Jurnal Agroteknologi.
Vol.
5 No.
Agustus 2014 : 35 - 39
ISOLASI DAN KARAKTERISASI BAKTERI PENAMBAT NITROGEN NON-SIMBIOTIK
TANAH GAMBUT CAGAR BIOSFER GIAM SIAK KECIL-BUKIT BATU
RAHEL KABURUAN1.
HAPSOH2.
GUSMAWARTATI2
1Mahasiswi Jurusan Agroteknologi.
Fakultas Pertanian.
Universitas Riau 2 Dosen Jurusan Agroteknologi.
Fakultas Pertanian.
Universitas Riau e-mail : rachel.
kaburuan@gmail.
Tel.
: 0813-6388-8992
ABSTRACT
Giam Siak Kecil Biosphere-Bukit Batu (GSK-BB) is Riau peatlands area which is largest composed by lowland peat swamp forest ecosystem.
Seeing peatland ecosystem getting extreme, there will be small possibility that soil microbes are able to breed optimally, but microbes in tropical land has not been explored.
However, the high content of organic matter, allowing soil microbial activity in the organic matter recycle that essential to life such as nitrogen cycle.
Non-symbiotic nitrogen fixing bacteria is a free-living bacteria and plays a role in the supply of N in the soil.
The results of the isolated and characterization of single bacterial isolates obtained 31 non-symbiotic N fixing of GSK-BB peat Biosphere which allegedly largest to genus Azotobacter.
Azospirillium and Clostridium pasteurianum as well as the results of clear zone isolates on the medium modification, from the single isolates contained 14 isolate that potentially in a non-symbiotic N with the largest ratio of clear zone obtained HTA1 10-4 NS-2.
HTA1 10-4 NS-1.
HTA 4 10-4 NA-1 dan HTA5 10-4 NS-2.
Keywords: GSK-BB Biosphere Reserve, peat.
Non-symbiotic nitrogen fixing bacteria
PENDAHULUAN
Total luas gambut di Indonesia yaitu 574 ha yang tersebar di tiga pulau utama Indonesia yaitu Sumatera.
Kalimantan dan Papua.
Lahan gambut terluas terdapat di pulau Sumatera yaitu 6.
649 ha dan khusus di Provinsi Riau luas lahan gambut 413 ha (BB Litbang SDLP, 2.
Cagar Biosfer Giam Siak Kecil-Bukit Batu (GSK-BB) merupakan kawasan gambut di Riau sebagian besar terdiri dari ekosistem hutan rawa gambut dataran rendah.
Menurut Mursyida .
ekosistem ini sangat unik karena keseimbangannya dipengaruhi oleh tiga komponen utama yaitu gambut, air dan Gambut Indonesia memiliki pH yang rendah, ketersediaan unsur makro dan sejumlah unsur mikro yang umumnya juga Melihat ekosistem lahan gambut yang ekstrim, kecil kemungkinan adanya mikrob tanah yang mampu berkembang biak secara optimal, akan tetapi mikrob di lahan gambut tropis belum banyak dieksplorasi.
Namun.
Wibowo et al.
berhasil mengisolasi dan mengidentifikasi Azotobacter.
Bacillus dan Pseudomonas dari gambut permukaan di Samarinda Utara Kalimantan Timur.
Ditemukannya bakteri dilahan gambut menunjukkan bakteri mampu hidup dalam berbagai kondisi lingkungan Kandungan bahan organik lahan gambut yang tinggi, memungkinkan adanya aktivitas mikrob tanah dalam daur unsur organik yang penting untuk kehidupan seperti daur nitrogen.
Bakteri penambat nitrogen (N) non simbiotik termasuk kelompok rhizobakteria yang berperan dalam penyediaan unsur N bagi tanaman.
Penelitian mendapatkan isolat bakteri penambat N nonsimbiotik pada lahan gambut dan mengetahui Penelitian ini dirancang sebagai penelitian eksploratif yang dianalisis secara Sampel tanah diambil dari lima rhizozfer di GSK-BB dengan kedalaman 0-40 Bakteri penambat N non-simbiotik diisolasi dengan menggunakan media spesifik YEMA dengan metode pour plate yang diinkubasi pada suhu ruang selama tiga hari dengan posisi terbalik.
Keberadaan bakteri penambat N non-simbiotik ditandai dengan adanya zona bening disekitar tempat tumbuh koloni dan kemudian dilakukan pemurnian pada media yang sama (YEMA).
Kemudian dilakukan identifikasi makroskopis, mikroskopis dan uji potensi pada isolat murni
BAHAN DAN CARA KERJA
Bahan Sampel tanah gambut hutan Cagar Biosfer GSK-BB.
NaCl 0,85% steril, alkohol 96%, alkohol 70%, reagen pewarnaan gram .
ristal violet, iodin, safrani.
Media yang digunakan adalah media Yeast Ekstrak Manitol Agar (YEMA) selektif untuk menambat bakteri N non-simbiotik (Becking, 1959 dalam Rao.
Isolasi dan Karakterisasi Bakteri Penambat Nitrogen (Rahel Kaburuan, dk.
yang terdiri atas 20 g sukrosa.
K2HPO4.
2 g MgSO47H2O.
1 g CaSO4.
0,2 g FeSO4.
0,1 g MoO3H2O.
0,1 g Ki.
3 g CaCO3.
0,5 g yeast extract dan 17 g dengan pH 5.
Cara Kerja Pengambilan sampel tanah dilakukan pada 5 rhizosfer di hutan GSK-BB secara random, gambut diambil dengan kedalaman 040 cm menggunakan bor.
Saat yang bersamaan juga dilakukan pengukuran pH, temperatur dan kelembaban tanah.
Isolasi dan purifikasi Isolasi di awali dengan pengenceran Pengenceran mengambil sampel tanah masing-masing sebanyak 1 g dimasukkan ke dalam tabung reaksi pertama, homogenkan dengan vortex selama 2 menit dan beri label pada tabung reaksi pengenceran 10-1.
Setelah digocok menggunakan vortex, pindahkan 1 ml larutan tanah ke tabung reaksi selajutnya yang berisi 9 ml larutan NaCl steril menggunakan pipet volum 1 ml.
Homogenkan kembali dengan pengenceran 10-2.
Pengenceran dilakukan sampai 10-7.
Pengeceran dengan serial 10-4 Ae 10-7 masing-masing diambil sebanyak 1 ml dengan menggunakan pipet volum 1 ml untuk ditumbuhkan secara pour plate.
Larutan 1 ml yang telah dipipet, dimasukkan ke dalam cawan petri, lalu tuang media YEMA.
Goyangkan petri secara perlahan searah jarum jam sehingga menutupi semua permukaan cawan petri.
Biarkan cawan petri di sekitar bunsen sehingga membeku.
Inkubasi pada suhu ruang selama tiga hari dengan posisi Koloni bakteri pada medium YEMA yang mempunyai zona bening disekelilingnya dianggap bakteri yang mampu menambat Koloni bakteri kemudian dimurnikan pada media yang sama dengan metode streak plate dan diinkubasi selama tiga hari pada suhu ruang.
Kegiatan ini diulang sampai didapatkan koloni yang yang terpisah dan menampakkan morfologi koloni yang seragam baik warna, ukuran maupun bentuknya (Hadioetomo, 1.
Karakteristik morfologi dan fisiologi Karakterisasi secara morfologi dan makroskopis dan mikroskopis.
Pengamatan secara makroskopis koloni meliputi warna, tepi, bentuk, konsistensi dan elevasi.
Karakterisasi fisiologi meliputi pewarnaan gram, bentuk sel dan motilitas.
Uji kemampuan menambat nitrogen Pengujian kemampuan penambatan nitrogen oleh isolat dilakukan dengan menumbuhkan isolat pada media YEMA yang dimodifikasi dengan penambahan pewarna Congo Red (Somasegaran dan Hoben, 1.
, kemudian diamati pertumbuhan isolat dan perubahan warna media.
Zona bening yang terbentuk diukur dengan menggunakan jangka sorong, kemudian dibagi dengan diameter koloni bakteri yang tumbuh (Widiawati et al.
HASIL DAN PEMBAHASAN
N Hasil isolasi dan seleksi bakteri yang dimurnikan dengan menggunakan metode streak plate pada media YEMA diperoleh 31 isolat tunggal bakteri penambat N nonsimbiotik (Tabel .
Tabel 1.
Hasil Isolasi dan Pemurnian Isolat
Bakteri Penambat N Non-Simbiotik dari Tanah
Gambut GSK-BB
Kode Titik
Jumlah Bakteri yang Sampel
Diperoleh HTA 1
HTA 2
HTA 3
HTA 4
HTA 5
Total Berdasarkan pengamatan morfologi koloni dan fisiologi bakteri penambat N nonsimbiotik dari seluruh sampel tanah, terlihat perbedaan karakter antara satu dengan yang lainnya (Tabel .
Isolat bakteri penambat N non-simbiotik pada sampel tanah HTA1 memperlihatkan bentuk, tepian dan elevasi yang berbeda-beda dengan warna koloni yang didominasi oleh warna putih.
Perbedaan warna isolat ditunjukkan oleh isolat HTA1 10-5 NS-1 dengan warna koloni putih tembus cahaya.
Pengamatan motilitas bakteri menunjukkan hanya dua isolat yang bersifat non motil, yaitu isolat HTA1 10-5 NS-1 dan HTA1 10-5 NS-4.
Pengamatan didominasi oleh bakteri gram negatif.
Bakteri gram positif hanya ditunjukkan oleh isolat HTA1 10-4 NS-3 dan HTA1 10-6 NS-1.
Isolat bakteri penambat N nonsimbiotik
HTA2
memperlihatkan bentuk koloni yang hampir serupa satu dengan yang lainnya, yaitu bentuk tidak beraturan dan menyebar, hanya isolat HTA2 10-5 NS-1 dan HTA2 10-6 NS-1 Pengamatan warna koloni masih didominasi oleh warna putih, perbedaan warna hanya ditunjukkan oleh isolat HTA2 10-5 NS-1.
Pengamatan tepian dan elevasi koloni bakteri lebih menunjukkan keberagaman antara isolat satu dengan yang lainnya.
Jurnal Agroteknologi.
Vol.
5 No.
Agustus 2014 : 35 - 39
Isolat bakteri penambat N nonsimbiotik
HTA3,
menunjukkan bentuk, tepian dan elevasi yang berbeda satu dengan yang lain.
Pengamatan warna koloni yang jelas terlihat berbeda pada isolat HTA3 10-4 NS-1 yaitu berwarna krem, sedangkan isolat lainnya masih berwarna putih dan putih tembus cahaya.
Pengamatan motilitas menunjukkan sampel tanah HTA3 didominasi bakteri non motil, hanya terdapat satu isolat yang bersifat motil yaitu HTA3 10-4 NS-5.
Isolat bakteri penambat N nonsimbiotik
HTA4
menunjukkan bentuk koloni, elevasi dan tepian yang berbeda-beda satu dengan yang lain.
Pengamatan warna koloni dan motilitas ditunjukkan oleh isolat HTA4 10-6 NS-3.
Isolat HTA4 10-6 NS-3 menunjukkan warna koloni putih tembus cahaya dan sifat non motil.
Isolat bakteri penambat N nonsimbiotik
HTA5
menunjukkan bentuk koloni, elevasi dan tepian yang beragam.
Warna koloni bakteri masih didominasi oleh warna putih, perbedaan warna koloni hanya diperlihatkan oleh isolat HTA5 106 NS-4 yang berwarna putih tembus cahaya.
Jumlah isolat bakteri yang bersifat motil ada 4 isolat, sedangkan 2 isolat bersifat non motil.
Isolat-isolat bakteri pada sampel tanah HTA5 berdasarkan pengamatan pewarnaan gram terdapat dua isolat HTA5 yang bergram positif, yaitu HTA5 10-4 NS-2 dan HTA5 10-6 NS-4.
Tabel 2.
Hasil Pengamatan Isolat Bakteri Penambat Nitrogen Non-Simbiotik Terseleksi Karakterisasi Koloni Kode Isolat
Bentuk Koloni Warna Koloni HTA1 10-4 NS-1
HTA1 10-4 NS-2
HTA1 10-4 NS-3
Bulat
Bulat dengan tepian kerang
Konsentris HTA1 10-5 NS-1
Bulat
HTA1 10-5 NS-4
HTA1 10-6 NS-2
HTA2 10-4 NS-1
HTA2 10-4 NS-4
Bulat
Bulat
Bulat dengan tepian timbul
Tak beraturan dan menyebar HTA2 10-5 NS-1
Bulat
HTA2 10-5 NS-2
HTA2 10-6 NS-1
HTA2 10-6 NS-2
HTA2 10-6 NS-4
HTA3 10-4 NS-1
HTA3 10-4 NS-5
HTA3 10-4 NS-7
Tak beraturan dan menyebar Berkonsentris Tak beraturan dan menyebar Tak beraturan dan menyebar Bulat
Keriput
Bulat dengan tepian timbul
HTA3 10-5 NS-2
Tak beraturan dan menyebar HTA3 10-5 NS-4
Bulat
HTA3 10-6 NS-3
Keriput
HTA3 10-6 NS-5
HTA4 10-4 NS-1
HTA4 10-4 NS-2
HTA4 10-5 NS-3
HTA4 10-6 NS-1
Keriput
Bulat dengn
tepian timbul
Konsentris Tak beraturan dan menyebar Bulat dengan tepian timbul
HTA4 10-6 NS-3
HTA5 10-4 NS-1
HTA5 10-4 NS-2
HTA5 10-5 NS-1
HTA5 10-5 NS-3
HTA5 10-6 NS-1
HTA5 10 NS-4
Karakterisasi Sel Pewarnaan Tepian Koloni Elevasi Konsistensi Bentuk Sel Motilitas Putih Licin Seperti tombol Menempel Basil Motil Putih Berombak Timbul Menempel Basil Motil Putih Putih tembus Putih Putih Siliat Seperti Tombol Menempel Basil Motil Licin Datar Menempel Kokus Non motil Licin Berlekuk Datar Datar Menempel Menempel Kokus Spiral Non Motil Motil Putih Licin Seperti tombol Menempel Basil Non Motil Putih Berlekuk Datar Menempel Basil Motil Putih tembus Licin Cembung Menempel Basil Non Motil Putih Berlekuk Berbukit-bukit Menempel Kokus Non Motil Putih Berombak Timbul Menempel Basil Non Motil Putih Berlekuk Berbukit-bukit Menempel Basil Motil Putih Berlekuk Berbukit-bukit Menempel Basil Motil Krem Putih Licin Siliat Cembung Datar Menempel Menempel Basil Basil Non Motil Motil Putih Berombak Seperti tombol Menempel Spiral Non Motil Berlekuk Datar Menempel Spiral Non Motil Licin Cembung Menempel Spiral Non Motil Licin Seperti tombol Menempel Basil Non Motil Licin Seperti tombol Menempel Basil Non Motil Putih Licin Timbul Menempel Basil Motil Putih Berombak Cembung Menempel Basil Motil Putih Berlekuk Berbukit-bukit Menempel Basil Motil Putih Licin Datar Menempel Basil Motil Bulat Putih tembus Licin Cembung Menempel Basil Non Motil Konsentris Putih Siliat Seperti tombol Menempel Spiral Motil Bulat Konsentris Bulat Bulat dengan tepian menyebar Tak beraturan dan menyebar Putih Putih Putih Seperti wol Tak beraturan Licin Cembung Datar Cembung Menempel Menempel Menempel Basil Spiral Basil Non Motil Motil Non Motil Putih Tak beraturan Seperti tombol Menempel Basil Motil Putih tembus Berlekuk Seperti tombol Menempel Basil Motil Putih tembus Putih tembus Putih tembus Putih Isolasi dan Karakterisasi Bakteri Penambat Nitrogen (Rahel Kaburuan, dk.
Kemampuan menambat N oleh bakteri ditandai dengan terbentuknya zona bening di sekeliling bakteri pada media YEMA yang telah ditambahkan Congo Red.
Zona bening yang terbentuk akan memudarkan warna merah media menjadi bening di sekeliling bakteri.
Hasil seleksi, terdapat 14 isolat yang mampu menghasilkan zona bening .
disekeliling bakteri (Tabel .
Tabel 3.
Hasil Pengamatan Zona Bening Bakteri Penambat N Non-Simbiotik Terseleksi Berdasarkan hasil pengamatan yang telah dilakukan, secara umum bakteri penambat N non-simbiotik yang terseleksi diduga sebagian besar merupakan genus Azotobacte.
Azospirillium dan Clostridium Isolat dengan kode HTA1 10-4 NS-1.
HTA1 10-4 NS-2.
HTA1 10-5 NS-4.
HTA2
10-4 NS-1.
HTA2 10-5 NS-2.
HTA3 10-4 NS-1,
HTA3 10-6 NS-5.
HTA4 10-4 NS-1.
HTA4 10-6
NS-3 dan HTA5 10-5 NS-3 memiliki kesamaan karakter makroskopis dan mikroskopis dengan genus Azotobacter .
Bakteri Azotobacter, banyak ditemukan pada tanah netral atau asam (Rao, 2.
Menurut Holt et al.
dan Cowan et al.
genus Azotobacter termasuk bakteri gram negatif, berbentuk batang, bersifat motil dan non motil, koloni Azotobacter pada media padat terlihat berwarna putih.
Sifat hidupnya aerob tetapi juga dapat tumbuh secara anaerob fakultatif jika kelarutan oksigen menurun.
Bentuk sel Azotobacter bermacam-macam, bakteri ini dikenal dengan bentuk sel Kerapatan bakteri ini di dalam tanah berkisar 103-106 sel per gram tanah.
Penelitian Wedastri .
menunjukkan Azotobacter dapat bersifat gram variabel, dimana isolat penelitian yang awalnya bersifat gram negatif setelah berumur dua minggu atau lebih berubah menjadi gam positif.
Kode isolat HTA1 10-6 NS-2.
HTA2 10-6
NS-1.
HTA2 10-6 NS-2.
HTA2 10-6 NS-1.
HTA3
10-4 NS-7.
HTA4 10-4 NS-2.
HTA5 10-4 NS-1,
HTA5
NS-1,
HTA5
NS-1
karakteristiknya mendekati genus Azospirillium.
Pertumbuhan genus Azospirillum pada media berwarna putih di permukaan media dengan diameter 2-4 mm.
Koloni berbentuk irregular (Hamdi,1.
Azospirillum banyak ditemukan di daerah tropis dengan pH 5,6.
spesies ini tumbuh dengan baik pada daerah perakaran rumput-rumputan.
HTA1 10-4 NS-3.
HTA1 10-5 NS-1,
HTA2 10-4 NS-4.
HTA2 10-5 NS-1.
HTA3 10-4
NS-5.
HTA3 10-5 NS-2.
HTA3 10-5 NS-4.
HTA3
10-6 NS-3.
HTA4 10-5 NS-3.
HTA4 10-6 NS-1,
HTA5 10-4 NS-2.
HTA5 10-6 NS-4 diduga merupakan Clostridium pasteurianum.
Bakteri ini merupakan bakteri anaerob yang berbentuk batang, bersifat motil dan termasuk bakteri gram positif, pada media padat Clostridium pasteurianum berbentuk bulat hingga tidak teratur, tepi koloni konveks hingga datar dan tembus cahaya.
Clostridium pasteurianum dikenal paling toleran terhadap tanah masam dibandingkan dengan bakteri penambat N nonsimbiotik lainnya.
Bakteri ini tersebar luas di tanah, sebab tidak menuntut kondisi tanah dengan aerasi berlebih maupun melimpahnya bahan organik tanah.
Pengelolahan tanah yang sederhana saja sudah cukup untuk mendukung fungsi bakteri ini dalam mengikat nitrogen bebas (Foth, 1.
Pengamatan zona bening berdasarkan Tabel 2.
Terlihat bahwa rasio zona bening terbesar dimiliki oleh HTA1 10-4 NS-2 yaitu sebesar 6 mm.
Menurut Nurmalinda et al.
kemampuan suatu mikrob dalam mengubah substrat dapat dilihat dari daerah halo yang terbentuk pada suatu medium Semakin besar daerah halo yang terbentuk menandakan bahwa mikrob tersebut memiliki kemampuan yang tinggi dalam mengubah substrat yang terkandung di dalam Gula yang dimanfaatkan oleh bakteri akan disederhanakan menjadi asam-asam organik yang kemudian bereaksi dengan CaCO3 pada medium sehingga terbentuk zona bening di sekitar koloni bakteri.
Jurnal Agroteknologi.
Vol.
5 No.
Agustus 2014 : 35 - xx Ukuran diameter koloni pada penelitian ini berkisar 0,5-4mm dan ukuran diameter terbesar terlihat pada kode isolat HTA3 10-4 NS-7 dengan ukuran 4 mm.
Menurut Agustian et al.
perbedaan ini dapat disebabkan oleh lamanya inkubasi.
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan hasil penelitian isolasi dan identifikasi bakteri penambat N non-simbiotik Cagar Biosfer GSK-BB bahwa diperoleh 31 isolat bakteri penambat N non-simbiotik dan teridentifikasi merupakan genus Azotobacter.
Azospirillium dan Clostridium pasteurianum.
Terdapat 14 isolat yang berpotensi dalam menambat N non-simbiotik yang di tandai dengan kemampuan isolat dalam menghasilkan rasio zona bening.
Rasio zona beningterbesar diperoleh pada isolat HTA1 10-4 NS-2.
HTA1 10-4 NS-1.
HTA 4 10-4 NA-1 dan HTA5 10-4 NS2.
DAFTAR PUSTAKA