2010 pemanfaatan mikroba tanah

5/25/2018 2010 Pemanfaatan Mikroba Tanah

1/42

PEMANFAATAN

MIKROBA TANAH

Irfan D. Prijambada

Lab. Mikrobiologi Tanah dan Lingkungan

Jurusan Mikrobiologi Perrtanian

Fakultas Pertanian UGM


2/42

Tujuan Pertanian

Memenuhi kebutuhan pangan

Menghasilkan komoditas ekspor

Menyediakan bahan baku industri

Mengurangi kemiskinan dan kondisi

lingkungan tak sehat di pedesaan


3/42

Masalah dalam Pertanian

Konvensional Monocropping, spesialisasi dan intensifikasi

berlebihan

Ketergantungan berlebihan kepada masukan luar Deforestasi dalam skala besar

Salinisasi, erosi, kompaksi, dan kehilangan

kesuburan tanah Sistem peternakan tak berkelanjutan yang

menyerupai pabrik

Migrasi besar-besarn dari desa ke kota


4/42

Pengaruh Krisis Multidimensi

(tahun 1997) Subsidi negara dikurangi

Daya beli menurun (hingga 40 %)

Harga bahan bakar naik (mencapai dua kali lipat) Penggunaan pupuk menurun hingga tinggal 25 %

Penggunaan pestisida menurun hingga tinggal 40 %

Penggunaan konsentrat pakan ternak turun tinggal30 %

**Semua sektor pertanian terpengaruh


5/42

Strategi untuk Bertahan

Hidup

Beralih ke bentuk pertanian bermasukan luar

rendah, akan tetapi dengan kemampuan

produksi yang tidak berubah bahkan

meningkat


6/42

Pertanian Organik

Alternatif terhadap pertanian bermasukan

tinggi

Memanfaatkan kearifan lokal

Pertanian agroekologispertanian yang

menerapkan konsep-konsep agroekologi

yang mempertimbangkan sistem produksiberkelanjutan


7/42

Pelaksanaan Pertanian Organik

Konservasi tanah, dan pemupukan organik

dan hayati

Pengendalian organisme pengganggutanaman secara ekologis

Pergiliran tanaman danpolyculture

Sistem pertanian terintegrasi


8/42

Peranan Mikroba dalam

Pertanian Organik Mikroba menyediakan nitrogen yang dibutuhkan

tanaman melalui penambatan nitrogen biologis

Bakteri fosfat menyediakan fosfor yangdiperlukan tanaman dengan mengubahketersediaan fosfat

Serapan fosfor ditingkatkan oleh jamur mikoriza

Mikroba menyediakan senyawa pemacupertumbuhan tanaman

Mikroba berperan penting dalam pengendalianpenyakit tanaman


9/42

Menyediakan Mikroba

Sebagai:

Pupuk Hayati ,

Pestisida Hayati


10/42

Pupuk Hayati

Masukan yang mengandung galur mikrobayang mampu menyediakan dan

memobilisasi hara yang dibutuhkan tanamanatau memberikan senyawa yang dapatmemacu pertumbuhan tanaman

Masukan yang sama sekali tidak berbahaya,bebas senyawa yang dapat mencemarilingkungan, terbarukan dan berbeaya rendah


11/42

Pestisida MikrobaAgensia Mikrobayangdimaksudkan untukmencegah, menghancurkan, menolak, ataumengurangi jumlah organisme pengganggutanaman, atau menjadi pengendali pertumbuhan

tanaman, defol iant, atau dessicant. Mikrobatersebut adalah:

(1) Eukaryotik meliputi dan tak terbatas kepadaprotozoa, algae, dan jamur;

(2) Prokaryotik mikroba; or(3) Elemen parasitmikroskopis yang bereplikasi(termasuk tetapi tidak terbatas pada virus)


12/42

Langkah Pemanfaatan

Mikroba Tanah Isolasi

Identifikasi

Uji kemampuan pada tanaman (untuk pupukhayati) atau organisme pengganggu tanamansasaran (untuk pestisida hayati)

Uji dalam pot: Uji pot pasir, uji tanah steril,dan uji tanah tidak steril (didahului penyiapaninokulum)

Percobaan lapangan


13/42

Produksi Inokulum

Inokulum Sejumlah bahan yang mengandung organisme

hidup (bakteri atau mikroba lain) yang ditambahkanuntuk memulai atau mempercepat proses biologis

Kriteria Sehat, dalam kondisi aktif - meminimalkan fase lag

Tersedia dalam jumlah yang cukup Dalam bentuk yang mudah digunakan

Bebas kontaminasi

Stabilterjaga kemampuannya dalam

menghasilkan produk


14/42

Pemilihan Mikroba

Sifat terhadap kebutuhan haramedia

murah

Sesuai dengan kondisi lingkungan

Produktivitaspengubahan substrat, hasil

Mudah ditangani dan aman


15/42

Mikroba tunggal

Mikroba campuran

Pengembangan Inokulum


16/42

Produk/Proses yang Membutuhkan Biological Control Agents

Biofertilizers

Kelebihan:

mudah memperolehnya (isolasi sendiri atau

membeli);

Pengendalian mutu produk lebih mudah;

Dapat dipatenkanKekurangan:

Peka kontaminasi

Peka perubahan genetik

Inokulum Mikroba Tunggal


17/42

Produk/Proses yang Membutuhkan Pengomposan

Anaerobic digester

Remediasi tanah dan air tanah Bioleaching

Penambangan minyak sekunder dengan

bantuan mikroba

Penambangan logam dengan bantuan mikroba

Pengolahan limbah

Inokulum Mikroba Campuran


18/42

Inokulum Mikroba Campuran

Kelebihan:

Dapat diperoleh dari kultur pengayaan atau dibeli;

Tidak perlu mengkhawatirkan kontaminasiKekurangan:

Pengendalian mutu produk sulit dilakukan;

Tidak dapat dipatenkan


19/42

Sumber Inokulum Mikroba

Tunggal

Isolasi sendiri

Memperoleh dari sumber lain secarakomersial


20/42

Koleksi Biakan yang Menyediakan

Mikroba untuk KeperluanAbbrev. Name Location

ATCC American Type Culture Collection Rockville, MD, U.S

CBS Centraalbureau voor

Schimmenlculturen

Baarn, The Netherlands

CDDA Canadian Department of Agriculture Ottawa, Canada

CMI Commonwealth Mycological Institute Kew, United Kingdom

FAT Faculty of Agriculture, Tokyo University Tokyo, Japan

IAM Institute of Applied MicrobiologyUniversity of Tokyo Tokyo, Japan

NCIB National Collection of Industrial Bacteria Aberdeen, Scotland

NCTC National Collection of Type Cultures London, United Kingdom

NRRL Northern Regional Research Laboratory Peoria, IL, United States

PCC Pasteur Culture Collection Paris, France


21/42

Penyimpanan Biakan Mikroba

Isolat/biakan mikroba harus mampu mempertahankan

sifat yang diharapkan darinya untuk waktu yang lama

Metoda

Penyimpanan pada suhu rendah

Agar miringpendingin (4 oC), freezer(-20 oC), deep freezer (-80 oC)

Spora jamur dalam air (5 oC)

Nitrogen cair (-150 sampai -196 oC)

Penyimpanan dalam bentuk kering

Tanah + biakan dikeringkan. Digunakan untuk jamur

Lyophilization\freeze drying. Pembekuan biakan diikuti dengan

pengeringan menggunakan vacuummengakibatkan

pengembunan air sel


22/42

Pengendalian Mutu dari Biakan

yang Disimpan Setiap batchharus diuji secara rutin

Metode apapun yang digunakan untuk

penyimpanan, mutu simpanan harus selaludiikuti

Pengujian dilakukan untuk meyakinkan

bahwa galur yang diperbanyak memiliki sifattumbuh, morfologi, dan kemampuanmenghasilkan produk yang sama


23/42

Stabilitas dan Kemampuan

BiakanDipengaruhi oleh

Cara pemberian substrat

NutrienSuhu

Tekanan osmose

OksigenAkumulasi produk intraseluler


24/42

Inokulum Jamur

Suspensi sporadigunakan di tahap awal,

selanjutnya digunakan pelet yang

merupakan campuran miselia dan spora Inokulum dipengaruhi morfologi jamur

dan akan mempengaruhi ukuran pelet atau

floc


25/42

Produksi Spora

Media dipadatkan ( media yang mengandung

agar)

Media padat, misalnya butir serealia, bekatul,kecambah, keripik serealia (kandungan air,

kelembaban relatif udara, suhu merupakan

faktor penting) Pembiakan dalam media cair


26/42

Masalah dalam Memproduksi

Mikoriza Sering menggunakan miselium sebagai

inokulan

Sulit ditumbuhkan dalam biakan


27/42

Formulasi Inokula

Kemampuan ekologis (kemampuan selmikroba/inokula untuk berkompetisi dan

bertahan hidup di lingkungan tempatnya

digunakan) dari inokula yang disiapkan dilaboratorium/bioreaktor sangat penting bagi

komersialisasi proses bioteknologi yang

dimuali dengan penambahan biakan mikroba

ke lingkungan alami

Disebabkan oleh ketidakmampuan untuk

mengendalikan proses di lingkungan alami


28/42

Formulasi Inokula

Sebagai tahap awal, inokula membutuhkanformulasi dan cara pemakaian yang efisien, yang

mendasarkan pada pengendalian lingkungan mikro

untuk meminimalkan fase lag dan memaksimalkan

keunggulan kompetitif mikroba yang digunakan

Penggunaan gel polimer, seperti alginat, untuk

mengimobilisasi sel memungkinkan pemberian

nutrien dalam formulasinya, pengaturanpelepasannya, serta pengendalian lingkungan mikro

yang dapat melindungi sel mikroba yang digunakan


29/42

Tipe Inokulan


30/42

Perbandingan antara Inokulan

Gambut dan Alginate


31/42

Perbandingan antara Inokulan

Gambut dan Alginate


32/42

BahanLain yang

Dapat

Digunakan

sebagai

Pembawapada

Inokulan

Bakteri

P b di I k l


33/42

Perbandingan Inokulan

Berbasis Gambut


34/42

Metode

Inokulasipada

Inokulan

Berbasis

Gambut


35/42

Metode Inokulasi pada Inokulan Berbasis Gambut


36/42

Faktor-Faktor yang Mempengaruhi

Kemampuan Bakteri Bertahan Hidup

dalam Tanah


37/42

Kolonisasi Akar Rumput oleh Empat

Spesies Bakteri

(B. cepacia P2, Flavobacterium sp. strain F4, P. fluorescens, andAlcaligenes sp.


38/42

Persentase Keberadaan Genera Aktinobakteri di

Akar Tanaman Gandum yang Ditumbuhkan dari

Benih yang Diinokulasi Endofit

(Microbispora sp. [EN2],

Streptomyces sp.[EN27],N. albus [EN46])


39/42

Persentase Keberadaan Genera Aktinobakteri di

Akar Tanaman Gandum yang Ditumbuhkan dari

Benih yang Diinokulasi Bakteri (Nutrilife)


40/42

Pupuk HayatiRhizobium , Azotobacter ,

Azospirillium dan organismepelarut fosfat

Pestisida HayatiJamurantagonis (terhadapjamur busuk putih)

Foto lahan yang ditanami kacang

tanpa perlakuan

Foto lahan yang ditanami

kacang dengan pemberian

pupuk dan pestisida hayati

Uji Lapangan


41/42

Hal yang Harus Diingat dengan

Pupuk dan Pestisida Hayati

Organisme hidup

Organisme hidup memiliki kesukaan (Berikan

inokulan yang tepat untuk tanaman atau

organisme pengganggu tanaman tertentu) Organisme dapat mati selama dalam pengepakan

(Harus digunakan sebelum masa kedaluarsa, lebih

baru lebih baik)

Kondisi penyimpanan menentukan masa simpan

(penyimpanan di tempat dingin dan gelap sebelum

digunakan)

Digunakan sesegera mungkin setelah inokulasi


42/42

Contoh MasalahNodulasi yang Rendah

Penyimpanan yang tidak tepat (terlalu panas, terlalu

kering)

Penggunaan bersama pupuk pada pembibitan

(Pupuk membunuh mikroba karena menyerap air)

Penggunaan bersama herbisida (glyphosate yang

menghambat pertumbuhan rambut akar mengurangi

jumlah bintil akar Cekaman pada tanaman (Kegaraman,

ketidakcukupan kesuburan tanah, pH rendah)

2010 pemanfaatan mikroba tanah

Documents