UJI POTENSI KELARUTAN BATUAN FOSFAT OLEH BAKTERI PELARUT FOSFAT ASAL TANAH GAMBUT DI RIAU

UJI POTENSI KELARUTAN BATUAN FOSFAT OLEH BAKTERI PELARUT FOSFAT ASAL TANAH GAMBUT DI RIAU Pradita Eka Novianti1, Delita Zul2, Bernadeta Leni Fibriarti3 1

Mahasiswa Program Studi S1 Biologi FMIPA-UR 2 Dosen Jurusan Biologi FMIPA-UR 3 Dosen Jurusan Biologi FMIPA-UR Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Kampus Bina Widya Pekanbaru 28293, Indonesia e-mail: [email protected]

ABSTRACT Phosphate (P) is a macro nutrient needed by plant. In peat soil, P element usually becomes inorganic phosphate in mineralization process by the help of phosphate solubilizing microbes (PSM). Inoculation of phosphate solubilizing bacteria (PSB) into soil could be served as alternative biofertilizer. The purpose of this study was to examine the potential of 198 PSB which were isolated from peat soil in Bukit Batu and Kampar Peninsula, Riau Province in solubilizing rock phosphate. The ability of bacteria in rock phosphate solubilizing was determined quantitatively. A number of 198 PSB isolates which were inoculated to modified liquid pikovskaya’s medium consists of rock phosphate were categorized high, medium and low. The result of median value test on modified liquid pikovskaya’s medium which consists of rock phosphate reveals that 56 (28,28%) PSB isolates were categorized high with P concentration ≥1,17 mg/l. Keywords: Peat soil, Phosphate Solubilizing bacteria, Rock phosphate

ABSTRAK Fosfor (P) merupakan unsur hara makro yang sangat dibutuhkan oleh tanaman. Di dalam tanah, unsur P umumnya mengalami proses mineralisasi menjadi fosfat anorganik dengan bantuan mikroba pelarut fosfat (MPF). Inokulan dari bakteri pelarut fosfat (BPF) didalam tanah bisa dijadikan sebagai alternatif biofertilizer. Tujuan dari penelitian ini adalah uji potensi bakteri pelarut fosfat sebanyak 198 isolat asal tanah gambut di Bukit Batu dan tanah gambut di Semenanjung Kampar, Provinsi Riau dalam melarutkan batuan fosfat melalui pendekatan secara kuantitatif. Sebanyak 198 isolat BPF yang diinokulasikan ke medium cair pikovskaya modifikasi yang mengandung batuan fosfat dikategorikan ke dalam tinggi,

1

sedang dan rendah. Hasil uji nilai tengah terhadap medium pikovskaya cair modifikasi yang mengandung batuan fosfat sebanyak 56 (28,28%) isolat BPF terdapat kategori tertinggi dengan konsentrasi P ≥1,17. Kata kunci: Tanah gambut, Bakteri pelarut fosfat, Batuan fosfat PENDAHULUAN Lahan gambut merupakan salah satu sumber daya alam yang mempunyai fungsi hidrologi dan fungsi ekologi lain yang penting untuk kehidupan seluruh makhluk hidup (Barchia 2006). Namun tidak semua lahan gambut dapat digunakan sebagai lahan pertanian. Berbagai masalah yang terdapat pada lahan gambut yaitu baik secara fisika, kimia maupun biologi tanah antara lain memiliki ratio C/N tinggi, kesuburan tanah yang rendah, cepat mengalami penurunan kesuburan tanah, rendahnya jumlah dan aktifitas mikrorganisme heterotrof pada tanah tersebut yang menyebabkan laju pematangan gambut menjadi lambat dan unsur hara yang rendah antara lain unsur fosfor (P) (Noor 2001). Pada tanah gambut unsur P umumnya berbentuk P-organik yang selanjutnya akan mengalami proses mineralisasi menjadi P-anorganik melalui bantuan mikroba pelarut fosfat. Mikroba pelarut fosfat adalah mikroba yang mampu melarutkan senyawa fosfat menjadi bentuk yang tersedia. Mikroba pelarut fosfat dapat berupa bakteri (BPF), jamur (JPF), aktinomisetes atau khamir (Premono 1998). BPF merupakan bakteri tanah yang bersifat non patogen dan termasuk dalam kategori bakteri pemacu pertumbuhan tanaman. Bakteri tersebut menghasilkan vitamin dan fitohormon yang dapat memperbaiki pertumbuhan akar tanaman dan meningkatkan serapan hara (Glick 1995). Penelitian ini bertujuan untuk menguji potensi BPF sebanyak 174 asal tanah gambut di Bukit Batu dan 24 asal tanah gambut di Semenanjung Kampar dalam melarutkan batuan fosfat melalui pendekatan secara kuantitatif. Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi tentang potensi BPF asal tanah gambut Bukit Batu dan Semenanjung Kampar dalam melarutkan batuan fosfat. METODE PENELITIAN Isolat BPF yang digunakan merupakan koleksi isolat Laboratorium Mikrobiologi yang diisolasi dari tanah gambut Bukit Batu dan Semenanjung Kampar asal Riau. isolat BPF diuji kemampuannya dalam melarutkan batuan fosfat. Penelitian dilakukan di Laboratorium Mikrobiologi Jurusan Biologi, Laboratorium Biokimia dan Laboratorium Kimia Fisika Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Riau.

2

Fermentasi BPF secara Kuantitatif dalam Melarutkan Batuan Fosfat Pengujian dilakukan menurut metoda Gaur (1981). Sebanyak 2,5 ml (10%) inokulum dimasukkan ke dalam Erlenmeyer 100 ml yang berisi 22,5 ml medium pikovskaya cair yang diperkaya dengan batuan fosfat dan pada medium Pikovskaya cair yang tidak diperkaya dengan batuan fosfat. Erlenmeyer yang berisi biakan bakteri pelarut fosfat diinkubasi dan diagitasi pada kecepatan putar 150 rpm selama 5 hari. Setelah 5 hari inkubasi dilakukan pengukuran P terlarut dengan metode kolorimetri menggunakan spektrofotometer pada panjang gelombang (λ)= 880 nm. Analisis Penetapan P Terlarut Oleh BPF Secara Kolorimetri (Modifikasi Jackson 1967) Kultur fermentasi BPF disentrifuse pada kecepatan 5.000 rpm selama 10 menit. Sebanyak 12,5 ml supernatan ditambahkan 1 ml campuran reagen pewarna, kemudian diaduk dan divortex sehingga tercampur sempurna. Larutan diinkubasi selama 20-30 menit dan dibaca absorbansinya dengan spektrofotometer pada panjang gelombang (λ)= 880 nm. Jumlah P terlarut ditentukan dengan memetakan OD yang diperoleh pada kurva standar. Analisis Data Data hasil pengujian BPF disajikan dalam bentuk tabel dan gambar, kemudian data dianalisis secara deskriptif (Hadioetomo 1993). Isolat BPF yang mampu melarutkan Batuan Fosfat pada medium pikoskaya cair disajikan dalam bentuk tabel kemudian dikelompokkan ke dalam kriteria tinggi, sedang dan rendah berdasarkan uji nilai tengah dan nilai absorbansi pada kurva standar. HASIL DAN PEMBAHASAN Fermentasi BPF secara Kuantitatif dalam Melarutkan Batuan Fosfat Total koleksi isolat BPF sebanyak 198 isolat diuji dalam melarutkan batuan fosfat pada medium cair. Hasil yang didapat bervariasi yaitu tinggi, sedang dan rendah. Isolat BB_UB23 mampu melarutkan P pada batuan fosfat sebesar 2,46 mg/l, sedangkan kemampuan melarutkan terendah ditunjukkan isolat BB_BK5 yaitu 0,01 mg/l. Hasil uji nilai tengah yang mampu melarutkan batuan fosfat yaitu, kriteria tinggi ≥1,17 dengan persentase 28,28%, sedang antara 0,34 - 1,16 dengan persentase 42,42% dan kriteria terendah ≤0,33 dengan persentase 29,2% disajikan pada Tabel 1. Tabel 1. Kriteria, konsentrasi P dan persentase BPF dalam melarutkan batuan fosfat berdasarkan uji nilai tengah Kriteria Tinggi Sedang Rendah

Konsentrasi P ≥ 1,17 0,34-1,16 ≤ 0,33

3

Persentase 28,28% 42,42% 29,29%

Menurut hasil Widawati (2005) Bacillus panthothenicus menghasilkan batuan fosfat 0,23 mg/l, hasil ini lebih rendah jika dibandingkan dengan hasil penelitian ini. Namun berbeda dengan bakteri Klebsiella aerogenes dan Chromobacterium lividum yang menghasilkan batuan fosfat 6,62 mg/l dan 8,9 mg/l. Bakteri tersebut menghasilkan batuan fosfat yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan isolat BB_UB23 yaitu 2,46 mg/l dalam penelitian ini. Widawati dan suliasih (2006) mengemukakan bahwa aktivitas bakteri dalam melarutkan P sangat tergantung pada temperatur, kelembapan, pH, suplai makanan, kondisi lingkungan selama masa pertumbuhan. Berdasarkan penelitian sebelumnya BPF dapat melarutkan P yang terikat pada batuan fosfat yang diinkubasi selama 7 hari pada pH awal yang mengalami penurunan dari 7 menjadi 4,2 (Widawati 2011). Hasil penelitian ini juga didukung oleh Perez et al., (2007) yang menunjukkan bahwa penurunan pH merupakan mekanisme penting dalam pelarutan P. Proses pelarutan P yang terikat oleh bakteri pelarut fosfat dalam media Pikovskaya cair melibatkan penurunan pH. Hal tersebut terjadi karena hasil sintesis senyawa organik yang dilepaskan ke dalam medium Pikovskaya, kemudian terjadi proses oksidasi, reduksi, dan kompetisi ligan organik (Cuningham dan Kuiack 1992). Whitelaw et al., (1999) juga mengemukakan bahwa perubahan pH pada konsentrasi fosfat terlarut dalam media kultur secara langsung sebanding dengan tingkat produksi asam organik (asam asetat, sitrat, dan oksalat) yang dihasilkan oleh BPF. Menurut Tatiek (1991), setiap spesies bakteri mempunyai kemampuan genetik yang berbeda dalam menghasilkan asam-asam organik baik dari jumlah ataupun jenis nya selama pertumbuhan. Dari jumlah dan jenis asam organik inilah yang menentukan tinggi rendahnya kemampuan bakteri dalam melarutkan sumber P pada medium cair. Menurut Afriandi (2003) kemampuan yang berbeda dari masing-masing isolat bakteri dalam menyediakan P disebabkan oleh daya adaptasi lingkungan yang berbeda-beda terhadap lingkungan tempat tumbuhnya. KESIMPULAN DAN SARAN Hasil penelitian mengenai uji potensi kelarutan batuan fosfat oleh bakteri pelarut fosfat asal tanah gambut di Riau dapat diambil kesimpulan sebagai berikut, semua isolat mampu melarutkan batuan fosfat. Isolat BB_UB23 mampu melarutkan batuan fosfat dengan konsentrasi 2,46 mg/l, sedangkan kemampuan melarutkan terendah ditunjukkan isolat BB_BK5 yaitu 0,01 mg/l.

UCAPAN TERIMAKASIH Penulis mengucapkan terima kasih kepada Sri Astuti, Wilson Nainggolan, dan Izzatun Nafsiah, yang telah mengisolasi BPF dari tanah gambut GSK-BB dan Emelda Elviana dari tanah gambut Semenanjung Kampar Riau. Rasa terima kasih juga kami sampaikan kepada Kepala dan Laboran Laboratorium Mikrobiologi Jurusan Biologi

4

FMIPA Universitas Riau atas pemberian izin penggunaan fasilitas laboratorium selama penelitian. DAFTAR PUSTAKA Afriandi. 2003. Uji Potensi Bakteri Aerobacter aerogenes dalam Melarutkan P pada Tanah PMK dan Organosol yang Ditanami Kacang Kedelai (Glycine max L.). Skripsi. Universitas Sumatra Utara. Medan Barchia FM. 2006. Gambut Agroekosistem dan Transformasi Karbon. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta Cunningham JE, Kuiack C. 1992. Production of Citric and Oxalic Acids and Solubilization of Calcium Phosphate by Penicillium bilaii. Appl. Envir. Microbiol., 58: 1451–58 Gaur AC. 1981. Phospho-microorganism and Varians Transformation in Compost Technology, Project Field Document No. 13 FAO. P.106-111 Glick BR. 1995. The Enhancement of Plant Growth by Free Living Bacteria. Canadian Journal Microbiology. 41: 109-117 Hadioetomo RS. 1993. Mikrobiologi Dasar dalam Praktek, Teknik dan Prosedur Dasar Laboratorium. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta Jackson ML (ed). 1967. Soil Chemical Analysis. Prentic Hall, Inc., Engle Wood Cliff. Usa Noor M. 2001. Pertanian Lahan Gambut, Potensi dan Kendala. Kanisius Yogyakarta Perez E, Sulbaran M, Bal MM, Yarzabal LA. 2007. Isolation and Characterization of Mineral Phosphate Solubilizing Bacteria Naturally Colonizing a Limonitic Crust in the South Eastern Venezuela Region. Soil Biol Biochem. Vol 39, pp. 2905-14 Premono ME. 1998. Mikrob Pelarut Fosfat untuk Mengefisienkan Pupuk Fosfat dan Prospeknya di Indonesia. Hayati. Jurnal Biosains 5 (4) : 89-94 Tatiek H. 1991. Bakteri Pelarut Fosfat Asal Beberapa Jenis Tanah dan Efeknya Terhadap Pertumbuhan dan Hasil Jagung (Zea mays L.). Disertasi. Universitas Padjadjaran, Bandung Widawati S, Suliasih. 2005. The Application of Soil Microbe from Wamena Botanical Garden as Biofertilizer (compost plus) on Purple Egglant (Solanum melongena L.). Gakuryoku 11 (4): in-press Widawati S, Suliasih. 2006. Populasi Bakteri Pelarut P (BPF) di Cikini, Gunung Botol dan Ciptarasa serta Kemampuannya dalam Melarutkan P Terikat di Media Pikovskaya Padat. Jurnal Biodiversitas. 7 (2) : 109 - 113 Widawati S. 2011. Diversity and Phosphate Solubilization by Bacteria Isolated from Laki Island Coastal Ecosystem. Biodiversitas J. Biol. Diversity vol. 12. no 1, pp. 17-21 Whitelaw MA, Harden RJ, Helyar KR. 1999. Phosphate Solubilization in Culture by Soils Fungus Penicilium Radicum. Soil Biol Biochem. 31: 655-665

5