Potensi Bakteri Penghasil Biosurfaktan dari Air Laut Belawan Sumatera Utara dalam Mendegradasi Herbisida Berbahan Aktif Glifosat pada Tanah
POTENSI BAKTERI PENGHASIL BIOSURFAKTAN DARI AIR LAUT BELAWAN SUMATERA UT MENDEGRADASI HERBISIDA BERBAHAN AKTIF
DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015 POTENSI BAKTERI PENGHASIL BIOSURFAKTAN DARI ARA DALAM MENDEGRADASI HERBISIDA BERBAHAN AKTIF
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA POTENSI BAKTERI PENGHASIL BIOSURFAKTAN DARI AIR LAUT BELAWAN SUMATERA UTARA DALAM MENDEGRADASI HERBISIDA BERBAHAN AKTIF GLIFOSAT PADA TANAH SKRIPSI OLEH JUWITA SIHOMBING 100805034
POTENSI BAKTERI PENGHASIL BIOSURFAKTAN DARI AIR LAUT BELAWAN SUMATERA UT MENDEGRADASI HERBISIDA BERBAHAN AKTIF Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar FAKULTAS MATEMATIKA DAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA POTENSI BAKTERI PENGHASIL BIOSURFAKTAN DARI AIR LAUT BELAWAN SUMATERA UTARA DALAM MENDEGRADASI HERBISIDA BERBAHAN AKTIF GLIFOSAT PADA TANAH SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains OLEH JUWITA SIHOMBING 100805034 DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015 POTENSI BAKTERI PENGHASIL BIOSURFAKTAN DARI ARA DALAM MENDEGRADASI HERBISIDA BERBAHAN AKTIF Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar
ILMU PENGETAHUAN ALAM
PERSETUJUAN
Judul : Potensi Bakteri Penghasil Biosurfaktan dari Air Laut Belawan Sumatera Utara dalam Mendegradasi Herbisida Berbahan Aktif Glifosat pada Tanah
Kategori : Skripsi Nama : Juwita Sihombing Program Studi : Sarjana (S1) Biologi Nomor Induk Mahasiswa : 100805034 Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam Universitas Sumatera Utara Disetujui di
Medan, Juli 2015 Komisi Pembimbing: Pembimbing 2, Pembimbing 1, Prof. Dr. Dwi Suryanto, M.Sc. Dra. Nunuk Priyani, M.Sc.
NIP: 196404091994031003 NIP: 196404281996032001 Disetujui Oleh Departemen Biologi FMIPA USU Ketua, Dr. Nursahara Pasaribu, M.Sc.
NIP: 196301231990032001
PERNYATAAN
POTENSI BAKTERI PENGHASIL BIOSURFAKTAN DARI AIR LAUT BELAWAN SUMATERA UTARA DALAM MENDEGRADASIHERBISIDA BERBAHAN AKTIF GLIFOSAT PADA TANAH
SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juli 2015 Juwita Sihombing 100805034
PENGHARGAAN
Segala puji dan syukur penulis panjatkan hanya kepada Allah Tri Tunggal karena atas kasih dan anugerah-Nya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini yang berjudul “
Potensi Bakteri Penghasil Biosurfaktan dari Air Laut Belawan Sumatera Utara dalam Mendegradasi Herbisida Berbahan Aktif Glifosat pada Tanah” sebagai salah satu syarat untuk meraih
gelar Sarjana Sains di Departemen Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara.
Terima kasih penulis ucapakan kepada Ibu Dra. Nunuk Priyani, M.Sc selaku Dosen Pembimbing I dan Bapak Prof. Dr. Dwi Suryanto, M.Sc selaku Dosen Pembimbing II, yang telah banyak memberikan bimbingan dan masukan selama pelaksanaan penelitian dan penyusunan skripsi ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Bapak Prof. Dr. Erman Munir, M.Sc selaku Dosen Penguji I dan Bapak Dr. Miswar Budi Mulya, M.Si selaku Dosen Penguji II yang telah memberikan saran dan masukan demi penyempurnaan skripsi ini.
Terima kasih penulis sampaikan kepada Ibu Dr. Nursahara Pasaribu, M.Sc selaku Ketua Departemen Biologi, Ibu Dr. Saleha Hannum, M.Si selaku Sekretaris Departemen Biologi, Bapak Drs. Nursal, M.Si selaku Dosen Penasehat Akademik, Ibu Mizarwati dan seluruh Staf Pengajar di Departemen Biologi FMIPA USU yang telah membimbing dan membekali berbagai disiplin ilmu kepada penulis, Ibu Nurhasni Muluk, Bang Erwin dan Ibu Rosalina Ginting selaku staf pegawai Departemen Biologi FMIPA USU.
Terima kasih sebesar-besarnya penulis sampaikan kepada kedua orangtua penulis, Ayahanda dan Ibunda tercinta Sihol Sihombing dan Lamria Sinaga, S.Pd yang selalu memberikan doa, kasih sayang, semangat, dukungan, perhatian dan pengorbanan yang besar kepada penulis. Terima kasih kepada adik-adikku terkasih Harmalina Sihombing, Martua Yuhensia Sihombing dan Beauty Angel Sihombing yang selalu mendoakan, menghibur dan mendukung penulis. Terima kasih kepada seluruh keluarga besarku yang telah ikut memberikan banyak dukungan kepada penulis.
Dalam kesempatan ini penulis juga menyampaikan ucapan terima kasih kepada sahabat-sahabatku Riris Delima Purba, Tiur Mawarni Parhusip, Silvia Julita Saragih, Sri Rejeki Samosir, Lisbet Simatupang, dan Veronika H. L. Tobing yang telah menasehati, memotivasi dan menjadi tempat berbagi cerita. Terima kasih kepada teman-teman seperjuangan dalam penelitian Nurul Fadilah, Santa Lusia, Hendika Sinaga, Norton Adyanto Pane, Devi Permatasari, Tien P Sitinjak, Nialusi dan teman B10REVOLUTION atas kebersamaan, baik dalam suka maupun duka selama mengikuti perkuliahan di Biologi USU. Kepada Bang Aan, Bang Imam, adik asuhku Evi, Chandra, Frico, Steven, Virzha, Poppy dan Bobby Hutabarat terima kasih atas bantuan dan masukannya. Terima kasih juga penulis sampaikan kepada adik-adik angkatan 2011, 2012, 2013 dan 2014. Penulis juga tidak lupa mengucapkan terima kasih kepada PKBKB (Persekutuan Keluarga Besar Kristen Biologi) yang telah menjadi wadah dalam membangun kerohanian penulis dan sebagai tempat berbagi cerita dengan senior dan junior.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari semua pihak demi kesempurnaan skripsi ini. Atas partisipasi dan dukungan penulis ucapkan terimakasih.
Medan, Juli 2015 Penulis
POTENSI BAKTERI PENGHASIL BIOSURFAKTAN DARI AIR LAUT BELAWAN SUMATERA UTARA DALAM MENDEGRADASI
HERBISIDA BERBAHAN AKTIF GLIFOSAT SECARA PADA TANAH
ABSTRAK
Penelitian tentang potensi bakteri penghasil biosurfaktan dari Laut Belawan Sumatera Utara telah dilakukan. Sebanyak 10 isolat yang sebelumnya telah diisolasi dari Laut Belawan Sumatera Utara mampu menggunakan glifosat sebagai sumber karbon pada media Bushnell-Hass Broth (BHB) yang mengandung 2%
Round Up. Dua isolat (NF1 dan NF9) dipilih berdasarkan pertumbuhan sel,
aktivitas biosurfaktan, produksi biosurfaktannya untuk dilakukan uji lebih lanjut dalam mendegradasi glifosat di tanah selama 15 hari inkubasi dengan menggunakan High-Performance Liquid Chromatography (HPLC). Hasil penelitian menunjukkan bahwa tanah perlakuan tanpa sterilisasi (K+) mengalami penurunan konsentrasi glifosat sebanyak 91%. Sedangkan tanah perlakuan dengan penambahan isolat NF1 dan NF9 masing-masing mampu menurunkan konsentrasi glifosat di tanah sebanyak 58% dan 75% setelah 15 hari.
Kata Kunci: Biosurfaktan, degradasi Glifosat, isolat Laut Belawan, Round Up
POTENTIAL OF BIOSURFACTANT PRODUCING BACTERIA FROM
BELAWAN SEA SUMATERA UTARA IN DEGRADING GLYPHOSATE
BASED HERBICIDE IN SOIL
ABSTRACTThe research on potential of biosurfactant producing bacteria from Belawan Sea, Sumatera Utara in degrading gliphosate based herbicide in soil has been conducted. Ten biosurfactant producing isolates that have been isolated previously from Belawan Sea, Sumatera Utara were able to use glyphosate as the sole carbon source in the medium Bushnell-Hass Broth (BHB) containing 2% of Round Up.
Two isolates namely NF1 and NF9 were selected based on cell growth, biosurfactan activity and biosurfactan production to degrade glyphosate in soil during 15 days of incubation. The glyphosate residue were analyzed using High
Performance Liquid Chromatography (HPLC) on day 0, 5th, 10th and 15th. The
results showed that non sterilized soil treatment (K+) decrease 91% of glyphosate concentration. While soil treatment with the addition of isolate NF1 was able to decrease the concentration of glyphosate in soil up to 58,92% and isolate NF9 up to 75%.
Keywords: Belawan Sea Isolates, Biosurfactan, Glyphosate degradation, Round
Up
DAFTAR ISI
PERSETUJUAN
1
xi
x
DAFTAR GAMBAR
ix
DAFTAR TABEL
vii
Halaman
ABSTRACT
v
ABSTRAK
iii
PENGHARGAAN
ii
PERNYATAAN
i
vi
DAFTAR ISI
DAFTAR LAMPIRAN
BAB 1 PENDAHULUAN
1.3 Tujuan Penelitian
14
12
3.3.2 Perhitungan Pertumbuhan Sel
13
3.3.3 Skrining Aktivitas Biosurfaktan
13
3.3.4 Uji Potensi Bakteri dalam Memproduksi Biosurfaktan
14
3.3.4.1 Penentuan Kurva Standar Rhamnosa
3.3.4.2 Produksi Biosurfaktan
12
14
3.3.5 Uji Potensi Bakteri Penghasil Biosurfaktan dalam Mendegradasi Herbisida dan Analisis Residu Glifosat
15 BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
16
4.1 Pertumbuhan Sel Bakteri dalam Media BHB + 2% Round Up
16
1.2 Permasalahan
1
1.1 Latar Belakang
3.3.1 Subkultur Bakteri
3.3 Metode Kerja
3
5
1.4 Hipotesis
3
1.5 Manfaat Penelitian
3 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
4
2.1 Pestisida
4
2.2 Pencemaran Pestisida
2
12
6
2.4 Bioegradasi Glifosat
7
2.5 Surfaktan dan Biosurfaktan
8 BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN
12
3.1 Waktu dan Tempat
12
3.2 Alat dan Bahan
2.3 Bioremediasi
4.2 Aktivitas Biosurfaktan
18
4.3 Produksi Biosurfaktan
20
4.4 Pertumbuhan Sel Bakteri dalam Tanah
22
4.5 Potensi Bakteri Penghasil Biosurfaktan dalam Mendegradasi Glifosat
23
26 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
26
5.2 Saran
26
27 DAFTAR PUSTAKA
31 LAMPIRAN
DAFTAR TABEL Nomor Judul Halaman
1 Pertumbuhan sel isolat bakteri penghasil biosurfaktan dari Laut Belawan pada media BHB selama 15 hari
16
2 Konsentrasi residu glifosat dalam tanah selama 15 hari
23
DAFTAR GAMBAR Nomor Judul Halaman
1 Struktur Glifosat
7
2 Jalur Degradasi Glifosat
8
3 Indeks emulsi aktivitas biosurfaktan isolat asal Laut Belawan dalam media BHB selama 15 hari
18
4 Konsentrasi biosurfaktan yang dihasilkan bakteri selama 15 hari inkubasi
20
5 Pertumbuhan sel bakteri dalam tanah selama 15 hari inkubasi
22
6 Pengurangan konsentrasi glifosat di tanah pada hari ke- 0 sampai ke-15
24