Isolasi, Karakterisasi dan Pertumbuhan Bakteri Pelarut Fosfat pada Sampel Guano Dari Gua Anjani, Kabupaten Purworejo, Jawa Tengah

ISBN: 978-602-72412-0-6

  

Isolasi, Karakterisasi dan Pertumbuhan Bakteri Pelarut Fosfat pada

Sampel Guano Dari Gua Anjani, Kabupaten Purworejo, Jawa Tengah

Agustin Erviana ¹ , Andi Joko Purnomo ² , Failasuf Aulia Nugroho ³ , Hefi Mardias Siwi ⁴ , Nur Fathurahman Ridwan ⁵ Kelompok Studi Biospeleologi UNY (BSG UNY) ¹ , Gedung ORMAWA HIMABIO Karangmalang ¹ Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Yogyakarta

  Email: Agustin Erviana@symbion.pbio.uad.ac.id

Abstrak

  Penelitian ini bertujuan untuk mengisolasi, mengkarakterisasi dan mengukur

kemampuan bakteri pelarut fosfat yang diisolasi dari sampel guano di Gua Anjani. Tahapan

penelitian ini adalah Pengambilan sampel guano dari gua Anjani, Isolasi dan Pemurnian

Bakteri Pelarut Fosfat dengan Media Pikovskaya, Identifikasi Bakteri Pelarut Fosfat dengan

metode Genus Profile Matching menggunakan buku identifikasi

  Bergey’s Manual of

Determinative Bacteriology (Holt,2000). Kemudian uji potensi isolat pelarut fosfat dengan

mengukur aktivitas bakteri pelarut fosfat ditentukan berdasarkan pembentukan zona bening

pada media Pikovskaya (Rao, 1994). Kemudian pengukuran rapat optis (OD) dan derajat

keasaman (pH) dengan spektrofotometer dengan panjang gelombang 600 nm. Hasil

penelitian ini diperoleh 24 isolat dari sampel guano dari Gua Anjani dengan nilai indeks

pelarutan fosfat tertinggi dengan nilai 2,62 pada isolat p15 dan untuk karakterisasi pada isolat

terpilih diperoleh genus Staphylococcus untuk isolat p14 dan P23 dan P1, P15, dan P16

masih belum dapat diidentifikasi berdasarkan karakter fenotipik sedangkan untuk kurva

pertumbuhan berdasarkan nilai OD dan pH memiliki perbedaan antara p14 dan p15.

  Kata kunci: Gua, Guano, Bakteri Pelarut Fosfat I.

   PENDAHULUAN

  Sumber energi dalam gua merupakan sumber energi yang allochtonous dan sangat bergantung pada populasi kelelawar yang menempati gua sebagai tempat hidup. Dari kelelawar tersebut menghasilkan guano yang merupakan sumber nutrien di dalam gua. Produktivitas mikroba yang ada dalam guano maupun sumber ‐sumber lain yang berada dalam gua memberikan peran ekologis yang penting dalam ekosistem gua. (Ridwan, 2011; Moore dan Sullivan, 1978).

  Salah satu alternatif untuk meningkatkan efisiensi pemupukan fosfat dalam mengatasi rendahnya fosfat tersedia dalam tanah adalah dengan memanfaatkan kelompok bakteri pelarut fosfat. Pemanfaatan mikroorganisme pelarut fosfat diharapkan dapat mengatasi masalah pada tanah masam. Pelarutan senyawa fosfat oleh mikroorganisme pelarut fosfat berlangsung secara

  

Isolasi, Karakterisasi dan Pertumbuhan Bakteri Pelarut Fosfat

  kimia dan biologis baik untuk bentuk fosfat organik maupun anorganik. Penggunaan mikroorganisme pelarut fosfat dapat mensubtitusi sebagian atau seluruhnya kebutuhan tanaman akan pupuk (Goenadi,1993).

  Fosfor merupakan salah satu unsur utama yang diperlukan tanaman dan memegang peranan penting dalam proses metabolisme. Dalam tanah dijumpai fosfor organik dan anorganik, keduanya merupakan sumber penting bagi tanaman Ketersediaan fosfor anorganik sangat ditentukan oleh pH tanah, jumlah dan tingkat dekomposisi bahan organik serta kegiatan jasad mikro dalam tanah (Lal, 2002).

  Masih minimnya data mengenai bakteri di dalam guano kalelawar khususnya bakteri pelarut fosfat yang belum diketahui potensinya. Membuat penyusun tertarik untuk melakukan pengkajian mengenai identifikasi dan melihat potensi bakteri pelarut fosfat dari sampel guano kalelawar.

II. METODE

  

a. Pengambilan sampel guano gua : Sampel Guano Kering diambil dari lapisan dalam dan

  lapisan luar pada permukaan tanah gua diambil dengan aseptik dan hati-hati kemudian digerus dengan mortar steril dan menumbuhkan di dalam 0,89 % NaCl fisiologis steril. Kemudian suspensi dimasukkan 5 ml ke dalam medium Pikovskaya broth dishaker 150 rpm selama 48

• Jam. Kemudian didilusi sampai 10 6 ditanam ke media Pikovskaya Agar diinkubasi dalam suhu ruang.

  

b. Isolasi dan Pemurnian Bakteri Pelarut Fosfat: Medium yang digunakan untuk permurnian

  yaitu medium Pikovskaya. Bakteri yang tumbuh pada medium, dimurnikan masing-masing pada media plate dan media miring. Kemudian diinkubasi selama 24 - 48 jam pada suhu 25 C, setelah inkubasi dilakukan pengamatan terhadap bentuk dan warna koloni pada medium.

  

c. Identifikasi Bakteri Pelarut Fosfat : Bakteri yang telah diinkubasi selama 24 - 48 jam pada

  suhu 25 C tadi diidentifikasi berdasarkan pengecatan Gram, uji fermentasi glukosa, sukrosa, laktosa, maltosa, oksidase, Produksi H2S,motilitas dan uji katalase kemudian diinkubasi selama 5 hari kemudian diamati dan diidentifikasi dengan Genus Profile Matching menggunakan buku identifikasi

  Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology (Holt,2000).

  d. Uji Potensi Isolat Pelarut Fosfat

  Aktivitas bakteri pelarut fosfat ditentukan berdasarkan pembentukan zona bening pada media Pikovskaya (Rao, 1994). Media yang digunakan adalah Pikovskaya dengan komposisi 10 g/L glukosa, 5 g/L Ca

  3 PO 4 , 0,5 g/L (NH 4 )

  2 SO, 0,2 g/L KCl, 0,1 g/L MgSO 4 .7H

  2 O, 0,01 g/L

  MnSO

  4 .H

  2 O, 0,5 g/L yeast ekstrak, dan 0,01 g/L FeCl 3 .6H

  2 O pada pH 7,0.. Setelah itu diperoleh nilai indeks pelarutan fosfat dengan perbandingan diameter zona bening dan diameter koloni.

ISBN: 978-602-72412-0-6

e. Pengukuran Rapat Optis (OD) dan Derajat Keasaman (pH)

  Pengujian dilakukan menurut metoda Gaur (1981) dan Suliasih (2007). Pada erlenmeyer 250 ml yang berisi 100 ml media pikovskaya cair yang berisi Ca3(PO4)2 diberi BPF. Sumber P yang digunakan dalam media tersebut adalah Ca (PO4) dengan dosis 5 g/l. Masing-masing

  

3

  2

  erlenmeyer diberi 1 % inokulum isolat terpilih. Erlenmeyer yang masing-masing berisi biakan tersebut digojok dalam shaker dengan kecepatan putar 120 rpm selama 1 minggu. Pengukuran pH dan Rapat Optis (OD) dengan spektrofotometer dengan panjang gelombang 600 nm.

III. HASIL DAN PEMBAHASAN

  Berdasarkan grafik 1 telah diperoleh 24 isolat positif bakteri pelarut fosfat dari sampel guano dari gua Anjani. Pada 24 isolat bakteri pelarut fosfat yang diisolasi memiliki nilai indeks pelarutan fosfat yang berbeda. Nilai indeks pelarutan fosfat tertinggi dimiliki isolat p15 dengan nilai 2,62 kemudian pada urutan kedua diperoleh nilai indeks pelarutan fosfat 2,42 dan pada urutan ketiga isolat BPF memiliki nilai indeks pelarutan fosfat tertinggi isolat P1. Dilihat dari luas daerah bening yang dihasilkan dapat diketahui bahwa kemampuan bakteri dalam melarutkan fosfat bervariasi. Luas daerah bening secara kualitatif menunjukkan besar kecilnya kemampuan bakteri melarutkan P dari fosfat tak larut. (Rachmiati, 1995) juga mengemukakan bahwa daerah bening pada media padat tidak dapat menunjukkan banyak sedikitnya jumlah P terlarut yang dapat disumbangkan oleh setiap bakteri, meskipun luas sempitnya daerah bening dapat menunjukkan besar kecilnya bakteri melarutkan P sukar larut.

  Uji Kemampuan Pelarutan Fosfat

Gambar 1. Grafik Indeks Pelarutan Fosfat Pada Isolat BPF Dari Sampel Guan

  Pellicle + + + + +

  Undulate - - + + -

  Pertumbuhan pada Media Cair

  Filiform - - - - Echinulate

  Kuning + - - + - Pertumbuhan pada Agar Miring

  Putih bening - - - -

  Warna Koloni Putih Susu - - + - +

  Flat - - - - -

  Convex - + + + - Raised + - + -

  Elevasi

  Entire - + - + - Serrate - - - -

  Isolasi, Karakterisasi dan Pertumbuhan Bakteri Pelarut Fosfat Karakterisasi Isolat BPF Terpilih Tabel 1. Data karakter fenotip isolat terpilih bakteri pelarut fosfat

  Tepi Koloni

  Rhizoid - - - - -

  23 MORFOLOGI KOLONI Bentuk Circular - - - - - Irregular + + + + +

  16

  15

  14

  1

  Karakteristik Isolat P P P P P

• + Lobate + - - - +
• + Umbonate + - - + -
• - Kuning keputihan - + - - -
• + Beaded - - - -

ISBN: 978-602-72412-0-6

• + MORFOLOGI SEL

  Enzim Katalase + + + + + Hidrolisis Amilum + + + + +

  Fermentasi Maltosa

  Fermentasi Laktosa

  Glukosa

  Motilitas + + +

  Produksi H

  Diplococcus - - - - + Staphylococcus - + + +

  Coccus + + + + + Basilus - - - - -

  Gram Negatif + - + + - Bentuk Sel

  Reaksi Gram Gram Positif - + - - +

  An. Fakultatif + + + +

  Kebutuhan Oksigen Aerob - - - - -

  Sediment - - - - - Uniform - - - - -

• - Fisiologis (Biokimia)

2 S + + + + +

• + Fermentasi
• + Fermentasi Glukosa + + + + +
• - Fermentasi Sukrosa + + + + -
• +

  

Isolasi, Karakterisasi dan Pertumbuhan Bakteri Pelarut Fosfat

  Fermentasi

• + + + + +

  Fruktosa

• + + + + + Hidrolisis Citrate

  Fermentasi Manitol

• + + + + +

  Fermentasi

• + + + + + Sorb
• NaCl 3 % + +
>+ Fermen
• + + + + + Galaktosa
• Oksidase Berdasarkan hasil karakterisasi dari 5 isolat terpilih diperoleh hasil bahwa P14 dan P23 tergolong kedalam genus Staphylococcus sedangkan untuk P1,P15, dan P16 masih belum teridentifikasi berdasarkan metode Genus Profile Matching. Dari keseluruhan isolat yang didapat yaitu dari 24 isolat didapatkan 5 isolat yang terpilih, yaitu isolate P1, P14, P15, P16 dan P23.

  Berdasarkan hasil analisis karakter fenotipik dari kelima isolat diperoleh hasil seperti dalam tabel diatas. Dari hasil analisis yang diperoleh dalam bentuk morfologi koloni, semua isolat memiliki bentuk koloni semua isolat berbentuk tidak beraturan (irregular).

  Pada karakter morfologi koloni pada sifat tepi koloni, warna koloni, maupun elevasi cukup bervariasi dapat dilihat pada tabel 1. Karakter morfologi sel, uji reaksi gram menunjukan isolat p14 dan p23 bersifat gram positif, sedangkan isolate p1, p15 dan p16 bersifat gram negative. Dilihat dari bentuk sel, isolate p1 memiliki bentuk coccus, isolate p14, p15, dan p16 memiliki bentuk sel coccus dan Staphylococcus, sedangkan p23 memiliki bentuk coccus dan

  

Diplococcus . Dari uji fisiologis atau biokimia semua isolate bereaksi positif terhadap uji

  fisiologis kecuali pada uji fermentasi laktosa dan oksidase semua isolate memberikan hasil negatif.

  Analisis similaritas untuk kelima isolat dapat dilihat dibawah ini

  Kurva Pertumbuhan BPF

ISBN: 978-602-72412-0-6

  

Grafik 2. Kurva pertumbuhan Isolat BPF Terpilih

  Dari lima isolat yang telah dianalisis karakternya dipilih lagi dua isolat yang terbaik yaitu isolat p14 dan p15, dari kedua isolat ini kemudian diukur pertumbuhan populasinya. Pertumbuhan populasi pada media cair dapat dilihat dengan menggunakan metoda „optical density (OD)/ Rapat Optis. Rapat Optis dari suspensi bakteri pada umunya berkorelasi dengan jumlah sel yang terdapat pada media. Pertumbuhan populasi bakteri pelarut fosfat pada media cair pikovskaya dapat dilihat dari grafik 2. Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa isolat p14 memasuki fase logaritma lebih awal dari pada isolat p16, sedangkan pada fase stasioner terdapat kesamaan antara p4 dengan p15 yaitu pada hari ke-5.

  

Grafik 3. Kurva pH pada isolat BPF pada p16 dan p14

  Pada kurva pH yang diperoleh dari penelitian ini terdapat hasil yang berbeda pada 2 isolat yang diujikan dengan hasil tampak pada kurva diatas. Pada hari pertama pada isolat p14 mempunyai pH asam yaitu 3,8 dan isolate p15 mempunyai pH yang asam juga yang bernilai 5,6.

  

Isolasi, Karakterisasi dan Pertumbuhan Bakteri Pelarut Fosfat

  Kemudian pada isolat p14 pH nya mengalami kenaikan yang berbeda dengan isolate p15 yang mengalami kenaikan yang cukup signifikan dari hari pertama hingga hari ke empat, sedang hari ke lima sampai hari ke tujuh pH nya mengalami penurunan. penurunan pH pada media disebabkan oleh asam-asam organik yang dibebaskan oleh BPF dalam aktivitasnya, BPF akan membebaskan sejumlah asamasam organik antara lain asam sitrat, glutamat, suksinat, laktat, oksalat, glikooksalat, malat, fumarat, tartarat dan asam alpha ketobutirat. Meningkatnya asam- asam organic tersebut biasanya diikuti dengan penurunan pH yang tajam sehingga berakibat terjadinya pelarutan Ca- fosfat. Asamasam organik ini akan membentuk “khelat” (kompleks stabil) dengan kation Al, Fe dan Ca yang mengikat P, sehingga ion H2PO4 (Taha ,1969; Kucey,

  1983 dan Subba Rao, 1982 ).

  IV. KESIMPULAN

  Hasil penelitian ini diperoleh 24 isolat dari sampel guano dari Gua Anjani dengan nilai indeks pelarutan fosfat tertinggi dengan nilai 2,62 pada isolat p15 dan untuk karakterisasi pada isolat terpilih diperoleh genus Staphylococcus untuk isolat p14 dan P23 dan P1, P15, dan P16 masih belum dapat diidentifikasi berdasarkan karakter fenotipik sedangkan untuk kurva pertumbuhan berdasarkan nilai OD dan pH memiliki perbedaan antara p14 dan p15.

  V. DAFTAR PUSTAKA

Goenadi, D. H., R. Saraswati & Y. Lestari .1993. Phosphate-solubilizing capabilities of selected bacterial

isolated from soil and farmyard manure. Menara Perkebunan, 61(2), 44-49 Holt, J.G., N.R. Krieg, P.H.A. Sneath, J.T. Staley and S.T. Williams. 1994.

  Bergey’s Determinative Bacteriology. 9th ed. Baltimore: Lippineot Williams & A Welters Kluwer Co.

  Jain.Sudhir.2005. Geomicrobiology. CRC Press. UK Khan, J.A. & Bhatnagar R.M. .1977. Studies on solubilization of insoluble phosphates by microorganisms: part 1-solubilization of Indian phosphate rocks by Aspergillus niger and Penicillium sp. Fertilizer Technol.,

  Kotabe, H. 1997. Batuan Fosfat dan Sumberdaya Fosfat. Pusat Penelitian Sumberdaya Fosfat Jepang, Kanagawa. (Dalam Bahasa Jepang).

Lal, Y.J. and B.K. Hwan. 2002. Diversity of antifungal actinomycetes in varios vegetative soils of Korea.

  Journal of Microbiology 48: 407-417.

  Lamer, M. 1967. The World Fertilizer Economy. Stanford University Press, Stanford. Lestari, S. U. 2004. Pengaruh Kombinasi Guano FosfatTerak Baja dan Guano Fosfat-Kalsit terhadap

  Erapan P, Sifat-Sifat Kimia Tanah, serta Pertumbuhan dan 1 Serapan Hara Sorghum pada Andisol . Sukamantri. Tesis. Sekolah Pasca Sarjana, Institut Pertanian Bogor McKelvey, V. E., J. B. Cathcart, Z. S. Altschuler, R. W. Swanson, and K. L. Buck. 1953. Domestic

phosphate deposits. In W. H. Pierre and A. G. Norman, eds. Soil and Fertilizer Phosphorus.

Academic Press Inc. Publisher, New York. p. 347 - 376.

  Miyadoh, S. 1997. Atlas of Actinomycetes. Tokyo: Asakura Publishing Co Ltd.

ISBN: 978-602-72412-0-6

  Premono, M.E., A.M. Moawad & P.L.G. Vlek (1996). Effect of phosphate-solubilizing Pseudomonas

putida on growth of maize and its survival in the rhizospliere. Indon. J Crop Sci., 11(2 ), 13-23.

Rao, N.S.S. 1994. Mikroba Tanah dan Pertumbuhan Tanaman. Jakarta: UI Press Salih, H.M., A.1. Yahya, A.M. Abdul-Rahem & B.H. Munam (1989). Availability of phosphorus in a calcareous soil treated with rock phosphate or superphosphate as affected by phosphate dissolving fungi. Plant Soil, 120, 181-185.

Singh, C.P. & A. Amberger (1998). Solubilization of rock phosphate by humic and fulvic acids extracted

from straw compost. Agrochinnica, 41, 221-228.

  Tortora, G.J., Funke, B.R., dan Chase, C.L. (2004). Microbiology an Introduction. 8 ^th .Ed. San Fransisco: Pearson Benjamin Cummings Turner.(2000). Brock Biology of Microorganisms 9 ^th . Ed. New Jersey, USA.