T1__Full text Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Aktivitas Isolat Bakteri Pelarut Fosfat yang Diperoleh dari Tanah Sawah di Daerah Jalan Lingkar dan Gunung Sari, Salatiga = Activities of Phosphate Solubilizing Bacteria Isolated
Aktivitas Isolat Bakteri Pelarut Fosfat yang diperoleh dari Tanah
Sawah di Daerah Jalan Lingkar dan Gunung Sari, Salatiga
(Activities of Phosphate Solubilizing Bacteria Isolated from Paddy
Field in the area of Ring Road and Gunung Sari, Salatiga)
Oleh
Nurul Ikhtiyarini
NIM : 412013004
SKRIPSI
Diajukan kepada Program Studi: Biologi, Fakultas: Biologi guna memenuhi
sebagian dari persyaratan untuk mencapai gelar Sarjana Sains (Biologi)
Program Studi Biologi
Fakultas Biologi
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
2017
Scan lembar pengesahan
Scan pernyataan tidak plagiat
Scan pernyataan persetujuan akses
BAB I
PENDAHULUAN
Fosfor (P) merupakan salah satu unsur makro esensial bagi kehidupan tanaman
(Saraswati dkk, 2007). Ketersediaan P dalam tanah umumnya melimpah akan tetapi
sekitar 95-99% terdapat dalam bentuk fosfat tidak terlarut atau masih tersimpan dalam
batuan-batuan sehingga tidak dapat digunakan oleh tanaman (Raharjo dkk, 2007).
Rendahnya P dalam tanah ini disebabkan P terikat oleh logam, seperti Fe dan Al, menjadi
Fe-fosfat dan Al-fosfat. Tanaman tidak dapat menyerap P dalam bentuk terikat, sehingga
harus diubah menjadi bentuk yang tersedia bagi tanaman (Suliasih dan Rahmat, 2006).
Untuk meningkatkan ketersediaan fosfat bagi tanaman dapat diusahakan dengan
penggunaan pupuk fosfat. Akan tetapi pemanfaatan pupuk tersebut kurang efektif,
karena pupuk fosfat sudah dalam bentuk terlarut dan tanaman menyerapnya secara
bertahap, sehingga sebagian besar fosfat yang belum terserap akan terbawa oleh air.
Fosfat yang terbawa oleh air tersebut, justru akan diserap oleh rumput liar atau gulma
untuk pertumbuhan gulma, sehingga merugikan tanaman (Raharjo dkk, 2007). Diperlukan
alternatif lain dalam menyediakan dan meningkatkan fosfat bagi tanaman yaitu dengan
penggunaan mikroba tanah yang berperan dalam pelarutan P (Arsyad, 2007).
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan sebelumnya oleh Widawati menyatakan
bahwa bakteri pelarut fosfat memiliki kemampuan dalam melarutkan unsur P terikat
seperti Ca-fosfat yang berperan dalam menyediakan fosfat bagi tanaman (Kartika, 2015).
Fosfat dapat tersedia oleh mikrob tanah melalui sekresi asam organik (Arsyad, 2007).
Asam organik seperti asam asetat, asam format, asam laktat, yang dihasilkan oleh
mikroba tersebut akan bereaksi dengan ion-ion Ca2+, Fe3+ dan Al3+ yang mengikat P
sehingga unsur P akan dibebaskan dan tersedia bagi tanaman (Yani, 2011). Selain itu,
mikroba pelarut fosfat mampu memproduksi asam amino, vitamin dan zat pengatur
tumbuh yang dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman (Suliasih dan Rahmat, 2006).
Media selektif mikroba pelarut fosfat yang biasa digunakan dalam isolasi adalah
agar Pikovskaya. Mikroba pelarut fosfat yang tumbuh pada media ini akan membentuk
zona bening di sekitar koloninya. Zona bening merupakan tanda awal adanya kemampuan
mikroba pelarut fosfat dalam melarutkan fosfat. Terbentuknya zona bening ini karena
adanya pelarutan fosfat dari sumber fosfat sukar terlarut yang ada dalam media oleh
asam-asam organik yang dihasilkan. Waktu yang dibutuhkan untuk pertumbuhan,
kejernihan, besar koloni serta luas zona bening menunjukkan kemampuan mikroba
pelarut fosfat. Semakin luas dan semakin jernih zona bening yang terbentuk menunjukkan
kemampuan melarutkan fosfat yang besar, sehingga koloni tersebut dapat diisolasi lebih
lanjut untuk dikembangkan (Saraswati dkk, 2007).
Dari penelitian yang telah dilakukan sebelumnya di laboratorium Mikrobiologi,
Fakultas Biologi, UKSW, telah diperoleh dua isolat bakteri yang menunjukkan adanya
kemampuan dalam melarutkan fosfat. Dua isolat tersebut diperoleh dari tanah pertanian
padi di daerah Salatiga. Untuk mengetahui kemampuan dari kedua isolat mikroba pelarut
fosfat tersebut perlu dilakukan pengujian lebih lanjut dalam media Pikovskaya cair. Di
dalam media Pikovskaya cair ini sel-sel mikroba pelarut fosfat akan memanfaatkan nutrisi
dalam media untuk berkembang (Saraswati dkk, 2007). Ke dua isolat bakteri yang diduga
melarutkan fosfat ini, belum pernah diteliti lebih lanjut kemampuannya dalam
melarutkan fosfat. Oleh karena itu, diperlukan penelitian lebih lanjut terhadap aktivitas
ke dua isolat bakteri pelarut fosfat ini, serta membandingkannya dengan Pseudomonas
putida, sehingga diharapkan dapat diketahui isolat mana yang paling optimal dalam
melarutkan P.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kemampuan dua isolat
bakteri dalam melarutkan P dengan menggunakan Pseudomonas putida sebagai
pembanding, serta menentukan isolat yang paling besar kemampuannya dalam
melarutkan P.
BAB II
BAHAN DAN METODE
1. Isolat bakteri pelarut fosfat
Dua isolat bakteri pelarut P yang digunakan di penelitian ini diisolasi dari tanah
pertanian padi di daerah Jalan Lingkar Salatiga (disebut isolat A), dan dari tanah pertanian
padi di daerah Gunung Sari Salatiga (disebut isolat B). Sebagai pembanding, digunakan
isolat Pseudomonas putida. Ke dua isolat bakteri pelarut fosfat (isolat A dan B) dan isolat
Pseudomonas putida diperoleh dari Laboratorium Mikrobiologi, Fakultas Biologi, UKSW.
2. Karakterisasi isolat bakteri pelarut fosfat dan pemeliharaan
Sebelum dilakukan uji kemampuan bakteri dalam melarutkan P, terlebih dahulu
dilakukan karakterisasi morfologi dan fisiologis ke dua isolat bakteri. Pengamatan
karakter morfologi yang dilakukan meliputi morfologi koloni dan sel. Sedangkan uji
fisiologi yang dilakukan meliputi uji Gram, MR, VP, dan uji katalase. Ke dua isolat bakteri
yang telah murni dipelihara pada 50 ml medium Pikovskaya. Setiap selang waktu 2 hari
dilakukan pemindahan pada medium segar.
3. Pengujian aktivitas pelarutan fosfat (Saraswati dkk, 2007)
Ke dua isolat bakteri yang telah murni dipelihara pada prekultur yang berisi 50 ml
medium Pikovskaya dan digojok selama 48 jam pada suhu 30°C. Prekultur umur 48 jam
tersebut kemudian diukur absorbansinya pada OD 600 nm untuk menentukan besarnya
volume prekultur yang akan dipindahkan ke medium kultur selanjutnya. Prekultur umur
48 jam tersebut kemudian diinokulasikan pada 100 ml medium Pikovskaya cair dengan
komposisi (g/l) : glukosa 10, Ca3(PO4)2 5, (NH4)2SO4 0,5, KCl 0,2, MgSO4.7H2O 0,1, MnSO4,
FeSO4, ekstrak khamir 0,5, agar 15. Kemudian, kultur diinkubasi pada suhu 30°C dan
dishaker dengan kecepatan 120 rpm. Set penelitian diulang 3 kali.
Pengambilan sampel dilakukan pada hari ke 0, 7, dan 14. Pada setiap
pengambilan sampel dilakukan penentuan konsentrasi biomassa dan P terlarut.
Kemampuan melarutkan P dihitung dengan membandingkan konsentrasi P awal dalam
medium dan saat pengambilan sampel hari ke 7 dan 14.
Berikut cara menetukan fosfat terlarut dan produksi biomassa:
Fosfat terlarut (mg/l) = ([fosfat]t - [fosfat]0)
dimana [fosfat]t dan [fosfat]0 adalah konsentrasi fosfat saat t jam dan 0 jam.
Produksi biomassa (mg/l) = ([BK]t – [BK]0)
dimana [BK]t dan [BK]0 berat kering sel saat t jam dan 0 jam.
Kemampuan melarutkan fosfat (mg P/mg sel) = ([fosfat]t – [fosfat]0)/BK
dimana [fosfat]t dan – [fosfat]0 adalah konsentrasi fosfat saat t jam dan 0 jam,
sedangkan BK adalah berat kering sel yang melakukan aktivitas melarutkan P.
4. Penentuan konsentrasi biomassa sel (Qirom dkk, 2012)
Pengukuran biomassa sel dengan menyaring sampel sebanyak 10 ml dengan
menggunakan membran filter yang telah diketahui berat keringnya. Padatan yang
tersaring kemudian dikeringkan dalam oven selama 2 jam pada suhu 105°C. Kemudian
ditimbang dengan menggunakan timbangan analitik dan berat kering ditentukan dengan
cara:
Konsentrasi biomassa (mg/l) = {(berat membran bersama sel – berat membran
awal)/10 ml}x1000
5. Penentuan konsentrasi fosfat (Saraswati dkk, 2007)
Penentuan konsentrasi fosfat dilakukan dengan cara menambahkan 2,5 ml
Reagen Bartons pada 10 ml filtrat kultur, dan dijadikan 50 ml menggunakan air suling.
Kemudian diinkubasi selama 10 menit dan diukur absorbansi pada panjang gelombang
430 nm. Kemudian disiapkan kurva standar dengan membuat larutan stok dengan
konsentrasi P 0,05 mg/l (0,2195 gram KH2PO4 dilarutkan menjadi 1 liter). Kemudian dari
larutan stok ini dibuat seri larutan standar dengan konsentrasi 10,14,20, 30, 40, 60,80,
dan 100 mg/l. Setiap larutan standar ditentukan absorbansinya dengan cara yang sama
dengan sampel. Data konsentrasi larutan standar dan absorbansi dibuat kurva standar
dan ditentukan persamaan linier nya. Konsentrasi fosfat pada sampel ditentukan dengan
mengonversikan absorbansi sampel menggunakan persamaan kurva standar fosfat.
BAB III
HASIL DAN PEMBAHASAN
1. Karakterisasi isolat bakteri pelarut fosfat
Hasil karakterisasi bakteri pelarut fosfat yang telah diperoleh, dapat dilihat pada
Tabel 1. Berdasarkan hasil karakterisasi, isolat A yang berasal dari lahan pertanian padi di
daerah jalan lingkar Salatiga, memiliki kemiripan morfologi koloni dan sel dengan isolat
Pseudomonas putida. Sedangkan isolat B memiliki perbedaan dalam hal morfologi koloni
dan sel. Akan tetapi dari uji fisiologis yang dilakukan, karakter fisiologis ke tiga isolat
(isolat A, isolat B dan Pseudomonas putida) memiliki karakter yang sama.
Tabel 1. Karakter morfologi koloni, sel, dan fisiologi bakteri pelarut fosfat
Karakter
Isolat
Morfologi koloni
Morfologi sel
Fisiologis
Bentuk
Tepi
Elevasi Warna Bentuk Gram
MR
VP
Katalase
A
tidak
berombak timbul putih batang negatif negatif positif positif
beraturan
tulang
B
tidak
berlekuk
datar
putih batang negatif negatif positif positif
beraturan
tulang
Ps
tidak
berombak timbul putih batang negatif negatif positif positif
beraturan
tulang
2. Aktivitas bakteri pelarut fosfat dalam melarutkan P
Dari hasil penelitian terbukti ketiga isolat mampu melarutkan P (Gambar 1). Pada
gambar 1, terlihat bahwa dengan bertambahnya waktu inkubasi, konsentrasi fosfat
terlarut semakin tinggi. Menurut Raharjo dkk (2007), konsentrasi fosfat terlarut dalam
medium yang ditumbuhi mikroba pelarut fosfat akan meningkat dari hari ke hari
disebabkan adanya pembentukan asam organik oleh mikroba. Beberapa asam organik
yang dihasilkan oleh mikroba seperti asam asetat, asam format, asam laktat akan
bereaksi dengan ion-ion Ca2+, Fe3+, dan Al3+ yang akan mengikat P dan unsur P akan
dibebaskan dan tersedia bagi tanaman (Yani, 2011).
Gambar 1. Konsentrasi fosfat terlarut pada medium Pikovskaya yang ditumbuhi isolat A
), isolat B (
), dan isolat Pseudomonas putida (
) selama 14 hari.
(
Konsentrasi fosfat terlarut pada medium Pikovskaya yang ditumbuhi masingmasing isolat mengalami peningkatan seiring dengan lamanya waktu inkubasi, yaitu
tertinggi pada pengamatan hari ke 14. Fosfat yang dilarutkan oleh isolat A selama 14 hari
sebesar 6,61 mg/l. Sedangkan pada isolat B, fosfat yang dilarutkan sebesar 10,9 mg/l.
Fosfat yang dilarutkan oleh isolat Pseudomonas putida selama 14 hari, sebesar 11 mg/l.
Dari hasil tersebut dapat dilihat bahwa fosfat yang dilarutkan oleh isolat B dan isolat
Pseudomonas putida relatif hampir sama, sedangkan fosfat yang dilarutkan oleh isolat A
lebih rendah dibandingkan dengan isolat B dan Pseudomonas putida. Hal ini menunjukkan
bahwa setiap spesies bakteri memiliki kemampuan yang berbeda-beda dalam aktivitasnya
melarutkan fosfat. Menurut Raharjo dkk (2007), kenaikan konsentrasi fosfat terjadi
karena mikroba menghasilkan asam organik. Adanya peningkatan produksi asam organik
akan menurunkan pH. Penurunan pH ini akan menghambat aktivitas enzim
fosfofruktokonase dan dan piruvat dekarboksilase sehingga pembentukan asam piruvat
dan asetil ko-A yang berperan dalam biosintesis asam organik menjadi terhambat.
Adanya penghambatan dalam biosintesis asam organik dapat menyebabkan proses
pelarutan fosfat menurun.
), isolat B (
Gambar 2. Konsentrasi biomassa isolat A (
) pada medium Pikovskaya.
Pseudomonas putida (
), dan isolat
Tabel 2. Kemampuan isolat A, isolat B dan isolat Pseudomonas putida dalam melarutkan
fosfat selama 14 hari.
Nama isolat
Konsentrasi fosfat
yang dilarutkan
(mg/l) selama 14 hari
Produksi biomassa
(mg/l)
Kemampuan
melarutkan fosfat (mg
P/mg BK)
A
B
Pseudomonas putida
6,61
10,9
11
830
191
420
0,008
0,057
0,026
3. Pertumbuhan dan produksi biomassa sel
Pertumbuhan biomassa sel pada kultur cair dapat dilihat menggunakan metoda
optical dencity (OD). Pada umumnya optical dencity (OD) berkorelasi dengan jumlah sel
yang terdapat pada media. Gambar 2 menunjukkan bahwa pertumbuhan populasi dari
masing-masing isolat mengalami peningkatan. Berdasarkan hasil perhitungan
kemampuan melarutkan fosfat pada Tabel 1, dapat dilihat bahwa dari dua isolat yang
telah diperoleh sebelumnya, yaitu isolat A dan isolat B, yang paling besar aktivitasnya
dalam melarutkan P adalah isolat B. Hal ini berkaitan antara produk biomassa yang
dihasilkan dengan aktivitas pelarutan fosfat yang dihasilkan oleh masing-masing isolat.
Dari ketiga isolat tersebut pada hari ke14 yang memiliki pertumbuhan biomassa tertinggi
adalah isolat A, diikuti isolat Pseudomonas putida dan yang terakhir adalah isolat B
(Gambar 2). Produksi biomassa yang tinggi ini tentunya membutuhkan kecukupan
nutrien, diantaranya adalah P. Adanya kebutuhan P untuk pertumbuhan ini kemungkinan
menyebabkan adanya penggunaan fosfat oleh bakteri, sehingga kadar fosfat terlarut
menjadi rendah.
Dalam hal aktivitas melarutkan fosfat, isolat yang memiliki aktivitas tertinggi
dalam melarutkan fosfat adalah isolat B (dapat dilihat pada Gambar 1 dan Tabel 2). Pada
Gambar 1 dan 2 dapat dilihat bahwa isolat yang memiliki aktivitas melarutkan fosfat
paling besar adalah isolat yang produksi biomassanya rendah, tetapi mampu melarutkan
fosfat dengan konsentrasi yang tinggi. Pada isolat A, meskipun produksi biomassanya
tinggi, tetapi kemampuan melarutkan fosfatnya lebih rendah dibandingkan dengan isolat
B, sehingga isolat yang paling tinggi aktivitasnya adalah isolat B. Berdasarkan pada Tabel 2
dapat diambil kesimpulan bahwa isolat yang paling besar kemampuannya dalam
melarutkan fosfat adalah isolat B.
BAB IV
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa
selama 14 hari pertumbuhan pada medium Pikovskaya, isolat B memiliki kemampuan
lebih besar dalam melarutkan fosfat dibandingkan dengan isolat A. Kemampuan isolat B
dalam melarutkan P setara dengan isolat Pseudomonas putida.
DAFTAR PUSTAKA
Arsyad, R. H. 2007. Penggunaan rhizobium dan mikrob pelarut fosfat (MPF) untuk
memperbaiki pertumbuhan ibit akasia (Acacia mangium dan Acacia crassicarpa)
[Skripsi]. Bogor: Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Kartika, I. 2015. Pembuatan flipchart dinamika bakteri pelarut fosfat dalam proses
pengomposan sampah coklat dan sampah hijau [Laporan Penelitian]. Pontianak:
Universitas Tanjungpura.
Qirom, M. A. Saleh, M. B. Kuncahyo, Budi. 2012. Evaluasi penggunaan beberapa metode
penduga biomassa pada jenis Acacia mangium Wild. Jurnal Penelitian Hutan dan
Konservasi Alam. 9 (3): 251-263.
Raharjo, B. Suprihadi, A. Agustina, D. K. 2007. Pelarutan fosfat anorganik oleh kultur
campur jamur pelarut fosfat secara In Vitro. Jurnal Sains & Matematika. 18 (2) :
45-54.
Saraswati, R. Husen, E. Simanungkalit, R. D. M. 2007. Metode Analisis Biologi Tanah.
Bogor: Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Sumberdaya Lahan Pertanian.
Suliasih. dan Rahmat. 2006. Aktivitas fosfatase dan pelarut kalsium fosfat oleh beberapa
bakteri pelarut fosfat. Jurnal Biodiversitas. 8 (1) : 23-26.
Yani, R. 2011. Karakterisasi kemampuan melarutkan fosfat bakteri pelarut fosfat asal
Tithonia diversifolia pada media agar ekstrak tanah [Skripsi]. Padang: Universitas
Andalas.
Sawah di Daerah Jalan Lingkar dan Gunung Sari, Salatiga
(Activities of Phosphate Solubilizing Bacteria Isolated from Paddy
Field in the area of Ring Road and Gunung Sari, Salatiga)
Oleh
Nurul Ikhtiyarini
NIM : 412013004
SKRIPSI
Diajukan kepada Program Studi: Biologi, Fakultas: Biologi guna memenuhi
sebagian dari persyaratan untuk mencapai gelar Sarjana Sains (Biologi)
Program Studi Biologi
Fakultas Biologi
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
2017
Scan lembar pengesahan
Scan pernyataan tidak plagiat
Scan pernyataan persetujuan akses
BAB I
PENDAHULUAN
Fosfor (P) merupakan salah satu unsur makro esensial bagi kehidupan tanaman
(Saraswati dkk, 2007). Ketersediaan P dalam tanah umumnya melimpah akan tetapi
sekitar 95-99% terdapat dalam bentuk fosfat tidak terlarut atau masih tersimpan dalam
batuan-batuan sehingga tidak dapat digunakan oleh tanaman (Raharjo dkk, 2007).
Rendahnya P dalam tanah ini disebabkan P terikat oleh logam, seperti Fe dan Al, menjadi
Fe-fosfat dan Al-fosfat. Tanaman tidak dapat menyerap P dalam bentuk terikat, sehingga
harus diubah menjadi bentuk yang tersedia bagi tanaman (Suliasih dan Rahmat, 2006).
Untuk meningkatkan ketersediaan fosfat bagi tanaman dapat diusahakan dengan
penggunaan pupuk fosfat. Akan tetapi pemanfaatan pupuk tersebut kurang efektif,
karena pupuk fosfat sudah dalam bentuk terlarut dan tanaman menyerapnya secara
bertahap, sehingga sebagian besar fosfat yang belum terserap akan terbawa oleh air.
Fosfat yang terbawa oleh air tersebut, justru akan diserap oleh rumput liar atau gulma
untuk pertumbuhan gulma, sehingga merugikan tanaman (Raharjo dkk, 2007). Diperlukan
alternatif lain dalam menyediakan dan meningkatkan fosfat bagi tanaman yaitu dengan
penggunaan mikroba tanah yang berperan dalam pelarutan P (Arsyad, 2007).
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan sebelumnya oleh Widawati menyatakan
bahwa bakteri pelarut fosfat memiliki kemampuan dalam melarutkan unsur P terikat
seperti Ca-fosfat yang berperan dalam menyediakan fosfat bagi tanaman (Kartika, 2015).
Fosfat dapat tersedia oleh mikrob tanah melalui sekresi asam organik (Arsyad, 2007).
Asam organik seperti asam asetat, asam format, asam laktat, yang dihasilkan oleh
mikroba tersebut akan bereaksi dengan ion-ion Ca2+, Fe3+ dan Al3+ yang mengikat P
sehingga unsur P akan dibebaskan dan tersedia bagi tanaman (Yani, 2011). Selain itu,
mikroba pelarut fosfat mampu memproduksi asam amino, vitamin dan zat pengatur
tumbuh yang dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman (Suliasih dan Rahmat, 2006).
Media selektif mikroba pelarut fosfat yang biasa digunakan dalam isolasi adalah
agar Pikovskaya. Mikroba pelarut fosfat yang tumbuh pada media ini akan membentuk
zona bening di sekitar koloninya. Zona bening merupakan tanda awal adanya kemampuan
mikroba pelarut fosfat dalam melarutkan fosfat. Terbentuknya zona bening ini karena
adanya pelarutan fosfat dari sumber fosfat sukar terlarut yang ada dalam media oleh
asam-asam organik yang dihasilkan. Waktu yang dibutuhkan untuk pertumbuhan,
kejernihan, besar koloni serta luas zona bening menunjukkan kemampuan mikroba
pelarut fosfat. Semakin luas dan semakin jernih zona bening yang terbentuk menunjukkan
kemampuan melarutkan fosfat yang besar, sehingga koloni tersebut dapat diisolasi lebih
lanjut untuk dikembangkan (Saraswati dkk, 2007).
Dari penelitian yang telah dilakukan sebelumnya di laboratorium Mikrobiologi,
Fakultas Biologi, UKSW, telah diperoleh dua isolat bakteri yang menunjukkan adanya
kemampuan dalam melarutkan fosfat. Dua isolat tersebut diperoleh dari tanah pertanian
padi di daerah Salatiga. Untuk mengetahui kemampuan dari kedua isolat mikroba pelarut
fosfat tersebut perlu dilakukan pengujian lebih lanjut dalam media Pikovskaya cair. Di
dalam media Pikovskaya cair ini sel-sel mikroba pelarut fosfat akan memanfaatkan nutrisi
dalam media untuk berkembang (Saraswati dkk, 2007). Ke dua isolat bakteri yang diduga
melarutkan fosfat ini, belum pernah diteliti lebih lanjut kemampuannya dalam
melarutkan fosfat. Oleh karena itu, diperlukan penelitian lebih lanjut terhadap aktivitas
ke dua isolat bakteri pelarut fosfat ini, serta membandingkannya dengan Pseudomonas
putida, sehingga diharapkan dapat diketahui isolat mana yang paling optimal dalam
melarutkan P.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kemampuan dua isolat
bakteri dalam melarutkan P dengan menggunakan Pseudomonas putida sebagai
pembanding, serta menentukan isolat yang paling besar kemampuannya dalam
melarutkan P.
BAB II
BAHAN DAN METODE
1. Isolat bakteri pelarut fosfat
Dua isolat bakteri pelarut P yang digunakan di penelitian ini diisolasi dari tanah
pertanian padi di daerah Jalan Lingkar Salatiga (disebut isolat A), dan dari tanah pertanian
padi di daerah Gunung Sari Salatiga (disebut isolat B). Sebagai pembanding, digunakan
isolat Pseudomonas putida. Ke dua isolat bakteri pelarut fosfat (isolat A dan B) dan isolat
Pseudomonas putida diperoleh dari Laboratorium Mikrobiologi, Fakultas Biologi, UKSW.
2. Karakterisasi isolat bakteri pelarut fosfat dan pemeliharaan
Sebelum dilakukan uji kemampuan bakteri dalam melarutkan P, terlebih dahulu
dilakukan karakterisasi morfologi dan fisiologis ke dua isolat bakteri. Pengamatan
karakter morfologi yang dilakukan meliputi morfologi koloni dan sel. Sedangkan uji
fisiologi yang dilakukan meliputi uji Gram, MR, VP, dan uji katalase. Ke dua isolat bakteri
yang telah murni dipelihara pada 50 ml medium Pikovskaya. Setiap selang waktu 2 hari
dilakukan pemindahan pada medium segar.
3. Pengujian aktivitas pelarutan fosfat (Saraswati dkk, 2007)
Ke dua isolat bakteri yang telah murni dipelihara pada prekultur yang berisi 50 ml
medium Pikovskaya dan digojok selama 48 jam pada suhu 30°C. Prekultur umur 48 jam
tersebut kemudian diukur absorbansinya pada OD 600 nm untuk menentukan besarnya
volume prekultur yang akan dipindahkan ke medium kultur selanjutnya. Prekultur umur
48 jam tersebut kemudian diinokulasikan pada 100 ml medium Pikovskaya cair dengan
komposisi (g/l) : glukosa 10, Ca3(PO4)2 5, (NH4)2SO4 0,5, KCl 0,2, MgSO4.7H2O 0,1, MnSO4,
FeSO4, ekstrak khamir 0,5, agar 15. Kemudian, kultur diinkubasi pada suhu 30°C dan
dishaker dengan kecepatan 120 rpm. Set penelitian diulang 3 kali.
Pengambilan sampel dilakukan pada hari ke 0, 7, dan 14. Pada setiap
pengambilan sampel dilakukan penentuan konsentrasi biomassa dan P terlarut.
Kemampuan melarutkan P dihitung dengan membandingkan konsentrasi P awal dalam
medium dan saat pengambilan sampel hari ke 7 dan 14.
Berikut cara menetukan fosfat terlarut dan produksi biomassa:
Fosfat terlarut (mg/l) = ([fosfat]t - [fosfat]0)
dimana [fosfat]t dan [fosfat]0 adalah konsentrasi fosfat saat t jam dan 0 jam.
Produksi biomassa (mg/l) = ([BK]t – [BK]0)
dimana [BK]t dan [BK]0 berat kering sel saat t jam dan 0 jam.
Kemampuan melarutkan fosfat (mg P/mg sel) = ([fosfat]t – [fosfat]0)/BK
dimana [fosfat]t dan – [fosfat]0 adalah konsentrasi fosfat saat t jam dan 0 jam,
sedangkan BK adalah berat kering sel yang melakukan aktivitas melarutkan P.
4. Penentuan konsentrasi biomassa sel (Qirom dkk, 2012)
Pengukuran biomassa sel dengan menyaring sampel sebanyak 10 ml dengan
menggunakan membran filter yang telah diketahui berat keringnya. Padatan yang
tersaring kemudian dikeringkan dalam oven selama 2 jam pada suhu 105°C. Kemudian
ditimbang dengan menggunakan timbangan analitik dan berat kering ditentukan dengan
cara:
Konsentrasi biomassa (mg/l) = {(berat membran bersama sel – berat membran
awal)/10 ml}x1000
5. Penentuan konsentrasi fosfat (Saraswati dkk, 2007)
Penentuan konsentrasi fosfat dilakukan dengan cara menambahkan 2,5 ml
Reagen Bartons pada 10 ml filtrat kultur, dan dijadikan 50 ml menggunakan air suling.
Kemudian diinkubasi selama 10 menit dan diukur absorbansi pada panjang gelombang
430 nm. Kemudian disiapkan kurva standar dengan membuat larutan stok dengan
konsentrasi P 0,05 mg/l (0,2195 gram KH2PO4 dilarutkan menjadi 1 liter). Kemudian dari
larutan stok ini dibuat seri larutan standar dengan konsentrasi 10,14,20, 30, 40, 60,80,
dan 100 mg/l. Setiap larutan standar ditentukan absorbansinya dengan cara yang sama
dengan sampel. Data konsentrasi larutan standar dan absorbansi dibuat kurva standar
dan ditentukan persamaan linier nya. Konsentrasi fosfat pada sampel ditentukan dengan
mengonversikan absorbansi sampel menggunakan persamaan kurva standar fosfat.
BAB III
HASIL DAN PEMBAHASAN
1. Karakterisasi isolat bakteri pelarut fosfat
Hasil karakterisasi bakteri pelarut fosfat yang telah diperoleh, dapat dilihat pada
Tabel 1. Berdasarkan hasil karakterisasi, isolat A yang berasal dari lahan pertanian padi di
daerah jalan lingkar Salatiga, memiliki kemiripan morfologi koloni dan sel dengan isolat
Pseudomonas putida. Sedangkan isolat B memiliki perbedaan dalam hal morfologi koloni
dan sel. Akan tetapi dari uji fisiologis yang dilakukan, karakter fisiologis ke tiga isolat
(isolat A, isolat B dan Pseudomonas putida) memiliki karakter yang sama.
Tabel 1. Karakter morfologi koloni, sel, dan fisiologi bakteri pelarut fosfat
Karakter
Isolat
Morfologi koloni
Morfologi sel
Fisiologis
Bentuk
Tepi
Elevasi Warna Bentuk Gram
MR
VP
Katalase
A
tidak
berombak timbul putih batang negatif negatif positif positif
beraturan
tulang
B
tidak
berlekuk
datar
putih batang negatif negatif positif positif
beraturan
tulang
Ps
tidak
berombak timbul putih batang negatif negatif positif positif
beraturan
tulang
2. Aktivitas bakteri pelarut fosfat dalam melarutkan P
Dari hasil penelitian terbukti ketiga isolat mampu melarutkan P (Gambar 1). Pada
gambar 1, terlihat bahwa dengan bertambahnya waktu inkubasi, konsentrasi fosfat
terlarut semakin tinggi. Menurut Raharjo dkk (2007), konsentrasi fosfat terlarut dalam
medium yang ditumbuhi mikroba pelarut fosfat akan meningkat dari hari ke hari
disebabkan adanya pembentukan asam organik oleh mikroba. Beberapa asam organik
yang dihasilkan oleh mikroba seperti asam asetat, asam format, asam laktat akan
bereaksi dengan ion-ion Ca2+, Fe3+, dan Al3+ yang akan mengikat P dan unsur P akan
dibebaskan dan tersedia bagi tanaman (Yani, 2011).
Gambar 1. Konsentrasi fosfat terlarut pada medium Pikovskaya yang ditumbuhi isolat A
), isolat B (
), dan isolat Pseudomonas putida (
) selama 14 hari.
(
Konsentrasi fosfat terlarut pada medium Pikovskaya yang ditumbuhi masingmasing isolat mengalami peningkatan seiring dengan lamanya waktu inkubasi, yaitu
tertinggi pada pengamatan hari ke 14. Fosfat yang dilarutkan oleh isolat A selama 14 hari
sebesar 6,61 mg/l. Sedangkan pada isolat B, fosfat yang dilarutkan sebesar 10,9 mg/l.
Fosfat yang dilarutkan oleh isolat Pseudomonas putida selama 14 hari, sebesar 11 mg/l.
Dari hasil tersebut dapat dilihat bahwa fosfat yang dilarutkan oleh isolat B dan isolat
Pseudomonas putida relatif hampir sama, sedangkan fosfat yang dilarutkan oleh isolat A
lebih rendah dibandingkan dengan isolat B dan Pseudomonas putida. Hal ini menunjukkan
bahwa setiap spesies bakteri memiliki kemampuan yang berbeda-beda dalam aktivitasnya
melarutkan fosfat. Menurut Raharjo dkk (2007), kenaikan konsentrasi fosfat terjadi
karena mikroba menghasilkan asam organik. Adanya peningkatan produksi asam organik
akan menurunkan pH. Penurunan pH ini akan menghambat aktivitas enzim
fosfofruktokonase dan dan piruvat dekarboksilase sehingga pembentukan asam piruvat
dan asetil ko-A yang berperan dalam biosintesis asam organik menjadi terhambat.
Adanya penghambatan dalam biosintesis asam organik dapat menyebabkan proses
pelarutan fosfat menurun.
), isolat B (
Gambar 2. Konsentrasi biomassa isolat A (
) pada medium Pikovskaya.
Pseudomonas putida (
), dan isolat
Tabel 2. Kemampuan isolat A, isolat B dan isolat Pseudomonas putida dalam melarutkan
fosfat selama 14 hari.
Nama isolat
Konsentrasi fosfat
yang dilarutkan
(mg/l) selama 14 hari
Produksi biomassa
(mg/l)
Kemampuan
melarutkan fosfat (mg
P/mg BK)
A
B
Pseudomonas putida
6,61
10,9
11
830
191
420
0,008
0,057
0,026
3. Pertumbuhan dan produksi biomassa sel
Pertumbuhan biomassa sel pada kultur cair dapat dilihat menggunakan metoda
optical dencity (OD). Pada umumnya optical dencity (OD) berkorelasi dengan jumlah sel
yang terdapat pada media. Gambar 2 menunjukkan bahwa pertumbuhan populasi dari
masing-masing isolat mengalami peningkatan. Berdasarkan hasil perhitungan
kemampuan melarutkan fosfat pada Tabel 1, dapat dilihat bahwa dari dua isolat yang
telah diperoleh sebelumnya, yaitu isolat A dan isolat B, yang paling besar aktivitasnya
dalam melarutkan P adalah isolat B. Hal ini berkaitan antara produk biomassa yang
dihasilkan dengan aktivitas pelarutan fosfat yang dihasilkan oleh masing-masing isolat.
Dari ketiga isolat tersebut pada hari ke14 yang memiliki pertumbuhan biomassa tertinggi
adalah isolat A, diikuti isolat Pseudomonas putida dan yang terakhir adalah isolat B
(Gambar 2). Produksi biomassa yang tinggi ini tentunya membutuhkan kecukupan
nutrien, diantaranya adalah P. Adanya kebutuhan P untuk pertumbuhan ini kemungkinan
menyebabkan adanya penggunaan fosfat oleh bakteri, sehingga kadar fosfat terlarut
menjadi rendah.
Dalam hal aktivitas melarutkan fosfat, isolat yang memiliki aktivitas tertinggi
dalam melarutkan fosfat adalah isolat B (dapat dilihat pada Gambar 1 dan Tabel 2). Pada
Gambar 1 dan 2 dapat dilihat bahwa isolat yang memiliki aktivitas melarutkan fosfat
paling besar adalah isolat yang produksi biomassanya rendah, tetapi mampu melarutkan
fosfat dengan konsentrasi yang tinggi. Pada isolat A, meskipun produksi biomassanya
tinggi, tetapi kemampuan melarutkan fosfatnya lebih rendah dibandingkan dengan isolat
B, sehingga isolat yang paling tinggi aktivitasnya adalah isolat B. Berdasarkan pada Tabel 2
dapat diambil kesimpulan bahwa isolat yang paling besar kemampuannya dalam
melarutkan fosfat adalah isolat B.
BAB IV
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa
selama 14 hari pertumbuhan pada medium Pikovskaya, isolat B memiliki kemampuan
lebih besar dalam melarutkan fosfat dibandingkan dengan isolat A. Kemampuan isolat B
dalam melarutkan P setara dengan isolat Pseudomonas putida.
DAFTAR PUSTAKA
Arsyad, R. H. 2007. Penggunaan rhizobium dan mikrob pelarut fosfat (MPF) untuk
memperbaiki pertumbuhan ibit akasia (Acacia mangium dan Acacia crassicarpa)
[Skripsi]. Bogor: Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Kartika, I. 2015. Pembuatan flipchart dinamika bakteri pelarut fosfat dalam proses
pengomposan sampah coklat dan sampah hijau [Laporan Penelitian]. Pontianak:
Universitas Tanjungpura.
Qirom, M. A. Saleh, M. B. Kuncahyo, Budi. 2012. Evaluasi penggunaan beberapa metode
penduga biomassa pada jenis Acacia mangium Wild. Jurnal Penelitian Hutan dan
Konservasi Alam. 9 (3): 251-263.
Raharjo, B. Suprihadi, A. Agustina, D. K. 2007. Pelarutan fosfat anorganik oleh kultur
campur jamur pelarut fosfat secara In Vitro. Jurnal Sains & Matematika. 18 (2) :
45-54.
Saraswati, R. Husen, E. Simanungkalit, R. D. M. 2007. Metode Analisis Biologi Tanah.
Bogor: Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Sumberdaya Lahan Pertanian.
Suliasih. dan Rahmat. 2006. Aktivitas fosfatase dan pelarut kalsium fosfat oleh beberapa
bakteri pelarut fosfat. Jurnal Biodiversitas. 8 (1) : 23-26.
Yani, R. 2011. Karakterisasi kemampuan melarutkan fosfat bakteri pelarut fosfat asal
Tithonia diversifolia pada media agar ekstrak tanah [Skripsi]. Padang: Universitas
Andalas.