Download - 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
-
5/25/2018 2010 Pemanfaatan Mikroba Tanah
2/42
Tujuan Pertanian
Memenuhi kebutuhan pangan
Menghasilkan komoditas ekspor
Menyediakan bahan baku industri
Mengurangi kemiskinan dan kondisi
lingkungan tak sehat di pedesaan
-
5/25/2018 2010 Pemanfaatan Mikroba Tanah
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
-
5/25/2018 2010 Pemanfaatan Mikroba Tanah
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
-
5/25/2018 2010 Pemanfaatan Mikroba Tanah
5/42
Strategi untuk Bertahan
Hidup
Beralih ke bentuk pertanian bermasukan luar
rendah, akan tetapi dengan kemampuan
produksi yang tidak berubah bahkan
meningkat
-
5/25/2018 2010 Pemanfaatan Mikroba Tanah
6/42
Pertanian Organik
Alternatif terhadap pertanian bermasukan
tinggi
Memanfaatkan kearifan lokal
Pertanian agroekologispertanian yang
menerapkan konsep-konsep agroekologi
yang mempertimbangkan sistem produksiberkelanjutan
-
5/25/2018 2010 Pemanfaatan Mikroba Tanah
7/42
Pelaksanaan Pertanian Organik
Konservasi tanah, dan pemupukan organik
dan hayati
Pengendalian organisme pengganggutanaman secara ekologis
Pergiliran tanaman danpolyculture
Sistem pertanian terintegrasi
-
5/25/2018 2010 Pemanfaatan Mikroba Tanah
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
-
5/25/2018 2010 Pemanfaatan Mikroba Tanah
9/42
Menyediakan Mikroba
Sebagai:
Pupuk Hayati ,
Pestisida Hayati
-
5/25/2018 2010 Pemanfaatan Mikroba Tanah
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
-
5/25/2018 2010 Pemanfaatan Mikroba Tanah
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)
-
5/25/2018 2010 Pemanfaatan Mikroba Tanah
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
-
5/25/2018 2010 Pemanfaatan Mikroba Tanah
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
-
5/25/2018 2010 Pemanfaatan Mikroba Tanah
14/42
Pemilihan Mikroba
Sifat terhadap kebutuhan haramedia
murah
Sesuai dengan kondisi lingkungan
Produktivitaspengubahan substrat, hasil
Mudah ditangani dan aman
-
5/25/2018 2010 Pemanfaatan Mikroba Tanah
15/42
Mikroba tunggal
Mikroba campuran
Pengembangan Inokulum
-
5/25/2018 2010 Pemanfaatan Mikroba Tanah
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
-
5/25/2018 2010 Pemanfaatan Mikroba Tanah
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
-
5/25/2018 2010 Pemanfaatan Mikroba Tanah
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
-
5/25/2018 2010 Pemanfaatan Mikroba Tanah
19/42
Sumber Inokulum Mikroba
Tunggal
Isolasi sendiri
Memperoleh dari sumber lain secarakomersial
-
5/25/2018 2010 Pemanfaatan Mikroba Tanah
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
-
5/25/2018 2010 Pemanfaatan Mikroba Tanah
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
-
5/25/2018 2010 Pemanfaatan Mikroba Tanah
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
-
5/25/2018 2010 Pemanfaatan Mikroba Tanah
23/42
Stabilitas dan Kemampuan
BiakanDipengaruhi oleh
Cara pemberian substrat
NutrienSuhu
Tekanan osmose
OksigenAkumulasi produk intraseluler
-
5/25/2018 2010 Pemanfaatan Mikroba Tanah
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
-
5/25/2018 2010 Pemanfaatan Mikroba Tanah
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
-
5/25/2018 2010 Pemanfaatan Mikroba Tanah
26/42
Masalah dalam Memproduksi
Mikoriza Sering menggunakan miselium sebagai
inokulan
Sulit ditumbuhkan dalam biakan
-
5/25/2018 2010 Pemanfaatan Mikroba Tanah
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
-
5/25/2018 2010 Pemanfaatan Mikroba Tanah
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
-
5/25/2018 2010 Pemanfaatan Mikroba Tanah
29/42
Tipe Inokulan
-
5/25/2018 2010 Pemanfaatan Mikroba Tanah
30/42
Perbandingan antara Inokulan
Gambut dan Alginate
-
5/25/2018 2010 Pemanfaatan Mikroba Tanah
31/42
Perbandingan antara Inokulan
Gambut dan Alginate
-
5/25/2018 2010 Pemanfaatan Mikroba Tanah
32/42
BahanLain yang
Dapat
Digunakan
sebagai
Pembawapada
Inokulan
Bakteri
P b di I k l
-
5/25/2018 2010 Pemanfaatan Mikroba Tanah
33/42
Perbandingan Inokulan
Berbasis Gambut
-
5/25/2018 2010 Pemanfaatan Mikroba Tanah
34/42
Metode
Inokulasipada
Inokulan
Berbasis
Gambut
-
5/25/2018 2010 Pemanfaatan Mikroba Tanah
35/42
Metode Inokulasi pada Inokulan Berbasis Gambut
-
5/25/2018 2010 Pemanfaatan Mikroba Tanah
36/42
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi
Kemampuan Bakteri Bertahan Hidup
dalam Tanah
-
5/25/2018 2010 Pemanfaatan Mikroba Tanah
37/42
Kolonisasi Akar Rumput oleh Empat
Spesies Bakteri
(B. cepacia P2, Flavobacterium sp. strain F4, P. fluorescens, andAlcaligenes sp.
-
5/25/2018 2010 Pemanfaatan Mikroba Tanah
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])
-
5/25/2018 2010 Pemanfaatan Mikroba Tanah
39/42
Persentase Keberadaan Genera Aktinobakteri di
Akar Tanaman Gandum yang Ditumbuhkan dari
Benih yang Diinokulasi Bakteri (Nutrilife)
-
5/25/2018 2010 Pemanfaatan Mikroba Tanah
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
-
5/25/2018 2010 Pemanfaatan Mikroba Tanah
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
-
5/25/2018 2010 Pemanfaatan Mikroba Tanah
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)