KAJIAN POTENSI BAKTERI PELARUT KALIUM DARI LAHAN PENAMBANGAN BATU KAPUR PALIMANAN CIREBON
ERNI ANGRAINI
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2015
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA* Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Kajian Potensi Bakteri Pelarut Kalium dari Lahan Penambangan Batu Kapur Palimanan, Cirebon adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, Agustus 2015 Erni Angraini NIM G351130081
RINGKASAN ERNI ANGRAINI. Kajian Potensi Bakteri Pelarut Kalium dari Lahan Penambangan Batu Kapur Palimanan, Cirebon. Dibimbing oleh NISA RACHMANIA MUBARIK dan RAHAYU WIDYASTUTI. Kalium merupakan makronutrien penting untuk pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Penggunaan bakteri pelarut kalium sebagai pupuk hayati disarankan sebagai solusi untuk meningkatkan nutrisi tanaman. Kalium berperan dalam mengaktifkan enzim, memelihara turgor sel, membantu dalam transportasi gula dan pati, untuk metabolisme tanaman, meningkatkan kualitas tanaman karena membantu dalam meningkatkan ketahanan tanaman terhadap hama dan penyakit, serta membantu tanaman pada kondisi cekaman. Sebagian besar kalium (K) dalam tanah terdapat dalam bentuk mineral atau non-tukar K yang tidak tersedia bagi tanaman. Kegiatan mikrob (bakteri pelarut kalium) dapat menyebabkan K dalam bentuk mineral atau non-tukar K berubah menjadi K tukar atau larut dalam air sehingga dapat digunakan bagi tanaman. Penelitian ini bertujuan untuk mengisolasi, menyeleksi, dan mengidentifikasi isolat-isolat bakteri pelarut kalium terpilih dari lahan penambangan batu kapur Palimanan, Cirebon. Isolasi dan seleksi bakteri dilakukan berdasarkan indeks pelarutan K di medium Aleksandrov yang mengandung feldspar, non-tukar K. Isolat-isolat pelarut kalium ditandai dengan adanya zona bening di sekeliling koloni. Zona bening menunjukkan kemampuan bakteri dalam melarutkan kalium. Tiga puluh tujuh isolat bakteri pelarut kalium diperoleh dalam penelitian ini. Tiga isolat menunjukkan indeks pelarutan tertinggi, yaitu KQC.4B.1 (tambang), KQC.5A.4 (reklamasi 1 tanaman akasia), dan KQC.5C.5 (reklamasi 3 tanaman petai cina). Semua isolat bakteri bersifat Gram negatif, berbentuk batang pendek, hasil negatif (tidak bersifat patogen terhadap tanaman) setelah uji hipersensitivitas pada daun tembakau, dan mampu melarutkan kalium tertinggi pada hari ke-10 dan ke-20. Ketiga isolat secara fisiologis memiliki tingkat kemiripan 99.9% dengan Burkholderia cepacia. Berdasarkan identifikasi gen 16S rRNA isolat KQC.5C.5 berkerabat dekat dengan Burkholderia cepacia dengan tingkat kemiripan 99%. Aplikasi isolat KQC.5C.5 pada tanah baik yang disterilisasi maupun tanpa sterilisasi memberikan hasil peningkatan jumlah bakteri pelarut kalium dan isolat tersebut mampu melarutkan kalium terikat pada tanah setelah diinkubasi selama 10 hari. Burkholderia cepacia merupakan PGPR (Plant Growth Promoting Rhizobacteria) karena memiliki peran antara lain: melarutkan kalium dan fosfat, menambat N2, menghasilkan hormon tumbuh (seperti IAA, giberelin, sitokinin, etilen, dan lain-lain), menekan penyakit tanaman asal tanah dengan memproduksi siderofor, glukanase, kitinase, sianida. Bakteri pelarut kalium (Burkholderia cepacia) yang didapatkan dari penelitian ini diharapkan dapat digunakan sebagai pupuk hayati untuk menyediakan kalium tersedia bagi tanaman dan dapat digunakan untuk pertumbuhan tanaman di daerah reklamasi tambang batu kapur. Kata kunci : Burkholderia cepacia, indeks pelarutan, feldspar, pupuk hayati
SUMMARY ERNI ANGRAINI. Study of Potassium Solubilizing Bacteria from Limestone Mining Area in Palimanan, Cirebon Quarry. Supervised by NISA RACHMANIA MUBARIK and RAHAYU WIDYASTUTI. Potassium is an essential macronutrient for the growth and development of plants. The use of potassium solubilizing bacteria as a biological fertilizer was suggested as a solution to improve plant nutrition. Potassium play a role in enzyme activation, maintaining cell turgor, transportasion of sugars and starches, played a role in improving crop quality, increasing resistance against pests and diseases, and helping crops on stress conditions. Most of potassium (K) in the soil presented in mineral forms or non-exchangeable K which are not available for plants. The microbial activity facilitated to release of mineral forms or non-exchangeable K to the exchangeable or water-soluble. This study was aimed to isolate, select, and characterize of the selected potassium solubilizing bacteria from limestone mining area in Palimanan, Cirebon Quarry. Isolation and selection of bacteria was done based on K dissolving index in Aleksandrov medium containing feldspar, non-exchangeable K. Potassium solubilizing bacteria characterized by the clear zone around the colony. Clear zone indicates the ability of the bacteria in dissolving potassium. Thirty seven isolates of potassium solubilizing bacteria were obtained in this study. Three isolates showed higher dissolution index, namely KQC.4B.1 (active quarry land), KQC.5A.4 (reclamation 1 plant Acacia), and KQC.5C.5 (reclamation 3 plant petai cina). All of isolates were Gram negative bacteria, short-rod formed, have a negative result (not pathogenic to plants) after hypersensitivity test in tobacco leaves, and able to dissolve potassium concentration on 10th and 20th days. The three isolates showed 99.9% physiologically similar with Burkholderia cepacia. By using 16S rRNA gene identification, isolate KQC.5C.5 closely related with Burkholderia cepacia with 99% identity. The application of isolate KQC.5C.5 on soil either sterilization or without sterilization showed that increasing number of potassium solubilizing bacteria and the isolate was able to release the solution K formed after 10th days incubation. Burkholderia cepacia is PGPR (Plant Growth Promoting Rhizobacteria) because it has a role include: dissolving potassium and phosphate, anchoring N2, produces growth hormones (such as IAA, gibberellins, cytokinins, ethylene, and others), suppress plant diseases origin of the soil by producing siderophores, glucanase, chitinase, cyanide. Potassium solubilizing bacteria (Burkholderia cepacia) were obtained from this study are expected could use as a biological fertilizer for providing potassium which is available to plants and can be used for plants grown on reclamation area of limestone quarry. Keywords: Burkholderia cepacia, dissolution index, feldspar, biological fertilizer
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2015 Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan IPB Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB
KAJIAN POTENSI BAKTERI PELARUT KALIUM DARI LAHAN PENAMBANGAN BATU KAPUR PALIMANAN CIREBON
ERNI ANGRAINI
Tesis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Mikrobiologi
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2015
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis : Dr Ir Laksmi Ambarsari, MS
Judul Tesis : Kajian Potensi Bakteri Pelarut Kalium dari Lahan Penambangan Batu Kapur Palimanan Cirebon. Nama : Erni Angraini NIM : G351130081
Disetujui oleh Komisi Pembimbing
Dr Nisa Rachmania Mubarik, MSi Ketua
Dr Dra Rahayu Widyastuti, MScAgr Anggota
Diketahui oleh
Ketua Program Studi Mikrobiologi
Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof Dr Anja Meryandini, MS
Dr Ir Dahrul Syah, MScAgr
Tanggal Ujian: 20 Agustus 2015
Tanggal Lulus:
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Juni 2014 sampai Mei 2015 ini ialah Kajian Potensi Bakteri Pelarut Kalium dari Lahan Penambangan Batu Kapur Palimanan, Cirebon. Terima kasih penulis ucapkan kepada Dr Nisa Rachmania Mubarik, MSi sebagai ketua komisi pembimbing dan Dr Dra Rahayu Widyastuti, MScAgr sebagai anggota komisi pembimbing, yang telah banyak memberikan nasehat, saran, motivasi, waktu konsultasi, serta solusi dari setiap permasalahan yang dihadapi penulis selama melaksanakan penelitian dan penyusunan karya ilmiah ini. Selain itu penulis ucapkan terima kasih kepada penguji luar komisi Dr Ir Laksmi Ambarsari, MS atas saran dan diskusi yang diberikan dan Prof Dr Anja Meryandini, MS selaku Ketua Program Studi Mikrobiologi IPB, yang telah memberikan motivasi selama studi dan masukan pada saat ujian sidang tesis. Kepada DIKTI melalui Beasiswa Unggulan 2013/2014 terima kasih atas kepercayaannya untuk memberikan beasiswa kuliah selama menempuh pendidikan pascasarjana di IPB, dan terima kasih atas dana dari Quarry life Indonesia PT Indocement Tbk Palimanan Cirebon a.n. Dr Nisa Rachmania Mubarik MSi sehingga penelitian yang penulis lakukan dapat terlaksana dengan baik. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Bapak Jaka dan Ibu Heni selaku laboran Mikrobiologi IPB, Bapak Andi (Mitra Sejati group) sebagai penyedia feldspar, serta seluruh teman-teman di Laboratorium Mikrobiologi IPB, atas dukungan, motivasi, dan bantuannya selama penelitian ini. Ucapan terima kasih tak terhingga juga penulis ucapkan kepada Ibu Fatmah, Bapak Ruslan Gani (alm), Kakak Salam Yessi Am.Keb, dan Adikku Yogi Anugrah tercinta, seluruh keluarga, serta sahabat-sahabatku tersayang, atas doa, dukungan, kasih sayang, dan semangat yang diberikan. Terima kasih untuk teman-teman seperjuangan di Pascasarjana Mikrobiologi IPB angkatan 2013 serta seluruh pihak yang telah memberikan doa dan dukungannya, penulis ucapkan terima kasih. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat. Bogor, Agustus 2015 Erni Angraini
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
1 PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Ruang Lingkup Penelitian 2 TINJAUAN PUSTAKA Kalium di dalam Tanah Mekanisme Pelarutan Kalium di dalam tanah Peranan Kalium dalam Tanaman Bakteri Pelarut Kalium Identifikasi Molekuler melalui Amplifikasi Gen 16S rRNA 3 METODE Bahan Kerangka Penelitian Waktu dan Tempat Pengambilan Sampel Tanah Isolasi Bakteri Pelarut Kalium Pengujian Kemampuan Bakteri Pelarut Kalium dalam Melarutkan Kalium Kurva Pertumbuhan Isolat Terpilih Uji Hipersensitivitas pada Daun Tembakau Uji Kuantitatif Pelarutan Kalium oleh Bakteri Identifikasi Isolat Bakteri Identifikasi Molekuler Aplikasi Isolat Terpilih pada Tanah
1 1 2 2 2 2 2 2 3 4 4 5 6 6 6 7 7 7 7 8 8 8 9 9 10
4 HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Pembahasan
10 10 16
5 SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Saran
19 19 20
DAFTAR PUSTAKA
20
LAMPIRAN
23
RIWAYAT HIDUP
36
DAFTAR TABEL 1 Hasil pengujian isolat dalam melarutkan kalium 2 Analisis homologi sekuen gen 16S rRNA dari isolat bakteri pelarut kalium terpilih dengan program BLASTN 3 Hasil analisis K tersedia, K total, dan jumlah sel bakteri pada medium Aleksandrov pada hari ke-0 dan ke-10
11 15 16
DAFTAR GAMBAR 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Pelepasan dan fiksasi kalium dalam tanah Diagram alur penelitian Pertumbuhan koloni bakteri pelarut kalium pada media Aleksandrov Hasil pengujian isolat terpilih dalam melarutkan kalium secara kualitatif Kurva pertumbuhan tiga isolat terpilih pada media NB Hasil pengamatan uji hipersensitivitas pada daun tembakau Kemampuan pelarutan K dari isolat bakteri pada media Aleksandrov cair suhu 28 °C Hasil pewarnaan Gram Hasil elektroforesis amplifikasi gen 16S rRNA isolat KQC.5C.5 Konstruksi pohon filogenetik isolat KQC.5C.5
3 6 10 12 12 13 13 14 14 15
DAFTAR LAMPIRAN 1 Lokasi pengambilan sampel di penambangan batu kapur Palimanan Cirebon 2 Hasil analisis tanah reklamasi lahan penambangan batu kapur Palimanan, Cirebon 3 Hasil Total Plate Count (TPC) bakteri sampel tanah dari lahan penambangan batu kapur Palimanan Cirebon pada medium NA 4 Kurva Standar Isolat KQC.4B.1, KQC.5A.4, KQC.5C.5 5 Hasil karakterisasi morfologi koloni bakteri pelarut kalium dari penambangan batu kapur Palimanan, Cirebon 6 Kurva standar pelarutan kalium dan hasil uji kuantitatif pelarutan kalium oleh bakteri dengan metode SSA (Spektrofotometer Serapan Atom) 7 Hasil standar deviasi uji kuantitatif isolat KQC.4B.1, KQC.5A.4, KQC.5C.5 8 Hasil sekuen isolat KQC.5C.5 9 Analisis tanah Cikabayan Darmaga, Bogor 10 Hasil analisis tanah pada hari ke-0 dan ke-10
23 24 25 26 28
29 31 33 34 34
1 PENDAHULUAN Latar Belakang Indonesia merupakan negara agraris yang sebagian besar mata pencaharian penduduknya adalah bertani, sehingga bisnis utamanya bergantung pada sektor pertanian (Budiman 2013). Pupuk merupakan salah satu faktor produksi yang penting bagi pertanian tetapi kebanyakan petani lebih sering menggunakan pupuk anorganik (kimia). Penggunaan pupuk anorganik secara berlebihan dapat menyebabkan menurunnya kualitas tanah dan pencemaran lingkungan (Lynn et al. 2013). Aplikasi pupuk hayati dianggap dapat membatasi penggunaan pupuk anorganik sehingga mengurangi pencemaran lingkungan, mengurangi biaya pertanian, dan memaksimalkan hasil panen. Penggunaan mikrob yang dapat merangsang pertumbuhan tanaman (termasuk bakteri pelarut kalium) sebagai pupuk hayati, disarankan sebagai solusi untuk memperbaiki nutrisi pada tanaman (Sutarya 2011). Kalium termasuk unsur hara makro yang penting bagi pertumbuhan dan perkembangan tanaman, berperan dalam mengaktifkan enzim, memelihara turgor sel, membantu dalam transportasi gula dan pati. Selain untuk metabolisme tanaman, kalium juga berperan dalam meningkatkan kualitas tanaman karena membantu dalam meningkatkan ketahanan tanaman terhadap hama dan penyakit, serta membantu tanaman pada kondisi cekaman (Archana 2007). Konsentrasi kalium terlarut dalam tanah biasanya sangat rendah hanya 1-2% dan lebih dari 90% dari kalium dalam tanah ada dalam bentuk batuan larut dan mineral silikat (mika, muscovite, feldspar, microline, orthoklas), sebagian besar tidak tersedia untuk penyerapan tanaman (Parmar dan Sindhu 2013). Mikrob tanah berperan penting dalam pelarutan kalium terikat dalam bentuk mineral silikat, seperti Pseudomonas dan Bacillus (Murali et al. 2005). Beberapa bakteri yang mampu melarutkan kalium di dalam tanah di antaranya Bacillus sp., Paenibacillus sp., B. mucilaginosus, B. edaphicus (Muralikannan 1996; Sheng 2005; Sugumaran dan Janarthanam 2007; Liu et al. 2012). Bakteri pelarut kalium dapat memberikan teknologi alternatif sebagai pupuk hayati untuk membuat kalium tersedia bagi tanaman selain itu dapat digunakan untuk reklamasi lahan bekas tambang. Penambangan batu kapur di Palimanan Cirebon merupakan salah satu penambangan terbuka batu kapur di Indonesia. Praptisih et al. (2012) menyatakan bahwa pada daerah Gunung Kromong, seperti Palimanan Quarry ditemukan berbagai fosil dan diduga fosil-fosil tersebut mengandung kalium. Palimanan Quarry juga memiliki keragaman makhluk hidup yang tinggi seperti tumbuhan dan hewan dan diduga di kawasan ini pula dapat ditemukan berbagai bakteri tanah yang bermanfaat seperti bakteri pelarut kalium. Bakteri pelarut P berhasil didapatkan namun tidak berhasil mendapatkan bakteri pelarut K pada media Aleksandrov yang diisolasi dari daerah penyangga sekitar tambang batu kapur Palimanan, Cirebon (Mursyida et al. 2015). Hasil analisis tanah reklamasi pada lahan penambangan batu kapur Palimanan, Cirebon didapatkan K tersedianya sangat rendah sekitar 0.08 me/100g atau 31.2 ppm. Berdasarkan hal tersebut, maka penelitian ini dilakukan untuk mendapatkan bakteri pelarut kalium yang
2 dapat digunakan sebagai pupuk hayati selain itu juga dapat digunakan untuk mendukung pertumbuhan bibit revegetasi pada lahan bekas tambang.
Perumusan Masalah Kalium merupakan unsur hara yang penting bagi pertumbuhan dan perkembangan tanaman, tetapi kalium di dalam tanah yang tersedia bagi tanaman sangat sedikit. Penggunaan pupuk anorganik dapat menyebabkan menurunnya kualitas tanah dan mencemari lingkungan, sehingga diperlukan bakteri pelarut kalium yang berpotensi sebagai agen pupuk hayati yang dapat menyediakan kalium bagi tanaman, selain itu dapat mengurangi penggunaan pupuk anorganik.
Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan mengisolasi, menyeleksi, dan mengidentifikasi isolat-isolat bakteri pelarut kalium terpilih dari lahan penambangan batu kapur Palimanan, Cirebon.
Manfaat Penelitian Manfaat dari penelitian ini yaitu untuk mendapatkan bakteri pelarut kalium yang dapat digunakan sebagai pupuk hayati untuk membuat kalium tersedia bagi tanaman selain itu dapat digunakan untuk reklamasi lahan bekas tambang.
Ruang Lingkup Penelitian Ruang lingkup dalam penelitian ini meliputi isolasi, seleksi, uji hipersensitivitas, identifikasi isolat-isolat bakteri pelarut kalium terpilih dari lahan penambangan batu kapur Palimanan, Cirebon. Seleksi bakteri pelarut kalium terpilih dilakukan berdasakan indeks pelarutan tertinggi (secara kualitatif) dan juga dilakukan uji kuantitatif pelarutan kalium oleh bakteri. Tahap identifikasi meliputi pengamatan morfologi, pewarnaan Gram, fisiologis, dan identifikasi gen 16S rRNA. Uji hipersensitivitas dilakukan pada daun tembakau untuk melihat isolat bakteri bersifat patogen atau tidak terhadap tanaman. Aplikasi isolat terpilih menggunakan tanah dari Cikabayan Darmaga, Bogor (tanah steril dan tidak steril) untuk mengetahui kemampuan isolat dalam melarutkan kalium.
2 TINJAUAN PUSTAKA Kalium di dalam Tanah Kalium (K) merupakan makronutrien penting dan berlimpah di dalam tanah yang memainkan peran penting dalam pertumbuhan, metabolisme dan
3 perkembangan tanaman (Parmar dan Sindhu 2013). Litosfer mengandung 2.5% kalium dan kalium di tanah terdapat dalam empat bentuk yang berbeda seperti mineral tanah, tersedia, dapat ditukar, dan tidak dapat tukar. Di antara empat bentuk yang berbeda dari kalium dalam tanah, konsentrasi K larut dalam tanah biasanya sangat rendah yaitu hanya sekitar 1-2% dan sebagian besar proporsi yaitu 98% dari K dalam tanah adalah batuan larut dan mineral (Goldstein 1994). Pada tanah mineral, kalium terikat dalam bentuk mineral silikat yaitu muskovit, orthoklas, biotit, feldspar, illit, mika, vermikulit, smectite dan sebagainya dan kalium dalam bentuk mineral silikat ini dapat dilarutkan oleh bakteri melalui produksi asam dan akan tersedia untuk tanaman (Ullman et al. 1996). Kalium kebanyakan terikat dalam mineral primer atau terfiksasi dalam mineral sekunder dari mineral lempung. Oleh karena itu, tanah lempung sebetulnya kaya kadar kalium. Pada tanah tua dan tanah abu vulkanik, umumnya juga kaya kadar K sedangkan tanah gambut kadar K sedang sampai rendah. Makin dalam dari permukaan, maka kadar K makin rendah (Selian 2008). Banyak tanah yang awalnya kaya K menjadi kekurangan kalium karena penggunaan kalium oleh tanaman dan adanya erosi tanah (Sheng dan Huang 2002).
Mekanisme Pelarutan Kalium di dalam Tanah Di tanah ada empat bentuk kalium yang berada dalam keseimbangan yang dinamik yaitu : (1) K larut tersedia bagi tanaman; (2) K dapat ditukar sebagai cadangan yang mudah dimobilisasikan; (3) K tidak dapat ditukar sebagai cadangan yang sukar dimobilisasikan, dan (4) K terikat mineral sebagai cadangan semipermanen. Mekanisme fiksasi dan pelepasannya belum diketahui secara jelas. Hal ini dipengaruhi oleh sifat koloid tanah, penggenangan dan pengeringan, suhu, dan ada tidaknya kapur. Penggenangan dapat meningkatkan ketersediaan K tanah karena dengan adanya penggenangan akan menurunkan potensial redoks (Eh) tanah sehingga meningkatkan kelarutan Fe3+ dan Mn2+. Kation-kation ini dapat menggantikan K yang diabsorpsi liat sehingga K dilepaskan ke dalam larutan tanah. Proses pelepasan lambat kalium yang terjebak pada kisi-kisi mika pada bentuk illit dan vermikulit dengan adanya air dan mengembangnya kisi-kisi liat (Gambar 1) (Setyorini dan Abdulrachman 2007).
Mika Hydrous mika (illit) Vermiculite, Kation dapat dipertukarkan (hidrasi) Ion kalium (dehidrasi) Gambar 1 Pelepasan dan fiksasi kalium dalam tanah (Setyorini dan Abdulrachman 2007)
4 Pelepasan K dari mika diperoleh dari dua proses: (1) transformasi dari mika ke kalium untuk berekspansi 2:1 lapisan silikat dengan bertukar K dengan kation terhidrasi, dan (2) pembubaran mika diikuti oleh pembentukan produk pelapukan. Kepentingan relatif dari kedua mekanisme tergantung pada stabilitas mika dan sifat tanah lingkungan (Sparks 1987). Pengaruh oksalat dan asam sitrat pada dinamika pelepasan K dari mika dan feldspar dipelajari oleh Song dan Huang (1988). Mereka menemukan bahwa urutan pelepasan K dari mineral K dengan adanya oksalat dan asam sitrat adalah biotit > microcline > orthoklas > muskovit. Aktivitas ion K+ dalam larutan tanah di sekitar partikel mika sangat mempengaruhi pelepasan K+ dari mika dengan pertukaran kation. Ketika tingkat K kurang dari nilai kritis, K diganti dari interlayer dengan kation lainnya dari larutan. Sebaliknya, bila tingkat K lebih besar dari nilai kritis, mika berekspansi 2:1, mineral mengambil K dari pelarutan.
Peranan Kalium dalam Tanaman Kalium merupakan unsur hara penting dalam metabolisme tanaman seperti fotosintesis, translokasi fotosintat, regulasi pori-pori tanaman (stomata), aktivasi katalis tanaman (enzim), dan ketahanan tanaman terhadap hama dan penyakit. Tanpa kalium yang memadai tanaman akan memiliki akar yang kurang berkembang, tumbuh lambat, menghasilkan benih kecil, dan memiliki hasil yang lebih rendah. Mereka juga lebih rentan terhadap infeksi penyakit (Archana 2007). Di dalam tubuh tanaman kalium bukanlah sebagai penyusun jaringan tanaman, tetapi lebih banyak berperan dalam proses metabolisme tanaman seperti mengaktifkan kerja enzim, membuka dan menutup stomata, transportasi hasil-hasil fotosintesis, meningkatkan daya tahan tanaman terhadap kekeringan, dan penyakit tanaman (Selian 2008). Salah satu fungsi K adalah dalam pembentukan pati dan sebagai transportasi karbonhidrat hasil fotosintesis, maka bila tanaman kekurangan K maka daun akan berbecak-bercak coklat seperti terbakar (nekrosis), warna coklat ini bermula dari pinggir daun menuju tulang-tulang daun (Selian 2008). Menurut Azinuddin (2009), bahwa tanda-tanda umum dari tanaman kekurangan kalium adalah daun menjadi kuning (klorosis) sepanjang margin daun dan dapat mengakibatkan daun menjadi rontok, sistem akar kurang berkembang dan pertumbuhan akar terhambat serta batang menjadi lemah.
Bakteri Pelarut Kalium Mikrob tanah telah dilaporkan memainkan peran penting dalam siklus K alami dan karena itu, mikrob pelarut kalium yang terdapat di dalam tanah bisa memberikan teknologi alternatif untuk membuat kalium tersedia bagi tanaman (Groudev 1987; Rogers et al. 1998). Dengan demikian, identifikasi galur mikrob yang mampu melarutkan mineral kalium dapat melestarikan sumber daya yang ada dan menghindari bahaya pencemaran lingkungan yang disebabkan oleh aplikasi pupuk kimia secara berlebihan.
5 Berbagai macam bakteri yaitu Pseudomonas, Burkholderia, Acidothiobacillus ferrooxidans, Bacillus mucilaginosus, Bacillus edaphicus, B. circulans, dan Paenibacillus sp. telah dilaporkan dapat melarutkan kalium di dalam tanah (Lian et al. 2002; Sheng 2005; Lie et al. 2006; Liu et al. 2012). Bakteri-bakteri pelarut kalium ini ditemukan dapat melarutkan kalium dalam tanah dalam bentuk batuan larut dan mineral silikat seperti mika, illit dan orthoklas dengan cara memproduksi dan mengekskresikan asam organik yang baik secara langsung dilepaskan pada batuan K atau ion silikat yang dapat membuat K larut sehingga dapat diserap oleh tanaman (Parmar dan Sindhu 2013). Bakteri pelarut kalium dalam bentuk mineral silikat dari sampel tanah yang dikumpulkan dari pohon kelapa mayoritas bakteri tersebut adalah dari kelompok Bacillus sp. dan Pseudomonas sp (Murali et al. 2005). Pelarutan illit dan feldspar oleh mikrob ini disebabkan oleh produksi asam organik seperti asam oksalat dan asam tartarat dan juga karena produksi polisakarida yang membantu dalam pembubaran mineral untuk melepaskan kalium (Sheng dan He 2006). Dekomposisi mineral silikat oleh B. mucilaginosus karena produksi oksalat, sitrat, dan polisakarida (Liu et al. 2006). Bakteri pelarut kalium dapat memberikan efek yang menguntungkan bagi pertumbuhan dan perkembangan tanaman sehingga dapat dijadikan sebagai pupuk hayati yang ramah lingkungan. Hal ini dilaporkan oleh Hans dan Lee (2005), bahwa bakteri pelarut kalium yaitu Bacillus mucilaginosus diinokulasi pada tanah yang ditanami terong dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman terong tersebut. Peningkatan produksi sebesar 15-20% pada ubi dan tapioka karena aplikasi bakteri pelarut kalium dan dalam kombinasi dengan pupuk hayati lainnya (Chandra et al. 2005). Inokulasi (B. mucilaginosus) pelarut kalium bersama dengan pelarut fosfat (B. megaterium) dan N-fixer (Azotobacter chroococcum) dapat meningkat pertumbuhan, serapan hara secara signifikan pada tanaman jagung (Wu et al. 2005).
Identifikasi Molekuler melalui Amplifikasi Gen 16S rRNA Identifikasi bakteri berdasarkan karakter fenotip memiliki kelemahan utama, yaitu sering terjadi kesalahan dalam pembedaan spesies dan galur bakteri. Kesalahan tersebut disebabkan hadirnya karakter fenotipe bakteri yang tidak biasa. Terlebih karakter fenotipe bakteri tidak bersifat statis dan dapat berubah seiring dengan perubahan kondisi organisme dan lingkungan hingga menyebabkan evolusi. Kurang akuratnya identifikasi isolat bakteri melalui analisa fenotipe mendorong dilakukannya identifikasi bakteri dengan metode lain yang lebih akurat. Metode identifikasi bakteri yang banyak direkomendasikan adalah analisis genotip melalui pembacaan sekuen basa nitrogen pada nukleotida penyusun fragmen gen 16S rRNA bakteri (Nuroniyah dan Putra 2012). Berbagai metode dapat dilakukan untuk menganalisis DNA diantaranya AFLP, ARDRA, PFGE, dan sebagainya. Namun dari berbagai metode yang digunakan, rRNA paling banyak digunakan sebagai marka molekuler. Pada prokariot terdapat tiga macam ribosomal RNA (rRNA), yaitu 5S rRNA, 16S rRNA, dan 23S rRNA (Jusuf 2001). Analisis phylogenetic-tree berdasarkan sekuen gen 16S rRNA sering dipakai sebagai metode untuk
6 mengklasifikasikan organisme. Sekuen gen 16S rRNA pada bakteri merupakan marker molekular universal yang baik karena (i) mengandung daerah yang sangat stabil (conserved region) maupun daerah yang variabel (ii) jarang sekali mengalami transfer gen secara lateral dan (iii) mengalami perubahan yang sangat lambat selama evolusi sehingga dapat digunakan untuk mengetahui hubungan filogenetik (Atlas dan Bartha 1997; Joung dan Cote 2001). Klasifikasi bakteri secara filogenetik sangat dibutuhkan terutama untuk bakteri patogenik karena bakteri yang memiliki kedekatan hubungan kekerabatan dapat dikelompokkan sebagai suatu genus atau spesies.
3 METODE Bahan Bahan yang diperlukan yaitu sampel tanah dari lahan penambangan batu kapur Palimanan Cirebon, tanah dari Cikabayan Darmaga, Bogor dan feldspar dari Gunung Kuda, Cirebon. Tanaman tembakau umur tiga bulan yang diperoleh dari Balai Besar Litbang Bioteknologi dan Sumberdaya Genetik Pertanian, Bogor.
Kerangka Penelitian Kerangka penelitian ini meliputi isolasi bakteri pelarut kalium, kemampuan bakteri dalam melarutkan kalium, uji hipersensitivitas pada daun tembakau, identifikasi berdasarkan morfologi, fisiologis, gen 16S rRNA, pengujian kuantitatif pelarutan kalium oleh bakteri, dan aplikasi isolat terpilih pada tanah (Gambar 2). Pengambilan Sampel Tanah Isolasi Bakteri Pelarut Kalium Pengujian Kemampuan Bakteri Pelarut Kalium Kurva Pertumbuhan Isolat Terpilih Uji Hipersensitivitas pada Daun Tembakau
Uji Kuantitatif Pelarutan Kalium oleh Bakteri
Identifikasi Morfologi, Fisiologis, Amplifikasi Gen 16S rRNA Aplikasi Isolat Terpilih pada Tanah Gambar 2 Diagram alur penelitian
7 Waktu dan Tempat Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Juni 2014 sampai Mei 2015. Pengambilan sampel tanah dilakukan di lahan penambangan batu kapur Palimanan Cirebon. Isolasi bakteri pelarut kalium sampai identifikasi baik secara morfologi, fisiologi, dan molekuler dilakukan di Laboratorium Mikrobiologi, Departemen Biologi, FMIPA, IPB. Uji kuantitatif pelarutan kalium oleh bakteri dilakukan di Laboratorium Kimia FMIPA IPB serta analisis tanah dilakukan di Laboratorium Tanah Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan Fakultas pertanian IPB.
Pengambilan Sampel Tanah Sampel tanah diambil dari lahan penambangan batu kapur Palimanan Cirebon, terdiri atas tiga lokasi dan sebanyak 13 titik yaitu: lahan penambangan yang masih aktif (5 titik), lahan bekas tambang batu kapur (3 titik), dan lahan yang telah dilakukan reklamasi (5 titik) (Lampiran 1). Cara pengambilan sampel ialah dengan cara purpossive random sampling. Pengambilan tanah pada lahan yang telah dilakukan reklamasi diambil di dekat perakaran tanaman dan pengambilan sampel dari permukaan 0-15 cm dan dilakukan analisis tanah (Lampiran 2).
Isolasi Bakteri Pelarut Kalium Sampel tanah terlebih dahulu dihitung jumlah bakterinya pada medium NA (Lampiran 3). Tanah sebanyak 3 g dimasukkan ke dalam 27 mL larutan fisiologis NaCl 0.85%, kemudian dikocok pada inkubator goyang selama 1 jam dengan kecepatan 120 rpm dan dibuat serial pengenceran 10-1 sampai 10-4. Hasil pengenceran 10-2, 10-3, dan 10-4 masing-masing sebanyak 0.1 mL disebarkan pada medium Aleksandrov (5 g glukosa, 0.5 g MgSO4.7H2O, 0.006 g FeCl3, 0.1 g CaCO3, 2 g Ca3PO4, 3 g feldspar (sebagai sumber K) dan 20 g agar-agar dalam 1 liter akuades, pH 8) dan diinkubasi pada suhu 28 °C selama 3-7 hari (Prajapati dan Modi 2012). Pertumbuhan bakteri pelarut kalium ditandai dengan adanya zona bening sekeliling koloni. Koloni bakteri yang tumbuh dimurnikan dengan metode gores kuadran. Isolat bakteri yang telah murni disimpan sebagai stok pada Nutrient Agar (NA) miring.
Pengujian Kemampuan Bakteri Pelarut Kalium dalam Melarutkan Kalium Isolat bakteri pelarut kalium yang telah murni ditumbuhkan pada medium Aleksandrov dengan cara di titik, dan diinkubasi selama 7 hari pada suhu ruang. Setelah 7 hari waktu inkubasi, kemudian diamati zona bening yang terbentuk di sekitar koloni dan diukur dengan mistar atau jangka sorong lalu dihitung masing-masing indeks pelarutan (IP) kalium untuk mengetahui kemampuan bakteri dalam melarutkan kalium dengan menggunakan persamaan berikut:
8
Keterangan : IP = Indeks Pelarutan
Kurva Pertumbuhan Isolat Terpilih Satu lup isolat-isolat terpilih yang berumur 24 jam diinokulasikan ke dalam 50 mL medium Nutrient Broth (NB) dan diinkubasi dengan inkubator goyang hingga sel bakteri mencapai 108 sel/mL. Kultur bakteri sebanyak 1 mL yang telah mencapai 108 sel/mL diinokulasikan ke dalam 100 mL medium NB, lalu dinkubasi dengan inkubator goyang pada kecepatan 100 rpm dan suhu 37 °C. Pengukuran densitas sel dilakukan setiap 3 jam sekali dengan menggunakan alat spektrofotometer dengan panjang gelombang 620 nm selama 24-48 jam. Kurva standar dibuat sebelum kurva tumbuh untuk mengetahui jumlah sel bakteri yang akan diinokulasikan (Lampiran 4).
Uji Hipersensitivitas pada Daun Tembakau Uji hipersensitivitas biasanya dilakukan pada daun tembakau (Nicotiana tabacum L.) yang berumur 3 bulan karena bersifat sensitif terhadap bakteri patogen. Uji hipersensitivitas dilakukan dengan menyuntikkan isolat terpilih (108 sel/mL) pada permukaan bawah daun tembakau pada bagian mesofil antara tulang daun tembakau dan pada daun yang tidak terlalu muda dan tua, biasanya pada daun yang terdapat di bagian tengah pohon tembakau. Jika di tempat yang telah diinjeksi kultur bakteri berubah warna menjadi kuning atau gejala nekrosis setelah 24-48 jam berarti bakteri uji dikategorikan sebagai patogen tanaman. Akuades digunakan sebagai kontrol negatif dan Xanthomonas oryzae pv. oryzae digunakan sebagai kontrol positif (Mubarik et al. 2014).
Uji Kuantitatif Pelarutan Kalium oleh Bakteri Uji kuantitatif pelarutan kalium oleh bakteri dilakukan berdasarkan metode (Parmar dan Sindhu 2013) dan metode TPC (Total Plate Count) untuk menghitung jumlah sel bakteri tiap 5 hari sekali selama 25 hari inkubasi. Isolat-isolat yang terpilih diinokulasikan sebanyak 1 ose ke dalam masing-masing 50 mL media Aleksandrov cair pada Erlenmeyer selama 48 jam hingga sel bakteri mencapai 108 sel/mL. Sebanyak 0.5 mL kultur yang telah mencapai 108 sel/mL diinokulasikan ke dalam 50 mL media Aleksandrov cair kemudian diinkubasi dengan inkubator goyang kecepatan 100 rpm pada suhu 28 °C selama 25 hari. Setiap 5 hari sekali selama 25 hari sampel kultur diambil sebanyak 1 mL lalu dibuat serial pengenceran sampai 10-7 lalu disebar pada medium Aleksandrov untuk mengetahui jumlah sel/mL. Cara pengukuran uji kuantitatif pelarutan K oleh bakteri yaitu sebanyak 1.5 mL suspensi pertumbuhan bakteri disentrifugasi pada kecepatan 10,000 rpm (Eppendorf miniSpin dengan rotor jenis F45-12-11)
9 selama 10 menit. Supernatan sebanyak 1 mL diambil kemudian volume dibuat sampai 5 mL dengan akuades dan dicampur secara menyeluruh, kemudian larutan diukur dengan spektrofotometer serapan atom (AA-7000 AAS dengan flame airC2H2) pada panjang gelombang 765.5 nm. Pengukuran uji kuantitatif pelarutan K oleh bakteri dilakukan setiap 5 hari sekali selama 25 hari waktu inkubasi selain itu juga dibuat kontrol (tanpa isolat). Persiapan kurva standar sebanyak 1.908 g KCl dikeringkan pada 60 °C dan dilarutkan dalam akuades dan dibuat volume 1 L, kemudian diambil 10 mL dan diencerkan sampai 100 mL dengan aquades untuk mendapatkan 2 ppm dan digunakan untuk penyusunan standar 0.2, 0.4, 0.8, 1.2, 2 ppm. Standar-standar ini diukur dengan Spektrometer Serapan Atom untuk mendapatkan kurva standar K (Archana 2007).
Identifikasi Isolat Bakteri Isolat bakteri yang telah terseleksi dilakukan identifikasi secara morfologi (warna koloni, bentuk, elevasi, tepian, bentuk sel bakteri, pewarnaan Gram) (Lampiran 5). Karakterisasi fisiologis isolat bakteri menggunakan kit Analytical Profile Index (API) 20 NE (biomeriux, Inc. Durham, USA).
Identifikasi Molekuler Ekstraksi DNA Koloni bakteri tunggal yang telah murni digores kuadran pada medium Nutrient Agar (NA) kemudian diinkubasi pada suhu 37 °C selama 24 jam. Bakteri yang telah tumbuh diambil dengan menggunakan tusuk gigi. Sel bakteri disentrifugasi dengan kecepatan 10,000 rpm selama 1 menit. Ekstraksi DNA mengikuti prosedur PrestoTM gDNA Bakteria Mini Kit (Geneaid). Hasil ekstraksi DNA diukur konsentrasi dan kemurniannya dengan menggunakan spetrofotometer NanoDrop 2000 (Thermo Scientific, Wilmington, DE, USA).
Amplifikasi Gen 16S rRNA, Sekuensing DNA, dan Analisis Filogenetik Gen 16S rRNA diamplifikasi menggunakan mesin Polymerase Chain Reaction (PCR). Mix PCR dibuat sebanyak 50 µL dengan komposisi antara lain : 25 µL GoTaq Green Master Mix 2x (Promega, Madison, WI, USA), masing-masing 0.5 µL primer 63f (5’ CAGGCCTAACACATGCAAGTC-3’) dan 1387r (5’-GGGCGGWGTGTACAAGGC-3’) (100 pmol) (Marchesi et al. 1998), 2 µL cetakan DNA (64.4 ng/µL), dan 22 µL Nuclease Free Water. Kondisi PCR yang digunakan yaitu pradenaturasi (94 °C, 4 menit), denaturasi (94 °C, 30 detik), annealing (55 °C, 30 detik), elongation (72 °C, 1 menit), dan post elongasi (72 °C, 7 menit) sebanyak 30 siklus. Terakhir dilakukan penurunan suhu ke 4 °C selama 10 menit untuk menghentikan reaksi PCR. Produk hasil PCR divisualisasi dengan menggunakan elektroforesis gel agarosa 1% pada tegangan listrik 70 Volt selama 45 menit dan divisualisasi di bawah sinar UV menggunakan pewarna Ethidium Bromida (EtBr).
10 Produk hasil PCR disekuen dan dikirim ke perusahaan jasa sekuensing company (First Base Malaysia). Hasil sekuen yang diperoleh dilakukan pengeditan dengan menggunakan program Chromas Pro (Lampiran 8) kemudian dibandingkan dengan sekuen pada GeneBank menggunakan program BLASTN kemudian dikonstruksi pohon filogenetiknya dengan menggunakan program MEGA 5.05 dengan metode Neighbour Joining (NJ) dengan bootsrap 1000x. (MegaSoftware, Inc, Arizona, USA).
Aplikasi Isolat Terpilih pada Tanah Tanah yang berasal dari reklamasi batu kapur Palimanan, Cirebon dan Cikabayan Darmaga dilakukan analisis K tersedia dan kadar air. Tanah Cikabayan Darmaga juga dianalisis unsur-unsur lainnya (Lampiran 9). Tanah yang memiliki K tersedia yang lebih sedikit digunakan untuk uji selanjutnya. Tanah yang terpilih dibuat 4 perlakuan yaitu : (1) tanah tidak steril + isolat, (2) tanah tidak steril tanpa isolat, (3) tanah steril + isolat, (4) tanah steril tanpa isolat. Sterilisasi tanah menggunakan autoklaf suhu 121 °C dan tekanan 1 atm selama 1 jam. Isolat yang diberikan memiliki jumlah sel bakteri sekitar 108 sel/mL sebanyak 10% (10 mL). Masing-masing perlakuan dibuat sebanyak 100 g tanah dan tiga kali ulangan, kemudian tanah tersebut dinkubasi selama 10 hari pada suhu 28 °C. Hari ke-0 dan ke-10 dilakukan analisis K tersedia, K total, kadar air (Lampiran 10) dan dilakukan perhitungan jumlah bakteri dengan metode cawan hitung pada medium Aleksandrov.
4 HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Isolasi Bakteri Pelarut Kalium Hasil isolasi bakteri pelarut kalium pada medium Aleksandrov dari 13 sampel tanah dari lahan penambangan batu kapur PT Indocement Tbk, Palimanan Cirebon diperoleh sebanyak 37 isolat bakteri (Tabel 1). Isolat-isolat pelarut kalium ditandai dengan adanya zona bening di sekeliling koloni (Gambar 3). Zona bening menunjukkan kemampuan bakteri dalam melarutkan kalium.
Koloni dengan zona bening disekelilingnya
Gambar 3 Pertumbuhan koloni bakteri pelarut kalium pada media Aleksandrov
11 Pengujian Kemampuan Bakteri Pelarut Kalium dalam Melarutkan Kalium Sebanyak 37 isolat bakteri pelarut kalium yang telah dimurnikan diuji kemampuannya dalam melarutkan kalium secara kualitatif berdasarkan indeks pelarutan kalium (Tabel 1). Bakteri pelarut kalium terbanyak diperoleh dari daerah reklamasi yang ditumbuhi pohon akasia dan daerah yang memiliki sedikit bakteri pelarut kalium hanya satu isolat yaitu daerah bekas tambang. Kisaran indeks pelarutan kalium (IPK) antara 0.2-3.1. Tabel 1 Hasil pengujian isolat dalam melarutkan kalium Asal Isolat
Kode Isolat
IPK
Asal Isolat
Kode Isolat
IPK
Ex tambang Tambang Tambang
KQC.1B.1 KQC.4A.1 KQC.4A.2
0.22 0.70 0.63
Akasia Akasia Akasia
KQC.5B.5 KQC.5B.6 KQC.5B.7
0.23 0.63 0.65
Tambang Tambang Tambang Reklamasi 1 Akasia Akasia
KQC.4B.1 KQC.4B.2 KQC.4B.3
2.20 0.64 0.58
KQC.5B.8 KQC.5B.9 KQC.5B.10
T 0.62 0.99
KQC.5A.1 KQC.5A.2
1.05 0.51
Akasia Akasia Akasia Reklamasi 3 Petai cina Petai cina
KQC.5C.1 KQC.5C.2
0.52 1.00
Akasia Akasia Akasia
KQC.5A.3 KQC.5A.4 KQC.5A.5
0.38 3.12 0.8
KQC.5C.3 KQC.5C.4 KQC.5C.5
T 0.58 3.12
Akasia
KQC.5A.6
0.27
Petai cina Petai cina Petai cina Reklamasi 4 Jarak Pagar
KQC.7A.1
T
Akasia Akasia Reklamasi 2 Akasia
KQC.5A.7 KQC.5A.8
0.43 0.47
Jarak Pagar Jarak Pagar
KQC.7A.2 KQC.7A.3
T 0.57
KQC.5B.1
T
Jarak Pagar
KQC.7A.4
0.57
Akasia Akasia Akasia
KQC.5B.2 KQC.5B.3 KQC.5B.4
0.35 0.30 0.35
Jarak Pagar Jarak Pagar Jarak Pagar Reklamasi 5 Jarak Pagar
KQC.7A.5 KQC.7A.6 KQC.7A.7
T 0.54 0.23
KQC.7B.1
0.31
Keterangan : IPK: Indeks pelarutan kalium; T: tidak terukur; Ex tambang: bekas tambang
Terpilih tiga isolat yang memiliki indeks pelarutan kalium (IPK) tertinggi yaitu isolat KQC.4B.1 yang berasal dari daerah tambang, KQC.5A.4 yang berasal dari daerah reklamasi 1 dengan tanaman akasia, dan KQC.5C.5 berasal dari daerah reklamasi 3 dengan tanaman petai cina (Gambar 4). Isolat-isolat tersebut memiliki kisaran IPK 2.20, 3.12, dan 3.12.
12
A
B
C
Gambar 4 Hasil pengujian isolat terpilih dalam melarutkan kalium secara kualitatif. Keterangan (A) KQC.4B.1, (B) KQC.5A.4, (C) KQC.5C.5
Kurva Pertumbuhan Isolat Terpilih Kurva tumbuh diperlukan untuk mengetahui fase pertumbuhan bakteri dan mengetahui jumlah sel bakteri serta waktu pertumbuhan yang digunakan untuk aplikasi isolat pada tanah. Ketiga isolat terpilih memiliki kesamaan pada fase pertumbuhannya namun berbeda dari jumlah bakteri pada tiap fase. Isolat KQC.4B.1, KQC.5A.4, dan KQC.5C.5 mengalami fase log pada jam ke-6 hingga jam ke-30, awal fase stasioner pada jam ke-33 hingga jam ke-36 kemudian pada jam ke-39 hingga jam ke-42 mengalami sedikit penurunan (Gambar 5).
Log sel (CFU/ml)
10,5 10 9,5 9 8,5 8 7,5 7 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 Waktu (jam)
Gambar
5
Kurva pertumbuhan tiga isolat terpilih pada -x- KQC.4B.1, - - KQC.5A.4, - - KQC.5C.5.
media
NB.
Uji Hipersensitivitas pada Daun Tembakau Hasil uji hipersenstitivitas pada daun tembakau dari ketiga isolat terpilih yaitu KQC.4B.1, KQC.5A.4, dan KQC.5C.5 bersifat negatif hipersensitif (tidak patogen terhadap tanaman), daun tembakau tidak mengalami nekrosis setelah diinkubasi selama 24-48 jam. Reaksi hipersensitif positif (kontrol positif) ditunjukkan oleh daerah daun yang disuntik dengan bakteri Xanthomonas oryzae pv. oryzae penyebab hawar daun padi. Bakteri ini mampu menginduksi reaksi hipersensitif pada daun tembakau yang ditunjukkan dengan adanya bercak kuning atau mengalami gejala nekrosis pada daerah penyuntikan. Reaksi hipersensitif negatif juga ditunjukkan oleh daun yang disuntik dengan akuades (Gambar 6).
13
A
D
C
B
E
Gambar 6 Hasil pengamatan uji hipersensitivitas pada daun tembakau. Keterangan (A) daun yang disuntik dengan bakteri Xanthomonas oryzae pv. oryzae sebagai kontrol positif, (B) kontrol negatif (akuades), (C) Isolat KQC.4B.1, (D) Isolat KQC.5A.4, (E) Isolat KQC.5C.5
5
10
15
20
25
Log sel (CFU/ml)
0
5
10
15
20
Waktu (hari)
Waktu (hari)
(a)
(b) 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1
7,3 7 6,7 6,4 6,1 5,8 5,5 0
5
10
15
20
25
25
Konsentrasi K (mg/L)
Log sel (CFU/ml)
0
0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1
7,3 7 6,7 6,4 6,1 5,8 5,5
Konsentrasi K (mg/L)
0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1
7,3 7 6,7 6,4 6,1 5,8 5,5
Konsentrasi K (mg/L)
Log sel (CFU/ml)
Uji Kuantitatif Pelarutan Kalium oleh Bakteri Nilai estimasi kuantitatif pelarutan K oleh isolat-isolat terpilih antara lain isolat KQC.4B.1 dan KQC.5C.5 mampu melarutkan kalium tertinggi pada hari ke-20 yaitu 0.64 mg/L dan 0.92 mg/L, sedangkan KQC.5A.4 melarutkan kalium tertinggi pada hari ke-10 yaitu 0.87 mg/L. Nilai pelarutan kalium kontrol (tanpa isolat) yaitu 0.4322 mg/L (Gambar 7 dan Lampiran 6).
Waktu (hari)
(c) Gambar 7 Kemampuan pelarutan K dari isolat bakteri pada media Aleksandrov cair suhu 28 °C (a) KQC.4B.1, (b) KQC.5A.4, (c) KQC.5C.5, – -- konsentrasi K, -- - log sel
14 Identifikasi Bakteri secara Morfologi dan Fisiologis Isolat-isolat bakteri yang terpilih secara morfologi memiliki kesamaan yaitu bentuk bundar dengan tepian timbul, warna putih, tepian licin, elevasi datar kecuali isolat KQC.5C.5 elevasinya timbul. Ketiga isolat bakteri tersebut merupakan bakteri Gram negatif, batang pendek (Gambar 8). Identifikasi bakteri secara fisiologis menggunakan kit API 20 NE. Isolat KQC.5A.4, dan KQC.5C.5 memiliki hasil positif pada uji: gelatin, 4-nitrophenil-βDgalactopyranoside, D-glukosa (asimilasi), D-arabinosa, D-mannosa, D-mannitol, N asetil glukosamin, D-maltosa, Kalium glukonat, asam kaprat, asam adipat, asam malat, trisodium sitrat, asam fenilasetat, oksidase. Isolat KQC.4B.1 memiliki hasil uji yang sama dengan isolat KQC.5A.4 dan KQC.5C.5 tetapi hasil positif juga terdapat pada uji D-glukosa (fermentasi), L-arginin, urea, dan eskulin sitrat besi. Hasil identifikasi dengan menggunakan the apiweb identification software with the database (V4.0) menunjukkan bahwa ketiga isolat memiliki tingkat kemiripan 99.9% dengan Burkholderia cepacia.
A
1 µm
B
1 µm
C
1 µm
Gambar 8 Hasil pewarnaan Gram (A) KQC4B.1, (B) KQC.5A.4, (C) KQC.5C.5 perbesaran 1000 x
Identifikasi Molekuler Identifikasi secara molekuler dilakukan pada isolat KQC.5C.5 karena memiliki kemampuan melarutkan kalium tertinggi baik secara kualitatif maupun kuantitatif dan hasil dari standar deviasi KQC.5C.5 lebih baik dibandingkan KQC.5A.4 walaupun isolat KQC.5A.4 memiliki pelarutan kalium tertinggi dengan waktu lebih cepat yaitu 10 hari dibandingkan KQC.5C.5 selama 20 hari (Lampiran 7). Hasil amplifikasi 16S rRNA menggunakan primer 63f dan 1387r (Marchesi et al. 1998) menghasilkan pita sekitar 1300 pb (Gambar 9). 1 kb KQC.5C.5
1500 pb 1000 pb 750 pb 500 pb 250 pb
Gambar 9 Hasil elektroforesis amplifikasi gen 16S rRNA isolat KQC.5C.5
15 Analisis filogenetik menggunakan metode Neigbour Joining (NJ) dengan bootstrap 1000x. Isolat KQC.5C.5 berdasarkan hasil BLASTN memiliki tingkat kemiripan 99% dengan Burkholderia cepacia (Tabel 2 dan Gambar 10). Tabel 2 Analisis homologi sekuen gen 16S rRNA dari isolat bakteri pelarut kalium terpilih dengan program BLASTN Kode Isolat KQC.5C.5
Homologi Burkholderia cepacia galur NBRC 14074 Burkholderia contaminans galur J2956 Burkholderia lata galur 383 Burkholderia metallica galur R-16017 Burkholderia seminalis galur R-2419
% Identitas 99
E-Value 0.0
No Akses NR 113645.1
99
0.0
NR 104978.1
99
0.0
NR 102890.1
99
0.0
NR 042636.1
99
0.0
NR 042635.1
Gambar 10 Konstruksi pohon filogenetik isolat KQC.5C.5
Aplikasi Isolat Terpilih pada Tanah Hasil analisis kalium tersedia pada tanah asal Cikabayan Darmaga dan reklamasi batu kapur Palimanan Cirebon yaitu 263.72 mg/kg dan 438.32 mg/kg, sehingga tanah yang dipakai untuk aplikasi ialah tanah Cikabayan Darmaga yang memiliki sedikit kalium tersedia. Aplikasi isolat KQC.5C.5 pada tanah Cikabayan Darmaga baik yang disterilisasi maupun tanpa sterilisasi memberikan hasil peningkatan jumlah bakteri pelarut kalium pada medium Aleksandrov setelah diinkubasi selama 10 hari. Hasil K tersedia pada semua perlakuan meningkat setelah diinkubasi selama 10 hari namun pada perlakuan yang tanpa adanya bakteri, K tersedia lebih rendah dibandingkan perlakuan yang menggunakan bakteri baik pada hari ke-0 maupun hari ke-10. Kalium tersedia dan kalium total pada tanah steril lebih tinggi dibandingkan tanah tidak steril baik pada hari ke-0 maupun hari ke-10. Pada tanah
16 steril masih terdapat bakteri walaupun jumlahnya tidak terlalu banyak seperti tanah yang tidak steril. Tabel 3 Hasil analisis K tersedia, K total, dan jumlah sel bakteri pada medium Aleksandrov pada hari ke-0 dan ke-10 Hari ke-0 Hari ke-10 Perlakuan Kalium (ppm) Log sel Kalium (ppm) Log sel
TS BTS TNS BTNS
Tersedia 57.68 82.33 38.77 95.06
Total 182.65 204.98 180.94 200.32
(CFU/mL) 3.97 4.71 4.47 5.07
Tersedia 126.14 134.22 65.02 111.15
Total 216.91 262.02 205.71 236.64
(CFU/mL) 4.04 6.23 4.69 6.32
Keterangan: TS : tanah steril, BTS : isolat KQC.5C.5 + tanah steril, TNS : tanah tidak steril, BTNS: isolat KQC.5C.5 + tanah tidak steril
Pembahasan Hasil isolasi didapatkan 37 isolat yang berasal dari satu isolat dari lahan bekas tambang, lima isolat dari tambang, dan 31 berasal dari daerah reklamasi. Hal ini disebabkan pada daerah reklamasi tanaman mengeluarkan eksudat akar yang dapat menstimulasi aktivitas mikroba. Rizosfer kaya akan sumber energi dari senyawa organik yang dikeluarkan oleh akar tanaman berupa eksudat akar yang merupakan tempat berbagai jenis mikrob untuk berkembang dan bersaing (Sorensen 1997). Tiap tanaman mengeluarkan eksudat akar dengan komposisi yang berbeda-beda sehingga berperan sebagai penyeleksi mikrob, pengaruhnya bisa meningkatkan perkembangan mikrob tertentu dan menghambat perkembangan mikrob lain. Semakin banyak eksudat akar, akan semakin besar jumlah dan keragaman mikrob (Husen et al. 2006). Terpilih tiga isolat yang memiliki indeks pelarutan tertinggi dalam melarutkan kalium secara kualitatif dari 37 isolat yang berhasil diisolasi yaitu isolat KQC.4B.1, KQC.5A.4, dan KQC.5C.5 dengan indeks pelarutan 2.20, 3.12, dan 3.12 yang berasal dari daerah tambang, reklamasi 1 (akasia), dan reklamasi 3 (petai cina) (Tabel 1 dan Gambar 4). Perbedaan nilai indeks pelarutan dari isolat-isolat tersebut dapat disebabkan oleh perbedaan kemampuan setiap bakteri dalam memproduksi asam organik seperti asam oksalat dan asam tartarat serta produksi polisakarida yang membantu dalam pembubaran mineral silikat seperti feldspar dan illit untuk melepaskan kalium yang terikat (Sheng dan He 2006). Asam organik dan polisakarida yang dihasilkan oleh mikrob tanah sangat berperan dalam pelarutan kalium terikat di dalam tanah. Asam organik dari semua isolat pelarut kalium yang berhasil diisolasi dari tanah rizosfer berbagai tanaman di sekitar Dharwad, Belgaum yang dianalisis dengan kromatografi menghasilkan satu atau lebih asam organik. Asam sitrat dan asam oksalat yang paling umum dihasilkan oleh 30 isolat yang berhasil diisolasi. Asam organik lain yang dihasilkan ialah asam malat (tujuh isolat), asam suksinat (lima isolat) dan asam tartarat (tiga isolat) (Achana 2007). Asam-asam organik, merupakan bagian dari
17 bahan organik, yang merupakan hasil kegiatan jasad hidup baik yang terdapat di dalam maupun di permukaan batuan. Senyawa ini umumnya merupakan hasil buangan (sekresi, eksudat) atau pun rombakan. Asam-asam ini, seperti asam anorganik umumnya karena pada gugus fungsionalnya dapat mengalami disosiasi + yang melepaskan proton (H ) dan proton ini dapat menyerang mineral batuan. Selain itu sisa asamnya (anion organik) dapat membentuk senyawa kompleks dengan kation-kation pada tepi mineral atau kation yang terlepas dari mineral. Dengan demikian asam-asam ini nyata berperan dalam pelapukan kimia (Ismangil dan Hanudin 2005). Ketiga isolat terpilih memiliki kesamaan pada fase pertumbuhannya baik fase lag, log, maupun stasioner. Isolat KQC.5A.4 dan KQC.4B.1 memiliki jumlah bakteri yang lebih banyak dibandingkan dengan isolat KQC.5C.5 (Gambar 5). Perbedaan waktu pertumbuhan dan jumlah bakteri dapat disebabkan oleh beberapa faktor yaitu nutrisi, oksigen, karbondioksida, pH, dan suhu (Moat et al. 2002). Hasil uji hipersenstitivitas pada daun tembakau dari ketiga isolat terpilih yaitu KQC.4B.1, KQC.5A.4, dan KQC.5C.5 bersifat negatif hipersensitif (tidak patogen terhadap tanaman), daun tembakau tidak mengalami nekrosis atau adanya bercak kecoklatan pada daerah yang diinjeksikan kultur isolat setelah diinkubasi selama 24-48 jam (Gambar 6). Menurut Wahyudi et al. (2011), reaksi hipersensitif merupakan program kematian sel yang cepat dan terlokalisasi. Reaksi ini muncul pada tanaman yang terinfeksi saat pengenalan patogen dan bersamaan dengan itu, merupakan usaha untuk menghambat pertumbuhan patogen. Nilai estimasi kuantitatif pelarutan K oleh isolat-isolat terpilih menunjukkan hasil yang berbeda-beda (Gambar 7). Pelarutan kalium di dalam tanah disebabkan adanya asam-asam organik dan polisakarida yang diproduksi oleh bakteri. Pelarutan kalium pada media yang mengandung mika oleh Bacillus mucilaginosus yang diisolasi dari tanah, batuan, dan mineral sebesar 4.29 mg/L (Sugumaran dan Janarthanam 2007). Bakteri galur WPS73 dan NNY43 mampu melarutkan kalium sebesar 41.0 dan 48.0 mg/L. Bakteri galur WPS73 melarutkan kalium sebesar 49.0 mg/L pada 25 °C (Parmar dan Sindhu 2013). Bakteri-bakteri pelarut kalium ini ditemukan dapat melarutkan kalium dalam tanah dalam bentuk batuan larut dan mineral silikat seperti mika, illit dan orthoklas dengan cara memproduksi dan mengekskresikan asam organik yang baik secara langsung dilepaskan pada batuan K atau ion silikat yang dapat membuat K larut sehingga dapat diserap oleh tanaman. Hasil isolasi dari tanah rizosfer tanaman tembakau dari berbagai Provinsi yaitu Sichuan, Shandong, dan Hubei didapatkan berbagai jenis bakteri yaitu Klebsiella variicola, Enterobacter cloacae, Enterobacter asburiae, Enterobacter aerogenes, Pantoea agglomerans, Agrobacterium tumefaciens, Microbacterium foliorum, Myroides odoratimimus, dan Burkholderia cepacia yang memiliki kemampuan melarutkan kalium berkisar 0.59 mg/L-4.4 mg/L (Zhang dan Kong 2014). Jumlah sel bakteri dari ketiga isolat terpilih mengikuti pola konsentrasi pelarutan kaliumnya, jika jumlah sel bakteri meningkat maka konsentrasi pelarutan kalium tinggi dan sebaliknya penurunan jumlah sel bakteri menyebabkan menurunnya konsentrasi pelarutan kalium. Pada hari ke-15 mengalami penurunan dan pada hari ke-20 mengalami kenaikan dan penurunan kembali pada hari ke-25 (Gambar 7). Hal ini diduga bahwa semakin banyak
18 jumlah sel bakteri maka semakin banyak kalium terikat pada feldspar yang dilepaskan dan sebaliknya. Pada penelitian ini digunakan medium Aleksandrov cair yang selama 25 hari inkubasi tidak mengalami penambahan medium, sehingga diduga bakteri yang awalnya beradaptasi dan menggunakan sumber karbon dan nutrisi yang berasal dari medium Aleksandrov yang lambat laun sumber karbon dan nutrisi yang ada di medium habis sehingga jumlah bakteri mengalami penurunan tetapi setelah bakteri tersebut mampu melarutkan feldspar yang ada di dalam medium Aleksandrov dan diketahui bahwa di dalam feldspar tidak hanya kalium tetapi kalsium dan natrium kemungkinan dapat dilepaskan karena adanya produksi asam organik dan polisakarida oleh isolat uji, sehingga bakteri dapat menggunakan kalium, kalsium, dan natrium sebagai sumber nutrisi, dan untuk aktivitas metabolismenya. Menurut Epstein (2003), kalium (K+) merupakan elemen yang diperlukan untuk hidup. Pada bakteri kalium memiliki empat peran utama yaitu : mengatur tekanan turgor, zat terlarut osmotik, regulasi pH internal, dan aktivator enzim intraseluler. Isolat-isolat bakteri yang terpilih secara morfologi memiliki kesamaan. Ketiga isolat bakteri tersebut merupakan bakteri Gram negatif, batang pendek (Gambar 8), dan setelah diidentifikasi secara fisiologis menggunakan kit API 20 NE menunjukkan bahwa ketiga isolat memiliki tingkat kemiripan 99.9% dengan Burkholderia cepacia. Identifikasi gen 16S rRNA dilakukan pada isolat KQC.5C.5 karena memiliki kemampuan melarutkan kalium tertinggi baik secara kualitatif maupun kuantitatif yaitu 3.12 dan 0.92 mg/L. Isolat KQC.5C.5 berdasarkan hasil BLASTN memiliki tingkat kemiripan 99% dengan Burkholderia cepacia (Tabel 2). Hasil penelitian Lü dan Huang (2010), diperoleh semua bakteri pelarut kalium yang diisolasi dari rizosfer pohon pinus, di Provinsi Guangxi Cina merupakan genus Burkholderia. Inokulasi Burkholderia glathei PML1 (12) secara signifikan meningkatkan pelapukan biotit dan pertumbuhan akar lateral dan rambut akar pinus yang disebabkan pelepasan K dari mineral tanah (Calvaruso et al. 2006). Hasil analisis K tersedia dari tanah yang diberikan perlakuan bakteri lebih tinggi dibandingkan perlakuan yang tidak menggunakan bakteri baik pada hari ke-0 maupun hari ke-10 (Tabel 3). Hal ini disebabkan karena adanya penambahan bakteri pelarut kalium ke dalam tanah sehingga dengan kehadiran bakteri tersebut membuat kalium yang awalnya dalam bentuk terikat di dalam tanah menjadi tersedia. Mikrob pelarut kalium berperan penting dalam membuat tersedia kalium. Mikrob tersebut melarutkan kalium dari bentuk tidak larut seperti mika, feldspar, illit, dan lain-lain dengan memproduksi asam organik, siderophores, dan polisakarida. Serapan kalium oleh tanaman dapat ditingkatkan dengan menggunakan pelarut kalium sebagai bio-inokulan untuk meningkatkan produksi tanaman (Shanware et al. 2014). Kalium tersedia dan kalium total pada tanah steril lebih tinggi dibandingkan tanah tidak steril baik pada hari ke-0 maupun hari ke-10 (Tabel 3). Pada hari ke-0 pada tanah steril masih terdapat bakteri. Hal ini disebabkan analisis tanah memerlukan waktu untuk preparasi tanah selama 2-3 hari sehingga jumlah bakteri yang bertahan hidup pada tanah yang telah disterilkan meningkat. Tanah steril memiliki jumlah bakteri yang lebih sedikit dibandingkan tanah yang tidak steril. Menurut Cahyani (2009), perlakuan sterilisasi tanah berpengaruh sangat nyata terhadap status keharaan tanah. Peningkatan sangat nyata kadar P tersedia
19 tanah diperoleh pada perlakuan metode sterilisasi autoklaf. Metode sterilisasi autoklaf dan uap dapat mematikan fungi, sedangkan bakteri dan aktinomisetes masih ada yang bertahan hidup, tetapi jumlahnya dapat diabaikan (jumlah kurang dari 30 koloni dalam satu cawan media pertumbuhan). Aplikasi pada tanah dalam penelitian ini dapat dijadikan acuan bahwa isolat KQC.5C.5 (Burkholderia cepacia) mampu meningkatkan kalium tersedia di dalam tanah sehingga dapat digunakan oleh tanaman untuk pertumbuhan dan perkembangannya. Burkholderia cepacia merupakan PGPR (Plant Growth Promoting Rhizobacteria) karena memiliki peran antara lain: melarutkan kalium dan fosfat, menambat N2, menghasilkan hormon tumbuh (seperti IAA, giberelin, sitokinin, etilen, dan lain-lain), menekan penyakit tanaman asal tanah dengan memproduksi siderofor, glukanase, kitinase, sianida. Burkholderia sp. berhasil diisolasi dari daerah sekitar tambang (daerah penyangga) batu kapur Palimanan, Cirebon mampu melarutkan kalium tertinggi pada hari ke-25 yaitu 1.7 mg/L dan mampu melarutkan fosfat tertinggi pada hari ke-5 yaitu 50.83 mg/L (Mursyida et al. 2015). Pemberian isolat bakteri rizosfer Burkholderia cepacia galur L10.1 dan B. cepacia galur L6.5 memberikan pengaruh terhadap tinggi tanaman dan jumlah akar lateral pada tanaman Sengon yang hampir sama dengan pemberian pupuk NPK (Afnansyah 2013). Lima isolat Burkholderia sp. rizosfer (B313, B51a, B52c, B51b, B52a) dan satu Burkholderia sp. endofit (B212) diisolasi dari perkebunan kelapa sawit. Semua isolat Burkholderia sp. menunjukkan aktivitas penghambatan terhadap pertumbuhan Ganoderma boninense secara in vitro dan penghambatan tertinggi oleh Burkholderia B212 dengan nilai PIRG 24.38% (Buana et al. 2014). Glukanase (enzim yang dapat menghidrolisis dinding sel kapang patogen yang menginfeksi tanaman padi) dihasilkan dari bakteri endofitik yaitu Burkholderia cepacia. Aktivitas spesifik enzim glukanase menunjukkan 1207.976 U/mg dengan yield 27% dan tingkat kemurnian 3.9 kali. pH dan suhu optimum dalam menghidrolisis β-glukan ialah pH 6.0 dan suhu 40 °C dengan aktivitas enzim 293.71 U/mL (Winangsih et al. 2015). Pada beberapa hasil penelitian tersebut diketahui bahwa Burkholderia cepacia berpotensi dijadikan pupuk hayati penyedia kalium, fosfat, nitrogen bagi tanaman.
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan Isolat bakteri pelarut kalium terpilih dari 37 isolat berdasarkan indeks pelarutan tertinggi, yaitu KQC.4B.1, KQC.5A.4 dan KQC.5C.5. Ketiga isolat tersebut memiliki kemiripan yaitu bakteri Gram negatif, bentuk batang pendek, tidak patogen terhadap tanaman. Isolat KQC.5C.5 mampu melarutkan kalium tertinggi pada hari ke-10 dan ke-20. Isolat tersebut memiliki tingkat kemiripan 99% dengan Burkholderia cepacia. Aplikasi isolat KQC.5C.5 pada tanah steril maupun tanah tidak steril memberikan hasil peningkatan jumlah bakteri pelarut kalium pada medium Aleksandrov dan isolat tersebut mampu melarutkan kalium terikat pada tanah setelah diinkubasi selama 10 hari.
20 Saran Perlu dilakukan aplikasi lebih lanjut dari isolat KQC.5C.5 ke tanaman khususnya tanaman yang digunakan untuk reklamasi lahan bekas tambang batu kapur sehingga dapat diketahui pengaruh isolat tersebut dalam memacu pertumbuhan tanaman di area reklamasi.
DAFTAR PUSTAKA Afnansyah M. 2013. Potensi bakteri rizosfer sebagai pupuk hayati pada persemaian tanaman Sengon (Paraserianthes falcataria) [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Archana DS. 2007. Studied on potassium solubilizing bacteria [thesis]. Dharwad (IN): University of Agricultural Sciences. Atlas RM, Bartha R. 1997. Microbial Ecology. Fundamental and Application. New York (US): An Imprint of Addison Wesley Longman. Azinuddin A. 2009. Growth optimization of potassium solubilizing bacteria isolated from biofertilizer [thesis]. Pahang (MY): University Malaysia Pahang. Buana RFN, Wahyudi AT, Mathius NT. 2014. Control activity of potential antifungal-producing Burkholderia sp. in suppressing Ganoderma boninense growth in oil palm. Asian J Agric Res. 8(5): 259-268. Budiman MA. 2013. Sektor Pertanian dalam Konsep Pendapatan Nasional. Bandung (ID): Universitas Padjadjaran. Cahyani VR. 2009. Pengaruh beberapa metode sterilisasi tanah terhadap status hara, populasi mikrobiota, potensi infeksi mikoriza dan pertumbuhan tanaman. J Tanah Agroklimat. 6(1): 43-52. Calvaruso C, Turpault MP, Klett PF. 2006. Root-associated bacteria contribute to mineral weathering and to mineral nutrition in trees: a budgeting analysis. Appl Environ Microbiol. 72(2): 1258–1266. Chandra K, Greep S, Ravindranath P, Sivathsa, RSH. 2005. Liquid biofertilizers. Bangalore (IN): Regional Center for Organic Farming Hebbal. Epstein W. 2003. The Roles and Regulation of Potassium in Bacteria. Chicago (US): The University of Chicago. Goldstein A.H. 1994. Involvement of the quino protein glucose dehydrogenase in the solubilization of exogeneous mineral phosphates by Gram negative bacteria. In phosphate in microorganisms: cellular and molecular biology. Cell Mol Biol. 2(2): 197-203. Groudev SN. 1987. Use of heterotrophic micro-organisms in mineral biotechnology. Acta Biotechnol. 7: 299-306. Han HS, Lee KD. 2005. Phosphate and potassium solubilizing bacteria effect on mineral uptake, soil availability and growth of eggplant. Res J Agric Biol. Sci. 1(2): 176-180. Husen E, Saraswati R, Hastuti RD. 2006. Pupuk Organik dan Pupuk Hayati: Rizobakteri Pemacu Tumbuh Tanaman. Bogor (ID): Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Sumberdaya Lahan Pertanian.
21 Ismangil, Hanudin E. 2005. Degradasi mineral batuan oleh asam organik. J Ilmu Tanah Lingk. 5(1): 1-17. Joung KB, JC Cote. 2001. Phylogenetic analysis of Bacillus thuringiensis serovars based on 16S rRNA gene restriction fragment length polymorphisms. J Appl Microbiol. 90:115-122. Jusuf M. 2001. Genetika I : Struktur dan Ekspresi Gen. Jakarta (ID): CV Sagung Seto. Lian B, Fu, PQ Mo, Liu CQ. 2002. A comprehensive review of the mechanism of potassium release by silicate bacteria. Acta Mineral Sinica. 22: 179–183. Lie FC, Li, Yang YZ, Cheng LJ. 2006. Advances in the study of weathering products of primary silicate minerals, exemplified by mica and feldspar. Acta Petrol Mineral. 25: 440-448. Liu W. Xu, Wu S, Yang Q, Luo Y, Christie P. 2006. Decomposition of silicate minerals by Bacillus mucilaginosus in liquid culture. Environ Geochem. Health. 28(2): 133-140. Liu D, Lian B, Dong H. 2012. Isolation of Paenibacillus sp. and assessment of its potential for enhancing mineral weathering. J Geomicrobiol. 29:413-421. Lynn TM, Win HS, Kyaw EP, Latt ZK, Yu SS. 2013. Characterization of phosphate solubilizing and potassium decomposing strains and study on their effects on tomato cultivation. JISSR. 3(4):959-966. Lü C, Huang B. 2010. Isolation and characterization of Azotobacteria from pine rhizosphere. Afri J Microbiol. 4(12): 1299-1306. Marchesi JR, Sato T, Weightman AJ, Martin TA, Fry JC, Hiom SJ, Wade WG. 1998. Design and evaluation of useful bacterium specific PCR primer that amplify genes coding for bacteria 16S rRNA. Appl Environ Microbiol. 64(2): 795-799. Moat AG, Foster JW, Spector MP. 2002. Microbial Physiology fourth Edition. New York (USA): Wiley-Liss inc. Mubarik NR, Wibowo RH, Angraini E, Musyida E, Wahdi E. 2014. Exploration of bacterial diversity at Cirebon Quarry. Final Report: Quarry Life Award Project [Internet]. [diunduh 2014 Nop 12]: 1-13. Tersedia pada http://www.quarrylifeaward.com. Murali G, Gupta A, Air RV. 2005. Variations in hosting beneficial plant associated microorganisms by root (wilt) diseased and field tolerant coconut palms of west coast tall variety. Curr Sci. 89(11): 1922-1927. Muralikannan M. 1996. Biodissolution of silicate, phosphate and potassium by silicate solubilizing bacteria in rice ecosystem [thesis]. Coimbatore (IN): University Tamil Nadu Agric. Mursyida E, Mubarik NR, Tjahjoleksono A. 2015. Selection and identification of phosphate-potassium solubilizing bacteria from area around the limenstone mining in Cirebon Quarry. Res J Microbiol. 10(6): 270-279. Nuroniyah T, Putra SR. 2012. Identifikasi spesies isolat bakteri S1 dengan metode analisa sekuen fragmen gen 16S rDNA. J Teknik Pomits. 1(1): 1-6. Parmar P, Sindhu SS. 2013. Potassium solubilization by rhizosphere bacteria: influence of nutritional and environmental conditions. J Microbiol. 3(1): 25-31.
22 Prajapati KB, Modi HA. 2012. Isolation and characterization of potassium solubilizing bacteria from ceramic industry soil. CIBTech J Microbiol. 1(2): 8-14. Praptisih M, Safei S, Kamtono, Hendrizan M, Pura PS. 2012. Fasies dan lingkungan pengendapan batuan karbonat formasi parigi di daerah Palimanan Cirebon. Riset Geol Pertamb. 22(1): 33-43. Rogers JR, Bennett PC, Choi WJ. 1998. Feldspars as a source of nutrients for microorganisms. Am Mineral. 83: 1532-1540. Selian ARK. 2008. Analisa kadar unsur hara kalium (K) dari tanah perkebunan kelapa sawit Bengkalis Riau secara spektrofotometri serapan atom (SSA) [tugas akhir]. Medan (ID): Universitas Sumatera Utara. Setyorini D, Abdulrachman S. 2007. Pengelolaan hara mineral tanaman padi [catatan penelitian]. Subang (ID): Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Sumber Daya Lahan Pertanian dan Balai Besar Penelitian Tanaman Padi. Shanware AS, Kalkar SA, Trivedi MM. 2014. Potassium solublisers : occurrence, mechanism, and their role as competent biofertilizer. J Curr Microbiol Appl Sci. 3(9): 622-629. Sheng XF, Huang WY. 2002. Study on the conditions of potassium release by strain NBT of silicate bacteria scientia. Agric-Sin. 35(6): 673-677. Sheng XF. 2005. Growth promotion and increased potassium uptake of cotton and rape by a potassium releasing strain of Bacillus edaphicus. Soil Biol Biochem. 37(1): 1918–1922. Sheng XF, He LY. 2006. Solubilization of potassium bearing minerals by a wild type strain of Bacillus edaphicus and its mutants and increased potassium uptake by wheat. Can J Microbiol. 52(1): 66-72. Song SK, Huang PM. 1988. Dynamics of potassium release from potassiumbearing minerals as influenced by oxalic and citric acids. J Soil Sci Soc Am. 52(2): 383-390. Sorensen J. 1997. The Rhizosphere as a Habitat for Soil Microorganisms. p.2145. In J.E. Van Elsas, J.T Trevors, and E.M.H. Wellington (Eds.). Modern Soil Microbiology. New York (US): Marcel Dekker, Inc. Sparks DL. 1987. Potassium dynamics in soil; Advances in Soil Science. New York (US): Springer-Verlag. Sugumaran P, Janarthanam B. 2007, Solubilization of potassium containing minerals by bacteria and their effect on plant growth. World J Agric Sci. 3(3): 350-355. Sutarya R. 2011. Seleksi mikroba potensial untuk pembuatan pupuk majemuk hayati dalam upaya penghematan pupuk sintetis (25%) pada tanaman cabai [laporan penelitian]. Bandung (ID): Balai Penelitian Tanaman Sayuran. Ullman WJ, Kirchman DL, Welch SA, Vandevivere P. 1996. Laboratory evidence by microbioally mediated silicate mineral dissolution in nature. Chem Geol. 132(1): 11-17. Wahyudi AT, Meliah S, Nawangsih AA. 2011. Xanthomonas oryzae pv. oryzae bakteri penyebab hawar daun pada padi: isolasi, karakterisasi, dan telaah mutagenesis dengan transposon. Makara Sains. 15(1): 89-96.
23 Winangsih F, Bintang M, Priyatno TR. 2015. Cloning and expression gene β-1,4-glucanase from Burkholderia cepacia into Escherichia coli system, optimize and characterize the recombinant enzyme. Curr Biochem. 1(3): 116-125. Wu SC, Cao ZH, Li ZG, Cheung KC, Wong MH. 2005. Effect of biofertilizer containing N-fixer, P and K soluiblizers and AM-fungi on maize growth : a greenhouse trial. Geoderma. 125(2): 155-166. Zhang C, Kong F. 2014. Isolation and identification of potassium-solubilizing bacteria from tobacco rhizospheric soil and their effect on tobacco plants. Appl Soil Ecol. 82: 18-25.
LAMPIRAN
Lampiran 1 Lokasi pengambilan sampel di penambangan batu kapur Palimanan Cirebon Pengambilan Sampel Ke-1 Bekas Tambang QC.1A QC.1B QC.1C Penambangan (Mining) QC.4A QC.4B QC.4C Reklamasi QC.5A (Akasia I) QC.5B (Akasia II) QC.5C (Petai cina) Pengambilan Sampel Ke-2 Penambangan (Mining) QC.6A QC.6B Reklamasi QC.7A (Jarak Pagar I) QC.7B (Jarak Pagar II)
Ketinggian (mdpl)
Suhu (oC)
pH
S 06 o 35I 24, 11II E 106 o 48I 21, 2II
123 mdpl
31 oC
8.2 8.3 8.2
S 06 o 43I 08, 2II E 108 o 23I 08, 38II
162 mdpl
31 oC
8.8 8.3 8.4
S 06 o 43I 09, 5II E 108 o 24I 01, 5II
136 mdpl
31 oC
8.1 8.1 8.1
Ketinggian (mdpl)
Suhu (oC)
pH
S 06 o 43I 19, 5II E 108 o 24I 04, 6II S 06 o 43I 19, 2II E 108 o 24I 05, 5II
138 mdpl
31 oC
7.8
138 mdpl
31 oC
7.6
S 06 o 43I 18, 6II E 108 o 24I 06, 2II S 06 o 43I 18, 8II E 108 o 24I 06, 3II
138 mdpl
31 oC
7.6
138 mdpl
31 oC
7.9
Data GPS
Data GPS
24 Lampiran 2 Hasil analisis tanah reklamasi lahan penambangan batu kapur Palimanan, Cirebon Parameter Tanah
Nilai
Kriteria
pH (H2O)
6.7
Netral
pH(KCl)
6
C-org (%)
0.55
Sangat rendah
N-total (%)
0.07
Sangat rendah
P (Bray I) ppm
5.5
Rendah
P (HCl) ppm
317.46
Sangat tinggi
Ca (me/100 g)
38.7
Sangat tinggi
Mg (me/100 g)
0.86
Rendah
K (me/100 g)
0.08
Sangat rendah
Na (me/100 g)
0.24
Rendah
KTK (me/100 g)
4.54
Sangat rendah
KB (%)
100
Tinggi
Al (me/100 g)
tr
Tidak terukur
H (me/100 g)
0.2
-
Fe (ppm)
9.85
Cukup
Cu (ppm)
0.25
Cukup
Zn (ppm)
1.24
Cukup
Mn (ppm)
0.56
Kurang
Pasir (%)
60.76
Berpasir
Debu (%)
25.47
-
Liat (%)
13.77
-
Keterangan: tr: tidak terukur; KTK: kapasitas tukar kation; KB: kejenuhan basa. Analisis dilakukan di Laboratorium Tanah Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan Fakultas pertanian IPB.
25 Lampiran 3 Hasil Total Plate Count (TPC) bakteri sampel tanah dari lahan penambangan batu kapur Palimanan Cirebon pada medium NA Sampel dari Lahan Bekas Tambang
Jumlah Sel Bakteri (CFU/mL) 5
KQC.1A
0.9 x 10
KQC.1B
1 x 10
KQC.1C
1 x 10
5 5
Sampel dari Lahan Penambangan (Mining) KQC.4A
0.6 x 10
KQC.4B
0.9 x 10
KQC.4C
1 x 10
KQC.6A
1 x 10
KQC.6B
0.8 x 10
Sampel dari Lahan yang telah direklamasi KQC.5A
22 x 10
KQC.5B
18 x 10
KQC.5C
14 x 10
KQC.7A
14 x 10
KQC.7B
21 x 10
5 5 5 5 5
5 5 5 5 5
26 Lampiran 4 Kurva Standar Isolat KQC.4B.1, KQC.5A.4, KQC.5C.5 Kurva Standar Isolat KQC.4B.1 Blanko 0.013 Perbandingan OD (620 nm) 1:1 0.7955 1:2 0.494 1:4 0.281
Jumlah Sel Bakteri 231 x 107 115.5 x 107 57.75 x 107
Log Sel (CFU/mL) 9.36 9.06 8.76
Kurva Standar Isolat KQC.4B.1
OD (620nm)
1 y = 0,8546x - 7,2211 R² = 0,9902
0,8 0,6 0,4 0,2 0 8,6
8,8
9
9,2
9,4
Log sel (CFU/mL)
Kurva Standar Isolat KQC.5A.4 Blanko 0.009 Perbandingan OD (620 nm) 1:1 0.809 1:2 0.5005 1:4 0.2625
Jumlah Sel Bakteri 241.5 x 107 120.75 x 107 60.375 x 107
Log Sel (CFU/mL) 9.38 9.08 8.78
OD (620 nm)
Kurva Standar Isolat KQC.5A.4 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0
y = 0,9077x - 7,7198 R² = 0,9945
8,6
8,8
9
9,2
Log sel (CFU/mL)
9,4
9,6
27 Lanjutan Lampiran 4 Kurva Standar Isolat KQC.5C.5 Blanko 0.009 Perbandingan OD (620 nm) 1:1 0.802 1:2 0.5015 1:4 0.297
Jumlah Sel Bakteri 18.47 x 107 9.23 x 107 4.61 x 107
Log Sel (CFU/mL) 8.26 7.96 7.66
OD (620 nm)
Kurva Standar Isolat KQC.5C.5 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0
y = 0,8388x - 6,1479 R² = 0,9881
7,6
7,8
8 Log sel (CFU/mL)
8,2
8,4
28 Lampiran 5 Hasil karakterisasi morfologi koloni bakteri pelarut kalium dari penambangan batu kapur Palimanan, Cirebon Lokasi Pengambilan Sampel Sampel dari Lahan Bekas Tambang KQC.1B Tambang (Mining) KQC.4A
KQC.4B
Sampel dari Lahan yang telah direklamasi KQC.5A (Akasia I)
KQC.5B (Akasia II)
KQC.5C (Petai cina)
Morfologi Koloni Isolat KQC.1B.1
Warna Putih
Bentuk Konsentris
Tepian Berombak
Elevasi Datar
KQC.4A.1 KQC.4A.2
Putih Putih
Licin Licin
Datar Timbul
KQC.4B.1 KQC.4B.2 KQC.4B.3
Putih Putih Putih
Bundar Bundar Bundar dengan tepian timbul Bundar Bundar
Licin Licin Licin
Datar Timbul Cembung
KQC.5A.1 KQC.5A.2 KQC.5A.3
Putih Putih Putih
Licin Licin Licin
Timbul Cembung Datar
KQC.5A.4 KQC.5A.5 KQC.5A.6 KQC.5A.7 KQC.5A.8 KQC.5B.1 KQC.5B.2 KQC.5B.3 KQC.5B.4 KQC.5B.5 KQC.5B.6 KQC.5B.7 KQC.5B.8 KQC.5B.9 KQC.5B.10 KQC.5C.1 KQC.5C.2 KQC.5C.3 KQC.5C.4
Putih Putih Putih Putih Putih Putih Putih Putih Putih Putih Putih Putih Putih Putih Putih Putih Putih Putih Putih
Licin Berombak Licin Berombak Berombak Berombak Berombak Berombak Berombak Berombak Berombak Licin Licin Licin Berombak Licin Berombak Berombak Berombak
Datar Datar Timbul Datar Datar Datar Datar Datar Timbul Timbul Timbul Timbul Cembung Timbul Datar Datar Datar Datar Datar
KQC.5C.5
Putih
Bundar Bundar Bundar Bundar dengan tepian timbul Konsentris Bundar Konsentris Konsentris Tidak beraturan Tidak beraturan Tidak beraturan Konsentris Konsentris Konsentris Konsentris Bundar Bundar Konsentris Bundar berinti Konsentris Konsentris Konsentris Bundar dengan tepian timbul
Licin
Timbul
29 Lanjutan Lampiran 5
KQC.7A (Jarak Pagar I)
KQC.7B (Jarak Pagar II)
KQC.5C.4
Putih
Berombak
Datar
Putih
Konsentris Bundar dengan tepian timbul
KQC.5C.5
Licin
Timbul
KQC.7A.1 KQC.7A.2
Putih Putih
Bundar Konsentris
Licin Berombak
Timbul Datar
KQC.7A.3 KQC.7A.4 KQC.7A.5 KQC.7A.6 KQC.7A.7
Putih Putih Putih Putih Putih
Konsentris Konsentris Konsentris Konsentris Konsentris
Licin Licin Licin Licin Licin
Datar Datar Datar Datar Datar
KQC.7B.1
Putih
Konsentris
Berombak
Datar
Lampiran 6 Kurva standar pelarutan kalium dan hasil uji kuantitatif pelarutan kalium oleh bakteri dengan metode SSA (Spektrofotometer Serapam Atom) Kurva standar pelarutan kalium dengan metode SSA Konsentrasi (ppm) 0 0.2 0.4 0.8 1.2 2
OD (675.5 nm) 0 0.1152 0.2241 0.4297 0.631 1.0083
Kurva Standar Pelarutan Kalium (AAS) 1,2 y = 0,5026x + 0,016 R² = 0,9989
OD (765.5 nm)
1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0
0,5
1
1,5
Konsentrasi (ppm)
2
2,5
30 Lanjutan Lampiran 6 Blanko (tanpa isolat) : 0.4322 ppm Hasil uji kuantitatif pelarutan kalium oleh bakteri isolat KQC.4B.1
Hari 0 5 10 15 20 25
Konsentrasi Awal (ppm) 0.55125 0.85 1.00595 0.902 1.073 0.87725
Konsentrasi - blanko 0.11905 0.4178 0.57375 0.4698 0.6408 0.44505
Jumlah Sel 3.9 x 105 1.1 x 107 1.2 x 107 1.1 x 107 1.2 x 107 1.4 x 106
Log Sel (CFU/mL) 5.59 7.05 7.11 7.07 7.11 6.16
Hasil uji kuantitatif pelarutan kalium oleh bakteri isolat KQC.5A.4
Hari 0 5 10 15 20 25
Konsentrasi Awal (ppm) 0.5815 1.0584 1.3067 0.94435 1.1225 0.8641
Konsentrasi - blanko 0.1493 0.6262 0.8745 0.51215 0.6903 0.4319
Jumlah Sel 3.3 x 105 1.0 x 107 1.8 x 107 9.1 x 106 1.3 x 107 1.2 x107
Log Sel (CFU/mL) 5.51 7.01 7.27 6.96 7.12 7.10
Hasil uji kuantitatif pelarutan kalium oleh bakteri isolat KQC.5C.5
Hari 0 5 10 15 20 25
Konsentrasi Awal (ppm) 0.65825 0.7597 1.2971 1.1023 1.3531 0.94485
Konsentrasi - blanko 0.22605 0.3275 0.8649 0.6701 0.9209 0.51265
Jumlah Sel 3.2 x 105 1.5 x 107 2.0 x 107 9.4 x 106 1.3 x 107 1.1 x 107
Log Sel (CFU/mL) 5.50 7.18 7.30 6.97 7.14 7.05
31 Lampiran 7 Hasil standar deviasi uji kuantitatif isolat KQC.4B.1, KQC.5A.4, KQC.5C.5 Blanko (tanpa isolat) : 0.4322 ppm Standar deviasi uji kuantitatif isolat KQC.4B.1 Hari 0 5 10 15 20 25
Konsentrasi Awal (ppm) 0.55125 0.85 1.00595 0.902 1.073 0.87725
Konsentrasi - blanko 0.11905 0.4178 0.57375 0.4698 0.6408 0.44505
STDEV 0.079 0.034 0.087 0.123 0.171 0.111
Konsentrasi Kalium (ppm)
ISOLAT KQC.4B.1 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0
5
10
15
20
25
Waktu (Hari)
Standar deviasi uji kuantitatif isolat KQC.5A.4 Hari 0 5 10 15 20 25
Konsentrasi Awal (ppm) 0.5815 1.0584 1.3067 0.94435 1.1225 0.8641
Konsentrasi – blanko 0.1493 0.6262 0.8745 0.51215 0.6903 0.4319
Konsentrasi Kalium (ppm)
ISOLAT KQC.5A.4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 -0,2
0
5
10
15
Waktu (Hari)
20
25
STDEV 0.155 0.334 0.014 0.356 0.119 0.445
32 Lanjutan Lampiran 7 Standar deviasi uji kuantitatif isolat KQC.5C.5 Konsentrasi Awal (ppm) 0.65825 0.7597 1.2971 1.1023 1.3531 0.94485
Konsentrasi - blanko 0.22605 0.3275 0.8649 0.6701 0.9209 0.51265
STDEV 0.135 0.137 0.012 0.067 0.186 0.011
ISOLAT KQC.5C.5 Konsentrasi Kalium (ppm)
Hari 0 5 10 15 20 25
1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0
5
10
15
Waktu (Hari)
20
25
33 Lampiran 8 Hasil sekuen isolat KQC.5C.5 AGTAATACATCGGAACATGTCCTGTAGTGGGGGATAGCCCGGCGAAA GCCGGATTAATACCGCATACGATCTACGGATGAAAGCGGGGGACCTTC GGGCCTCGCGCTATAGGGTTGGCCGATGGCTGATTAGCTAGTTGGTGG GGTAAAGGCCTACCAAGGCGACGATCAGTAGCTGGTCTGAGAGGACG ACCAGCCACACTGGGACTGAGACACGGCCCAGACTCCTACGGGAGGC AGCAGTGGGGAATTTTGGACAATGGGCGAAAGCCTGATCCAGCAATG CCGCGTGTGTGAAGAAGGCCTTCGGGTTGTAAAGCACTTTTGTCCGGA AAGAAATCCTTGGCTCTAATACAGTCGGGGGATGACGGTACCGGAAG AATAAGCACCGGCTAACTACGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACGTAGG GTGCAAGCGTTAATCGGAATTACTGGGCGTAAAGCGTGCGCAGGCGGT TTGCTAAGACCGATGTGAAATCCCCGGGCTCAACCTGGGAACTGCATT GGTGACTGGCAGGCTAGAGTATGGCAGAGGGGGGTAGAATTCCACGT GTAGCAGTGAAATGCGTAGAGATGTGGAGGAATACCGATGGCGAAGG CAGCCCCCTGGGCCAATACTGACGCTCATGCACGAAAGCGTGGGGAG CAAACAGGATTAGATACCCTGGTAGTCCACGCCCTAAACGATGTCAAC TAGTTGTTGGGGATTCATTTCCTTAGTAACGTAGCTAACGCGTGAAGTT GACCGCCTGGGGAGTACGGTCGCAAGATTAAAACTCAAAGGAATTGA CGGGGACCCGCACAAGCGGTGGATGATGTGGATTAATTCGATGCAAC GCGAAAAACCTTACCTACCCTTGACATGGTCGGAATCCTGCTGAGAGG TGGGAGTGCTCGAAAGAAAACCGGCGCACAGGTGCTGCATGGCTGTC GTCAGCTCGTGTCGTGAGATGTTGGGTTAAGTCCCGCAACGAGCGCAA CCCTTGTCCTTAGTTGCTACGCAAGAGCACTCTAAGGAGACTGCCGGT GACAAACCGGAGGAAGGTGGGGATGACGTCAAGTCCTCATGGCCCTT ATGGGTAGGGCTTCACACGTCATACAATGGTCGGAACAGAGGGTTGCC AACCCGCGAGGGGGAGCTAATCCCAGAAAACCGATCGTAGTCCGGAT TGCACTCTGCAACTCGAGTGCATGAAGCTGGAATCGCTAGTA
34 Lampiran 9 Analisis tanah Cikabayan Darmaga, Bogor Parameter pH (H2O)
Kandungan 4.90
Penilaian 4.5-5.5
Kriteria Masam
C-org (%)
2.00
1-2
Rendah
N-total (%)
0.18
0.1-0.2
Rendah
P (Bray I) ppm
6.10
5-7
Rendah
Ca (me/100 g)
4.56
2-5
Rendah
Mg (me/100 g)
1.01
1.1-2.0
Sedang
K (me/100 g)
0.46
0.4-0.5
Sedang
Na (me/100 g)
0.33
0.1-0.3
Rendah
KTK (me/100 g)
11.88
5-16
Rendah
KB (%)
53.54
41-60
Sedang
Fe (ppm)
3.61
3
Rendah
Cu (ppm)
1.93
>1
Tinggi
Zn (ppm)
7.19
>1
Tinggi
Debu
28.09
-
-
Liat
60.23
-
-
Tekstur; pasir
11.68
-
-
Keterangan:
KTK: kapasitas tukar kation; KB: kejenuhan basa. Analisis dilakukan di Laboratorium Tanah Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan Fakultas pertanian IPB.
Lampiran 10 Hasil analisis tanah pada hari ke-0 dan ke-10 H-0 Sampel Tanah steril Isolat + Tanah steril Tanah tidak steril Isolat + Tanah tidak steril
(ppm) K tersedia K total 57.68 182.65 82.33 204.98 38.77 180.94 95.06 200.32
(%) Kadar air 27.53 33.74 28.6 35.13
35 Lanjutan Lampiran 10 H-10 Sampel Tanah steril
Isolat + Tanah steril
Tanah tidak steril
Isolat + Tanah tidak steril
(ppm) K tersedia K total 127.53 210.82 117.86 207.97 133.04 231.96 143.05 267.04 119.8 262.06 139.82 256.98 67.71 192.45 60.42 216.82 66.95 207.88
(%) Kadar air 35.35 37.96 35.77 51.83 49 50.41 41.84 41.46 40.23
Rata-rata (ppm) K tersedia K total 126.14 216.91
(%) Kadar air 36.36
134.22
262.02
50.41
65.02
205.71
41.17
107.35 121.32 104.78
55.35 50.9 54.45
111.15
236.64
53.56
245.9 235.07 228.96
36
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Palembang pada tanggal 11 Nopember 1990 sebagai anak kedua dari tiga bersaudara dari pasangan ayah Ruslan Gani (alm) dan ibu Fatmah. Pendidikan Sarjana (S1) ditempuh di Departemen Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sriwijaya, lulus pada tahun 2012. Pada tahun 2013, penulis diterima di Program Studi Mikrobiologi (MIK) pada Program Pascasarjana IPB dengan beasiswa unggulan calon dosen DIKTI tahun 2013. Selama perkuliahan penulis pernah menjadi anggota peneliti Quarry Life dengan judul penelitian “Exploration of bacterial diversity at Cirebon Quarry” dan hasil penelitian meraih peringkat ke-2 di Quarry Life Indonesia yang ditetapkan pada tanggal 6 Nopember 2014. Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains (MSi), penulis melakukan penelitian dengan judul “Kajian Potensi Bakteri Pelarut Kalium dari Lahan Penambangan Batu Kapur Palimanan, Cirebon”. Penelitian ini dibimbing oleh Dr Nisa Rachmania Mubarik, MSi dan Dr Dra Rahayu Widyastuti, MScAgr. Penelitian ini telah disajikan pada International Conference on Biosciences (ICoBio) 2015 tanggal 5-7 Agustus 2015 di Bogor berupa presentasi poster. Artikel penelitian ini “Study of potassium solubilizing bacteria from limestone mining area in Palimanan, Cirebon Quarry” juga telah diterima di jurnal internasional Malaysian Journal of Microbiology (MJM) E-ISSN: 2231-7538 terindeks Scopus.
