Air, Tanah, dan Tanaman.................................................... 12 Serbuk Biomateri Kerabang Telur Ayam.............................................................. 14 Pengenceran Medium Pertumbuhan Mikroorganisme.......................................... 14 Medium Perlakuan Pertumbuhan Mikroorganisme.............................................. 15

  HASIL DAN PEMBAHASAN...................................................................................... 17 Morfologi Mikrooganisme Tanah, Air, dan Tanaman.......................................... 17

  A. Habitat Perairan : Pantai............................................................................ 17

  B. Habitat Perairan : Sungai........................................................................... 19

  C. Habitat Daratan : Pasir Pantai.................................................................... 23

  D. Habitat Tanaman Tepi Pantai.................................................................... 25 Pengaruh Mineral Kalsium terhadap Mofologi Mikrooganisme.......................... 29

  A. Serbuk Biomateri Kerabang Telur: Kalsium kimia organik..................... 29

  B. Kalsium klorida: Kalsium kimia anorganik.............................................. 30 KESIMPULAN.............................................................................................................. 32 UCAPAN TERIMAKASIH........................................................................................... 34 DAFTAR PUSTAKA.................................................................................................... 35 LAMPIRAN................................................................................................................... 38

DAFTAR TABEL

  1. Tabel 1. Morfologi Mikroorganisme Habitat Perairan Pantai Trisik..................... 18

  2. Tabel 2. Morfologi Mikroorganisme Habitat Perairan Sungai Linggan................ 20

  3. Tabel 3. Morfologi Mikroorganisme Habitat Pasir Pantai Trisik......................... 25

  4. Tabel 4. Morfologi Mikroorganisme Habitat Tanaman Tepi Pantai.................... 28

DAFTAR GAMBAR

  1. Gambar 1. Sampel tanaman kacang-kacangan berbunga kuning atau Orok-orok (Crotalaria) yang tumbuh pada jarak kurang lebih 1 Km dari tepi pantai Trisik.................................................................................................................... 10

  2. Gambar 2. Sampel tanaman kedelai (Glycine max) yang tumbuh di sekitar sungai Linggan yang terletak pada jarakkurang lebih 4 Km dari pantai Trisik.................................................................................................................... 10

  3. Gambar 3. Metode petak kertas dan cawan petri menumbuhan sampel mikroorganisme berupa cairan dengan cara tetasan air atau larutan sampel. Volume yang dipergunakan kurang lebih 10 µl.................................................................. 13

  4. Gambar 4. Metode petak kertas dan cawan petri penumbuhan mikroorganisme yang ditumbuhkan untuk pemisahan morfologi mikroorganisme putih dan merah muda dengan batang loop berbentuk ose pada medium penumbuh dengan perlakukan serbuk biomateri kerabang telur dan sodium klorida (NaCl)................................................................................................................... 13

  5. Gambar 5. Metode petak kertas dan cawan petri penumbuhan mikroorganisme yang ditumbuhkan untuk pemisahan morfologi mikroorganisme putih dan merah muda dengan batang loop berbentuk jarum pada medium penumbuh dengan perlakukan serbuk biomateri kerabang telur dan sodium klorida (NaCl).................................. 14

  6. Gambar 6. Morfologi mikroorganisme air pantai dari pantai Trisik pada CM0001 Nutrient Broth medium penumbuh 1/100, 1/50 dan 1/25...................................... 19

  7. Gambar 7. Morfologi mikroorganisme air pantai bercampur pasir pantai dari pantai Trisik pada CM0001 Nutrient Broth medium penumbuh 1/100, 1/50 dan 1/25....................................................................................................................... 19

  8. Gambar 8. Morfologi mikroorganisme pasir pantai dari pantai Trisik pada CM0001 Nutrient Broth medium penumbuh 1/100, 1/50 dan 1/25...................................... 19

  9. Gambar 9. Morfologi mikroorganisme air dari sungai Linggan yang terletak 4 km dari tepi pantai Trisik, kabupaten Kulon Progo pada CM0001 Nutrient Broth medium penumbuh 1/100, 1/50 dan 1/25.............................................................. 21

  10. Gambar 10. Morfologi mikroorganisme air bercampur lumpur dari sungai Linggan yang terletak 4 km dari tepi pantai Trisik, kabupaten Kulon Progo pada CM0001 Nutrient Broth medium penumbuh 1/50 dan 1/25................................................. 21

  11. Gambar 11. Morfologi mikroorganisme lumpur dari sungai Linggan yang terletak 4 km dari tepi pantai Trisik, kabupaten Kulon Progo pada CM0001 Nutrient Broth medium penumbuh 1/100, 1/50 dan 1/25.............................................................. 21

  12. Gambar 12. Morfologi mikroorganisme pasir pantai yang terletak dibawah pohon Cemara yang berjarak kurang lebih 1Km dari tepi pantai Trisik pada CM0001 Nutrient Broth medium penumbuh 1/100, 1/50, dan 1/25..................................... 24

  13. Gambar 13. Morfologi mikroorganisme pasir pantai yang terletak dibawah akar tanaman Pandan Berduri yang berjarak kurang lebih 1Km dari tepi pantai Trisik pada CM0001 Nutrient Broth medium penumbuh 1/100, 1/50, dan 1/25.............. 24

  14. Gambar 14. Morfologi mikroorganisme pasir pantai yang terletak dibawah akar tanaman Orok-orok yang berjarak kurang lebih 1Km dari tepi pantai Trisik pada CM0001 Nutrient Broth medium penumbuh 1/100, 1/50, dan 1/25...................... 24

  15. Gambar 15. Morfologi mikroorganisme tanaman Orok-orok yang tumbuh diatas sampel pasir pantai berjarak kurang lebih 1Km dan akar tanaman Kedelai sekitar sungai Linggan yang berjarak kurang lebih 4Km dari pantai Trisik, kabupaten Kulon Progo pada CM0001 Nutrient Broth 1/100, 1/50, dan 1/25 dengan konsentrasi NaCl akhir setara dengan 0,4%, 0,8%, dan 1,5%. Koloni mikroorganisme berumur 1hari tumbuh berwarna putih, tangga 9 September hingga

  10 September 2016................................................................................................ 26

  16. Gambar 16. Morfologi mikroorganisme tanaman Orok-orok yang tumbuh diatas sampel pasir pantai berjarak kurang lebih 1Km dan akar tanaman Kedelai sekitar sungai Linggan yang berjarak kurang lebih 4Km dari pantai Trisik, kabupaten Kulon Progo pada CM0001 Nutrient Broth 1/25 dengan konsentrasi NaCl akhir setara dengan 1,5%. Koloni mikroorganisme pigmen warna merah muda tumbuh setelah berumur 3 hari, tanggal 9 September hingga 12 September 2016............. 27

  17. Gambar 17. Morfologi mikroorganisme dari akar tanaman Kedelai yang terletak disekitar sungai Linggan kurang lebih 4 Km dari tepi pantai Trisik dari medium penumbuhan CM0001 Nutrient Broth 1/25 petak nomer 1, 2 dan 3 yang ditumbuhkan kembali pada CM0001 Nutrient Broth 1/25, 1/50, dan 1/100 yang memiliki konsentrasi akhir NaCl setara dengan 1,5%, 0,8%, dan 0,4% terhadap pertumbuhan mikroorganisme koloni pigmen warna merah muda dan putih.

  Penumbuhan dilakukan dari tanggal 14 September 2016 hingga 19 September 2016....................................................................................................................... 27

  18. Gambar 18. Morfologi koloni mikroorganisme akar tanaman Kedelai dan Orok- orok yang ditumbuhkan dengan perlakuan pemberian konsentrasi 2,67% mineral serbuk biomateri kerabang telur ayam Kampung Jawa yang ditambahkan pada medium CM0001 Nutrient Broth 1/25 dan 1/100 yang setara dengan konsentrasi mineral garam, NaCl 1,5% dan 0,4%. Mikroorganisme tersebut telah ditumbuhkan terlebih dahulu selama 5 hari pada CM0001 Nutrient Broth 1/100, 1/50, dan 1/25 tanpa perlakuan..................................................................................................... 29

  19. Gambar 19. Morfologi koloni mikroorganisme akar tanaman Kedelai dan Orok- orok yang ditumbuhkan dengan perlakuan pemberian konsentrasi 0,75% mineral kalsium klorida, CaCl

  2 yang ditambahkan pada medium CM0001 Nutrient Broth 1/25 dan 1/100 yang setara dengan konsentrasi mineral garam, NaCl 1,5% dan 0,4%.

  Mikroorganisme tersebut telah ditumbuhkan terlebih dahulu selama 5 hari pada CM0001 Nutrient Broth 1/100, 1/50, dan 1/25 tanpa perlakuan........................... 31

DAFTAR LAMPIRAN

  1. Lampiran 1. Lokasi Pengambilan Sampel Kabupaten Kulon Progo.................... 38

  2. Lampiran 2. Metode Pengambilan Sampel........................................................... 42

  3. Lampiran 3. Lokasi pengambilan dan jenis sampel air dan tanah....................... 43

  4. Lampiran 4. Serbuk Biomateri Kerabang Telur Ayam........................................ 50

  5. Lampiran 5. Morfologi mikroorganisme sampel tanaman tepi pantai kabupaten Kulon Progo.......................................................................................................... 51

  6. Lampiran 6. Morfologi mikroorganisme dari sampel air pantai, air pantai bercampur pasir pantai, dan pasir pantai kabupaten Kulon Progo....................... 53

  7. Lampiran 7. Morfologi mikroorganisme dari sampel air sungai, air sungai bercampur lumpur, dan lumpur dari kabupaten Kulon Progo................................ 54

  8. Lampiran 8. Morfologi mikroorganisme pasir yang terletak dibawah tanaman dari kabupaten Kulon Progo.......................................................................................... 55

PENDAHULUAN Latar Belakang

  Kerabang telur ayam yang merupakan limbah industri peternakan atau rumah tangga memiliki kemanfaatan yang tinggi dengan diolah menjadi bahan mineral atau biomateri penumbuh mikoorganisme tanah yang dapat menambah kesuburan tanah. Kerabang telur ayam memiliki kandungan mineral yang berbeda dengan mineral tanah karena sifat mineral kerabang telur merupakan mineral organik yang beda dengan mineral anorganik dari bebatuan.

  Mikroorganisme tanah berfungsi untuk mengurai bahan-bahan organik yang diperlukan untuk pertumbuhan tanaman. Mineral merupakan salah satu bahan yang diperlukan mikroorganisme tanah dalam metabolismenya untuk mengurai bahan organik menjadi unsur hara sehingga kesuburan tanah terbentuk dan terjaga. Mineral penting serta melimpah ditanah yang diperlukan untuk metabolisme mikroorganisme tanah seperti kalsium dan magnesium membantu proses penguraian di alam dan lebih diperlukan dari pada mineral tanah yang lain. Kerabang telur merupakan salah satu limbah industri peternakan atau rumah tangga yang memiliki kandungan mineral kalsium tinggi dibandingkan darah, rambut, tanduk, dan kuku. Kerabang telur ayam diolah menjadi bentuk serbuk sehingga memiliki partikel berukuran kecil dan mudah untuk dipergunakan lebih lanjut bagi mikroorganisme dan tanaman.

  Sistem metabolisme mikroorganisme dipengaruhi oleh tempat hidupnya. Mikroorgansime yang hidup pada tanah, air, dan tanaman di daratan yang jauh dari pantai dengan kadar mineral tanah berbeda dengan tanah tepi pantai memiliki perbeda kemampuan dalam menguraikan bahan organik dan anorganik. Kemampuan metabolisme yang berbeda itulah yang mempengaruhi ketersedian unsur hara yang menentukan kesuburan tanah dan pertumbuhan tanaman.

  Mikroorganisme yang dapat hidup ditanah dengan kadar mineral dari air laut atau garam yang tinggi seperti di tepi pantai termasuk dalam golongan halofilik. Jumlah kadar mineral dari air laut atau selanjutnya disebut garam berbeda konsentrasinya berdasarkan jarak letak sampel dari pantai dimana mikrooganisme tersebut hidup. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui mikroorganisme tanah yang hidup pada kondisi tanah dengan tinggi mineral air laut dan rendah mineral air laut terhadap pengaruh mineral serbuk kerabang telur ayam.

  

Tujuan

  Memanfaatkan limbah rumah tangga berupa kerabang telur ayam sebagai mineral atau biomateri pertumbuhan mikroorganisme tanah yang hidup dengan kadar mineral dari air laut atau garam yang tinggi di tepi pantai Trisik dan mikroorganisme pada akar tanaman kedelai sungai Linggan yang berada dekat dengan pantai Trisik, Kabupaten Kulon Progo, Daerah Istimewa Yogyakarta.

  

Manfaat

  Mengetahui metabolisme mikroorganisme tanah yang hidup pada daerah kadar mineral air laut atau garam yang tinggi dan mengolah limbah rumah tangga berupa kerabang telur ayam menjadi serbuk sebagai mineral atau biomateri yang dipergunakan sebagai perlakuan pertumbuah mikroorganisme.

Luaran

  Luaran atau capaian dari dana Hibah Penelitian Tematik Laboratorium semester genap tahun anggaran 2015/2016 di laboratorium Teknologi Kulit, Hasil Ikutan, dan Limbah Peternakan, Fakultas Peternakan, Universitas Gadjah Mada yang telah dilakuan dan belum dilakukan antara lain :

  1. Luaran hasil penelitian yang telah dilakukan yaitu pengambilan sampel tanah, air, dan tanaman dari provinsi Daerah Istimewa Yogyakarta yang meliputi kabupaten Kulon Progo di pantai Trisik dan sungai Linggan, kabupaten Bantul di pantai Pandansimo, pantai Goa Cemara, pantai Parang Kusumo, dan sungai Opak, kabupaten Gunung Kidul di pantai Wediombo, dan kabupaten Sleman di sungai Kuning, Taman Nasional Gunung Merapi, dan tanah sekitar Kelompok Ternak Kambing Etawa Sukorejo I.

  2. Mikroorganisme yang telah ditumbuhkan merupakan sampel air pantai, air pantai bercampur pasir, dan pasir pantai dan pasir pantai dari tepi pantai yang berjarak 1 Km di pantai Trisik, daerah Kabupaten Kulon Progo. Sampel tanaman kedelai yang dipergunakan untuk menumbuhkan mikroorganisme diperoleh dari daerah sekitar sungai Linggan yang berjarak 3 Km dari pantai Trisik. Selain sampel akar tanaman kedelai, sampel tanaman Orok-orok yang tumbuh pada jarak kurang lebih 1 Km dari tepi pantai ditumbuhkan mikroorganisme simbiosis dengan kondisi pembususkan batang, daun, dan bunga, mikrooganisme dari lumpur, lumpur bercampur air sungai, dan air sungai dari sungai Linggan telah ditumbuhkan.

  3. Pembuatan serbuk kerabang telur ayam dari limbah rumah tangga untuk perlakukan penumbuhan mikroorganisme dari tanah bermineral tinggi air laut atau garam. Pengamatan pertumbuhan mikroorganisme terhadap perlakuan penambahan serbuk kerabang telur ayam dibandingkan dengan kalsium kloride berupa morphologi mikroorganisme.

  4. Luaran yang belum dicapai yaitu pemanfaatan mikroogansime yang ditumbuhkan dari sampel tanah berkadar mineral tinggi air laut atau garam dan serbuk kerabang telur ayam untuk dimanfaatkan dalam pengolahan kompos dan uji produksi gas. Morfologi mikroorganisme dari sampel kabupaten Bantul, Gunung Kidul, dan Sleman belum ditumbuhkan dan dimanfaatakan untuk pengolahan kompos dan uji produksi gas.

  5. Belum adanya laporan tugas akhir dari penelitian ini yang dipergunakan untuk kelulusan mahasiswa.

TINJAUAN PUSTAKA Halofilik dan Halotoleran

  Mikroorganisme yang terdapat pada tanah dengan tanah/pasir sekitar pantai mempunyai karakteristik pertumbuhan yang berbeda. Mikroorganisme tanah yang berada jauh dari pantai tidak dapat tumbuh dengan konsentrasi mineral garam, NaCl, kadar tinggi sedangkan mikroorganisme yang berada di tanah/pasir sekitar pantai dapat tumbuh dan memerlukan mineral garam untuk pertumbuhannya. Kadar mineral garam pada tanah/pasir sekitar pantai berbeda dengan air pantai dan air yang bercampur pasir pantai yang dipergunakan sebagai asal sumber mikroorganisme. Tanaman yang tumbuh disekitar pantai dan mikroorganisme yang tumbuh bersamanya atau bersimbiosis telah beradapatasi dengan kadar mineral garam yang tinggi. Mikroorganisme yang memerlukan dan tumbuh dengan kadar mineral garam disebut dengan mikroorganisme halofilik. Mikroorganisme halofil tumbuh pada habitat panas dengan suhu 30 -40 C dan pH 6-7 disekitar pantai (Lowe, S.E. et al, 1993). Tanaman pertanian yang bersimbiosis dengan mikroorganisme halofil yang berada disekitar pantai membantu pertumbuhan hasil pertanian dengan baik.

  Tanaman pertanian dan tanaman tepi pantai tumbuh pada tanah berpasir yang memiliki konsentrasi garam, NaCl, dengan mikroorganisme yang bersifat bukan halotoleran (Mimura dan Nagata, 2000). Tanaman pertanian tepi pantai seperti kedelai dan kelapa, tanaman kayu seperti Cemara, serta tanaman Pandan Berduri, Orok-orok, Landak Laut tumbuh pada tanah berpasir yang konsentrasi NaCl tidak tinggi. Tanaman pertanian yang tumbuh pada daerah tepi pantai dengan kondisi tanah pasir dan mikroorganisme yang membutuhkan NaCl dalam bersiombiosis merupakan kondisi adaptasi tanaman dan mikroorganisme terhadap stress perubahan lingkungan. Mikroorganisme mampu beradaptasi anthropogenik di kondisi lingkungan yang bervarisi dengan menggunakan sumber nutrisi medium tumbuh dan genetik yang dimilikinya (Thammavongs, B. et al. 2008).

Oligotropik

  Mikroorganisme yang berada pada habitat sungai yang berasal dari air, air bercampur lumpur, dan lumpur yang hidup dengan memerlukan bahan organik berupa sumber karbon dan nitrogen serta mineral garam misal NaCl yang berbeda dengan mikroorganisme halofilik. Mikroorganisme sungai hidup dengan campuran bahan organik yang menjadi sumber media tumbuh terlarut dan terurai dalam aliran sungai. Habitat air seperti sungai dan tanah seperti daratan merupakan tempat hidup mikroorganisme oligotropik (Ohta dan Hattori, 1980; Lowe, S.E. et al, 1993; Saito, A. et

  al

  ., 1998). Mineral yang terdapat pada habitat sungai lebih rendah dibandingkan dengan habitat laut atau tepi pantai yang merupakan tempat hidup mikroorganisme halofilik. Habitat sungai merupakan lingkungan yang memiliki komposisi mineral garam, NaCl, yang rendah sesuai dengan jenis tanah tetapi komposisi bahan organik berupa sumber karbon dan nitrogen berbeda-beda sesuai dengan kecepatan aliran air sungai. Mikroorganisme oligotropik sungai memperoleh sumber nutrisi dari senyawa terlarut berupa bahan organik ataupun anorganik (Attwood dan Harder, 1972). Bahan anorganik habitat sungai atau perairan berupa mineral berbeda dengan mineral garam, NaCl, pada habitat laut atau tepi pantai yang lebih tinggi kadarnya dan berasa asin.

Morfologi dan Medium Pertumbuhan Mikroorganisme

  Mikroorganisme halofilik tepi pantai yang bersimbiosis dengan tanaman pertanian membutuhkan garam, NaCl, untuk membantu pertumbuhan dan pembentukan hasil utama tanaman pertanian. Mikroorganisme habitat perairan seperti tepi pantai, sungai, kolam, danau dan habiatat daratan seperti tanah dan pasir pantai dapat ditumbuhkan di laboratorium dengan medium nutrient broth atau nutrient-minimal mineral (Ohta dan Hattori, 1980; Attwood dan Harder, 1972). Kedua macam medium tersebut memerlukan penambahan mineral garam, NaCl, untuk morfologi dan karakteristik menumbuhkan mikroorganisme halofilik (Saito, A. et al., 1998; Hattori dan Hattori, 1980).

  Komposisi medium nutrient broth untuk mikroorganisme tepi pantai tersusun dari ekstrak daging, peptone atau polipeptone, NaCl dapat ditambah dengan dan tanpa ekstrak yeast (Hattori dan Hattori, 1980). Komposisi medium tumbuh mikroorganisme halofilik berbeda di konsentrasi mineral garam, NaCl yang lebih tinggi dibandingkan mikroorganisme dari habitat tanah dan perairan yang jauh dari laut atau pantai (Attwood dan Harder, 1972; Saito, A. et al., 1998; Mimura dan Nagata, 2000). Penumbuhan mikroorganisme sungai secara in vitro atau di laboratoium menggunakan perbedaan konsentrasi campuran bahan organik berupa nutreint broth, pepton-ekstrak daging, ekstrak yeast-albumin, atau tripton-ekstrak yeast untuk menyesuaikan dengan kondisi aliran air sungai asal mikroorganisme hidup (Ohta dan Hattori, 1980).

  Morfologi mikroorganisme daratan (terrestrial) dan perairan (aquatic) atau akar (rhizospher) dan permukaan daun (phylosphere) dapat diketegorikan dengan perbedaan warna pigmen, konsentrasi mineral garam seperti NaCl, dan konsentrasi senyawa organik maupun konsentrasi gabungan senyawa organik dengan anorganik. Morfologi mikroorganisme yang mudah dibedakan dan dilakukan yaitu warna koloni yang tumbuh.

  Mikroorganisme berpigmen warna putih: putih gading dan putih susu, kuning: jingga tua hingga kuning pucat, merah tua hingga merah muda telah dapat dikategorikan dalam taxonomi mikroorganisme (Saito, A. et al., 1998; Mimura dan Nagata, 2000; Duorado, M.N. et al., 2015). Taxonomi pada mikroorganisme berdasarkan sumber karbon organik dan nitrogen organik lebih menjelaskan dengan dilengkapi perlakun konsentrasi berbagai jenis penambahan bahan mineral kimia organik dan/atau kimia anorganik. Mikroorganisme halofilik dapat tumbuh pada kondisi oligotropik dengan konsentrasi garam mineral, NaCl yang lebih tinggi dari mikroorganisme organik-sensitif (organo-

  sensitive

  ) (Saito, A. et al., 1998; Hattori dan Hattori, 1980). Mikroorganisme yang bersimbiosis pada akar tanaman pangan seperti kedelai dalam organ bintil-bintil (noduls) yang berpigment warna merah muda hidup pada kondisi halofilik fakultatif pada daerah tepi pantai yang berkonsentrasi mineral garam, NaCl tinggi atau kondisi halotoleran fakultatif pada daratan (Irvine, I.C. et al., 2012; Duorado, M.N. et al., 2015).

Mekanisme Simbiosis Mikroorganisme dengan Tanaman

  Mikroorganisme yang bersimbiosis dengan tanaman dapat ditemukan pada umumnya dibagain akar dan daun. Simbiosis mikroorganisme pada akar tanaman disebut sebagai rhizosphere sedangkan pada daun disebut phyllosphere dan pada daun yang menghambat tanaman disebut epiphytes (Walker, T.S. et al., 2003; Lindow dan Brandl,

  2003; Chistoserdova, L. et al., 2009). Mekanisme mikroorganisme bersimbiosis dengan tanaman disebut sebagai tanaman inang seperti melalui akar dapat diperantarai dengan medium atau habitat pertumbuah seperti mineral dan bahan organik yang menjadi nutrsi tanaman serta metabolite sekunder yang dihasilkan akar tanaman (Ozawa dan Doi, 1996; Badri dan Vivanco, 2009). Bagian tanaman berupa daun mensintesis metabolite sekunder

  2

  2

  berwujud gas disebut senyawa gas organik (volatile organic compounds) seperti CO , O , turunan alkohol, turunan alkena, dan alkuna yang dipergunakan oleh mikroorganisme untuk interaksi hidup berupa simbiosis dan epifit pada permukaan daun ( Marshall, M.N.

  et al.,

  1995). Metabolite sekunder yang disintesis pada akar tanaman dan permukaan seluruh bagian atas tanaman seperti daun, batang, bunga, buah menjembatani proses simbiosis mikroorganisme bermanfaat untuk pertumbuhan tanaman (Whipps, J.M. et al., 2008).

  Mineral yang terdapat pada habitat asli mikroorganisme dan medium tumbuh buatan merupakan bahan yang mendukung mekanisme simbiosis terhadap tanaman yang menjadi inangnya. Metabolisme mikroorganisme pada habitat asli seperti mineral garam, NaCl di kondisi halofilik dan oligotropik daerah tepi pantai dan medium pertumbuhan buatan dengan komposisi jenis dan konsentrasi mineral dan bahan organik sangat rendah tetap dapat mendukung proses terjadinya simbiosis mikroorganisme dengan tanaman yang efektif (Hattori dan Hattori, 1980; Ozawa dan Doi, 1996; Saito, A., et al., 1998).

Mineral Garam Kimia Organik dan Garam Kimia Anorganik

  Mikroorganisme mineral garam-oligotropik yang tumbuh pada habitat perairan dan daratan pada kondisi mineral garam organik konsentrasi rendah seperti natrium, kalium, fosfat, magnesium, kalsium,besi, dan klor (Saito, A., et al., 1998; Hattori dan Hattori, 1980). Mikroorganisme oligotropik koloni pigmen berwarna putih, kuning, dan merah muda yang hidup pada habitat perairan dan daratan tumbuh dengan kosentrasi bahan organik yang berbeda-beda sesuai dengan kondisi alamnya. Mineral garam organik yang dipergunakan oleh mikroorganisme di alam diperoleh dari pengurain bahan- bahan organik seperti hewan serta tanaman yang mati, pelapukan bebatuan dan mineral garam dari air laut.

  Mineral garam organik dari kerabang telur merupakan salah satu sumber mineral garam organik yang memiliki komposisi tertinggi yaitu mineral kalsium. Kerabang telur merupakan bahan mineral organik kalsium serupa kalsium karbonat (Okerman dan Hansen, 2000; Hunton, 2005). Mineral garam kimia anorganik atau sintetik kimia anorganik konsentrasi rendah seperti KCl, CaCl 2, MgCl

  2 , FeCl 2 , MnCl 2 , MgSO 4 ,

  4

  2

  2

  2

  2

  4

  2

  4

  2

  2

  4

  2

  4

  2 ZnSO .7H O, CoCl .6H O, Na MoO .2H O, CuSO .5H O, K HPO , NaH PO .2H O,

  dan (NH

  4 )

  2 SO4/NH

  4 Cl dengan ditambahkan bahan organik konsentrasi rendah dapat

  dipergunakan untuk menumbuhkan mikroorganisme pada kondisi oligotropik (Attwood dan Harder, 1972; Hattori dan Hattori, 1980; Peyraud, R. et al., 2012).

  

MATERI DAN METODE

Materi

Peralatan Pengambilan Sampel Air, Tanah, dan Tanaman

  Proses pengambilan sampel air pantai, air pantai bercampur pasir, dan pasir pantai mempergunakan wadah dengan tutup yang rapat berbahan plastik polietilen (PE) berbentuk kotak atau menyerupai gelas. Sekop plastik untuk pengambilan sampel pasir pantai serta kantong plastik berklip untuk menyimpan sampel tanaman. Sampel disimpan pada suhu ruang serta nilai pH diperoleh dengan menggunakan kertas Ph dari

  TM

  McolorpHast Universal Indicator, Merck Germany and EMD Millipore Coporation, USA.

Mikroorganisme dari Sampel Air, Tanah, dan Tanaman

  Mikrooganisme yang ditumbuhkan berasal dari pantai Trisik yang terletak di tepi pantai dan 1Km dari tepi pantai. Sampel tersebut berupa air pantai, air pantai bercampur pasir pantai, dan pasir pantai yang diperoleh dari pantai Trisik. Sampel yang diambil dari jarak 1 Km tepi pantai Trisik berupa pasir yang berada dibawah tempat hidup sampel tanaman.

  Sampel tanaman yang diambil dari jarak 1 Km dari tepi pantai Trisik dan dipergunakan untuk mengetahui mikroorganisme yang ada pada tanaman tersebut berupa tanaman kacang-kacangan berbunga kuning atau Orok-orok (Crotalaria) (Gambar 1). Sampel tanaman kedelai (Glycine max) yang diperoleh disekitar sungai Linggan berupa nodul atau bintil akar yang terletak pada jarak kurang lebih 4 Km dari pantai Trisik (Gambar 2). Mikroorganisme yang telah ditumbuhkan dari sampel tanaman Orok-orok dan akar tanaman kedelai merupakan sampel mikroorganisme yang dipergunakan untuk pengamatan perlakuan pemberian serbuk biomateri kerabang telur ayam kampung Jawa dan kalsium klorida (CaCl

  2 ) pada medium penumbuh.

  Mikroorganisme dari sampel air ditumbuhkan pada medium pertumbuhan padat dengan jarum pipet berukuran 1 ml dan batang loop berbentuk bulat/ose dan jarum. Sampel-sampel yang telah dikumpulkan disimpan pada suhu ruang atau sekitar 30 -37 C tanpa penggunaan bahan penyerap kelembaban udara hingga digunakan sebagai bahan penumbuh mikrooganisme.

  Gambar 1. Sampel tanaman kacang-kacangan berbunga kuning atau Orok-orok (Crotalaria) yang tumbuh pada jarak kurang lebih 1 Km dari tepi pantai Trisik.

  

Gambar 2. Sampel tanaman kedelai (Glycine max) yang tumbuh di sekitar

sungai Linggan yang terletak pada jarakkurang lebih 4 Km dari pantai Trisik

Medium dan Kondisi Penumbuh Mikroorganisme

  Wadah medium penumbuh mikrooganisme mempergunakan bahan kaca anti panas berupa cawan petri yang dilapisi almunium foil sebelum disterilkan pada suhu 121 C selama 15 hingga 30 menit dengan autoclave, All American Pressure Sterlizer Serial No. B0008131, Wisconsin Alumunium Foundry Co., Ink.

  Medium penumbuh mikroorganisme yang dipergunakan dalam penelitian ini memiliki konsentrasi mineral garam, sodium klorida (NaCl), tinggi 38,40% dari CM0001 Nutrient Broth, Oxoid Ltd.Wade Road, Basingstoke, Hants, RG24 8PW, United Kingdom (UK). Medium penumbuh tersebut diencerkan 1/100, 1/50, dan 1/25 untuk memperoleh konsentrasi NaCl 0,4%, 0,8%, dan 1,5%. Medium tersebut ditambahkan agar (C

  12 H

  18 O 9 )x

  dari UPT BPPTK LIPI (Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia) yang dipergunakan sebagai bahan pembuat medium padat penumbuh mikroorganisme dengan konsetrasi 1, 5%. Semua bahan medium penumbuh mikroorganisme disterilkan pada suhu 121 C selama 15 hingga 30 menit dengan autoclave.

  Penumbuhan mikroorganisme dari sampel dilakukan pada steril clean bench sederhana dan selama pengamatan pertumbuhan mikroorganisme tersebut dilakukan dengan inkubator Memmert, Germany, Äußere Rittersbacher Straße 38 D-91126

   

  Schwabach pada suhu 30 C.

    Kerabang Telur Ayam.

  Limbah rumah tangga berupa kerabang telur ayam kampung Jawa dikumpulkan dan dicuci kemudian dikeringkan. Proses pengeringan menggunakan udara ruang dan sinar matahari. Pembentukan kerabang telur ayam menjadi serbuk biomateri medium tumbuh mikroorganisme menggunakan alat penggerus berbahan dasar porselen. Serbuk biomateri kerabang telur ayam di simpan dalam botol kaca dan ditambahkan bahan penyerap kelembabab udara berupa butiran silika gel.

Metode Lokasi dan Waktu

  Sampel air, tanah, dan taman diperoleh di Daerah Istimewa Yogyakakarta dengan semua kabupaten telah terwakilkan sebagai lokasi pengambilan sampel. Lokasi pengambilan sampel di kabupaten Kulon Progo yaitu pantai Trisik dan sungai Linggan, kabupaten Bantul yaitu pantai Pandansimo, pantai Goa Cemara, pantai Parang Kusumo, dan sungai Opak, kabupaten Gunung Kidul di pantai Wediombo, dan kabupaten Sleman di sungai Kuning, Taman Nasional Gunung Merapi, dan tanah sekitar Kelompok Ternak Kambing Etawa Sukorejo I (Lampiran 1).

  Pelaksanaan pegambilan sampel dilakukan pada akhir bulan Juli yaitu tanggal 25 Juli 2016 di kabupaten Kulon Progo dan Bantul, tanggal 26 Juli 2016 di kabupaten Gunung Kidul, dan tanggal 27 Juli 2016 di kabupaten Sleman.

Pengambilan Sampel Air, Tanah, dan Tanaman

  Lokasi pengambilan sampel berupa air pantai, air pantai bercampur pasir pantai, dan pasir pantai dari tepi pantai Trisik dilakukan pada tiga tempat. Sampel yang diambil dari tepi pantai merupakan sampel dengan kadar mineral air laut atau garam berkonsentrasi tinggi. Sampel juga diambil dari jarak kurang lebih 1Km dari tepi pantai berupa tanaman serta pasir pantai yang menjadi tempat tumbuh tanaman tersebut. Kadar mineral air laut atau garam yang terdapat pada jarak 1 Km dari tepi pantai memiliki konsentrasi lebih rendah dari sampel yang diambil dari tepi pantai (Lampiran 2 dan 3).

  Mikroorganisme dari sampel air pantai, air pantai bercampur pasir, air sungai, dan air sungai bercampur lumpur ditumbuhkan dengan tanpa pengenceran dengan cara tetesan atau meneteskan air sampel dengan volume kurang lebih 10 µl. Sampel pasir dan lumpur dilarutkan lima puluh kali dari metode Casida (1977) yaitu 200 mg sampel dalam 1 ml aquades kemudian dicampur hingga rata sehingga mikroorganisme yang terdapat pada sampel terlarutkan. Sampel tanaman berupa kacang-kacangan berbunga kuning atau Orok-orok (Crotalaria) yang diperoleh dari jarak 1 Km dari tepi pantai dipergunakan sebagai sumber sampel mikroorganisme dalam kondisi sudah kehitaman dan berair atau membusuk. Sampel tanaman kedelai yang diambil berdekatan dengan sungai Linggan berupa nodul atau bintil akar dalam kondisi sudah kering dan dibentuk serbuk. Sampel dari tanaman tersebut diambil sebagian untuk dilarutkan dalam 1 ml akuades steril dalam wadah mikrotube 1,5 ml dan dicampur hingga rata untuk melarutkan mikroorganisme. Sampel-sampel yang dilarutkan dalam akuades steril tersebut dipergunakan larutannya dengan volume kurang lebih 10 µl tanpa pengenceran dan ditumbuhkan pada medium padat penumbuh mikroorganisme (Gambar 3).

  Gambar 3. Metode petak kertas dan cawan petri menumbuhan sampel mikroorganisme berupa cairan dengan cara tetasan air atau larutan sampel. Volume yang dipergunakan kurang lebih 10 µl.

  Morfologi mikroorganisme dari sampel akar tanaman kedelai yang menunjukan perbedaan pigmen berwarna putih dan merah muda dipisahkan keduanya dengan batang loop berbentuk ose dan jarum (Gambar 4 dan 5).

  Gambar 4. Metode petak kertas dan cawan petri penumbuhan mikroorganisme yang ditumbuhkan untuk pemisahan morfologi mikroorganisme putih dan merah muda dengan batang loop berbentuk ose pada medium penumbuh dengan perlakukan serbuk biomateri kerabang telur dan sodium klorida (NaCl).

  

Gambar 5. Metode petak kertas dan cawan petri penumbuhan

mikroorganisme yang ditumbuhkan untuk pemisahan

morfologi mikroorganisme putih dan merah muda dengan

batang loop berbentuk jarum pada medium penumbuh dengan

perlakukan serbuk biomateri kerabang telur dan sodium

klorida (NaCl).

Serbuk Biomateri Kerabang Telur Ayam

  Kerabang telur diperoleh dari limbah rumah tangga berupa telur dengan kerabang berwarna coklat ayam petelur dan kerabang berwarna putih ayam kampung Jawa untuk pembuatan mineral serbuk atau tepung biomateri dengan kandungan tinggi mineral organik serupa kalsium karbonat. Kerabang telur dicuci dan dikering udara pada suhu ruangan, 30 -37

  C. Kerabang telur dihaluskan menjadi serbuk biomateri dengan alat pengerus berbahan porselen hingga berbentuk serbuk tanpa pengukuran partikel dan disimpan dalam botol kaca dengan diberi bahan penyerap kelembaban udara berupa butiran silika gel (Lampiran 4).

Pengenceran Medium Pertumbuhan Mikroorganisme

  Mikroorganisme dalam sampel yang telah dikumpulkan dalam penelitian ini ditumbuhkan pada medium komersial yang memiliki konsentrasi mineral garam tinggi 38,40% yang sama dengan mineral air laut atau sodium klorida (NaCl) dari CM0001 Nutrient Broth, Oxoid Ltd.Wade Road, Basingstoke, Hants, RG24 8PW, United Kingdom (UK). CM0001 Nutreint Broth memiliki komposisi ekstrak daging 7,68%, ekstrak yeast

  15,36%, peptone 38, 40%, dan Sodium Klorida 38,40%. Medium penumbuh tersebut diencerkan 1/100, 1/50, dan 1/25 untuk memperoleh konsentrasi NaCl 0,4%, 0,8%, dan 1,5%.

  Seratus persen CM0001 Nutrient Broth medium penumbuh dibuat dengan melarutkan 0,65105 gr pada volume larutan pengenceran berupa akudes sebanyak 50 ml. Medium dengan volume 300 ml untuk penumbuh mikroorganisme ditambahkan 3 ml, 6 ml, dan 12 ml dari seratus persen medium penumbuh CM0001 Nutrient Broth yang memiliki konsentrasi Nutreint borth dan NaCl akhir setara dengan 1/100-NaCl 0,4%, 1/50-NaCl 0,8%, dan 1/25-NaCl 1,5% . Medium padat penumbuh mikrooganisme dengan volume yang sama diperoleh dengan melarutkan agar 1,5% atau 4,5 gr. Larutan medium penumbuh mikroorganisme tersebut selanjutnya disterilisasi pada suhu 121 C selama 15 hingga 30 menit untuk kurang lebih 10 cawan petri dengan diameter 9 cm.

Medium Perlakuan Pertumbuhan Mikroorganisme

  Sumber mineral kalsium berupa

   serbuk biomateri kerabang telur ayam Kampung

  2 Jawa yang dibandingkan dengan kalsium klorida (CaCl ) merupakan perlukuan untuk

  pertumbuhan mikroorganisme simbiosis tanaman yang tumbuh dari berjarak kurang lebih