JURNAL SIMBIOSIS II (1): 173- 183

Jurusan Biologi FMIPA Universitas Udayana

ISSN: 2337-7224

Maret 2014

ISOLASI DAN IDENTIFIKASI BAKTERI PELARUT FOSFAT POTENSIAL PADA TANAH KONVENSIONAL DAN TANAH ORGANIK

ISOLATIONANDIDENTIFICATION POTENTIAL OFPHOSPHATE SOLUBILIZING BACTERIAINTHE CONVENSIONALAND ORGANIC SOIL

Ilham*, Ida Bagus Gede Darmayasa**, I Gusti Made Oka Nurjaya**,Retno Kawuri**

*JurusanBiologi, F.MIPA,UniversitasUdayana

**LaboratoriumMikrobiologi, JurusanBiologi, F.MIPA, Universitas Udayana *)Email : ilham039@gmail.com

INTISARI

Bakteri pelarut fosfat merupakan bakteri dekomposer yang berperan dalam penyuburan tanah karena mampu melakukan mekanisme pelarutan fosfat dengan mengekskresikan sejumlah asam organik berbobot molekul rendah. Bakteri memanfaatkan senyawa karbon sederhana (eksudat dari akar tanaman dan sisa dari tanaman). Aktifitas bakteri pelarut fosfat akan tinggi pada suhu 300C-400C. Penelitian ini bertujuan untuk mengisolasi dan mengindentifikasi jenis bakteri pelarut fosfat pada tanah konvensional dan tanah organik. Sampel tanah konvensional dan organik dikirm dari Collage Of Agricultural Ibaraki University Jepang. Isolasi bakteri patogen dilakukan dengan metode pengenceran (Platting Method). Hasil isolasi didapatkan 2 isolat bakteri pelarut fosfat pada tanah konvensional (TKO1 dan TKO2) dan 4 isolat bakteri pelarut fosfat pada tanah organik (TOR1, TOR2, TOR3 dan TOR4). Isolat bakteri TKO2 yang paling tinggi melarutkan fosfat. Berdasarkan hasil identifikasi menggunakan Kit Microgen™ GnA+B-ID System dan buku identifikasi Bergeys’s Manual of Determine Biology (Garrity et al., 2006) isolat TKO2 terindentifikasi sebagai Yersinia sp.

Kata kunci : Bakteri pelarut fosfat, tanah konvensional, tanah organik, Yersinia sp.

ABSTRAK

Phosphate solubilizing bacteria are decomposer bacteria functioning as major role in soil enrichment. That is because it is able to perform phosphate dissolution mechanism by excreting low particles weight of organic acids. The bacteria utilize simple carbon compounds (root exudatesofplantsandthe restof theplant).Phosphate solubilizing bacteria activity will be high at a temperature of 300C - 400C. This study aims to isolate and identify thephosphate solubilizingbacteria in theconventional soil and organic soil originated from Japan. Conventional and organic soil sample are sent from Collage Of Agricultural Ibaraki University in Japan. The Isolation of pathogenic bacteria is performed by the dilution method (platting method). Results of isolation of bacteria lisolates obtained 2 on ground phosphate conventional solubilizing (TKO1 andTKO2) and 4 isolates of bacteria ons oilorganicsolubilizingphosphate(TOR1, TOR2, TOR3andTOR4). Bacteria lisolates TKO2 highest phosphate solubilizing. Based on the identificati on results using the Microgen ™ Kit GNA + B - ID System and Determine Bergeys 's Manual of Biology (Garrity et al., 2006)TKO2 isolate is identified as Yersinia sp.

Keywords : Phosphate solubilizing bacteria, conventional soil, organic soil, Yersinia sp.

PENDAHULUAN

Kesuburan tanah sangat mempengaruhi pertumbuhan tanaman, karena apabila tanah tersebut tidak subur maka akan mengakibatkan hasil produksi pertanian menurun. Terdapat banyak kendala untuk meningkatkan produksi pertanian misalnya kesuburan tanah, ketersediaan unsur hara esensial seperti fosfat, keberadaan akan mikroba yang berperan dalam proses pelarutan fosfatdidalam tanah. Menurut Wulandari (2001) pada tanah masam, fosfat akan bersenyawa dengan alumunium membentuk Al-P sedangkan pada tanah alkali, fosfat akan bersenyawa dengan kalsium membentuk Ca-P yang sukar larut, sehingga diperlukan suatu cara untuk dapat mengatasi hal tersebut. Salah satu kendala yang menghambat kesuburan tanah adalah kekurangan fosfat tersedia di dalam tanah, meskipun fosfat yang tekandung didalam tanah melimpah akan tetapi apabila pada tanah tersebut tidak terkandung bakteri pelarut fosfat maka hanya sedikit fosfat yang akan bisa diserap oleh tanah maupun tanaman, sehingga mengakibatkan tanah tersebut menjadi tidak subur dan hasil dari pertanian menurun, salah satu contohnya adalah pada tanaman cabai merah.

Produksi cabai merah di Indonesia masih rendah dengan rata-rata nasional hanya mencapai 5,5 ton/ha, sedangkan

potensi produksinya dapat mencapai 20 ton/ha (Santika, 2001). Berdasarkan hal itu, maka usaha peningkatan produksi cabai harus dilakukan baik dengan cara perbaikan teknik budidaya maupun dengan penggunaan varietas yang sesuai. Produksi cabai segar pada tahun 2012 sebesar 1,92 ribu ton dengan luas panen cabai tahun 2012 sebesar 619 hektar, dan rata-rata produktivitas 3,10 ton per hektar. Dibandingkan tahun 2011, terjadi penurunan produksi sebesar 581,6 ton (23,27 %). (BPS,2013)

Penurunan produksi cabai merah dapat disebabkan karena kurangnya perawatan, pemberian pupuk dan penyakit yang menyerang tanaman cabai merah.Meskipun pada tingkat petani cabai merah pemberian pupuk fosfat granul sudah dilakukan akan tetapi fosfat yang diberikankurang optimal karena fosfat didalam tanah masih berbentuk senyawa yang masih terikat.Menurut Isgitani (2005) tanaman hanya dapat memanfaatkan fosfat dalam bentukgranul sebesar 5-20% dari pupuk fosfat yang diberikan. Maka dari itu diperlukan suatu cara untuk mengatikan pupuk fosfat granul, yaitu bakteri yang berpotensi untuk melarutkan fosfat tersebut menjadi fosfat dalam bentuk terlarut agar dapat

dimanfaatkan oleh tanaman. Yanti dkk. (2009) melaporkan bahwa pemberian mikroba pelarut fosfat pada tanah yang ditanam cabai merah menunjukan adanya peningkatan berat basah cabai merah sebesar 58,40 gr dibandingkan dengan kontrol 31,40 gr, sedangkan berat kering cabai merah sebesar 13,55 gr daripada kontrol 7,30gr. Pada tanah yang diinokulasikan bakteri pelarut fosfat, hasil pertanian akan meningkat baik kualitas maupun bobot kering dari tanaman tersebut. Penelitian yang dilakukan oleh Pal (1998) menggunakan bakteri pelarut fosfat (Bacillus sp.) pada tanah yang diberi pupuk fosfat akan meningkatkan jumlah dan bobot kering pada tanaman cabai merah.

Bakteri pelarut fosfat merupakan bakteri yang berperan dalam penyuburan tanah karena bakteri tipe ini mampu melakukan mekanisme pelarutan fosfat dengan mengekskresikan sejumlah asam organik berbobot molekul rendah seperti oksalat, suksinat, fumarat, malat (Simanungkalit dan Suriadikarta, 2006). Bakteri pelarut fosfat juga berperan dalam proses metabolisme vitamin D yang berfungsi untuk memperbaiki pertumbuhan akar tanaman dan juga dapat meningkatkan serapan unsur hara pada

tanaman (Wulandari, 2001).Bakteri pelarut fosfat mampu mensekresikan enzim fosfatase yang berperan dalam proses hidrolisis P organik menjadi P anorganik dan juga bakteri pelarut fosfat dapat menghasilkan zat pengatur tumbuh (Purwaningsih, 2003).

Bakteri yang berperan sebagai pelarut fosfat pada tanahtelah banyak ditemukan, diantaranya berasal dari genus Pseudomonas, Micrococcus, Bacillus, Azetobacter, Mycrobacterium, Enterobacter, Klebsiella, dan Flovobacterium (Purwaningsih, 2003). Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengisolasi dan mengidentifikasi bakteri yang dapat melarutkan fosfat pada tanah konvensional dan tanah organik.

MATERI DAN METODE

Penelitian dilakukan di Laboratorium Mikrobiologi Jurusan Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udayana untuk isolasi bakteri dan identifikasi bakteri pelarut fosfat dilakukan diLaboratorium Biopestisida Fakultas Pertanian Universitas Udayana.Penelitian dilaksanakan dari bulan Januari – Maret 2014.

Pengambilan Sampel

Sampel tanah konvensional dan tanah organik dikirim dari Collage Of Agricultural Ibaraki University Jepang.

Isolasi Bakteri Pelarut Fosfat

Isolasi bakteri pelarut fosfat dilakukan menggunakan metode pengenceran (Platting Method). Diambil sebanyak 10 gram tanah dan dilakukan pengenceran (serial dilution method)hingga faktor pengenceran 10-5. Penanaman sampel dilakukan secara pour plate pada media selektifpikovskaya pada faktor pengenceran 10-4 dan 10-5.Koloni yang membentuk zona bening dimurnikan dengan cara streak for singel colony pada media pikovskaya(Pelczar dan Chan, 2006).

Pengamatan Makroskopis Koloni Bakteri

Pengamatan makroskopis dilakukan pada hari kedua inkubasi yang meliputi pengamatan bentuk koloni, bentuk permukaan koloni, bentuk tepi koloni serta warna koloni. Pengamatan disesuaikan dengan struktur makroskopis koloni bakteri oleh Cowan and Talaro (2006).

Identifikasi Bakteri Pelarut Fosfat

Identifikasi bakteri pelarut fosfat dilakukan dengan cara mengamati morfologi secara makroskopis dan secara mikroskopis, kemudian dilakukan identifikasimenggunakan Kit Microgen™ GnA+B-ID System (Microgen Bioproducts Ltd.). Hasil identifikasi selanjutnya disesuaikan dengan buku identifikasi Bergey’s (Garrity et al., 2006).

HASIL

Isolasi Bakteri Pelarut Posfat

Berdasarkan hasil isolasi bakteri pada tanah konvensional dan tanah organik didapatkan 2 isolat bakteri pada tanah konvensional dan 4 isolat bakteri pada tanah organik. Keenam isolat tersebut adalah TKO 1, TKO 2, TOR 1, TOR 2, TOR 3 dan TOR 4 seperti yang tersaji pada Tabel 1 dan Gambar 1.

ISSN:

Tabel 1. Bentuk makroskopis koloni bakteri hasil isolasi dari tanah konvensional (TKO) dan tanah organik (TOR)


TOR 4


TKO 1


TKO 2



Kode Isolat

Struktur Makroskopis

TKO1

Koloni bulat kecil berwarna putih dan tipis, permukaan rata, tepi utuh.

TKO2

Koloni tidak teratur berwarna bening mengkilat dengan tengah koloni putih, permukaan rata, tepi berombak.

TOR1

Koloni bulat berwarna putih dan tipis dengan permukaan rata, tepi utuh.

TOR2

Koloni tidak teratur berwarna bening mengkilat dengan tengah koloni putih, permukaan rata, tepi berombak.

TOR3

Koloni bulat berwarna putih dan tipis dengan permukaan rata, tepi utuh.

TOR4

Koloni bulat berwarna putih dan tipis dengan permukaan rata, tepi utuh.

TOR 1          TOR 2             TOR 3

Gambar 1. Foto hasil isolasi bakteri pelarut fosfat pada tanah organik (TOR) tanah konvensional (TKO)

A



Gambar 2. Isolat Yersinia sp. A. Koloni bakteri Yersinia sp. pada media pikovskaya yang terlihat membentuk zona bening. B. Struktur mikroskopis bakteri Genus Yersinia sp. berbentuk batang dan Gram negatif (tanda panah) (perbesaran 10x100).

Tabel 2. Kharakteristik isolat Yersinia sp.

Kharakteristik

Keterangan

Kharakteristik

Keterangan

Bentuk koloni

Bulat (entire)

Ornithin

Negatif

Warna koloni

Putih mengkilat

H2S

Negatif

Tepi koloni

Utuh (entire)

Glucose

Positif

Permukaan koloni

Rata (flat)

Mannitol

Negatif

Bentuk Sel

Basil

Xylose

Positif

Pewarnaan Gram

Negatif

ONPG

Positif

Motilitas

Negatif

Indole

Negatif

Oksidase

Negatif

Urease

Positif

Katalase

Negatif

VP.

Negatif

Nitrat

Positif

Citrate

Negatif

Lysine

Negatif

TDA

Negatif

Setelah dilakukan pengujian pada media pikovskaya semua isolat yang diisolasi mampu melarutkan fosfat, akan tetapi isolat TKO2 yang mampu menghasilkan zona beningyang terbesar diartikan bahwa isolat TKO2 memiliki kemampuan melarutkan fosfat yang paling tinggi dibandingkan keenam isolat yang lain, sehingga isolat TKO2 dilakukan uji untuk identifikasi.

Identifikasi Bakteri Pelarut Fosfat

Berdasarkan hasil identifikasi dengan menggunakan Kit Microgen™ GnA+B-ID System dan buku identifikasi Bergey’s (Garrity et al., 2006), isolat TKO2 teridentifikasi sebagai spesies Yersinia sp. dengan karakter makroskopis, mikroskopis dan biokimia tertera pada Gambar 1 dan Tabel 2 .

PEMABAHASAN

Berdasarkan hasil identifikasi dengan menggunakan Kit Microgen™ GnA+B-ID System isolat TKO2teridentifikasi sebagai bakteri Yersinia sp. dengan ciri-ciri makroskopis koloni tidak teratur berwarna bening mengkilat dengan tengah koloni putih, permukaan rata, tepi berombak. Isolat bakteri Yersinia sp. menunjukan zona bening yang paling besar diantara isolat bakteri yang lain, hal tersebut berarti Yersinia sp. menunjukan yang paling kuat

gatif pada uji oksidase. Bakteri Yersinia sp. positif terhadap uji urease dikarenakan bakteri Yersinia sp. memiliki enzim fosfotase sehingga mampu

melarutkan fosfat dari pada isolat bakteri yang lain.

Bentuk sel dari bakteri Yersinia sp. basil (batang) dan merupakan bakteri Gram negatif karena pada sel bakteri terlihat berwarna merah dikarenakan sel dari bakteri tersebut menyerap pewarna safranin. Setelah dilakukan uji biokimia bakteri Yersinia sp. merupakan oksidase negatif mampu mereduksi nitrat, serta mengkatalisis glukosa dan juga urease positif. Bakteri Yersinia sp. positif terhadap uji nitrat, urease dan glukosa namun ne mendegradasi urease dan juga positif terhadap uji lysin dikarenakan bakteri Yersinia sp. memilki enzim protease sehingga bakteri Yersinia sp. dimasukan

kedalam Filum Proteobacteria (Garrity et al., 2006).

Menurut Maryanti (2006)tanda-tanda bahwa suatu bakteri dapat melarutkan fosfat yaitu dengan adanya zona bening pada sekitaran koloni bakteri dan penambahan ukuran koloni bakteri pada media pikovskaya, hal ini disebabkan karena bakteri tersebut dapat melarutkan fosfat (Ca3(PO4)2) yang terdapat pada formulasi media pikovskaya.George et al. (2002) menyatakan bahwa bakteri pelarut fosfat akan melarutkan fosfat dalam bentuk PO4 menggunakanenzim fosfotase, sehingga terbentuk zona bening disekitaran koloni bakteri pelarut fosfat.

Ngamau et al. (2009) melaporkan bahwaYersinia sp. yang diisolasi dari pisang di daerah Kenya setelah diujikan pada media pikovskaya menunjukan zona bening pada disekeliling koloni bakteri. Khalil et al. (2013) melaporkan bahwa Yersinia sp. dapat melarutkan fosfat pada media pikosvkaya, akan tetapi pada isolat bakteri Yersinia sp. yang berhasil diisolasi pada penelitiannya memiliki kemampuan melarutkan fosfat yang rendah. Rodriguez et al. (2000) juga mengemukakan bahwa selain dari Genus Erwinia, Enterobacter, Escherichia, Klebsiella, Morganella,

Salmonella, dan Shigella juga ditemukan Genus baru yang dapat melarutkan fosfat di dalam tanah yaitu Genus Yersinia. Klasifikasi                bakteri

Yersiniasp.menurut buku Bergey’s dalam Garrity et al.(2006) adalah :

Filum   :      Proteobacteria

Kelas  :      Gammaproteobacteria

Ordo    :      Enterobacteriales

Famili :      Enterobacteriaceae

Genus   :      Yersinia.

Spesies: Yersinia sp.

Bakteri yang termasuk dalam Genus Yersinia terdiri dari 11 spesies diantaranya yaitu Y. aldovae, Y. bercovieri, Y. frederriksenii, Y. intermedia, Y. kristensenii, Y. mollaretii, Y. pestis. Y. pseudotuberculosis, Y. rohdei dan Y. ruckeri.Berdasarkan hasil identifikasi secara biokimia isolat bakteri Yersinia sp. menunjukan bahwa bakteri Yersinia sp. dapat mendegradisi urease. Pada Genus Yersinia spesies bakteri yang dapat mendegradasi urease yaitu dari spesies Y. enterocolitica dan Y. aldovae(Garrity et al., 2006). Bakteri yang termasuk dalam GenusYersinia selama ini belum ditemukan spesies Yersinia apa yang mampu melarutkan fosfat didalam tanah.

Bakteri pelarut fosfat sering ditemukan berasosiasi didalam tanah, contohnya adalah tanah konvensional dan tanah organik sebab didalam tanah terdapat akar tanaman yang dapat dimanfaatkan oleh mikroba sebagai nutrisi yaitu berupa eksudat yang dikeluarkan oleh tanaman, sehingga bakteri akan berasosiasi di rhizosfer tanaman. Fiantis(2012) mengatakan tanah organik yaitu tanah yang berasal dari sisa-sisa tumbuhan yang menumpuk pada suatu wilayah sedangkan tanah konvensional merupakan tanah yang diolah dengan metode konvensional biasanya dilakukan untuk lahan-lahan yang sempit dan memiliki kemiringan tertentu. Tanah gambut adalah istilah yang dipakai di Indonesia untuk menunjuk tanah organik. Hasil isolasi bakteri pelarut fosfat pada tanah konvensional ditemukan 2 isolat bakteri pelarut fosfat sedangkan pada tanah organik ditemukan 4 isolat bakteri pelarut fosfat. Meskipun pada tanah organik ditemukan lebih banyak bakteri pelarut fosfat akan tetapi kemampuannya melarutkan fosfat sangat kecil dibandingkan dengan isolat yang didapatkan dari tanah konvensional yaitu isolat TKO2.Menurut Simanungkalit dan Suriadikarta (2006)keberadaan mikroba

pelarut fosfat berkaitan dengan jumlah bahan organik yang terdapat didalam tanah. Pada tanah konvensional dan tanah organik masih banyak mengandung bahan-bahan organik, sehingga mikroba akan berasosiasi di dalam tanah untuk memanfaatkan bahan organik yang masih terkandung, salah satu contoh bahan organik tersebut dalah fosfat. Santosa (2007) Mengatakan bahwa fosfat dimanfaatkan oleh bakteri untuk aktivitas dan pembentukan sel-sel baru sedangkan Widiawati dan Suliasih (2006) melaporkan bahwa bakteri pelarut fosfat merupakan bakteri yang memiliki kemampuan yang sangat besar sebagai biofertilizer dengan cara melarutkan fosfat yang masih terjerat didalam tanah seperti unsur Fe, Al, Ca dan Mg sehingga unsur-unsur tersebut dapat dilarutkan oleh bakteri selanjutnya menjadi unsur yang tersedia bagi tanaman.

SIMPULAN

Didapatkan 6 isolat bakteri yang mampu melarutkan fosfat (TKO1, TKO2, TOR1, TOR2, TOR3, dan TOR4). Isolat TKO2 merupakan isolat yang paling besar membentuk zona bening dan teridentifikasi sebagai spesies Yersinia sp.

KEPUSTAKAAN

Berita Resmi Statistik No. 47/08/76/Th. VII, 1 Agustus 2013

Cowan, M.K., K.P. Talaro. 2006. Microbiology A Systems Approach . McGraw-Hill Companies. New York.

Fiantis, D. 2012. Morfologi dan klasifikasi tanah. Jurnal Tanah faperta Unand 2:156-162

George, TS., Gregori, PJ., Wood, M., Read, J and Buresh, RJ. 2002. Phosphatase activity and organic acids in the rhizosphere of potential agroforestry species and maize. Soil Biol. Biochem. 34:1487-1494.

Garrity, G., D. J. Brenner, J. T. Staley, N. R. Krieg, D. R. Boone, P. D. Vos, M. Goodfellow, F. A. Rainey, and K-H Schleifer.2006. Bergeys Manual of Systematic Bacteriology : Volume Two The Proteobacteria (Part C). Spinger Science and Bussiness Media Inc. New York.

Isgitani, M, S., dan Siradz, S, A. 2005. Pengaruh inokulasi bakteri pelarut fosfat terhadap pertumbuhan shorgum pada berbagai kandungan P tanah. Jurnal Ilmu Tanah dan Lingkungan 5:48-54.

Khalil, S and Sohail, M. 2013. Indigenously isolated phosphate solubilizing bacteria and their application as biofertilizer. Departement of Microbiology, Federal Urdu University of arts, Science and Technology, Karachi. University of Karachi. Pakistan. Trends In Life Sciences (TLS), 2(2):10-15.

Maryanti, D. 2006. Isolasi dan uji kemampuan bakteri pelarut fosfat dari rhizosfir tanaman pangan dan semak.[Skripsi]. Padang. Fakultas Pertanian Universitas Andalas. 84 halaman.

Ngamau, C.N., Matiru, V.N., Muthuri and Tani, A. 2008. Isoaltion and identification of endophytic bacteria of Bananas in Kenya. Jomo Kenyatta University Of Agricultural and Technology, nairobi, Kenya and institute Of Plant Science and Resources, Okayama University, Kurashiki, Okayama, Jepang. FEMS Microbiology Letters 7:559-566

Pal, S.S. 1998. Interaction of an acid toleran strain of phospate solubilizing bacteria with a few acid toleran crops. Plant Soil. 198:169-177.

Pelczar, M.J. dan Chan. E. C. S. 2006. Dasar-dasar Mikrobiologi Jilid 2, UI Press. Jakarta.

Purwaningsih, S. 2003. Isolasi, Populasi dan Karakterisasi Bakteri Pelarut Fosfat pada Tanah dari Taman Nasional Bogani Nani Wartabone, Sulawesi Utara.Biologi 3 (1):22-31.

Rodriguez, H., Gonzales, T and Selman, G. 2000. Expression of a mineral phospate solubilizing gene from Erwinia herbicola in two rhizobacterial strain. J. Biotechnol. Adv. 17:319-339

Santika. 2001. Agribisnis Cabai. Penebar Swadaya. Jakarta.

Santosa, E. 2007. Metoda Analisa Biologi Tanah. Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Sumberdaya Lahan Pertanian. Bogor.

Simanungkalit, R. D. M dan Suriadikarta, D. A. 2006. Pupuk Organik dan Pupuk Hayati. Balai Besar Litbang Sumberdaya Lahan Pertanian. Bogor.

Widiawati, S dan Suliasih. 2005. Augmentasi Bakteri Pelarut Fosfat (BPF) Potensial sebagai Pemacu Pertumbuhan Caysin (Brasica caventis Oed.) di Tanah Marginal. Biodiversitas 7(1):10-14.

Wulandari, S. 2001. Efektifitas Bakteri Pelarut Fosfat Pseudomonas sp. Terhadap Pertumbuhan Tanaman Kedelai (Glycine max L.) pada Tanah Podsolik Merah Kuning. Jurnal NaturIndonesia 4(1): 21-25.

Yanti, Y., Gustian., H. Rahma. 2009. Aplikasi Agen Hayati Pseudomonas Fluorescens Sebagai Penginduksi Ketahanan Untuk Meningkatkan Produksi Tanaman Cabai Terhadap Penyakit Virus Kuning Di Kecamatan Kuranji Kotamadya Padang. Warta Pengabdian Andalas XV (22):48-54.