Jurnal Penelitian dan Pengembangan Sains & Humaniora

ISSN 1979-7095

Jurnal Penelitian dan Pengembangan Sains & Humaniora Volume 2, Nomor 2, Agustus 2008

JPPSH Lembaga Penelitian Universitas Pendidikan Ganesha Jalan Udayana 12C Singaraja, Telp. (0362)22928, Fax. (0362)22928 [email protected] http://www.lemlit-undiksha.co.nr

ISSN 1979-7095 JURNAL PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN SAINS & HUMANIORA (JPPSH) LEMBAGA PENELITIAN UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA Penerbit Lembaga Penelitian Universitas Pendidikan Ganesha Pembina Prof. Dr. I Nyoman Sudiana, M.Pd (Rektor Undiksha) Prof. Dr. I Gusti Putu Suharta, M.Si (PR I Undiksha) Pemimpin Redaksi Prof. Dr. I Wayan Santyasa, M. Si. (Ketua Lembaga Penelitian Universitas Pendidikan Ganesha) Wakil Pemimpin Redaksi Drs. I Nyoman Seloka Sudiara, M. Pd. (Sekretaris Lembaga Penelitian Universitas Pendidikan Ganesha) Dewan Redaksi Prof. Dr. I Nyoman Sudana Degeng, M.Pd (UM) Prof. Dr. Ir. I Gede Mahardika, M.S (Unud) Dr. Ir. Dwi Sulisworo, M.Si (UAD) Drs. I Wayan Muderawan, M. Si., Ph. D. (Undiksha) Dr. I Gusti Agung Nyoman Setiawan, M.Si (Undiksha) Dr. Ni Nyoman Padmadewi, M.A (Undiksha) Dr. Wayan Sukra Warpala, M. Sc. (Undiksha) Dr. I Nengah Suandi, M. Hum. (Undiksha) Dr. Sukadi. M. Pd., M. Ed. (Undiksha) Dr. I Wayan Suastra, M. Pd. (Undiksha) Dra. Luh Putu Sendratari, M. Hum. (Undiksha) Ketut Yoda, S. Pd., M. Or. (Undiksha) Bendaharawan Dra. Ni Ketut Wirati Tata Usaha & Sirkulasi Ida Bagus Astiyasa Ketut Sempidi I Ketut Iwan Krisna, S. E. Alamat Redaksi Jl. Udayana 12C, 81116, Singaraja Telepon (0362)22928, Fax. (0362)22928 E-mail: [email protected] http://www.lemlit-undiksha.co.nr

Jurnal Penelitian dan Pengembangan Sains & Humaniora

ISSN 1979-7095

WACANA Pembaca yang budiman, penerbitan JPPSH oleh Lembaga Penelitian Universitas Pendidikan Ganesha kali ini merupakan penerbitan yang keempat. Kehadiran JPPSH ini diharapkan dapat mengoptimalkan kinerja Lembaga Penelitian, khususnya dalam upaya menyebarluaskan ilmu pengetahuan dan teknologi hasil penelitian melalui publikasi ilmiah secara berkala. Penerbitan JPPSH dilaksanakan tiga kali setahun, yaitu April, Agustus, dan Desember. Pada penerbitan keempat ini, ditampilkan enam artikel dengan juduljudul artikel dan penulisnya adalah sebagai berikut. (1) Isolasi, Pemurnian dan Karakterisasi Lipase Termostabil dari Bakteri Termofilik yang Diisolasi dari Solat Air Panas Banyuwedang Kecamatan Gerokgak Buleleng Bali (Penulis I Nyoman Tika). Implikasi penelitian, bahwa lipase termostabil isolat Banyuwedang memiliki puluang besar diaplikasikan untuk biosensor dalam analisis gliserida pada serum darah. (2) Isolasi, Identifikasi, Bakteri Penambat Nitrogen Non Simbiosios dalam Tanah (Penulis Ni Putu Ristiati, Sanusi Muliadiharja, dan Frieda Normita). Implikasi penelitian, bahwa para petani sebaiknya memperhatikan penggunaan pupuk agar komposisi unsur phosphat sesuai untuk pertumbuhan Azotobacter sp. yang membantu dalam kesuburan tanah pertanian. (3) Perilaku Pencarian Informasi, Pemanfaatan Layanan, dan Minat Layanan Informasi para Mahasiswa yang Berkunjung di Perpustakaan Undiksha (Penulis Made Putra). Implikasi penelitian, bahwa untuk meningkatkan pelayanan perpustakaan Undiksha diperlukan adanya kerja sama yang baik antara mahasiswa sebagai pengguna, karyawan, dan pihak berwenang dari Universitas Pendidikan Ghanesa. (4) Penentuan Kualitas Air Danau Batur melalui Indeks Pencemaran Biologik (Penulis I Nyoman Wijana). Implikasi penelitian, bahwa masyarakat sekitar danau sebaiknya ikut aktif dan berperan serta dengan menggunakan pengetahuan lokal dan kearifan lokal untuk pengelola air Danau Batur. (5) Pengaruh Suplementasi Tablet Besi (Sulfas Ferrosus) terhadap Peningkatan Kadar Haemoglobin Darah (Penulis Made Budiawan dan I Ketut Sudiana). Implikasi penelitian, bahwa pemberian tablet besi yang dilakukan secara teratur sebaiknya dilaksanakan terhadap seluruh atlet Indonesia. (6) Pengembangan Potensi Olahraga Tracking di Kecamatan Sukasada Kabupaten Buleleng Bali (Penulis Syarif Hidayat). Implikasi penelitian, bahwa Kecamatan Sukasada dianjurkan segera mengoptimalkan alam dan wilayahnya untuk pengembangan wisata dengan minat khusus yaitu olahraga tracking. Demikian wacana ini dikemukakan untuk dapat digunakan sebagai bahan renungan ilmiah bagi para pembaca yang budiman. Selamat membaca.

JPPSH, Lembaga Penelitian Undiksha, Agustus 2008

iii


ISSN 1979-7095

JURNAL PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN SAINS & HUMANIORA (JPPSH) Volume 2, Nomor 2, Agustus 2008 DAFTAR ISI iii v 99-115

Wacana Daftar Isi

Isolasi, Pemurnian dan Karakterisasi Lipase Termostabil dari Bakteri Termofilik yang Diisolasi Dari Solat Air Panas Banyuwedang Kecamatan Gerokgak Buleleng Bali Oleh I Nyoman Tika, Jurusan Pendidikan Nimia FMIPA Undiksha 116-129 Isolasi, Identifikasi, Bakteri Penambat Nitrogen Non Simbiosios dalam Tanah Oleh Ni Putu Ristiati dan Sanusi Muliadiharja, Jurusan Pendidikan Biologi, dan Frieda Normita, Jurusan Pendidikan Nimia FMIPA Undiksha 130-145 Perilaku Pencarian Informasi, Pemanfaatan Layanan, dan Minat Layanan Informasi para Mahasiswa yang Berkunjung di Perpustakaan Undiksha Oleh Made Putra, Jurusan PGSD FIP Undiksha 146-161 Penentuan Kualitas Air Danau Batur melalui Indeks Pencemaran Biologik

Oleh I Nyoman Wijana, Jurusan Pendidikan Biologi FMIPA Undiksha 162-176 Pengaruh Suplementasi Tablet Besi (Sulfas Ferrosus)

terhadap Peningkatan Kadar Haemoglobin Darah Oleh Made Budiawan dan I Ketut Sudiana, Jurusan Ilmu Keolahragaan FOK Undiksha 177-192 Pengembangan Potensi Olahraga Tracking di Kecamatan

Sukasada Kabupaten Buleleng Bali Oleh Syarif Hidayat, Jurusan Ilmu Keolahragaan FOK Undiksha


v


2(2), 116-129

ISOLASI, IDENTIFIKASI, BAKTERI PENAMBAT NITROGEN NON SIMBIOSIOS DALAM TANAH

Ni Putu Ristiati dan Sanusi Muliadihardja (Jurusan Biologi) Frieda Nurlita (Jurusan pendidikan Kimia) F akultas MIPA Undiksha

Abstrak Dalam bidang pertanian peranan bakteri saprofitik, bakteri pengikat nitrogen dan bakteri nitrifikasi sangat besar. Bakteri pengikat nitrogen yang hidup bebas diantaranya adalah Azotobacter sp., Rhodosprillum rubrum dan Clostridium pasteurianum. Bakteri pengikat nitrogen yang bersifat aerob obligat diantaranya adalah Azotobacter, Beijerinckia, Derxia, Archromobacter. Kemampuan memfiksasi nitrogen bebas ini dikendalikan oleh gen nif. Tujuan penelitian untuk mengetahui apakah dari sampel tanah persawahan dapat diisolasi bakteri penambat nitrogen non simbiosis dan dari 4 media diperkaya yang digunakan untuk menumbuhkan mikroba, media manakah yang paling baik untuk pertumbuhan bakteri nitrogen non simbiosis. Jumlah keseluruhan unit percobaan 25 cawan petri. Untuk menumbuhkan bakteri penambat nitrogen dilakukan dengan menggunakan 4 medium diperkaya dan 1 medium sebagai kontrol yaitu : (1) 50 gr tanah sebagai kontrol; (2) 50 gr tanah + 0,75 gr manitol (perlakuan 1); (3) 50 gr tanah + 0,75 gr manitol + 0,1 gr CaCO3 (perlakuan 2); (4) 50 gr tanah + 0,75 gr manitol + 5 ml K2HPO4 3% (perlakuan 3); (5) 50 gr tanah + 0,75 gr manitol + 0,1 gr CaCO3 + 5 ml K2HPO4 3% (perlakuan 4). Dari uji di laboratorium didapatkan dari sampel tanah persawahan dapat diisolasi bakteri penambat nitrogen non simbiosis, yaitu Azotobacter sp. Media yang diperkaya pada perlakuan 4 yang tersusun atas 50 gr tanah + 0,75 gr manitol + 0,1 gr CaCO3 + 5 ml K2HPO4 3% merupakan media yang paling baik untuk pertumbuhan bakteri Azotobacter sp. Kata kunci: Bakteri nitrogen non simbiosis; Azotobacter sp


116


2(2), 116-129

Abstract In agriculture part of saprophytic bacteria, nitrogen fixation bacteria, nitrification bacteria it’s very important. Free nitrogen fixation bacteria among other things i.e Azotobacter sp., Rhodosprillum rubrum and Clostridium pasteurianum.The role of statements presented in this research represent are from ground for rice growing soil sample can be isolated nitrogen fixation non symbiotic bacteria and from four riched media that used to growing microbes, which media are the best to growth nitrogen non symbiotic bacteria. Amounts of research units are 25 petri dish.For growing nitrogen fixation bacteria was carried out utilizing four riched media and one medium as control i.e : (1) 50 gr soil as control; (2) 50 gr soil + 0.75 gr mannitol (treatment 1); (3) 50 gr soil + 0.75 gr manntol + 0.1 gr CaCO3 (treatment 2); (4) 50 gr soil + 0.75 gr mannitol + 5 ml K2HPO4 3% (treatment 3); (5) 50 gr soil + 0.75 gr mannitol + 0.1 gr CaCO3 + 5 ml K2HPO4 3% (treatment 4). Assesment of laboratory test have indicated from ground for rice growing soil sample can isolated fixation nitrogen non symbiotic bacteria i.e : Azotobacter sp. Riched media in treatment 4 which contains 50 gr soil + 0.75 gr mannitol + 0.1 gr CaCO3 + 5 ml K2HPO4 3% appear the best medium to growth Azotobacter sp. Key words: Nitrogen non symbiotic bacteria; Azotobacter sp

Pendahuluan Tanah merupakan hasil gabungan proses fisik, kimia, dan biologi. Suatu pengamatan terhadap hampir seluruh batuan memperlihatkan adanya alga, lichenes, dan lumut. Organisme tersebut dapat tetap dorman pada batuan kering dan akan tumbuh jika batuan tersebut menjadi lembab. Organisme tersebut bersifat fototropik dan menghasilkan bahan organik yang membantu pertumbuhan bakteri dan fungi organotrof. Tanah, jika dianalisis akan merupakan campuran yang terdiri dari bahan organik, anorganik, air, dan udara yang keseluruhannya tercampur menjadi satu secara sempurna, sehingga sukar untuk dipisahkan antara yang satu dengan yang lainnya. Senyawa organik merupakan kumpulan sisa-sisa makanan, yang sebagian telah diuraikan dan bahan ini merupakan bagian yang mudah dihancurkan oleh organisme tanah seperti bakteri, fungi, mikroalga dan protozoa. Dengan JPPSH, Lembaga Penelitian Undiksha, Agustus 2008

117


2(2), 116-129

demikian mikroba merupakan bagian dari tanah yang memegang peranan penting dalam menentukan sifat dan tekstur tanah. Salah satu faktor terpenting yang mempengaruhi aktivitas mikroba dalam tanah adalah air. Air merupakan komponen variabel tanah, keberadaannya bergantung pada komposisi tanah, curah hujan, aliran udara, dan penutupan tumbuhan. Air terperangkap dalam tanah dengan dua cara, yaitu : melalui adsorpsi pada permukaan tanah atau sebagai air bebas. Air dalam tanah memiliki berbagai bahan yang terlarut didalamnya; keseluruhannya bercampur menjadi larutan tanah. Dalam tanah berdrainase baik, tekanan air cepat dan konsentrasi oksigen menjadi cukup tinggi. Dalam tanah rawa, hanya terdapat oksigen yang terlarut dalam air, dan segera dikonsumsi oleh mikroba tanah. Tanah demikian akan cepat bersifat anaerobik, memperlihatkan perubahan yang sangat cepat dalam komponen biologiknya. Keadaan nutrisi dalam tanah, merupakan faktor penting lain yang mempengaruhi aktivitas mikroba tanah. Aktivitas terbesar terdapat dalam lapisan permukaan yang kaya bahan organik, khususnya pada daerah yang dekat dengan akar tumbuhan (rizosfer). Jumlah dan aktivitas mikroba tanah bergantung pada besarnya tingkat keseimbangan jumlah nutrisi. Hal ini akan berpengaruh terhadap tingkat kesuburan tanah. Udara mengandung sekitar 80% nitrogen. Tetapi walaupun udara di atas sebidang tanah sangat kaya akan unsur tersebut, tetapi yang secara langsung dapat digunakan oleh tanaman hanya sedikit (Suriawiria,1995). Sehingga setiap saat para petani harus menambahkan sumber nitrogen ke dalam tanah dalam bentuk pupuk yang mengandung nitrogen seperti urea, ZA, NPK. Siklus nitrogen merupakan proses berantai yang sangat kompleks, dimana semua jasad, sejak mikroba, tanaman dan hewan berperan didalamnya. Yang penting untuk diketengahkan adalah kemampuan dari sekelompok mikroba, baik yang hidup secara simbiosis ataupun hidup bebas, yang mempunyai kemampuan untuk memfiksasi nitrogen udara. Sehingga peranan kedua kelompok tersebut memfiksasi nitrogen udara, besar pengaruhnya terhadap nilai ekonomi tanah pertanian. Kelompok mikroba tersebut dapat dibagi menjadi 2 yaitu : a) Hidup bebas/non simbiosis : Azotobacter dan Beijerinckia yang berada di lingkungan perladangan ataupun persawahan. b) Hidup bersimbiosis : Rhizobium yang bersimbiosis dalam akar tanaman leguminosae.


118


2(2), 116-129

Berdasarkan uraian di atas, maka perlu dilakukan isolasi bakteri penambat nitrogen non simbiosis dari dalam tanah yang berperanan pada kesuburan tanah karena kemampuannya untuk mengikat nitrogen dari udara. Permasalahan yang dikaji adalah (1) Apakah dari sampel tanah persawahan dapat diisolasi bakteri penambat nitrogen non simbiosis? (2) Dari 4 media diperkaya yang digunakan untuk menumbuhkan mikroba, media manakah yang paling baik untuk pertumbuhan bakteri nitrogen non simbiosis ? Sejalan dengan orientasi latar belakang dan rumusan masalah yang ada, maka penelitian ini bertujuan (1) mengetahui cara isolasi bakteri penambat nitrogen non simbiosis dari dalam tanah; (2) mengetahui medium diperkaya yang mana yang terbaik untuk pertumbuhan bakteri penambat nitrogen non simbiosis. Secara lebih rinci manfaat yang dapat diharapkan dengan selesainya penelitian ini adalah (1) dengan mengetahui cara isolasi bakteri penambat nitrogen non simbiosis akan lebih mudah bagi mahasiswa yang mempelajari mikrobiologi terapan untuk mengamati bakteri tersebut; (2) menambah khasanah keilmuan khususnya di bidang Ilmu Mikrobiologi Terapan. Mikrobiologi tanah merupakan suatu ilmu yang mempelajari mikroba tanah yang erat hubungannya dengan mikrobiologi pertanian. Produk buangan dari aktivitas manusia dan hewan serta sisa-sisa tanaman seringkali dibuang di tanah. Semua bahan ini pada akhirnya akan diuraikan oleh mikroba tanah dan berubah menjadi partikel yang merupakan bagian dari tanah dan dapat bermanfaat pada tanaman atau pertanian. Penguraian berbagai bahan dari bahan organik kompleks menjadi bahan anorganik yang sederhana dilaksanakan oleh mikroba. Bahan anorganik yang sederhana tersebut merupakan zat hara bagi tanaman. Hal ini menunjukkan betapa pentingnya aktivitas mikroba tanah dalam kehidupan di alam ini. Bila tanah dianalisis, akan merupakan campuran yang terdiri dari bahan organik, bahan anorganik, air, udara yang kesemuanya tercampur menjadi satu. Susunan rata-rata atas dasar volume yang dianggap optimal untuk keperluan pertanian, adalah : 45% senyawa organik, 25% air,25% udara, 5% senyawa organik (Brock dkk.,2003). Senyawa organik merupakan akumulasi sisa-sisa tanaman yang sebagian telah diuraikan, dan bahan organik ini merupakan bagian yang mudah diserang oleh jasad hidup didalam tanah yang sebagian besar tersusun oleh mikroba seperti bakteri, jamur, mikroalga dan protozoa. Karenanya mikroba merupakan bagian dari tanah yang memegang peranan yang menentukan di dalam bentuk, sifat, dan tekstur tanah.


119


2(2), 116-129

Susunan mikroba di dalam tanah sebagian besar terdiri dari bakteri, fungi, dan mikroalga. Populasi mikroba dalam tanah dipengaruhi oleh beberapa faktor yang mempengaruhi pertumbuhan mikroba, yaitu 1) jumlah dan macam zat hara, 2) kelembaban, 3) tingkat aerasi, 4) suhu, 5) pH, dan 6) perlakuan pada tanah seperti penambahan pupuk atau banjir yang dapat menyebabkan peningkatan jumlah mikroba. Populasi mikroba di dalam tanah terbagi menjadi 3 golongan (Kusnadi et al., 2003): 1) golongan autotonus, yaitu golongan mikroba yang selalu tetap didapatkan di dalam tanah dan tidak tergantung kepada pengaruh lingkungan luar seperti iklim, temperatur, kelembaban; 2) golongan zimogenik, yaitu golongan mikroba yang kehadirannya di dalam tanah diakibatkan oleh adanya pengaruh luar yang baru, misalnya penambahan senyawa organik; 3) golongan transien, yaitu golongan mikroba yang kehadirannya bersamaan dengan adanya penambahan mikroba secara sengaja, misalnya dalam bentuk inokulum Rhizobium atau Azotobacter ke dalam tanah. Bagian dimana terjadi pertemuan antara akar dan tanah disebut rhizosfer. Populasi mikroba di bagian ini jauh lebih tinggi dibandingkan dengan bagian tanah lainnya. Bakteri mendominasi daerah rhizosfer. Pertumbuhannya diaktivasi oleh bahan nutrisi yang dilepaskan jaringan tanaman, misalnya asam amino, vitamin, dan zat hara lainnya. Bakteri yang memerlukan asam amino jauh lebih tinggi jumlahnya di bagian rhizosfer ini. Ekosistem mikroba dalam tanah mencakup jumlah total mikroba, komposisi tanah, dan sifat fisika tanah. Ini berarti bahwa ekosistem mikroba tanah mencakup komponen biotik abiotik. Di dalam ekosistem tersebut terjadi interaksi antara mikoba. Interaksi tersebut dapat bersifat netral, positif (mutualisme dan komensalisme), dan negatif (antagonisme, kompertisi, parasitisme dan predasi). Mikroba tanah berfungsi sebagai agen biokemik dalam pengubahan senyawa organik yang kompleks menjadi senyawa anorganik. Perubahan senyawa kimia didalam tanah, terutama, pengubahan senyawa organik yang mengandung karbon, nitrogen, sulfur, dan fosfor menjadi senyawa anorganik. Proses ini disebut mineralisasi, didalamnya terlibat sejumlah besar perubahan senyawa kimia serta peranan bermacam-macam spesies mikroba. Nitrogen memasuki tanah dalam bentuk amonia dan nitrat bersama air hujan, dalam bentuk hasil penambatan nitrogen-bebas atau dalam bentuk penambahan pupuk sintesis. Tetapi kenaikan kandungan nitrogen tanah yang cukup tinggi, lebih banyak disebabkan oleh adanya kemampuan beberapa


120


2(2), 116-129

mikroba untuk memfiksasi (Cano, 1986). Nitrogen organik yang terbentuk kemudian diubah menjadi amonia melalui melalui proses deaminasi, karena amonia dapat secara langsung diasimilasikan oleh mikroba atau diubah terlebih dahulu menjadi senyawa nitrat secara nitrifikasi. Untuk bidang pertanian, karena pada akhirnya yang diperlukan oleh tanaman adalah senyawa nitrat, maka proses nitrifikasi sangat menguntungkan. Dalam bidang pertanian peranan bakteri saprofitik, bakteri pengikat nitrogen dan bakteri nitrifikasi sangat besar. Bakteri pengikat nitrogen yang hidup bebas diantaranya adalah Azotobacter, Rhodosprillum rubrum dan Clostridium pasteurianum. Bakteri pengikat nitrogen yang bersifat aerob obligat diantaranya adalah Azotobacter, Beijerinckia, Derxia, Archromobacter. Yang termasuk dalam anaerob obligat adalah Clostridium, Chlorobium, Chromatium, Rhodosprillum, Desulfovibrio dan Methanobacterium. Yang termasuk dalam anaerob fakultatif adalah Aerobacter, Klebsiella, Pseudomonas. Di antara bakteri pengikat nitrogen, Clostridium pasteurianum, Azotobacter chrococcum dan Azotobacter vinelandii telah banyak diteliti karena kemampuan bakteri ini mengikat nitrogen bebas walaupun dikulturkan pada medium yang bebas nitrogen. Hasil pengikatan nitrogen bebas tersebut adalah amonia. 2 NH3 N2 + 6e + 6 H+ Kemampuan memfiksasi nitrogen bebas ini dikendalikan oleh gen nif. Gen ini telah berhasil ditransfer melalui konjugasi dan transduksi dari Klebsiella yang satu ke Klebsiella mutan yang merupakan galur bukan pengfiksasi nitrogen dan juga ke Escherichia coli yang juga bukan pengfiksasi nitrogen. Keberhasilan ini memotivasi peneliti untuk mentransfer gen nif bakteri ke sistem sel eukariota.Tekanan utama di balik seluruh penelitian mengenai rekombinan DNA dalam hubungannya dengan fiksasi nitrogen secara biologis adalah mengusahakan agar tanaman budidaya itu dapat mencukupi sendiri keperluannya akan nitrogen yang merupakan salah satu unsur kunci dalam pertumbuhan tanaman budi daya dan produksi biji (Budiyanto,2002). Untuk menumbuhkan dan mengembangbiakkan mikroba, diperlukan suatu substrat yang disebut media. Sedang media itu sendiri sebelum dipergunakan harus dalam keadaan steril, artinya tidak ditumbuhi oleh mikroba lain yang tidak diharapkan.


121


2(2), 116-129

Metoda Penelitian ini merupakan eksperimen sungguhan (True experimental). Populasi yang digunakan dalam penelitian ini adalah tanah persawahan di sekitar Kampus Tengah Undiksha Singaraja. Sampel dalam penelitian ini adalah tanah yang diambil dari sawah di sekitar Kampus Tengah. Pemilihan sampel secara simple random sampling.Perlakuan dalam penelitian ini yaitu tanah 50 gr dengan penambahan manitol, CaCO3, K2HPO4 3%. Jumlah ulangan sebanyak 5 kali berdasarkan (T-1)(R-1) ≥ 15 (Rochiman,1989) dimana T= perlakuan dan R = replikasi. Jadi, unit percobaan akan berjumlah 5 cawan petri yang berisi tanah dan manitol, CaCO3, K2HPO4 3% untuk menumbuhkan bakteri penambat nitogen non simbiosis. Jumlah keseluruhan unit percobaan menjadi 25 cawan petri. Untuk menumbuhkan bakteri penambat nitrogen dilakukan dengan menggunakan 4 medium diperkaya dan 1 medium sebagai kontrol yaitu : 1) 50 gr tanah sebagai kontrol; 2) 50 gr tanah + 0,75 gr manitol (perlakuan I); 3) 50 gr tanah + 0,75 gr manitol + 0,1 gr CaCO3 (perlakuan II); 4) 50 gr tanah + 0,75 gr manitol + 5 ml K2HPO4 3% (perlakuan III); 5) 50gr tanah +0,75 gr manitol +0,1 gr CaCO3 +5 ml K2HPO4 3%(perlakuan IV). Tempat penelitian dilakukan di kota Singaraja. Tahap observasi, analisis dilakukan di laboratorium mikrobiologi Undiksha. Waktu penelitian Agustus - September 2007.Tahap observasi dan analisis dilaksanakan di laboratorium mikrobiologi Undiksha. Tahapan kegiatan yang dilakukan, adalah (1) persiapan alat dan bahan, (2) pelaksanaan, (3) pengamatan. Alat dan bahan. Alat yang digunakan adalah laminar air flow, timbangan, lampu spiritus, cawan petri, pipet, gelas ukur, batang pengaduk, gelas benda, labu erlenmeyer, inkubator, kawat inokulasi berkolong, mikroskop. Bahan yang digunakan. Tanah yang diambil secara acak di sawah sekitar kampus tengah, Manitol , CaCO3 , K2HPO4 3%, Suhu yang digunakan dalam penelitian ini 370C (dalam inkubator), pH optimum yaitu : 6,4 untuk pertumbuhan bakteri nitrogen non simbiosis, Alkohol 70 %, akuades steril, spiritus, cotton swabs, kapas, alumunium foil. Sebelum eksperimen dimulai semua alat yang akan digunakan disterilkan terlebih dahulu. Alat-alat yang terbuat dari gelas direndam dalam Na3PO4 kemudian dicuci dengan air sampai bersih, lalu direndam dalam HCl selama 24 jam, kemudian dicuci lagi dengan air bersih lalu dikeringkan. Gelas ukur, erlenmeyer disumbat. Selanjutnya alat-alat tersebut disterilkan dalam oven pada suhu 1800C selama 2 jam. JPPSH, Lembaga Penelitian Undiksha, Agustus 2008

122


2(2), 116-129

Cara kerja: 1) 50 gr tanah sebagai kontrol; 2) 50 gr tanah + 0,75 gr manitol (perlakuan I); 3) 50 gr tanah + 0,75 gr manitol + 0,1 gr CaCO3 (perlakuan II); 4)50 gr tanah + 0,75 gr manitol + 5 ml K2HPO4 3% (perlakuan III); 5) 50 gr tanah + 0,75 gr manitol + 0,1 gr CaCO3 + 5 ml K2HPO4 3% (perlakuan IV). Mencampur sampai merata masing-masing perlakuan dan kontrol di dalam cawan petri, tambahkan akuades steril sedikit demi sedikit hingga terbentuk pasta. Permukaan pasta tadi diratakan dengan memnggunakan gelas benda hingga licin. Proses inkubasi dilakukan selama satu minggu pada suhu 370C. Hasilnya diamati dengan menggunakan mikroskop pada perbesaran kuat (1000×). Selanjutnya dilakukan pengecatan sederhana. Hasil positif ditunjukkan dengan terbentuknya koloni berlendir pada permukaan tanah cawan petri masing-masing perlakuan, selain itu juga akan dilakukan tes organoleptik dengan indra penciuman untuk mengetahui bau dari masing-masing perlakuan. Berdasarkan koloni yang berlendir kemudian dilakukan pengecatan sederhana untuk identifikasi terhadap mikroba. Data dianalisis secara kuantitatif. Data antara kelompok kontrol dan kelompok eksperimen dibandingkan, di observasi secara morfologi dan di isolasi serta di identifikasi. Data dianalisis dengan prosedur sebagai berikut (Sujana, 1992): 1) Uji Kolmogorov-Smirnov untuk menganalisis normalitas sebaran data; 2) Uji Levene untuk menganalisis homogenitas varians; 3)Uji anava satu jalan untuk menganalisis perbedaan rerata antar kelompok; 3) Uji perbandingan ganda (multiple comparison: Post Hock) antar kelompok untuk menguji beda rerata kelompok kontrol dengan perlakuan 1, kelompok kontrol dengan perlakuan 2, kelompok kontrol dengan perlakuan 3, kelompok kontrol dengan perlakuan 4 dan perlakuan 1 dengan perlakuan 2, perlakuan 1 dan perlakuan 3, perlakuan I dan perlakuan 4 dengan menggunakan uji Beda Nyata Terkecil ( BNT ) untuk data yang variannya homogen; 4) dalam percobaan ini digunakan tingkat kemaknaan α = 0,05. Hasil Berdasarkan hasil pengujian di laboratorium, seperti yang disajikan pada Tabel 01, didapatkan bahwa pada kelompok kontrol tidak terjadi pertumbuhan, karena tidak ditemukan koloni mikroba pada media. Pada kelompok eksperimen, medium tanah yang diperkaya dengan manitol saja, dan manitol + CaCO3 menunjukkan tidak terjadi pertumbuhan, karena tidak ditemukan koloni mikroba pada media, sedang manitol + K2HPO4 3%, dan manitol + CaCO3 + K2HPO4 3% menunjukkan terjadinya pertumbuhan karena ditemukan koloni berlendir. JPPSH, Lembaga Penelitian Undiksha, Agustus 2008

123


2(2), 116-129

Data pada Tabel 01 menunjukkan bahwa pada kontrol medium berbau apek, perlakuan 1 medium berbau busuk, perlakuan 2 medium berbau apek sedang perlakuan 3 dan 4 medium berbau khas tanah. Pada kontrol, perlakuan 1 dan 2 tidak terdapat pertumbuhan, sedang pada perlakuan 3 dan 4 terdapat pertumbuhan dengan adanya koloni yang berlendir. Tabel 01 Hasil pengujian medium tanah terhadap pertumbuhan bakteri nitrogen non simbiosis Media

Tanah + manitol (Perlk. 1)

Tanah + manitol + CaCO3 (Perlk. 2)

Tanah + manitol + K2HPO4 (Perlk. 3)

Apek -

Busuk -

apek -

khas tanah ++

Bau Koloni

Tanah (Kel. kontrol)

Tanah + manitol + CaCO3 + K2HPO4 (Perlk. 4) Khas tanah +++

Keterangan : - = tidak terjadi pertumbuhan, + = terjadi pertumbuhan

Jumlah koloni berlendir yang ditemukan pada medium tanah dilakukan penghitungan dengan colony counter, hasilnya terlihat pada Tabel 02. Tabel 02 Data jumlah koloni pada kelompok kontrol, perlakuan 1, 2, 3, 4 setelah inkubasi 7 × 24 jam Jumlah koloni kel.kontrol

Jumlah koloni Perlakuan 1

Jumlah koloni Perlakuan 2

0 0 0 0 0

0 0 0 0 0

0 0 0 0 0


Jumlah Jumlah koloni koloni Perlakuan 3 Perlakuan 4 50 79 58 88 68 84 69 98 73 102

124


2(2), 116-129

Data pada Tabel 02 menunjukkan bahwa kontrol, perlakuan 1, perlakuan 2 tidak terdapat pertumbuhan, sedang perlakuan 3 dan 4 terdapat pertumbuhan koloni mikroba. Analisis hasil penghitungan jumlah koloni dengan menggunakan colony counter dapat dilihat pada Tabel 03. Tabel 03 Data jumlah koloni pada kelompok kontrol, perlakuan 1, 2, 3, 4 setelah inkubasi 7 × 24 jam Kontrol Nilai Rerata ±SB 0,00

Perlakuan Perlakuan Perlakuan Perlakuan 1 2 3 4 Rerata Rerata Rerata Rerata ±SB ±SB ±SB ±SB 0,00 0,00 63,60 90,20

Nilai F dan p

F= 257,968 P= 0,000

SB = simpang baku Data pada Tabel 03 menunjukkan bahwa jumlah koloni pada kontrol, perlakuan 1, perlakuan 2, perlakuan 3, dan perlakuan 4 secara statistik berbeda bermakna (p < 0,05). Analisis hasil penghitungan jumlah koloni dengan menggunakan colony counter dapat dilihat pada Tabel 04. Tabel 04 Hasil uji BNT (Beda Nyata Terkecil) jumlah koloni pada kelompok kontrol, perlakuan 1, 2, 3, 4 setelah inkubasi 7 × 24 jam Kelompok Kontrol - Perlakuan 1 Kontrol - Perlakuan 2 Kontrol - Perlakuan 3 Kontrol - Perlakuan 4 Perlakuan 3 - Perlakuan 4

Beda rerata jumlah koloni 0,00 0,00 63,60 90,20 26,60

Nilai p 1,00 1,00 0,00 0,00 0,00

Hasil uji BNT (Beda Nyata Terkecil) jumlah koloni di atas menunjukkan bahwa penggunaan media berpengaruh terhadap jumlah JPPSH, Lembaga Penelitian Undiksha, Agustus 2008

125


2(2), 116-129

koloni, dimana perlakuan 4 (50 gr tanah + 0,75 gr manitol + 0,1 gr CaCO3 + 5 ml K2HPO4 3% ) menunjukkan beda rerata jumlah koloni yang terbanyak dengan kontrol yaitu 90,20 dan secara statistik berbeda bermakna (p < 0,05). Kontrol ( media tanah) dan perlakuan 1 (50 gr tanah + 0,75 gr manitol) dan perlakuan 2 (50 gr tanah + 0,75 gr manitol + 0,1 gr CaCO3 ) menunjukkan secara statistik tidak berbeda bermakna karena nilai p > 0,05. Untuk mengetahui bentuk bakteri nitrogen non simbiosis dilakukan pengecatan sederhana. Pengamatan dengan mikroskop pada perbesaran 1000× menunjukkan bakteri berbentuk basil/batang berwarna merah yaitu Azotobacter sp. Bakteri ini tergolong Gram negatif. Pembahasan Temuan hasil penelitian menunjukkan koloni lebih banyak ditemukan pada media yang cembung karena adanya aerasi (oksigen lebih banyak) karena permukaan menjadi lebih luas sehingga bakteri yang tergolong aerob mengalami pertumbuhan yang optimal. Jalur katabolik yang paling umum dan paling efisien adalah respirasi aerob, dimana oksigen dikonsumsi sebagai reaktan bersama-sama dengan bahan bakar organik. Respirasi adalah sebuah prpses dimana oksigen molekuler biasanya berperan sebagai penerima elektron utama. Jika oksigen adalah penerima utama, prosesnya disebut respirasi aerobik yang berbeda dengan respirasi anaerobik, dimana menggunakan unsur anorganik seperti nitrat, sulfat, atau karbonat. Dalam proses fiksasi, N2 direduksi menjadi amonium dan amonium dirubah menjadi bentuk organik. Proses reduksi dikatalisis oleh kompleks enzim nitrogenase yang terdiri dari dua komponen protein yang terpisah yang disebut denitrogenase dan denitrogenase reduktase. Kedua komponen mengandung besi dan denitrogenase mengandung molibdenum, keduanya bersifat sensitif terhadap oksigen. Mo dan besi dalam denitrogenase didukung oleh kofaktor yanng disebut FeMo-co, dan reduksi N2 ternyata melibatkan besi-Mo. danEnzim ini mampu mereduksi molekul berikatan tiga seperti N2 dan membutuhkan Mg, dan stabilitas pada tiga ikatan N. Enam elektron dipindahkan untuk mereduksi N2 menjadi 2 NH3 dan menghasilkan beberapa tahap perantara, tetapi karena tidak ada perantara yang diisolasi, diperkirakan tiga tahap reduksi terjadi dengan perantara yang berikatan kuat pada enzim. Fiksasi nitrogen sangat reduktif di alam dan prosesnya dihambat ioleh oksigen, karena denitrogenase reduktase secara cepat dan ireversibel diinaktifkan oleh oksigen (bahkan ketika diisolasi dari bakteri aerob penambat nitrogen). JPPSH, Lembaga Penelitian Undiksha, Agustus 2008

126


2(2), 116-129

Pada bakteri aerobik, fiksasi nitrogen terjadi dengan adanya oksegen dalam seluruh sel, tetapi tidak pada pemurnian penyiapan enzim, dan dalam hal ini nitrogenase dalam sel dianggap berbentuk oksigen yang dilindungi mikro-lingkungan. Beberapa bakteri dan cyanobacteri yang mampu tumbuh secara aerobik dan anaerobik, melakukan fiksasi nitrogen hanya dalam kondisi anaerobik. Biosintesa enzim ini dikontrol oleh gen nif yaitu gen yang mengontrol fiksasi nitrogen. Mikroorganisme menunjukkan perkembangan untuk menghindari inaktivasi enzim nitrogenase sensitif oksigen. Sebagai contoh, Azotobacter sp mengahasilkan sejumlah salinan (copy) polisakarida, yang membantu mengurangi difusi oksigen, melindungi inaktivasi enzim tersebut. Pada pengecatan sederhana terlihat bakteri berbentuk batang/basil, berwarna merah. Bakteri ini tergolong Gram negatif, polimorfik, motile, organisme diazotropik yaitu organisme yang mampu mengubah nitrogen menjadi amonia. Bakteri ini adalah Azotobacter sp. Dalam proses kesuburan tanah tidak sedikit sumbangan yang diberikan oleh bakteri-bakteri nitrogen yang mampu menambat gas N2 yang ada dalam udara untuk dijadikan senyawa-senyawa N yang diperlukan pula oleh tanaman. Bakteri-bakteri penambat N2 bebas itu ada yang hidup bebas di dalam tanah seperti misalnya Azotobacter sp., tetapi ada pula yang hidup bersimbiosis dengan tanaman lain, terutama jenis-jenis tanaman dari suku Leguminosae, misalnya Rhizobium radicicola yang membentuk bintil-bintil pada akar tanaman tersebut. Berdasarkan Tabel 2, ternyata media yang diperkaya dengan K2HPO4 menyebabkan bakteri ini dapat tumbuh dengan baik, terlihat pada perlakuan 3 dan perlakuan 4. Hal ini disebabkan karena tersedianya posphat yang cukup untuk pertumbuhan Azotobacter sp. Phosphat merupakan elemen yang sangat penting di dalam kehidupan dan berada dalam bentuk phospholipida, asam nukleat dan ATP (adenosin triphosphat). Kehadirannya tidak sebesar karbon dan nitrogen, tetapi sangat menentukan sebagai faktor pembatas di dalam nutrien. Phosphat akan didapatkan didalam tanah dengan kadar 400 - 1200 mg/kg, dan kurang dari 5% didapatkan dalam bentuk phosphat anorganik, khususnya dengan Ca dan Fe. Pada medium yang tidak mengandung phosphat tidak terdapat pertumbuhan Azotobacter sp. Jadi dalam pertumbuhan Azotobacter sp. phosphat memegang peranan penting selain karbon dan nitrogen.


127


2(2), 116-129

Simpulan Berdasarkan hasil penelitian, dapat ditarik simpulan penelitian, yaitu (1) dari sampel tanah persawahan dapat diisolasi bakteri penambat nitrogen non simbiosis, yaitu Azotobacter sp, (2) media yang diperkaya pada perlakuan 4 yang tersusun atas 50 gr tanah + 0,75 gr manitol + 0,1 gr CaCO3 + 5 ml K2HPO4 3% merupakan media yang paling baik untuk pertumbuhan bakteri Azotobacter sp. Berdasarkan simpulan diajukan saran bahwa (1) perlu penelitian lanjutan untuk mengetahui peranan Azotobacter sp. dalam membantu kesuburan tanah pertanian, (2) para petani sebaiknya memperhatikan penggunaan pupuk agar komposisi unsur phosphat sesuai untuk pertumbuhan Azotobacter sp. yang membantu dalam kesuburan tanah pertanian. Daftar Rujukan Brock, T. D., Madigan, M. T., & Martinko, J. 2003. Biology of Microorganisms. Sixth edition. New York: Prentice Hall. Benson, H. J. 1990. Microbiological applications. A Laboratory Manual in General Microbiology. Fifth edition. Dubuque: WCB Publishers. Cano, R. J. & Colome, J. S.1986. Microbiology. New York: West Publishing Company. Jawetz, M. & Adelberg. 1996. Mikrobiologi kedokteran. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC. Kristanto, P. 2002. Ekologi industri. Yogyakarta: Penerbit Andi dan LPPM Universitas Kristen Petra Surabaya. Kusnadi, P., Syulasmi, A., Purwianingsih, W., & Diana. 2003. Mikrobiologi. Jurusan Pendidikan Biologi. FPMIPA-UPI. IMSTEP Murray, R. K., Granner, D. K., Mayes, P. A., & Rodwell, V. W. 2003. Biokimia harper. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC. Budiyanto.2002. Mikrobiologi terapan. Malang: Universitas Muhamadiyah Malang. Pelczar, M. J., & Chan, E. C. S. 1986. Dasar-dasar mikrobiologi. Jakarta: Penerbi Universitas Indonesia. JPPSH, Lembaga Penelitian Undiksha, Agustus 2008

128


2(2), 116-129

Phillips, J. A. 1988. Laboratory manual: Biology of microorganisms. Fifth edition. New Jersey: Prentice Hall. Todar, K.1998. Bacteriologyat UW-madison. http://www.bact.wisc.edu/ Bact330/lecturestaph. Suriawiria, U. 1995. Pengantar mikrobiologi umum. Bandung: Penerbit Angkasa.


129

Jurnal Penelitian dan Pengembangan Sains & Humaniora

Recommend Documents