viabilitas konsorsium bakteri penambat nitrogen dan pelarut fosfat pada … be.pdf · ·...

Prosiding Seminar Nasional Lahan Suboptimal 2015, Palembang 8-9 Oktober 2015 ISBN: 979-587-580-9

Viabilitas Konsorsium Bakteri Penambat Nitrogen dan Pelarut Fosfat

pada Media Pembawa Tanah Gambut sebagai Agen Pupuk Hayati

Viability of Consortium Nitrogen-Fixing Bacteria and Phosphate-

Solubilizing Bacteria in Carrier Material as Agents of Biofertilizer

Munawar1*)

, Elfita2)

and Hary Widjajanti1) 1

Jurusan Biolog, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sriwijaya,

Jl. Raya Palembang-Prabumulih Km. 32, Indralaya, 30662, Indonesia 2

Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sriwijaya,

Jl. Raya Palembang- Prabumulih Km. 32, Indralaya, 30662, Indonesia *)

Corresponding author: [email protected]

ABSTRACT

Biofertilizer is a fertilizer that is used as a microbial agent nutrient source. One microbe

commonly used are nitrogen-fixing bacteria (N) and phosphate-solubilizing bacteria (P).

Quality of biofertilizer is determined by the viability of microbial agents and performance

in providing a source of nutrients. The purpose of this study is to formulate a biological

fertilizer to meet the needs of N and make effective use of fertilizer P that are

environmentally friendly. To achieve these objectives do the following steps test the ability

of the consortium to tie up the N and P-soluble, and formulating a consortium carrier of

biological fertilizers. The results showed that the performance of the consortium consisting

of Pseudomonas aeruginosa and P. putida as a biological fertilizer showed a total bacterial

population of 2.6 x 107 cfu/ml is able to provide the N fixed up to 1610.1 mg/L and

solubilizing P in the form the AlPO4 of 295.3 mg/L, during the incubation period of 15

days. Formulation carrier material of peat soil suitable for biological fertilizers consortium

are having a ratio of C: N: P: K of 100:10:1:0.1 with the viability of N-fixing bacteria and

P-solubilizing bacteria high and stable that still persist in density ≥ 107

cfu/g carrier

material.

Key words: biofertilizer, consortium, nitrogen, phosphate, viability

ABSTRAK

Pupuk hayati merupakan pupuk yang menggunakan mikroba sebagai agen sumber

nutriennya. Salah satu mikroba yang sering digunakan adalah bakteri penambat nitrogen

(N) dan bakteri pelarut fosfat (P). Kualitas pupuk hayati sangat ditentukan oleh viabilitas

agen mikrobanya dan kinerja dalam menyediakan sumber nutriennya. Tujuan penelitian ini

adalah memformulasi pupuk hayati untuk memenuhi kebutuhan N dan mengefektifkan

penggunaan pupuk P yang bersifat ramah lingkungan. Untuk mencapai tujuan tersebut

dilakukan langkah-langkah sebagai berikut uji kemampuan konsorsium dalam menambat

N dan melarutkan P, dan memformulasi medium pembawa konsorsium pupuk hayati.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa kinerja konsorsium yang terdiri atas Pseudomonas

aeruginosa dan Pseudomonas putida sebagai pupuk hayati menunjukkan populasi bakteri

total 2,6 x 107 cfu/ml mampu menyediakan N terfiksasi hingga 1610,1 mg/L dan

melarutkan P dalam bentuk AlPO4 sebesar 295,3 mg/L, selama waktu inkubasi 15 hari.

Formulasi medium pembawa tanah gambut yang sesuai untuk konsorsium pupuk hayati

adalah yang mempunyai rasio C:N:P:K sebesar 100:10:1:0,1 dengan viabilitas bakteri

mailto:[email protected]


penambat N dan bakteri pelarut P tinggi dan stabil yaitu masih bertahan pada kepadatan ≥

107 cfu/gram medium pembawa.

Kata kunci: fosfat, konsorsium, nitrogen, pupuk hayati, viabilitas

PENDAHULUAN

Pada sistem budidaya seperti pertanian dan perkebunan penggunaan pupuk dilakukan

secara berkala dan terus menerus untuk meningkatkan produksi. Selama ini penggunaan

pupuk didominasi oleh pupuk kimia seperti urea (sebagai sumber N) dan TSP (sebagai

sumber P) (Hindersah dan Simarmata, 2004).

Menurut Khan dkk., (2008) bahwa penggunaan pupuk kimia khususnya N dan P

secara terus menerus menyebabkan masalah antara lain tingginya biaya operasional karena

harus mengadakan pupuk tersebut dan mengerasnya tekstur tanah sehingga mengganggu

aerasi tanah. Untuk mengatasi hal tersebut diperlukan konsep pupuk yang ramah

lingkungan, salah satunya yaitu pupuk hayati. Pupuk hayati dapat berupa mikroorganisme

yang mampu menyediakan unsur kimia tersedia sehingga unsur-unsur yang dibutuhkan

oleh tanaman terpenuhi.

Nitogen (N) dan fosfat (P) dalam tanaman merupakan unsur makro sehingga

dibutuhkan dalam jumlah yang banyak, pemenuhan N dan P selama ini dengan

menggunakan pupuk kimiawi. Nitrogen dalam bentuk N2 sangat melimpah di udara, tetapi

tidak dapat digunakan oleh tanaman, supaya tanaman dapat menggunakannya harus diubah

terlebih dahulu menjadi bentuk N tersedia. Proses pengubahan N tidak tersedia (N2)

menjadi bentuk N tersedia dapat dilakukan secara industri seperti industri pupuk urea (N

tersedia) ataupun oleh mikroorganisme prokariot yaitu bakteri penambat N, baik yang

bersimbiosis dengan tanaman kacang-kacangan maupun yang hidup bebas) menjadi NH3

(N-tersedia) (Mikanova dan Novakova, 2002; Saraswati dan Sumarno, 2008).

Berdasarkan uraian di atas maka perlu dikaji potensi bakteri penambat N dan bakteri

pelarut P yang berasal dari tanah sebagai pupuk hayati dalam bentuk konsorsium, terutama

viabilitas konsorsium bakteri penyusun agen pupuk hayati.

BAHAN DAN METODE

1. Uji kemampuan konsorsium dalam menambat N dan melarutkan P

Konsorsium yang terdiri atas bakteri penambat N dan bakteri pelarut P secara

berurutan yaitu Pseudomonas aeruginosa dan P. Putida merupakan hasil isolasi dari tanah

masam kering di Sumatera Selatan. Selanjutnya kedua bakteri tersebut dikultur dalam

medium bebas N dan diperkaya dengan P taklarut (AlPO4) dan diinkubasi pada suhu ruang

selama 15 hari. Selanjutnya dilakukan penghitungan populasi bakteri total yang hidup

(Cappuccino dan Sherman, 2008), pengukuran konsentrasi N-terfiksasi dalam bentuk N-

total (Modifikasi: Sulaeman dkk., 2005), dan pengukuran konsentrasi P terlarut

(Modifikasi: Sulaeman dkk., 2005). Pengukuran tiga variabel tersebut dilakukan setiap hari

selama 15 hari.

2. Formulasi medium pembawa konsorsium pupuk hayati

Medium pembawa berupa tanah gambut yang sudah dihaluskan, dikeringkan dan

ditambah nutrien berupa C:N:P:K dengan rasio 100:10:1:0,1 dan 100:5:0,5:0,05). Sumber

C, N, P, dan K yang digunakan berturutan adalah glukosa, urea, TSP, dan KCl. Selanjutnya

ditambah inokulum konsorsium berupa bakteri penambat N (Pseudomonas aeruginosa)


dan bakteri pelarut P (Pseudomonas putida) dengan populasi masing-masing dalam

medium pembawa mencapai sekitar 108 cfu/gram, disimpan dalam suhu ruang selama 65

hari, dan setiap 5 hari diambil sampel untuk diuji viabilitasnya (modifikasi Misiira et al.,

2001; Cappuccino dan Sherman, 2008).

3. Analisis Data

Data populasi bakteri penambat N (Pseudomonas aeruginosa) dan bakteri pelarut P

(Pseudomonas putida) dilakukan uji t (t-test) pada tarag nyata 0,05 menggunakan proram

Statistica 8.0.

HASIL

1. Uji kemampuan konsorsium dalam menambat N dan melarutkan P

Hasil uji kemampuan konsorsium pada medium cair tanpa sumber N dan ditambah P

tak larut dalam bentuk AlPO4 menunjukkan bahwa populasi bakteri mengalami kenaikan

mulai hari ke-1 hingga hari ke -15 dan populasi bakteri total berkisar antara 6,867 sampai

7,408 cfu/ml atau 7,4 x 105 sampai 2,6 x 10

7 (cfu/ml), sedangkan N-total dan P-terlarut

mengalami kenaikan nyata hingga pada hari ke-6, hari ke-7, sedangkan sampai hari ke-15

kenaikan populasi bakteri tidak nyata. Populasi bakteri, N-total dan P-terlarut mulai hari

ke-0 sampai hari ke-15 terdapat pada Gambar 1.

Log Populasi Bakteri (Kiri); N-total (kanan); P-terlarut (kanan)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Waktu (hari)

5,0

5,5

6,0

6,5

7,0

7,5

8,0

Lo

g P

op

ula

si

ba

kte

ri (

cfu

/ml)

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

N-t

ota

l a

tau

P-t

erl

aru

t (m

g/L

)

Gambar 1. Grafik hubungan antara waktu inkubasi dengan N-total hasil

fiksasi dan P-terlarut dari AlPO4 dan populasi bakteri selama 15 hari

2. Formulasi medium pembawa konsorsium

Medium pembawa tanah gambut diformulasikan dengan menambah sumber C, N, P,

dan K dengan rasio masing-masing 100:10:1:0,1 dan 100:5:0,5:0,01 pada hari ke 55

menunjukkan bahwa populasi bakteri penambat N (Gambar 2.) dan bakteri pelarut P

(Gambar 3.) menunjukkan jumlah yang tinggi dan stabil yaitu masih bertahan dari hari ke-

0 hingga hari ke-55 masih bertahan berkisar 108 cfu/gram medium pembawa.


Bakteri penambat N (rasio C:N:P:K=100:10:1:0,1) kiri Bakteri penambat N (rasio C:N:P:K=100:5:0,5:0,05) kanan

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70

Hari ke

7,0

7,2

7,4

7,6

7,8

8,0

8,2

8,4

8,6

8,8

Popula

si B

akte

ri p

enam

bat

N p

ada r

asio

C:N

:P:K

=100:1

0:1

:

0,1

7,0

7,2

7,4

7,6

7,8

8,0

8,2

8,4

8,6

8,8

Popula

si B

akte

ri p

enam

bat

N p

ada r

asio

C:N

:P:K

=100:5

:0,5

:

0,0

5

Gambar 2. Populasi bakteri penambat N pada formulasi media pembawa dengan dua rasio

C:N:PK berbeda selama masa simpan 65 hari

Bakteri pelarut P (rasio C:N:P:K=100:10:1:0,1) kiri Bakteri pelarut P (rasio C:N:P:K=100:5:0,5:0,05) kanan

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70

Hari ke

7,0

7,2

7,4

7,6

7,8

8,0

8,2

8,4

8,6

Pop

ula

si B

akte

ri p

ela

rut

P p

ad

a r

asio

C:N

:P:K

=1

00

:10

:1:0

,1

7,0

7,2

7,4

7,6

7,8

8,0

8,2

8,4

8,6

Pop

ula

si B

akte

ri p

ela

rut

P p

ad

a r

asio

C:N

:P:K

=1

00

:5:0

,5:0

,05

Gambar 3. Populasi bakteri pelarut P pada formulasi media pembawa dengan dua rasio

C:N:P:K berbeda selama masa simpan 65 hari

PEMBAHASAN

Kenaikan populasi konsorsium bakteri pada uji kemampuan menunjukkan bahwa

agen pupuk hayati yang digunakan yang terdiri atas Pseudomonas aeruginosa dan

Pseudomonas putida mampu tumbuh dengan baik. Kisaran populasi total bakteri mulai

hari ke-0 hingga hari ke-15 adalah 6,867 sampai 7,408 cfu/ml atau 7,4 x 105 sampai 2,6 x

107 (cfu/ml) (Gambar 1.), populasi tersebut merupakan populasi yang mampu memberi

kontribusi nyata dalam menambat N dan melarutkan P. Populasi bakteri tersebut sudah

memenuhi ketentuan yang diharuskan yaitu Peraturan Menteri Pertanian Nomor

70/Permentan/SR.140/10/2011, tentang Pupuk Organik, Pupuk Hayati dan Pembenah

Tanah yang mencantukan persyaratan teknis minimal pupuk hayati majemuk dalam

medium cair minimum populasi bakteri totalnya adalah ≥ 107 cfu/ml. Hal ini didukung

oleh hasil penelitian Munawar dan Elfita (2011), yang menyatakan bahwa populasi bakteri

tersebut merupakan jumlah yang dapat berkontribusi signifikan dalam melakukan aktivitas

di lingkungannya, seperti aktivitas menambat N dan melarutkan P sebagai agen pupuk

hayati ataupun aktivitas mendendradasi cemaran sebagai agen bioremediasi.

Kontribusi konsorsium dengan populasi tersebut mampu malakukan aktivitas dalam

menambat N sebesar 1610,1 mg/L dan melarutkan P dalam bentuk AlPO4 sebesar 295,3

mg/L dengan kepadatan bakteri total 2,6 x 107 cfu/ml selama waktu inkubasi 15 hari


(Gambar 1.). Berdasarkan N terfiksasi dan P terlarut yang dihasilkan selama 15 hari, maka

konsorsium tersebut mempunyai laju fiksasi N sebesar 107 mg/L/hari dan laju melarutkan

P dalam bentuk AlPO4 sebesar 19,7 mg/L/hari. Sementara kebutuhan unsur N dan P pada

tanah dengan kandungan N dan P rendah termasuk lahan marginal secara umum untuk

tanaman padi sampai panen 0,046 s.d. 0.06 mg/kg tanah dan kebutuhan P sekitar 0.023

mg/kg setaran dengan dosis pupuk urea 200 s.d. 250 kg/ha dan dosis SP-36 100 kg/ha

(Burbey, 2014). Berdasarkan dosis tersebut maka kebutuhan N dan P tanaman padi dapat

tercukupi oleh N yang difikasasi dan P terlarut yang dihasilkan oleh konsorsium yang

digunakan sebagai agen dalam pupuk hayati pada penelitian ini.

Populasi bakteri Penambat N (Gambar 2.) pada kedua rasio C:N:P:K (100:10:1:0,1

dan 100:5:0,5:0,05) menunjukkan populasi yang berbeda, bahwa populasi bakteri pada

rasio C:N:P:K = 100:10:1:0,1 lebih tinggi dibanding dengan populasi bakteri penambat N

pada rasio C:N:P:K = 100:5:0,5:0,05 ( nilai t-hitung 20,494 > t(0,05; 13) 2,160). Sedangkan

populasi bakteri pelarut P (Gambar 3.) pada kedua rasio C:N:P:K (100:10:1:0,1 dan

100:5:0,5:0,05) menunjukkan populasi yang tidak berbeda , bahwa populasi bakteri pada

rasio C:N:P:K = 100:10:1:0,1 sama dengan populasi bakteri pelarut P pada rasio C:N:P:K

= 100:5:0,5:0,05 ( nilai t-hitung 1,495 < t(0,05; 13) 2,160).

Populasi tersebut menunjukkan viabilitas konsorsium bakteri penambat N

(Pseudomonas aeruginosa) (Gambar 2.) dan bakteri pelarut P (Pseudomonas putida)

(Gambar 3.) pada medium pembawa tanah gambut dengan rasio C, N, P, dan K pertama

100:10:1:0,1 dan kedua 100:5:0,5:0,01 bisa bertahan hingga hari ke 55. Populasi masing-

masing bakteri penambat N dan bakteri pelarut P menunjukkan jumlah yang tinggi dan

stabil yaitu ≥ 108 cfu/gram medium pembawa dan hingga masa simpan 65 hari populasinya

masih ≥ 107 cfu/gram. . Populasi tersebut memenuhi persyaratan yang ditentukan pada

Peraturan Menteri Pertanian Nomor 70/Permentan/SR.140/10/2011, tentang Pupuk

Organik, Pupuk Hayati dan Pembenah Tanah yang mencantukan persyaratan teknis

minimal pupuk hayati majemuk dalam dalam bentuk serbuk adalah ≥ 107 cfu/gram.

KESIMPULAN

Pseudomonas aeruginosa dan Pseudomonas putida sebagai konsorsium pupuk hayati

mampu menyediakan N terfiksasi hingga 1610,1 mg/L dan melarutkan P dalam bentuk

AlPO4 sebesar 295,3 mg/L dengan kepadatan bakteri total 2,6 x 107 cfu/ml selama waktu

inkubasi 15 hari. Formulasi medium pembawa tanah gambut yang sesuai untuk konsorsium

pupuk hayati adalah yang mempunyai rasio C:N:P:K sebesar 100:10:1:0,1 dengan

viabilitas bakteri penambat N dan pelerut P tinggi dan stabil ( ≥ 107 cfu/gram medium

pembawa) selama masa simpan 65 hari.

DAFTAR PUSTAKA

Burbey. 2014. Metode Pemupukan Urea, Sp-36 Dan Kcl Pada Padi Sawah. BPTP

Sumatera Barat.

Cappuccino, J. G. dan Sherman, N. (2008) : Microbiology: a Laboratory Manual.

The Benjamin Cummings Publish. USA

Hindersah, R. dan Simarmata, T. (2004) : Potensi Rizobakteri Azotobacter dalam

meningkatkan Kesehatan Tanah. Jurnal Natur Indonesia. 5(2), 127-133.

Misiira, S., Jyot, J., Kuiiad, R.C., dan Lal, B. (2001) : Evaluation of inoculum addition to

stimulate in situ bioremediation of oily-sludge-contaminated soil. Appl. Environ.

Microbiol.67(4), 1675-1681


Mikanova, O. dan Novakova, J. (2002) : Evaluation of the P-solubilizing activity of Soil

Microorganism and Its Sensitivity to Soluble Phosphate. Rostlina Vyroba. 48(9),

397-400.

Munawar dan Elfita. 2011. Ketahanan Konsorsium Bakteri Petrofilik Pada Media

Pembawa Tanah Gambut Selama Masa Penyimpanan. Prosiding Seminar Nasional

Hasil Penelitian Tahun 2011 Lembaga Penelitian Universitas Sriwijaya. Palembang.

Hal. 573-583.

Peraturan Menteri Pertanian Nomor 70/Permentan/SR.140/10/2011, tentang Pupuk

Organik, Pupuk Hayati dan Pembenah Tanah.

Saraswati, R., dan Sumarno. (2008) :Pemanfaatan Mikroba Penyubur Tanah sebagai

Komponen Teknologi Pertanian. Iptek Tanaman Pangan3(1), 41-58.

Sulaeman, Suprapto, dan Eviati. (2005) : Analisis Kimia Tanah, Tanaman, Air, dan Pupuk.

Balai Penelitian Tanah, Badan Pertanian dan Pengembangan Pertanian, Departemen

Pertanian. Bogor.

viabilitas konsorsium bakteri penambat nitrogen dan pelarut fosfat pada … be.pdf · ·...

Documents