1  

EFEKTIVITAS STERILISASI IRADIASI SINAR GAMMA CO-60 DAN

MESIN BERKAS ELEKTRON TERHADAP BERBAGAI BAHAN

PEMBAWA SERTA VIABILITAS INOKULAN DALAM BAHAN

PEMBAWA ARANG BATOK DAN ZEOLIT

SINDY MARIETA PUTRI

A14060726

PROGRAM STUDI MANAJEMEN SUMBERDAYA LAHAN

DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN

FAKULTAS PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2011

2  

RINGKASAN SINDY MARIETA PUTRI. Efektivitas Sterilisasi Iradiasi Sinar Gamma Co-60 dan Mesin Berkas Elektron terhadap Berbagai Bahan Pembawa serta Viabilitas Inokulan dalam Bahan Pembawa Arang Batok Dan Zeolit. Dibimbing oleh ISWANDI ANAS, FAHRIZAL HAZRA dan ANIA CITRARESMINI.

Pupuk hayati adalah suatu bahan atau materi yang berisi mikrob hidup

seperti mikrob penambat N, mikrob pelarut P maupun mikrob perombak selulosa yang diaplikasikan kepada biji, tanaman atau tanah dengan tujuan mendukung pertumbuhan serta meningkatkan hara tersedia bagi tanaman. Penggunaan pupuk hayati ini menjadi alternatif yang sangat baik dalam mendukung penggunaan pupuk kimia sehingga lebih ramah lingkungan. Pupuk hayati dikemas dalam suatu bahan pembawa (carrier) seperti gambut, arang, kompos, zeolit dan sebagainya yang berfungsi sebagai tempat hidup dan menjaga efektivitas mikrob dalam kurun waktu tertentu. Bahan pembawa merupakan faktor yang penting dalam menentukan kualitas pupuk hayati tersebut. Syarat bahan pembawa yang baik adalah bebas dari mikrob indigenus yang tidak diinginkan sehingga mikrob inokulan mampu hidup dan bertahan di dalam bahan pembawa, untuk itu perlu adanya proses sterilisasi bahan pembawa.

Penelitian bertujuan untuk mengetahui tingkat efektivitas metode sterilisasi Iradiasi Sinar Gamma Co-60, Mesin Berkas Elektron (MBE) dan autoklaf terhadap jumlah mikrob indigenus bahan pembawa arang batok, zeolit, arang kayu dan gambut Rawa Pening. Selain itu juga bertujuan untuk mengetahui viabilitas inokulan Azospirillum, Azotobacter dan Fungi Pelarut Fosfat (FPF) dalam bahan pembawa arang batok dan zeolit steril. Proses sterilisasi Iradiasi Sinar Gamma Co-60 dan MBE dilakukan di PATIR - BATAN, sedangkan untuk sterilisasi autoklaf serta uji sterilitas dan viabilitas inokulan dilakukan di Laboratorium Bioteknologi Tanah, Fakultas Pertanian, IPB.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa penggunaan metode sterilisasi iradiasi Sinar Gamma Co-60 pada dosis 50 kGy, Mesin Berkas Elektron dan autoklaf efektif dalam mensterilkan bahan pembawa dari mikrob indigenus dengan batas minimum mikrob terdeteksi 102 spk/g. Hasil uji viabilitas inokulan Azospirillum, Azotobacter dan FPF memiliki pola menurun di dalam bahan pembawa steril Iradiasi Sinar Gamma Co-60, MBE maupun autoklaf yang disimpan pada suhu kamar (250C) hingga 70 hari. Bahan pembawa zeolit steril iradiasi Sinar Gamma Co-60 dan autoklaf dengan inokulan Azospirillum menunjukkan hasil yang terbaik dalam uji viabilitas dengan persentase penurunan jumlah sel sebesar 11.11 %. Namun penggunaan metode sterilisasi autoklaf terhadap bahan pembawa arang batok menyebabkan penurunan jumlah sel inokulan FPF sebesar 99.75 % sehingga autoklaf bukanlah metode sterilisasi yang terbaik. Kata Kunci : Pupuk hayati, Bahan Pembawa, Sterilisasi, Iradiasi Sinar Gamma

Co-60, Mesin Berkas Elektron, Viabilitas.

3  

SUMMARY SINDY MARIETA PUTRI. The Effectiveness of Gamma Irradiation Co-60 and Electron Beam Machine toward Carrier Sterilization and Viability of Inoculant on Coconut Shell Charcoal and Zeolite. Supervised by ISWANDI ANAS, FAHRIZAL HAZRA and ANIA CITRARESMINI.

Biofertilizer is a substance containing living microorganism such as

nitrogen fixing bacteria, phosphate solubilizing microorganism and organic matter decomposing microorganism which applied to seed, plant surface or soil to improve growth and increasing supply of availability of primary nutrients to the plant. Application of biofertilizer becomes alternative fertilizer to support application of chemical fertilizer to preserve the environment. Biofertilizers are packaged on carrier material such as peat, charcoal, compost, zeolite and others which can provide ideal home and keep the effectiveness of microorganism during storage period. Carrier is important thing to determine the quality of biofertilizer. The property of good carrier is free for unwanted indigenous microorganism to keep high number of inoculants microorganism, so that must be carrier sterilization.

The purpose of this research was to investigate the effectiveness of Gamma Irradiation Co-60, Electron Beam Machine (EBM) and autoclave toward decreasing the number of indigenous microorganism on carrier material coconut shell charcoal, zeolite, wood charcoal and peat from Rawa Pening. Beside that to investigate viability of Azospirillum, Azotobacter and Phosphate Solubilizing Fungi inoculants on carrier material coconut shell charcoal and zeolite. Sterilization of Gamma Irradiation Co-60 and EBM conducted in PATIR – BATAN, while sterilization of autoclave, sterility tests and viability tests conducted in Laboratory of Soil Biotechnology, Agricultural Faculty, IPB.

The result shows using Gamma Irradiation Co-60 at 50 kGy, Electron Beam Machine (EBM) and autoclave are effective to sterilize indigenous microorganism on carrier materials with minimum detection limit was 102 cfu/g. The result of viability of Azospirillum, Azotobacter dan Phosphate Solubilizing Fungi inoculants on sterilized carrier material by Gamma Irradiation Co-60, EBM and autoclave tended to decline during storage 70 days at room temperature (250C). Viable cell Azospirillum inoculants on zeolite sterilized by Gamma Irradiation Co-60 and autoclave give best performance of viability test with decreased number of cell were 11.11 %. While using autoclave toward coconut shell charcoal leads to decrease viable cell of Phosphate Solubilizing Fungi inoculants to 99.75 % aimed that autoclave was not best method of sterilization.

Keywords : Biofertilizer, Carrier, Sterilization, Gamma Irradiation Co-60,

Electron Beam Machine, Viability.

4  

EFEKTIVITAS STERILISASI IRADIASI SINAR GAMMA CO-60 DAN MESIN BERKAS ELEKTRON TERHADAP BERBAGAI BAHAN PEMBAWA SERTA VIABILITAS INOKULAN DALAM BAHAN

PEMBAWA ARANG BATOK DAN ZEOLIT

Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Pertanian Pada Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor

SINDY MARIETA PUTRI A14060726

PROGRAM STUDI MANAJEMEN SUMBERDAYA LAHAN DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN

FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2011

i  

Judul Penelitian : Efektivitas Sterilisasi Iradiasi Sinar Gamma Co-60 dan Mesin Berkas Elektron terhadap Berbagai Bahan Pembawa serta Viabilitas Inokulan dalam Bahan Pembawa Arang Batok dan Zeolit

Nama : Sindy Marieta Putri

NRP : A14060726

Menyetujui, Pembimbing

Ketua

Prof. Dr. Ir. Iswandi Anas, M.Sc. NIP. 19500509 197703 1 001

Anggota Anggota

Ir. Fahrizal Hazra, M.Sc. Ania Citraresmini, SP. MP NIP. 19631120 198903 1 002 NIP. 19720411 200012 2 002

Mengetahui, Ketua Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan

Dr. Ir. Syaiful Anwar, M.Sc.

NIP : 19621113 198703 1 003

Tanggal Lulus :

ii  

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 5 Maret 1988 dari pasangan Ir.

Wiharjanto (Alm) dan Titiek Dwi Susanti. Penulis merupakan anak kedua dari

tiga bersaudara.

Penulis memulai studinya di Taman Kanak-Kanak (TK) Burung Pipit

tahun 1992 dan kemudian melanjutkan ke Sekolah Dasar Negeri (SDN) Duren

Sawit 07 Pagi Jakarta Timur dan lulus pada tahun 2000. Setelah itu penulis

melanjutkan studi ke Sekolah Menengah Pertama Negeri (SMPN) 255, Raden

Inten, Jakarta Timur dan lulus pada tahun 2003. Selanjutnya, penulis melanjutkan

studi ke Sekolah Menengah Atas Negeri (SMAN) 68, Salemba, Jakarta Pusat dan

lulus pada tahun 2006. Pada tahun yang sama dengan kelulusan SMA, penulis

diterima di Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Seleksi Penerimaan

Mahasiswa Baru (SPMB). Setelah menjalankan Tingkat Persiapan Bersama (TPB)

pada tahun pertama di IPB, penulis diterima di Program Mayor Manajemen

Sumberdaya Lahan, Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas

Pertanian.

Selama menjalankan studi di Institut Pertanian Bogor, penulis pernah

tergabung dalam kepanitiaan Soilidarity 2008 pada Divisi Acara dan kepanitiaan

Seminar Nasional HMIT : Soil and Palm Oil 2009 pada Divisi Dana Usaha.

Selama itu penulis juga pernah menjadi asisten praktikum mata kuliah Biologi

Tanah tahun 2010 dan Bioteknologi Tanah tahun 2010.

iii  

KATA PENGANTAR

Puji syukur Alhamdulillah atas kehadirat Allah SWT yang telah

memberikan nikmat serta anugrahNya sehingga penulis dapat menyelesaikan

penelitian dan penulisan skripsi ini dengan baik.

Skripsi yang berjudul Efektivitas Sterilisasi Iradiasi Sinar Gamma Co-

60 dan Mesin Berkas Elektron terhadap Berbagai Bahan Pembawa serta

Viabilitas Inokulan dalam Bahan Pembawa Arang Batok dan Zeolit ini

merupakan hasil penelitian sebagai salah satu syarat kelulusan menjadi Sarjana

Pertanian di Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian,

Institut Pertanian Bogor.

Penulis menyadari bahwa tanpa dukungan, bantuan serta doa dari berbagai

pihak maka penyelesaian tugas akhir ini tidak akan berjalan dengan baik. Untuk

itu penulis menghaturkan ucapan terima kasih kepada :

1. Prof. Dr. Ir Iswandi Anas, M.Sc selaku dosen pembimbing I yang telah

memberikan waktu, arahan, dukungan sekaligus penyandang dana

sehingga penulisan skripsi ini terselesaikan dengan sangat baik

2. Ir. Fahrizal Hazra, M.Sc selaku dosen pembimbing II yang telah

memberikan waktu dan arahan serta bantuan selama penyusunan skripsi

3. Ania Citraresmini, SP. MP selaku dosen pembimbing III yang telah

memberikan arahan dalam penyusunan skripsi

4. Dr. Rahayu Widyastuti, M.Sc selaku dosen penguji yang telah

memberikan saran untuk perbaikan skripsi ini

5. Ibu Soertini Gandanegara yang telah memberikan saran serta masukan-

masukan yang sangat bermanfaat dalam penulisan skripsi ini

6. Mamaku tersayang Titiek Dwi Susanti, Alm Papa Wiharjanto, Mas

Wimpy Gustaf Wiarga, Kak Dian Iswara dan Adik Serra Pungkas

Risantika yang selalu mendukung penulis

7. Segenap staf Laboratorium Bioteknologi Tanah, Tata Usaha dan

Perpustakaan Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan

8. Rekan-rekan Laboratorium Bioteknologi Tanah S1 maupun S2

iv  

9. Teman-teman Manajemen Sumberdaya Lahan angkatan 43 yang tidak

dapat disebutkan satu persatu

10. Pihak-pihak lain yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah

membantu dalam penelitian serta penulisan skripsi ini

Penulis sangat berharap tulisan ini dapat memberikan manfaat bagi pihak

yang membacanya.

Bogor, Februari 2011

Penulis

v  

DAFTAR ISI DAFTAR TABEL ............................................................................................... vii DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... viii I. PENDAHULUAN .............................................................................................. 1

1.1. Latar Belakang .............................................................................................. 1 1.2. Tujuan Penelitian ......................................................................................... 2 1.3. Hipotesis Penelitian ...................................................................................... 2

II. TINJAUAN PUSTAKA .................................................................................... 4 2.1. Karakteristik Pupuk Hayati ......................................................................... 4 2.2. Bahan Pembawa (Carrier) ............................................................................ 5

2.2.1. Arang .................................................................................................. 5 2.2.2. Zeolit ................................................................................................. 6 2.2.3. Gambut ............................................................................................... 6

2.3. Mikrob dalam Pupuk Hayati ......................................................................... 7 2.3.1. Azotobacter ....................................................................................... 7 2.3.2. Azospirillum ....................................................................................... 7 2.3.3. Fungi Pelarut Fosfat ........................................................................... 8 2.4. Metode Sterilisasi Bahan Pembawa ............................................................. 8

2.4.1. Iradiasi Sinar Gamma Co-60 .............................................................. 8 2.4.2. Mesin Berkas Elektron .................................................................... 10 2.4.3. Autoklaf ........................................................................................... 11

III. BAHAN DAN METODE .............................................................................. 13 3.1. Tempat dan Waktu Penelitian .................................................................... 13 3.2. Bahan dan Alat ........................................................................................... 13 3.3. Metode Penelitian ....................................................................................... 13 3.3.1. Persiapan Bahan Pembawa ............................................................. 14

3.3.2. Proses Sterilisasi Bahan Pembawa ................................................... 14 3.3.3. Produksi Inokulan ............................................................................ 15 3.3.4. Proses Inokulasi .............................................................................. 15 3.3.5. Uji Viabilitas Inokulan Selama Masa Penyimpanan ........................ 16 3.3.6. Uji Sterilitas Bahan Pembawa ......................................................... 17

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN……………………………………………..19 4.1. Uji Sterilitas Penggunaan Iradiasi Sinar Gamma Co-60, Mesin

Berkas Elektron dan Autoklaf terhadap Bahan Pembawa ........................ 19 4.2. Uji Viabilitas Inokulan dalam Bahan Pembawa Steril Arang Batok dan

Zeolit selama Masa Penyimpanan 70 Hari................................................ 21 4.2.1 Uji Viabiltas Azospirillum dalam Bahan Pembawa Steril Arang

Batok dan Zeolit ................................................................................ 22 4.2.2 Uji Viabiltas Azotobacter dalam Bahan Pembawa Steril Arang

Batok dan Zeolit ................................................................................ 24

vi  

4.2.3 Uji Viabiltas Fungi Pelarut Fosfat (FPF) dalam Bahan Pembawa Steril Arang Batok dan Zeolit .......................................................... 25

V. KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................................... 29 5.1. Kesimpulan ................................................................................................. 29 5.2. Saran .......................................................................................................... 29

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 30

iii  

DAFTAR TABEL

Nomor Halaman Teks

1. Total Mikrob dalam Bahan Pembawa Sebelum dan Setelah Sterilisasi ........... 19

2. Jumlah Sel Inokulan Azospirillum, Azotobacter dan Fungi Pelarut Fosfat yang dimasukkan ke Bahan Pembawa ............................................................. 21

3. Viabilitas Inokulan Azospirillum dalam Bahan Pembawa Arang Batok dan Zeolit steril Menggunakan Iradiasi Sinar Gamma Co-60, MBE dan Autoklaf yang disimpan pada Suhu Kamar Selama Masa Penyimpanan 70 Hari ........... 22

4. Viabilitas Inokulan Azotobacter dalam Bahan Pembawa Arang Batok dan Zeolit steril Menggunakan Iradiasi Sinar Gamma Co-60, MBE dan Autoklaf yang disimpan pada Suhu Kamar Selama Masa Penyimpanan 70 Hari ........... 24

5. Viabilitas Inokulan Fungi Pelarut Fosfat dalam Bahan Pembawa Arang Batok dan Zeolit steril Menggunakan Iradiasi Sinar Gamma Co-60, MBE dan Autoklaf yang disimpan pada Suhu Kamar Selama Masa Penyimpanan 70 Hari ..................................................................................... 26

 

Lampiran

1. Sifat Kimia Bahan Pembawa ............................................................................. 35

2. Viabilitas Mikrob Inokulan dalam Bahan Pembawa Arang Batok dan Zeolit dengan Metode Sterilisasi Mesin Berkas Elektron Selama Masa Penyimpanan 70 Hari ........................................................................................ 35

3. Viabilitas Mikrob Inokulan dalam Bahan Pembawa Arang Batok dan Zeolit dengan Metode Sterilisasi Iradiasi Sinar Gamma Co-60 Selama Masa Penyimpanan 70 Hari ....................................................................................... 35

4. Viabilitas Mikrob Inokulan dalam Bahan Pembawa Arang Batok dan Zeolit dengan Metode Sterilisasi Autoklaf Selama Masa Penyimpanan 70 Hari ........ 36

5. Komposisi Media Nitrogen Free Bromtymolblue .............................................. 36

6. Komposisi Media Nitrogen Free Manitol ......................................................... 36

7. Komposisi Media Pikovskaya ............................................................................ 37

8. KomposisiMedia Nutrient Agar dan Nutrient Broth .......................................... 37

9. KomposisiMedia Potato Dextrose Agar ............................................................ 37

 

iii  

DAFTAR GAMBAR

Nomor Halaman

Teks

1.Efektivitas radiasi Gamma Ray dalam mematikan mikrob dengan berbagai dosis ...................................................................................................................... 9

2.Perbandingan penurunan jumlah mikrob bakteri dan fungi dengan Gamma Ray dan MBE ..................................................................................................... 10

3.Bagan pengerjaan penelitian ............................................................................... 18

4.Populasi Azospirillum dalam bahan pembawa arang batok dan zeolit steril selama masa penyimpanan 70 hari ..................................................................... 24

5.Populasi Azotobacter dalam bahan pembawa arang batok dan zeolit steril selama masa penyimpanan 70 hari ..................................................................... 25

6.Populasi Fungi Pelarut Fosfat dalam bahan pembawa arang batok dan zeolit steril selama masa penyimpanan 70 hari ............................................................. 27 

Lampiran

 1. Gambar kemasan bahan pembawa .................................................................... 38

2. Gambar sterilisasi menggunakan Iradiasi Sinar Gamma Co-60 ....................... 38

3. Gambar sterilisasi menggunakan Mesin Berkas Elektron ................................. 38

4. Gambar sterilisasi menggunakan autoklaf ......................................................... 38

5. Proses inokulasi ke dalam kemasan bahan pembawa ........................................ 38

 

1  

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Biofertilizer atau yang lebih dikenal dengan pupuk hayati merupakan salah

satu alternatif pupuk yang dapat mengurangi ketergantungan penggunaan pupuk

kimia. Pupuk hayati merupakan bahan yang mengandung sel hidup atau mikrob

yang memiliki kemampuan untuk menambat nitrogen maupun melarutkan fosfat

yang sukar larut (Rao, 1982).

Menurut Tombe (2008), salah satu faktor yang menentukan mutu pupuk

hayati adalah kepadatan populasi inokulan yang ada di dalamnya. Ketahanan

hidup (viabilitas) inokulan perlu dipertahankan dalam jumlah yang tinggi selama

masa penyimpanan pupuk hayati. Hal tersebut dilakukan agar jumlah mikrob

inokulan yang diberikan ke tanah lebih mendominasi mikrob indigenus di dalam

tanah sehingga kualitas pupuk hayati mampu memberikan hasil yang optimum

untuk pertumbuhan tanaman.

Inokulan dalam bahan pembawa merupakan kultur sediaan mikrob

fungsional seperti Azospirillum sp, Azotobacter sp, Aspergillus sp dan lain-lain.

Formulasi inokulan umumnya dipersiapkan dalam bentuk cair. Kekurangan dari

formulasi cair tersebut adalah rendahnya viabilitas inokulan selama masa

penyimpanan, sulitnya dalam hal pendistribusian, penyimpanan dan

pengaplikasian di lapang (Van Dyke dan Prosser, 2000). Penggunaan bahan

pembawa menjadi solusi untuk mengatasi kekurangan dari formulasi inokulan

cair. Untuk itu bahan pembawa menjadi unsur yang penting dalam menentukan

kualitas pupuk hayati karena diharapkan mampu mempertahankan viabilitas dan

menjaga keefektifan mikrob inokulan selama masa penyimpanan.

Bahan pembawa yang umum digunakan berupa bahan organik seperti

gambut, arang, kompos, zeolit dan sebagainya. Penginokulasian inokulan ke

dalam bahan pembawa bertujuan untuk menyesuaikan lingkungan hidup mikrob

inokulan sebelum diberikan ke tanah. Salah satu syarat bahan pembawa yang baik

adalah steril dari mikrob indigenus sehingga inokulan mampu bertahan hidup

tanpa adanya persaingan dengan mikrob indigenus dalam bahan pembawa.

2  

Sterilisasi bahan pembawa merupakan tahap yang harus dilakukan

sebelum penginokulasian. Pemilihan metode sterilisasi diperlukan agar bahan

pembawa tidak mengalami kerusakan yang dapat mempengaruhi viabilitas

inokulan. Metode sterilisasi bahan pembawa yang umum digunakan adalah

metode fisik yaitu meliputi pemanasan, pengeringan dan radiasi.

Metode sterilisasi pemanasan (panas lembab) biasanya menggunakan

autoklaf yang memanfaatkan panas dalam suatu ruangan bertekanan dengan

temperatur mencapai 1210C selama 60 menit. Autoklaf memiliki kekurangan yaitu

menimbulkan kerusakan sifat kimia bahan pembawa dan menghasilkan unsur

beracun. Menurut Toharisman (1989) intensitas sterilisasi tanah menggunakan

autoklaf dapat meningkatkan kelarutan Fe, Mn dan Zn yang tinggi sehingga dapat

meracuni mikob yang ada di dalamnya.

Metode sterilisasi fisik lainnya adalah radiasi. Iradiasi Sinar Gamma Co-

60 memanfaatkan gelombang elektromagnetik (sinar Gamma), sedangkan Mesin

Berkas Elektron (MBE) memanfaatkan elektron berenergi tinggi untuk meradiasi

bahan pembawa. Metode sterilisasi radiasi menggunakan dosis radiasi yang

merupakan besaran energi yang diabsorbsi oleh suatu bahan. Dosis optimum

ditentukan terlebih dahulu sehingga dalam penggunaannya mampu mematikan

mikrob baik itu bakteri maupun fungi.

1.2 Tujuan Penelitian

1. Mengetahui jumlah mikrob indigenus dalam bahan pembawa arang batok,

zeolit, arang kayu, gambut Rawa Pening sebelum sterilisasi

2. Mengevaluasi keefektifan dari beberapa metode sterilisasi (iradiasi Sinar

Gamma Co-60, MBE dan autoklaf) dalam mensterilkan bahan pembawa

dari mikrob indigenus

3. Mengevaluasi viabilitas inokulan dalam bahan pembawa arang batok dan

zeolit yang telah disterilkan dengan metode iradiasi Sinar Gamma Co-60,

MBE dan Autoklaf

3  

1.3 Hipotesis Penelitian

1. Bahan pembawa arang batok, zeolit, arang kayu dan gambut Rawa Pening

mengandung mikrob indigenus dalam jumlah banyak sebelum sterilisasi

2. Metode sterilisasi iradiasi Sinar Gamma Co-60 dan MBE lebih efektif

dalam sterilisasi bahan pembawa dibandingkan Autoklaf

3. Viabilitas inokulan Azospirillum, Azotobacter dan Fungi Pelarut Fosfat

dalam bahan pembawa arang batok dan zeolit yang disterilisasi

menggunakan iradiasi Sinar Gamma Co-60, MBE dan autoklaf dapat

dipertahankan lebih dari 40 hari

4  

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Karakteristik Pupuk Hayati

Pengertian pupuk hayati (biofertilizer) adalah pupuk organik yang

mengandung isolat berupa mikrob seperti mikrob penambat nitrogen (N2), mikrob

pelarut fosfat (P) atau mikrob perombak selulosa yang diberikan kepada biji,

tanah maupun kompos dengan tujuan meningkatkan pertumbuhan tanaman

(Lumbantobing, 2008). Penggunaan pupuk hayati memanfaatkan mikrob dalam

mempercepat proses mikrobologi untuk meningkatkan ketersediaan hara,

sehingga dapat dimanfaatkan oleh tanaman. Selain itu pupuk hayati mampu

mengaktifkan serapan hara oleh tanaman, mempercepat proses pengomposan,

memperbaiki struktur tanah, dan menghasilkan substansi aktif yang dapat

meningkatkan pertumbuhan tanaman (Tombe, 2008).

Beberapa mikrob yang sering digunakan dalam pupuk hayati antara lain

Azotobacter sp. dan Azospirillum sp. untuk menambat N2 dari udara tanpa harus

bersimbiosis dengan tanaman. Ada juga Aspergillus sp. yang merupakan mikrob

pelarut P yang sangat efektif dalam melepaskan ikatan P yang sukar larut.

Keuntungan lain dari mikrob tersebut adalah peningkat ketersediaan hara serta

pemantap agregat tanah. Berdasarkan penelitian Hidayati (2009), aplikasi pupuk

hayati yang mengandung mikoriza dan bakteri penambat N, bakteri pelarut P dan

bakteri pelarut K terbukti telah meningkatkan pertumbuhan jagung.

Pupuk hayati dibuat dengan menggunakan beberapa komponen dasar

yaitu: (1) mikrob yang sesuai untuk suatu jenis pupuk hayati, (2) medium untuk

perbanyakan sel mikrob yang akan digunakan, (3) bahan pembawa (carrier)

mikrob dan (4) bahan pengemas (packaging materials). Pupuk hayati dapat dibuat

dengan menggunakan lebih dari satu macam mikrob yang berbeda, baik berbeda

genus atau spesiesnya maupun berbeda dalam hal peranannya sebagai pupuk

hayati. Namun yang harus diperhatikan disini adalah bahwa mikrob yang

digunakan tidak boleh mempunyai sifat antagonistik satu sama lain (Yuwono,

2008).

5  

2.2. Bahan Pembawa (Carrier)

Bahan pembawa atau carrier merupakan bahan tempat membawa sel

hidup atau mikrob tertentu yang diinokulasikan di dalamnya dengan tujuan agar

tetap hidup selama jangka waktu tertentu. Menurut Burton (1976 dan 1979) dalam

Aji (1993) syarat-syarat bahan pembawa yang baik untuk inokulan diantaranya

adalah: (1) tidak bersifat racun bagi mikrob inokulan, (2) kapasitas penyerapan

dan kelembaban relatif baik, (3) mudah diproses dan tidak berbongkah, (4) mudah

disterilisasi dengan menggunakan autoklaf maupun iradiasi Sinar Gamma, (5)

tersedia dalam sumberdaya yang cukup (tidak terbatas), (6) murah, (7) kisaran pH

netral dan (8) tidak beracun bagi tanaman.

Bahan pembawa perlu disterilisasi untuk menghindari adanya

pertumbuhan mikrob indigenus. Jika mikrob indigenus tumbuh secepat angka dari

jumlah mikrob inokulan yang dimasukkan maka dapat memungkinkan lebih

banyak mikrob yang tidak diinginkan pada hasil akhir pupuk hayati (Gupta et al.,

2007; Motsara et al., 1995).

Saat ini bahan dalam bentuk granul atau butiran dengan diameter 2-3 mm

serta bahan alami berupa mineral liat (zeolit), bahan organik (gambut, kompos,

arang, dan lain-lain) merupakan bahan yang dapat digunakan sebagai bahan

pembawa.

Menurut Tombe (2008), salah satu faktor yang menentukan mutu pupuk

hayati adalah jumlah mikrob yang terkandung di dalamnya. Penyimpanan pada

suhu rendah umumnya lebih cocok untuk ketahanan hidup mikrob dibandingkan

pada suhu tinggi. Peningkatan suhu menyebabkan kelembaban menurun. Dengan

mempertahankan kelembaban, kematian mikrob dapat dikurangi.

2.2.1. Arang

Arang merupakan hasil pembakaran (penghangusan) suatu bagian

tanaman. Proses pembakaran bahan tersebut dapat mencapai suhu 3500C hingga

bagian tanaman menjadi hangus (Knicker, 2007). Bagian tanaman yang umum

dijadikan arang adalah kayunya sehingga disebut arang kayu. Ada juga arang

batok yang merupakan hasil pembakaran batok kelapa. Secara umum arang

6  

dianggap sebagai bagian gugus karbon yang stabil dalam tanah (Skjemstad et al.,

1996).

Thiobacillus sp dapat tumbuh dengan baik dalam bahan pembawa arang

sekam (limbah kulit padi). Pada bahan pembawa ini bakteri masih hidup ketika

direisolasi hari ke-20 dan masih bertahan sampai hari ke-28. Sebaliknya,

Thiobacillus sp tidak dapat hidup dalam bahan pembawa arang kayu dan arang

aktif (Hazra dan Widyati, 2007).

2.2.2. Zeolit

Zeolit adalah senyawa zat kimia alumino-silikat berhidrat dengan kation

natrium, kalium dan barium. Zeolit memiliki muatan negatif sehingga mampu

mengikat kation. Menurut Husaini (2002) dalam Dewi (2009), kation-kation yang

dapat dipertukarkan dari mineral zeolit tidak terikat secara kuat dalam kerangka

kristal yang berbentuk tetraeder sehingga zeolit memiliki potensi untuk

menukarkan kation.

Penelitian yang berkaitan dengan peningkatan efisiensi penggunaan pupuk

menunjukkan bahwa zeolit meningkatkan serapan unsur hara sejalan dengan

produksi tanaman (Estiaty et al., 2008). Pemberian zeolit dapat pula mempercepat

pengomposan melalui peningkatan suhu, menurunkan C/N rasio, pH dan

meringankan KTK kompos (Astiana, 1993).

Sebagai bahan pembawa, zeolit merupakan media inokulan mikoriza

terbaik. Berdasarkan penelitian Nurbaity et al. (2009), kualitas inokulan mikoriza

dalam bahan pembawa zeolit lebih baik dibandingkan dalam bahan pembawa

arang sekam maupun jerami dalam hal penginfeksian akar, panjang akar dan berat

akar segar tanaman sorgum.

2.2.3. Gambut

Gambut merupakan bahan pembawa yang paling umum digunakan untuk

pupuk hayati. Namun tidak semua jenis gambut sesuai sebagai bahan pembawa

karena terkait kelembaban yang dapat berpengaruh terhadap mutu inokulan.

Gambut Rawa Pening, Dieng, Rawa Jitu dan Rawa Sragi memiliki kesesuaian

sebagai bahan pembawa inokulan Bradyrhizobium (Simanungkalit et al., 1999).

7  

Menurut penelitian Handayani (2009), bahan pembawa gambut mampu

mempertahankan viabilitas Bradyrhizobium japonicum pada penyimpanan suhu

100C. Hidayati (2009) juga menyatakan bahwa viabilitas mikrob (Bacillus sp.,

Pseudomonas sp., Azospirillum sp., dan Azotobacter sp.) dalam bahan pembawa

gambut mampu dipertahankan hingga masa penyimpanan 6 bulan walaupun pada

penyimpanan 0 bulan mengalami penurunan akibat perlakuan pengeringan (freeze

dryer).

2.4. Mikrob dalam Pupuk Hayati

2.4.1. Azotobacter

Azotobacter merupakan bakteri penambat N2 yang hidup bebas yang

bersifat gram negatif dan tumbuh baik pada media yang kekurangan N (Imas et

al., 1989). Azotobacter ditemukan aktif dalam tanah yang memiliki pH > 6.0 dan

pH < 6.0 bersifat non aktif. Jumlah populasinya dipengaruhi oleh penanaman dan

pemupukan, populasi meningkat pada tanah tanpa pemupukan. Suhu pertumbuhan

yang optimum adalah 300C (Sutedjo, 1991).

Kemampuan Azotobacter dalam memfiksasi nitrogen merupakan

karakteristik fisiologis yang diketahui pertama kali oleh Beijerinck tahun 1901.

Jumlah nitrogen yang dapat difiksasi sebesar 2 – 15 mg N/g (Rao, 1982). Selain

mampu menambat N2 atmosfir Azotobacter juga mampu mensintetis dan

mensekresi auksin, pyridoxin, cyanocobalamine, asam nikotinat, asam

pantothenat, thiamin, riboflavin, IAA, giberelin dan senyawa pengatur tumbuh

lainnya yang bermanfaat bagi pertumbuhan tanaman (Yuwono, 2008).

Faktor-faktor eksternal yang mempengaruhi penambatan nitrogen

diantaranya adalah suhu, kelembaban tanah, pH tanah, sumber karbon, cahaya dan

penambahan nitrogen (Hindersah, 1997).

2.4.2. Azospirillum

Pada media semi padat yang mengandung malat, Azospirillum dapat

dilihat dari pembentukan pelicle berwarna putih, padat dan berombak.

Pertumbuhan Azospirillum optimum pada suhu antara 320C – 360C dan pH

diantara 6.8 – 7.9 (Alexander, 1977).

8  

Azospirillum merupakan bakteri gram negatif yang dapat memfiksasi N2

pada kondisi mikroaerofilik tanpa membentuk bintil akar (Jati, 1997). Nitrogen

yang telah difiksasi diserap tanaman dalam bentuk ion NH4+ (Rao, 1982). Hal

tersebut mengakibatkan peningkatan tinggi dan bobot kering tanaman yang

diinokulasikan dengan Azospirillum (Rusmana dan Hadijaya, 1994).

Azospirillum menghasilkan hormon pemacu pertumbuhan tanaman

diantaranya adalah IAA, giberelin dan sitokonin (Tien et al., 1979). Inokulasi

dengan Azospirillum memiliki pengaruh yang baik dalam meningkatkan

pertumbuhan tanaman secara nyata, demikian pula dengan kandungan N tanaman

serta hasil bijinya pada kondisi lapangan (Yuwono, 2008).

2.4.3. Fungi Pelarut Fosfat

Mikrob Pelarut Fosfat (MPF) merupakan mikrob tanah yang memiliki

kemampuan dalam melarutkan P tidak tersedia menjadi tersedia (Rao, 1982).

MPF terdiri dari kelompok bakteri dan fungi. Populasi MPF kelompok fungi jauh

lebih rendah dibandingkan kelompok bakteri. Fungi yang dapat melarutkan fosfat

umumnya berasal dari kelompok Deutromycetes antara lain Aspergillus niger, A.

Awamori, Penicillum digitatum, Fusarium dan Sclerotium (Alexander, 1977).

Mikrob ini kebanyakan hidup di daerah perakaran karena banyaknya jumlah

bahan organik. Hal itu menyebabkan aktivitas mikrob yang dekat perakaran akan

lebih aktif daripada yang hidup jauh dari akar.

Fungi Pelarut Fosfat (FPF) mampu mensekresikan asam-asam organik

yang dapat membentuk kompleks stabil dengan kation-kation pengikat P di dalam

tanah dengan cara menurunkan pH dan memecahkan ikatan pada beberapa bentuk

senyawa fosfat sehingga ketersediaan fosfat dalam larutan tanah meningkat. Asam

organik yang dihasilkan oleh FPF dapat meningkatkan ketersediaan P di dalam

tanah serta mengurangi daya racun Al yang dapat dipertukarkan (Al-dd) (Hue et

al., 1986). Selain itu FPF secara nyata mampu mengurangi Fe, Mn dan Cu yang

terserap oleh tanaman jagung pada tanah masam (Premono et al., 1992).

Pertumbuhan FPF sangat dipengaruhi oleh kemasaman tanah. Pada tanah

masam, aktivitas mikrob didominasi oleh kelompok fungi sebab pertumbuhan

fungi optimum pada pH 5.0 – 5.5. Fungi dalam tanah berbentuk miselium

9  

vegetatif ataupun spora. Pertumbuhan fungi akan menurun seiring dengan

peningkatan pH (Waksman dan Starkey, 1981).

2.5. Metode Sterilisasi Bahan Pembawa

2.5.1. Iradiasi Sinar Gamma Co-60

Sinar Gamma termasuk gelombang elektromagnetik yang diperoleh dari

peluruhan zat radioaktif yang dipancarkan dari atom dengan kecepatan tinggi

karena adanya kelebihan energi. Radioaktivitasnya tidak terpengaruh oleh suhu,

kelembaban, tekanan dan lain-lain tetapi terpengaruhi oleh keadaan inti-inti

isotopnya. Radiasi sinar Gamma dapat dipancarkan oleh Cobalt-60 dan Caesium-

137 (Soeminto, 1985 dalam Darjanto, 1995).

Menurut Kustiono (1994) dalam Dwiatmoko (2000), iradiasi adalah sinar

radiasi yang apabila mengenai bahan akan menyebabkan terjadinya penyerapan

energi di dalam bahan tersebut dengan melalui berbagai macam proses atau

interaksi. Jumlah energi radiasi yang diabsorbsi oleh suatu bahan tersebut

dinyatakan dalam besaran dosis.

Dosis serap (D) didefinisikan sebagai rata-rata energi yang diserap bahan

per satuan massa bahan tersebut. Satuan yang digunakan saat ini adalah Gray (Gy)

dimana 1 Gray (Gy) = 1 Joule/kg sehingga diperoleh hubungan bahwa 1 Gray

(Gy) = 100 rad. Menurut Kume (2005), radiasi Sinar Gamma memiliki efektivitas

yang berbeda dalam mematikan mikrob seiring dengan besaran dosis yang

diberikan (Gambar 1). Semakin besar dosis yang diberikan maka daya mematikan

mikrobnya semakin besar pula.

Pengaruh iradiasi Sinar Gamma Co-60 terhadap mikrob terlihat jelas pada

suatu populasi yaitu berkurangnya jumlah koloni yang terbentuk pada Nutrient

Agar. Menurut Suhadi (1976) dalam Darjanto (1995), hal tersebut terjadi karena

bakteri tersebut terbunuh, tidak aktif atau terhambat pertumbuhannya, sedangkan

sel-sel yang masih hidup mungkin disebabkan oleh perbedaan atau perubahan

sifat kepekaan atau daya tahan terhadap radiasi.

10  

Gambar 1. Efektivitas radiasi Gamma Ray dalam mematikan mikrob dengan berbagai dosis (Kume, 2005).

Radiasi sinar Gamma atau elektron berenergi tinggi disebut juga radiasi

pengion karena energi radiasi yang terserap oleh benda akan berinteraksi dengan

benda tersebut dan menimbulkan efek biologi yang mengubah proses kehidupan

normal dari sel hidup. Pada mikrob dapat berpengaruh terhadap DNA sehingga

mikrob tidak dapat membelah diri akibat perubahan yang ditimbulkan oleh radiasi

pengion (Hilmy,1980).

2.5.2. Mesin Berkas Elektron

Mesin Berkas Elektron (MBE) atau Electron Beam Machine merupakan

perangkat sumber elektron berenergi tinggi yang digunakan untuk mengolah

bahan plastik atau polimer. Sesuai dengan perkembangan teknologi MBE

mengikuti kebutuhan industri yaitu penggunaan proses iradiasi bahan yang relatif

tebal atau untuk menghasilkan sinar-X. Penggunaan MBE yang berenergi tinggi

ini dijadikan sebagai pengganti proses radiasi selama ini yang hanya mungkin

dilakukan dengan menggunakan sinar Gamma yang dihasilkan oleh isotop

radioaktif Cobalt-60 seperti misalnya sterilisasi alat kedokteran atau proses radiasi

pengawetan makanan (Anonim, 1990).

Bahan yang diradiasi dengan MBE bebas dari radioaktivitas karena

interaksi berkas elektron dengan bahan yang diradiasi hanya akan menyebabkan

penyusunan ulang elektron terluar dari atom atau molekul bahan. Dengan kata lain

proses radiasi tersebut hanya akan menimbulkan reaksi kimia dan bukan reaksi

11  

inti sehingga tidak akan ada proses transmutasi inti dan dengan demikian tidak

akan ada radioaktivitas (Anonim, 1990).

Menurut Kume (2005), daya penetrasi iradiasi Sinar Gamma Co-60

terhadap bahan pembawa lebih tinggi jika dibandingkan dengan MBE. Hal

tersebut dapat dilihat pada Gambar 2 yang menyatakan penurunan bakteri dan

fungi akibat radiasi Sinar Gamma lebih besar dibandingkan dengan penurunan

bakteri dan fungi akibat radiasi MBE.

Gambar 2. Perbandingan penurunan jumlah mikrob bakteri dan fungi dengan

Gamma Ray dan MBE (Kume, 2005).

Prinsip kerja MBE dimulai dari elektron berkecepatan rendah yang

dihasilkan oleh sumber elektron berupa filamen atau katoda yang dipanaskan

dengan arus listrik. Elektron tersebut dipercepat akibat adanya beda voltase medan

listrik antara katoda dan anoda. Elektron yang telah dipercepat dipusatkan dan

diarahkan selanjutnya dibelokkan menggunakan medan magnet atau scanner

sehingga berkas elektron melebar dan siap untuk meradiasi bahan atau target

(Sukarman, 2007).

2.5.3. Autoklaf

Teknik sterilisasi melalui pemanasan dijadikan pilihan yang umum

digunakan dalam sterilisasi suatu populasi mikrob. Penggunaan panas lembab

lebih efektif dibandingkan dengan panas kering karena lebih cepat mematikan

mikrob. Beberapa cara metode panas lembab diantaranya adalah pendidihan, uap

12  

bebas dan uap dengan tekanan. Uap dengan tekanan merupakan metode sterilisasi

yang paling efisien karena membuat temperatur di atas mampu mendidihkan titik

air. Temperatur tersebut berfungsi untuk mematikan spora bakteri yang sangat

tahan panas. Sterilisasi uap digunakan dalam suatu ruangan bertekanan yang

disebut autoklaf (Kusnadi, 2004).

Mekanisme kerusakan oleh panas ini ditandai dengan rusaknya produksi

rantai-tunggal DNA. Hilangnya viabilitas sel oleh panas berhubungan langsung

dengan pelepasan rantai DNA. Kerusakan DNA bersifat enzimatik, kemampuan

sel untuk memperbaiki kerusakan dan memperoleh viabilitas bergantung pada

tempat fisiologik dan susunan genetik organisme. Menurut Hadioetomo (1985),

autoklaf merupakan pressure cooker yang sangat efektif mematikan mikrob

karena pada suhu 1210C dapat melepaskan 686 kalori/g uap air.

Autoklaf terutama ditujukan untuk mematikan endospora, yaitu sel

resisten yang diproduksi oleh bakteri, sel ini tahan terhadap pemanasan,

kekeringan, dan antibiotik. Endospora dapat bertahan pada kondisi lingkungan

yang dapat mematikan sel vegetatif bakteri tersebut. Endospora dapat dibunuh

pada suhu 100°C, yang merupakan titik didih air pada tekanan atmosfer normal.

Pada suhu 121°C, endospora dapat dibunuh dalam waktu 4-5 menit. Pada kondisi

tersebut sel vegetatif bakteri dapat dibunuh hanya dalam waktu 6-30 detik pada

suhu 65°C (Kusnadi, 2004).

13  

III. BAHAN DAN METODE

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Bioteknologi Tanah Departemen

Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Institut Pertanian Bogor. Untuk penelitian

sterilisasi bahan pembawa menggunakan iradiasi Sinar Gamma Co-60 dan Mesin

Berkas Elektron (MBE) yang dilakukan di Pusat Aplikasi Isotop dan Radiasi-

Badan Tenaga Nuklir Nasional Indonesia (PATIR-BATAN), Pasar Jumat, Jakarta

Selatan. Penelitian dimulai dari bulan Maret 2010 hingga bulan Juli 2010.

3.2. Bahan dan Alat

Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah bahan pembawa berupa

arang batok; zeolit yang berasal dari Cikembar, Sukabumi (Jawa Barat); arang

kayu yang berasal dari pohon rambutan dan gambut dari Rawa Pening, Salatiga

(Jawa Tengah). Isolat yang digunakan adalah Azospirillum, Azotobacter dan Fungi

Pelarut Fosfat.

Media untuk menghitung total mikrob sebelum dan setelah sterilisasi

adalah Nutrient Agar (Tabel Lampiran 8). Media yang digunakan untuk menguji

viabilitas inokulan adalah Nitrogen Free Bromtymolblue (NFB) untuk

Azospirillum, Nitrogen Free Manitol (NFM) untuk Azotobacter dan Pikovskaya

untuk populasi Fungi Pelarut Fosfat (Tabel lampiran 5, 6 dan 7). Media

perbanyakan yang digunakan adalah Nutrient Broth (Tabel lampiran 8) dan Potato

Dextrose Agar (Tabel lampiran 9).

Alat yang digunakan untuk sterilisasi bahan pembawa adalah iradiasi Sinar

Gamma Co-60, Mesin Berkas Elektron (MBE) dan autoklaf.

3.3. Metode Penelitian

Metode yang dilakukan pada penelitian ini terdiri dari beberapa tahap

yaitu :

14  

3.3.1. Persiapan Bahan Pembawa

Bahan pembawa arang batok, zeolit, arang kayu dan gambut Rawa pening

dihaluskan hingga memiliki ukuran partikel 0.5 mm – 1.5 mm. Bahan pembawa

terlebih dahulu dianalisis sifat kimianya untuk mengetahui karakteristik bahan itu

sendiri. Pengukuran pH-H20 dilakukan menggunakan pH-meter dengan

perbandingan sampel dan aquades sebesar 1:10. Pengukuran kadar air juga

dilakukan melalui pengovenan dengan suhu 1050C selama 24 jam untuk

mengetahui kelembaban bahan pembawa.

Penghitungan awal total mikrob dilakukan untuk mengetahui jumlah

mikrob indigenus dalam bahan pembawa sebelum proses sterilisasi. Total mikrob

ditumbuhkan dalam media Nutrient Agar dengan metode cawan hitung melalui

seri pengenceran.

Masing-masing bahan pembawa dikemas ke dalam plastik sebanyak 10 g.

Hal ini bertujuan untuk memudahkan dan meminimalkan kontaminasi pada saat

melakukan seri pengenceran. Bahan pembawa dikemas ke dalam plastik tahan

panas untuk sterilisasi autoklaf. Sterilisasi iradiasi Sinar Gamma Co-60 dan MBE

menggunakan plastik HDP (High Density Plastic) kemudian kemasan disegel

dengan rapat menggunakan sealer (Gambar Lampiran 1).

3.3.2. Proses Sterilisasi Bahan Pembawa

Sterilisasi menggunakan autoklaf dilakukan sebanyak dua kali selama dua

hari berturut-turut dengan suhu mencapai 1210C selama 60 menit (Gambar

Lampiran 4). Hal ini bertujuan untuk memberikan jeda waktu spora berkecambah

sehingga pada saat pemanasan berikutnya dipastikan semua mikrob dapat

terbunuh. Bahan pembawa sebanyak 10 g dimasukkan ke dalam plastik tahan

panas kemudian ditutup menggunakan klip. Setelah selesai proses autoklaf , uap

air dalam plastik dibiarkan mengering kemudian disegel dengan rapat

menggunakan sealer pada akhir proses autoklaf hari kedua.

Sterilisasi Iradiasi Sinar Gamma Co-60 dilakukan dengan cara sejumlah

bahan pembawa, yang masing-masing telah dikemas dalam plastik HDP sebanyak

10g per kemasan bahan pembawa, ditempatkan menjadi satu dalam satu wadah

kontainer lalu diletakkan di dalam ruang radiasi atau irradiation chamber

15  

(Gambar Lampiran 2). Ruang radiasi tersebut kemudian diberikan sinar gamma

yang berasal dari sumber radiasi. Sumber radiasi tersebut dikendalikan oleh

operator dari ruangan yang berbeda. Dosis radiasi yang diberikan adalah 50 kGy

untuk semua sampel dengan laju dosis 7 kGy/jam.

Bahan pembawa yang disterilisasi menggunakan MBE permukaannya

diratakan kurang dari 1 cm pada saat diletakkan di wadah yang akan melewati

MBE. Hal ini perlu dilakukan karena pada MBE hanya terjadi tumbukan radiasi

pada permukaan bahan yang akan dipancarkan. Wadah tersebut kemudian masuk

ke dalam ruang berkas elektron dengan jalur khusus yang akan melewati pancaran

elektron (Gambar Lampiran 3). Sampel bahan pembawa dilewatkan di bawah

mesin berkas elektron sebanyak 5 kali yang setara dengan dosis 50 kGy.

3.3.3. Produksi Inokulan

Isolat Azospirillum dan Azotobacter diperbanyak menggunakan 100 ml

Nutrient Broth kemudian dikocok selama tiga hari dengan kecepatan 120 rpm

pada suhu kamar. Fungi Pelarut Fosfat (FPF) diperbanyak menggunakan 100 ml

Pikovskaya cair yang dikocok selama tiga hari dengan kecepatan 120 rpm pada

suhu ruang setelah itu ditumbuhkan dalam media Potato Dextrose Agar. Spora

fungi yang tumbuh dalam media tersebut kemudian dipanen.

Penetapan populasi masing-masing inokulan dilakukan untuk mengetahui

jumlah sel awal inokulan yang dimasukkan ke dalam bahan pembawa yang telah

disterilisasi oleh iradiasi Sinar Gamma Co-60, MBE dan autoklaf.

3.3.4. Proses Inokulasi

Proses inokulasi Azospirillum, Azotobacter dan FPF ke dalam bahan

pembawa dilakukan secara aseptik di laminar flow. Sebanyak 5 ml inokulan

dimasukkan ke dalam kemasan yang berisi 10 g bahan pembawa menggunakan

jarum suntik setelah itu ditutup sehingga tidak memungkinkan terjadinya

kontaminasi (Gambar Lampiran 5). Selanjutnya bahan pembawa dalam kemasan

diratakan hingga homogen dan diberi label sesuai dengan nama bahan pembawa

dan jenis inokulannya. Kemasan-kemasan bahan tersebut dimasukkan ke dalam

kotak dan disimpan di dalam ruangan pada suhu kamar (250C).

16  

Masing-masing bahan pembawa (arang batok, zeolit, arang kayu dan

gambut Rawa Pening) diinokulasikan satu jenis mikrob, namun pengujian

viabilitas inokulan hanya dilakukan pada bahan pembawa arang batok dan zeolit.

3.3.5. Uji Viabilitas Inokulan Selama Masa Penyimpanan

Pengujian viabilitas inokulan hanya dilakukan pada bahan pembawa arang

batok dan zeolit sehingga pengujian terdiri dari :

1. Viabilitas inokulan dalam bahan pembawa arang batok

1.1. Viabilitas Azospirillum dalam arang batok steril Sinar Gamma Co-60

1.2. Viabilitas Azospirillum dalam arang batok steril MBE

1.3. Viabilitas Azospirillum dalam arang batok steril autoklaf

1.4. Viabilitas Azotobacter dalam arang batok steril Sinar Gamma Co-60

1.5. Viabilitas Azotobacter dalam arang batok steril MBE

1.6. Viabilitas Azotobacter dalam arang batok steril autoklaf

1.7. Viabilitas FPF dalam arang batok steril Sinar Gamma Co-60

1.8. Viabilitas FPF dalam arang batok steril MBE

1.9. Viabilitas FPF dalam arang batok steril autoklaf

2. Viabilitas inokulan dalam bahan pembawa zeolit

2.1. Viabilitas Azospirillum dalam zeolit steril Sinar Gamma Co-60

2.2. Viabilitas Azospirillum dalam zeolit steril MBE

2.3. Viabilitas Azospirillum dalam zeolit steril autoklaf

2.4. Viabilitas Azotobacter dalam zeolit steril Sinar Gamma Co-60

2.5. Viabilitas Azotobacter dalam zeolit steril MBE

2.6. Viabilitas Azotobacter dalam zeolit steril autoklaf

2.7. Viabilitas FPF dalam zeolit steril Sinar Gamma Co-60

2.8. Viabilitas FPF dalam zeolit steril MBE

2.9. Viabilitas FPF dalam zeolit steril autoklaf

Pengujian dilakukan selama masa penyimpanan dengan periode pengujian

pada hari ke-7, hari ke-21, hari ke-42 dan hari ke-70 sehingga masing-masing

pengujian dibutuhkan empat sampel bahan.

Uji viabilitas inokulan dilakukan dengan cara memasukkan satu kemasan

10 g bahan pembawa yang berisi 5 ml inokulan ke dalam 90 ml larutan fisiologis

17  

(NaCl 0.85 %), kemudian dikocok selama 15 menit supaya larutan menjadi

homogen dan setelah itu membuat seri pengenceran. Masing-masing inokulan

ditumbuhkan pada media NFB untuk Azospirillum, NFM untuk Azotobacter dan

Pikovskaya untuk FPF lalu diinkubasi selama 3 hari untuk Azotobacter dan FPF,

14 hari untuk Azospirillum. Penghitungan koloni dilakukan setelah diinkubasi.

3.3.5. Uji Sterilitas Bahan Pembawa

Uji sterilitas bahan pembawa dilakukan dengan menghitung total mikrob

dalam bahan pembawa arang batok, zeolit, arang kayu dan gambut Rawa Pening

yang telah disterilisasi. Media yang digunakan adalah Nutrient Agar. Efektivitas

dari sterilisasi iradiasi Sinar Gamma Co-60, MBE dan autoklaf terhadap bahan

pembawa dapat dilihat dengan membandingkan total mikrob sebelum dan setelah

sterilisasi.

Pengujian sterilitas dilakukan pada bahan pembawa arang batok, zeolit,

arang kayu dan gambut Rawa Pening sehingga pengujian terdiri dari :

1. Uji sterilitas bahan pembawa arang batok

1.1.Uji sterilitas arang batok steril Sinar Gamma Co-60

1.2.Uji sterilitas arang batok steril MBE

1.3.Uji sterilitas arang batok steril autoklaf

2. Uji sterilitas bahan pembawa zeolit

2.1. Uji sterilitas zeolit steril Sinar Gamma Co-60

2.2. Uji sterilitas zeolit steril MBE

2.3. Uji sterilitas zeolit steril autoklaf

3. Uji sterilitas bahan pembawa arang kayu

3.1. Uji sterilitas arang kayu steril Sinar Gamma Co-60

3.2. Uji sterilitas arang kayu steril MBE

3.3. Uji sterilitas arang kayu steril autoklaf

4. Uji sterilitas bahan pembawa gambut Rawa Pening

4.1. Uji sterilitas gambut Rawa Pening steril Sinar Gamma Co-60

4.2. Uji sterilitas gambut Rawa Pening steril MBE

4.3. Uji sterilitas gambut Rawa Pening steril autoklaf

18  

Keseluruhan tahap penelitian dapat diilustrasikan pada Gambar 3 yang

dimulai dari persiapan bahan pembawa hingga uji sterilitas bahan pembawa yang

telah disterilisasi oleh berbagai metode sterilisasi.

Gambar 3. Bagan pengerjaan penelitian

19  

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Uji Sterilitas Penggunaan Iradiasi Sinar Gamma Co-60, Mesin Berkas Elektron dan Autoklaf terhadap Berbagai Bahan Pembawa

Sterilisasi bahan pembawa sebelum inokulasi memiliki tujuan untuk

menghindari pertumbuhan mikrob indigenus dalam bahan pembawa yang tidak

diinginkan dan mematikan bakteri yang bersifat patogen. Banyaknya mikrob

dalam berbagai bahan pembawa dapat dilihat di Tabel 1. Informasi dalam tabel

sekaligus menunjukkan pentingnya mensterilkan bahan dari segala bentuk mikrob

yang tidak diinginkan bahkan bersifat patogen.

Tabel 1. Total Mikrob dalam Bahan Pembawa Sebelum dan Setelah Sterilisasi

Bahan Pembawa Sebelum Sterilisasi

Metode Sterilisasi Iradiasi Sinar Gamma Co-60

Mesin Berkas Elektron Autoklaf

….spk/g…. ……..……..……...spk/g……………..…….. Arang batok 5.70 x 108 1.66 x 101 2.16 x 102 0 Zeolit 2.08 x 108 0 1.66 x 101 0 Arang kayu 9.91 x 107 0 1.66 x 101 0 Gambut Rw Pening 2.27 x 108 0 2.16 x 102 0 Keterangan: Batas minimum terdeteksi 102 spk/g (McNamara et al., 2007) Ttd : tidak terdeteksi spk : satuan pembentuk koloni

Tabel 1 memperlihatkan efektivitas metode sterilisasi terhadap berbagai

bahan pembawa yaitu penurunan total mikrob setelah disterilisasi. Metode

sterilisasi iradiasi Sinar Gamma Co-60 pada dosis 50 kGy mampu mengurangi

jumlah sel hingga 0 spk/g. Pada bahan arang batok masih memiliki jumlah sel

1.66 x 101 spk/g namun jumlah tersebut dinyatakan tidak terdeteksi karena batas

minimum terdeteksi mikrob adalah 102 spk/g (McNamara et al., 2007). Menurut

Nhan et al. (2004), penggunaan iradiasi Sinar Gamma Co-60 dosis 50 kGy

terhadap bahan pembawa kompos mampu mengurangi jumlah sel bakteri hingga

102 spk/g dan fungi hingga 0 spk/g.

Metode sterilisasi Mesin Berkas Elektron (MBE) mampu mengurangi

jumlah sel hingga 102 spk/g pada bahan arang batok dan gambut Rawa Pening,

sedangkan pada bahan zeolit dan arang kayu berkurang hingga 101 spk/g. Jumlah

20  

tersebut juga dianggap tidak terdeteksi sehingga metode sterilisasi MBE sama

efektifnya dengan iradiasi Sinar Gamma Co-60 dalam mensterilkan bahan

pembawa.

Autoklaf memberikan hasil pengurangan total mikrob hingga 0 spk/g pada

semua bahan pembawa yang telah disterilisasi. Hal tersebut menunjukkan bahwa

panas lembab dari autoklaf mampu mematikan semua mikrob yang ada dalam

bahan pembawa arang batok, zeolit, arang kayu dan gambut Rawa Pening.

Mekanisme dalam mematikan mikrob pada masing-masing metode

sterilisasi berbeda. Autoklaf memanfaatkan panas lembab yang dapat merusak

produksi rantai-tunggal DNA sehingga viabilitas selnya akan terganggu (Kusnadi,

2004). Selain itu proses autoklaf bahan yang dilakukan selama dua hari berurutan

juga memberikan hasil yang maksimal dalam mematikan mikrob, karena adanya

jeda waktu proses autoklaf hari pertama dan hari kedua yang bertujuan untuk

membiarkan spora mikrob berkecambah. Setelah spora mikrob berkecambah

maka dilakukan kembali proses sterilisasi di hari kedua sehingga dapat dipastikan

semua mikrob dalam bahan pembawa terbunuh semua.

Autoklaf sangat efektif dalam mematikan mikrob namun terdapat

kekurangan dalam mekanisme tersebut. Menurut Toharisman (1989) intensitas

sterilisasi tanah menggunakan autoklaf dapat meningkatkan kelarutan Fe, Mn dan

Zn yang tinggi sehingga dapat meracuni mikob yang ada di dalamnya. Hal

tersebut dapat mempengaruhi ketahanan hidup inokulan yang diberikan ke dalam

bahan sehingga viabilitas selama masa penyimpanan akan sulit dipertahankan.

Berbeda dengan metode sterilisasi autoklaf yang memanfaatkan panas

lembab, metode sterilisasi iradiasi Sinar Gamma Co-60 dan MBE disebut juga

metode sterilisasi dingin karena memanfaatkan radiasi pengion dalam merusak

DNA mikrob. Menurut Hilmy (1980), radiasi pengion akan memberikan dampak

mikrob kehilangan kemampuan membelah diri dengan begitu kelangsungan

hidupnya menjadi terhenti. Sebagian besar bakteri yang tidak membentuk spora,

relatif sensitif terhadap radiasi pengion.

Efektivitas metode sterilisasi iradiasi Sinar Gamma Co-60 dan MBE

terhadap bahan pembawa tidak sama walaupun keduanya memiliki mekanisme

yang relatif sama dalam mematikan mikrob. Menurut Kume (2005), daya

21  

penetrasi iradiasi Sinar Gamma Co-60 terhadap bahan pembawa lebih tinggi jika

dibandingkan dengan MBE sehingga daya mematikan mikrobnya lebih tinggi

pula. Hal tersebut dapat dilihat pada Tabel 1 bahwa total mikrob dalam bahan

pembawa setelah disterilisasi menggunakan MBE masih relatif lebih tinggi

dibandingkan dengan metode sterilisasi iradiasi Sinar Gamma Co-60 walaupun

jumlah tersebut dianggap tidak terdeteksi.

4.2. Uji Viabilitas Inokulan dalam Bahan Pembawa Steril Arang Batok dan Zeolit selama Masa Penyimpanan 70 Hari

Hasil penetapan populasi inokulan Azospirillum, Azotobacter dan Fungi

Pelarut Fosfat (FPF) dapat dilihat pada Tabel 2. Jumlah sel tersebut merupakan

jumlah sel awal yang dimasukkan ke dalam bahan pembawa yang kemudian diuji

viabilitas inokulannya dalam masing-masing bahan pembawa steril. Pengujian

viabilitas masing-masing inokulan dilakukan seminggu setelah proses inokulasi

atau masa penyimpanan hari ke-7.

Tabel 2. Jumlah Sel Inokulan Azospirillum, Azotobacter dan Fungi Pelarut Fosfat yang dimasukkan ke Bahan Pembawa Arang Batok dan Zeolit

Mikrob Media Jumlah sel (spk/ml)

Azospirillum NFB 4.50 x 105

Azotobacter NFM 4.78 x 109

Fungi Pelarut Fosfat Pikovskaya 3.44 x 108

Peraturan Menteri Pertanian No.28/Permentan/SR.130/5/2009 tentang

Pupuk Organik, Pupuk Hayati dan Pembenah Tanah menyatakan bahwa syarat

teknis minimal pupuk hayati tunggal adalah kepadatan populasi bakteri dan fungi

dalam bahan pembawa bentuk granul masing-masing sebesar >106 spk/g dan

>105spk/g. Jumlah sel inokulan Azotobacter dan FPF sudah memenuhi syarat

tersebut namun untuk Azospirillum belum memenuhi syarat minimal untuk pupuk

hayati tunggal. Masih rendahnya jumlah sel inokulan Azospirillum yang diperoleh

disebabkan oleh kurang baiknya pertumbuhan Azospirillum pada saat produksi

22  

inokulan sehingga kepadatan populasinya kurang tinggi dibandingkan dengan

inokulan Azotobacter dan FPF.

4.2.1. Uji Viabiltas Azospirillum dalam Bahan Pembawa Steril Arang Batok dan Zeolit

Tabel 3 memperlihatkan viabilitas Azospirillum dalam bahan pembawa

arang batok dan zeolit yang telah disterilisasi menggunakan iradiasi Sinar Gamma

C0-60, Mesin Berkas Elektron (MBE) dan autoklaf hingga masa penyimpanan 70

hari pada suhu kamar (250C). Jumlah sel Azospirillum dalam arang batok mulai

mengalami penurunan pada hari ke-42 dan terus menurun dari jumlah awal 105

spk/ml menjadi 104 spk/g hingga hari ke 70. Hal tersebut sesuai dengan penelitian

Fadhl (2010) yang menyatakan bahwa populasi Azospirillum dan Azotobacter

dalam bahan pembawa gambut yang disterilisasi autoklaf mulai mengalami

penurunan pada masa penyimpanan 30 hari.

Tabel 3. Viabilitas Inokulan Azospirillum dalam Bahan Pembawa Arang Batok

dan Zeolit Steril Menggunakan Iradiasi Sinar Gamma Co-60, MBE dan Autoklaf pada Suhu Kamar Selama Masa Penyimpanan 70 Hari

Bahan Pembawa

Metode Sterilisasi

Masa Penyimpanan (hari) Penurunan Jumlah Sel 7 21 42 70

……..………. spk/g bahan pembawa ………………. …%...

Arang Batok

MBE 4.00 x 105 1.50 x 105 1.50 x 104 7.00 x 104 84.44

Co-60 3.00 x 105 2.00 x 105 7.00 x 104 7.00 x 104 84.44

Autoklaf 3.50 x 106 4.00 x 105 1.10 x105 1.10 x 105 75.55

Zeolit

MBE 3.50 x 106 3.50 x 106 3.00 x 105 3.50 x 106 +

C0-60 1.10 x 106 7.50 x 104 7.50 x 104 4.00 x 105 11.11

Autoklaf 2.00 x 105 1.10 x 105 1.50 x 104 4.00 x 105 11.11 Keterangan : Jumlah sel awal 4.50 x 105 spk/ml (+) : kenaikan jumlah sel

Jumlah sel Azospirillum pada hari ke-7 dalam bahan pembawa arang batok

sterilisasi autoklaf lebih tinggi dibandingkan dalam arang batok sterilisasi iradiasi

Sinar Gamma Co-60 dan MBE. Sebaliknya dengan zeolit, jumlah sel Azospirillum

dalam zeolit steril iradiasi Sinar Gamma Co-60 dan MBE lebih tinggi

dibandingkan dengan zeolit steril autoklaf. Hal tersebut dapat disebabkan oleh

23  

adaptasi awal Azospirillum terhadap lingkungan bahan pembawa. Menurut

Alexander (1977), Azospirillum hidup pada lingkungan dengan pH 6.8-7.9.

Efek yang ditimbulkan dari penggunaan metode sterilisasi iradiasi Sinar

Gamma Co-60 dan MBE adalah kenaikan pH terhadap bahan yang diradiasi.

Kenaikan pH tersebut umumnya terjadi pada tanah terutama tanah yang lembab

(Lotrario et al., 1995; Tuominen et al., 1994).

Nilai pH arang batok dan zeolit masing-masing 8.4 dan 5.8 (Tabel

Lampiran 1). Kenaikan nilai pH arang batok akibat sterilisasi iradiasi Sinar

Gamma Co-60 dan MBE kurang mendukung ketahanan hidup Azospirillum

sehingga jumlah sel pada hari ke-7 lebih rendah dibandingkan jumlah sel dalam

arang batok steril autoklaf. Sebaliknya kenaikan nilai pH pada zeolit steri iradiasi

Sinar Gamma Co-60 dan MBE menyebabkan lingkungan hidup Azospirillum

semakin mendukung sehingga jumlah sel pada hari ke-7 lebih tinggi dibandingkan

jumlah sel dalam zeolit steril autoklaf.

Persentase penurunan jumlah sel dari jumlah sel awal Azospirillum hingga

masa penyimpanan 70 hari dapat dilihat di Tabel 3. Persentase penurunan jumlah

sel Azospirillum yang paling besar adalah pada bahan arang batok steril MBE dan

iradiasi Sinar Gamma Co-60 yaitu 87.14 % dan yang paling kecil pada bahan

zeolit steril iradiasi Sinar Gamma Co-60 dan autoklaf yaitu 11.11 %.

Selain penurunan jumlah sel, terdapat juga kenaikan jumlah sel

Azospirillum yaitu pada bahan zeolit steril MBE hingga akhir penyimpanan hari

ke-70 yaitu dari 4.50 x 105 spk/g menjadi 3.50 x 106 spk/g. Hal ini diduga

disebabkan oleh kondisi lingkungan pada bahan tersebut optimum untuk

Azospirillum bertumbuh.

Penurunan viabilitas Azospirillum dengan berbagai metode sterilisasi

dalam arang batok dan zeolit dapat dilihat pada Gambar 4. Penggunaan sterilisasi

iradiasi Sinar Gamma Co-60, MBE dan autoklaf menunjukkan viabilitas mikrob

hingga hari ke-70 masih relatif tinggi dalam arang batok walaupun terjadi

penurunan dari jumlah sel awal yang dimasukkan ke dalam bahan pembawa.

Bahan pembawa zeolit steril MBE dan autoklaf memiliki pola penurunan dan

peningkatan populasi yang kurang lebih sama yaitu meningkat pada hari ke-7

kemudian menurun pada hari ke-42 dan meningkat lagi hingga hari ke-70. Namun

 

walaupun

hingga ma

Gambar 4

4.2.2. Uji dan

V

mengalam

Azotobact

spk/ml m

Azotobact

Ta

dari jumla

jumlah se

iradiasi Si

adalah pad

demikian,

asa penyimp

4. Populasi steril selam

Viabiltas n Zeolit

iabilitas Azo

mi penuruna

ter dalam k

menjadi 108

ter tumbuh o

abel 4 juga

ah sel awal

el Azotobac

inar Gamm

da bahan ze

zeolit lebih

panan 70 ha

Azospirilluma masa pe

Azotobacte

otobacter d

an hingga h

kedua bahan8 spk/g dan

optimum pa

menunjukk

l hingga m

ter yang pa

ma Co-60 ya

eolit steril M

h mampu m

ari dibandin

m dalam baenyimpanan

er dalam B

dalam bahan

hari ke-70 d

n mengalam

n 107 spk/

ada keadaan

kan persenta

masa penyim

aling besar

aitu sebesar

MBE yaitu 9

mempertahan

ngkan denga

ahan pemban 70 hari

Bahan Pem

n pembawa

dapat diliha

mi penuruna

/g bahan p

n pH > 6.0 (

ase penurun

mpanan 70

adalah pad

r 99.07 % d

90.41 %.

nkan viabili

an arang bat

awa arang

mbawa Ster

arang batok

at pada Tab

an dari jum

pembawa.

(Alexander,

nan jumlah

hari. Persen

da bahan ar

dan penuru

itas Azospir

tok.

batok dan

ril Arang B

k dan zeolit

bel 4. Viab

mlah sel awa

Pada umu

, 1977).

sel Azotob

ntase penur

rang batok

unan paling

24 

rillum

zeolit

Batok

t yang

bilitas

al 109

mnya

bacter

runan

steril

kecil

 

Tabel 4

Bahan Pembawa

Arang Batok

Zeolit

Keterang

Vi

dengan be

Hal terseb

dipertahan

batok dan

Gambar 5

4. Viabilitasdan Zeoldan Auto

Metode Sterilisasi

MBE

Co-60

Autoklaf

MBE

Co-60

Autoklaf gan : Jumlah s

abilitas Azo

erbagai met

but menunj

nkan melalu

zeolit.

. Populasi Asteril selam

s Inokulan Alit Steril Moklaf pada S

i 7 ……..…2.12 x 1

2.18 x 1

f 8.91 x 1

2.45 x 1

2.36 x 1

f 1.34 x 1sel awal 4.78

otobacter d

tode menun

jukkan bah

ui berbagai

Azotobacterma masa pe

AzotobacterMenggunakanSuhu Kamar

Masa Pen21

…..…. spk/g 09 5.08 x

09 7.61 x

08 8.85 x

09 6.96 x

09 5.15 x

09 1.57 xx 109 spk/ml

dalam aran

njukkan has

hwa viabili

i metode st

r dalam bahaenyimpanan

r dalam Ban Iradiasi Sr Selama Ma

nyimpanan (h 4bahan pembaw

x 108 3.33

x 108 3.22

x 108 2.42

x 108 7.42

x 108 3.12

x 109 9.11

ng batok da

sil yang ha

itas Azotob

terilisasi pa

an pembawn 70 hari

ahan PembaSinar Gammasa Penyim

hari) 42 7wa …………x 108 1.65

x 108 4.41

x 108 1.92

x 108 4.58

x 108 2.30

x 108 5.80

an zeolit y

ampir serag

acter tidak

ada bahan

wa arang bato

awa Arang Bma Co-60,

mpanan 70 H

PenuJuml70

……. … x 108 96

x 107 99

x 108 95

x 108 90

x 108 95

x 107 98

yang disteri

am (Gamba

k terlalu ba

pembawa

ok dan zeol

25 

Batok MBE

Hari

runan ah Sel

…%... 6.54

9.07

5.98

0.41

5.18

8.78

ilisasi

ar 5).

anyak

arang

lit

26  

4.2.3. Uji Viabiltas Fungi Pelarut Fosfat (FPF) dalam Bahan Pembawa Steril Arang Batok dan Zeolit

Berdasarkan Tabel 5 dapat dilihat viabilitas FPF mulai mengalami

penurunan pada hari ke-70. Penurunan viabilitas FPF yang terjadi pada arang

batok dan zeolit dengan metode sterilisasi autoklaf mulai mengalami penurunan

pada hari ke-21 dan terus menurun hingga hari ke-70 menjadi masing-masing

sebesar 105 spk/g dan 106 spk/g bahan pembawa (Gambar 5). Hal ini sesuai

dengan hasil penelitian Kurniawan (2004) yang menyatakan bahwa populasi FPF

dalam bahan pembawa steril autoklaf mulai mengalami penurunan pada masa

penyimpanan 30 hari baik pada suhu penyimpanan 40C maupun 250C.

Tabel 5. Viabilitas Inokulan Fungi Pelarut Fosfat dalam Bahan Pembawa Arang Batok dan Zeolit Steril Menggunakan Iradiasi Sinar Gamma Co-60, MBE dan Autoklaf pada Suhu Kamar Selama Masa Penyimpanan 70 Hari

Bahan Pembawa

Metode Sterilisasi

Masa Penyimpanan (hari) Penurunan Jumlah Sel 7 21 42 70

……………... spk/g bahan pembawa ……………… …%...

Arang Batok

MBE 7.77 x 108 1.83 x 108 1.83 x 108 5.61 x 107 83.69 Co-60 3.64 x 109 6.66 x 108 1.66 x 108 3.33 x 107 90.31

Autoklaf 2.52 x 109 3.83 x 107 3.30 x 106 8.33 x 105 99.75

Zeolit

MBE 3.17 x 108 2.03 x 108 1.68 x 108 2.83 x 107 91.77 Co-60 7.30 x 108 1.66 x 108 2.05 x 108 8.00 x 107 76.74

Autoklaf 1.49 x 109 1.66 x 107 1.21 x 107 6.66 x 106 98.06 Keterangan : Jumlah sel awal 3.44 x 108 spk/ml

Tabel 5 menunjukkan persentase penurunan jumlah sel FPF dari jumlah

sel awal hingga masa penyimpanan 70 hari. Persentase penurunan jumlah sel FPF

yang paling besar adalah pada bahan arang batok steril autoklaf yaitu sebesar

99.75 % dan penurunan paling kecil adalah pada bahan zeolit steril iradiasi Sinar

Gamma Co-60 yaitu 76.74 %.

Metode sterilisasi autoklaf mengakibatkan penurunan jumlah sel FPF yang

paling besar pada kedua bahan pembawa. Hal tersebut diduga disebabkan oleh

 

keracunan

memperta

Me

keadaan m

FPF dalam

batok. Ze

batok (Tab

Gambar 6

Jum

menentuka

tahun 200

kepadatan

masing-m

pembawa

memenuhi

populasiny

inokulan A

n dari kelaru

ahankan hidu

enurut Wak

masam pH 5

m zeolit hin

olit memili

bel Lampira

. Populasi Fzeolit steri

mlah mikro

an mutu da

9 menyatak

n populasi

masing sebe

arang bato

i syarat se

ya. Sedang

Azospirillum

utan unsur a

upnya.

ksman dan

5.0 – 5.5. H

ngga hari ke

iki pH yan

an 1).

Fungi Pelaruil selama m

ob yang t

ari pupuk ha

kan bahwa s

bakteri da

esar >106

ok dan zeol

ebagai pupu

gkan untuk

m belum me

akibat prose

Starkey (19

Hal tersebut

e 70 tidak l

ng lebih ren

ut Fosfat damasa penyim

erkandung

ayati terseb

syarat tekni

an fungi da

spk/g dan

lit dengan

uk hayati

bahan pem

emenuhi sya

es autoklaf

981), pertum

dapat menj

lebih renda

ndah bila d

alam bahanmpanan 70 h

dalam seb

but. Peratura

s minimal p

alam bahan

>105 spk

inokulan A

tunggal jik

mbawa aran

arat tersebut

sehingga F

mbuhan FPF

jelaskan me

ah dibanding

dibandingka

pembawa ahari

buah pupuk

an Menteri

pupuk hayat

n pembawa

k/g. Dengan

Azotobacter

ka melihat

ng batok da

t.

PF tidak m

F optimum

engapa viab

gkan pada

an dengan

arang batok

k hayati s

Pertanian N

ti tunggal a

a bentuk g

n begitu b

dan FPF s

dari kepa

an zeolit de

27 

ampu

pada

bilitas

arang

arang

k dan

sangat

No.28

adalah

granul

bahan

sudah

adatan

engan

28  

Pemilihan bahan pembawa serta metode sterilisasi yang digunakan dapat

mempengaruhi kelangsungan hidup mikrob inokulan. Bahan pembawa zeolit

memberikan hasil yang lebih baik dalam mempertahankan viabilitas inokulan

Azospirillum, Azotobacter dan FPF dibandingkan dengan arang batok hingga

masa penyimpanan 70 hari. Sedangkan metode sterilisasi yang lebih baik dalam

mempertahankan viabilitas inokulan adalah iradiasi Sinar Gamma Co-60.

Bahan pembawa zeolit yang disterilkan dengan metode iradiasi Sinar

Gamma Co-60 dan autoklaf dengan inokulan Azospirillum memberikan hasil yang

terbaik dalam uji viabilitas dengan persentase penurunan jumlah sel sebesar

11.11%. Namun penggunaan metode sterilisasi autoklaf terhadap bahan pembawa

arang batok menyebabkan penurunan jumlah sel inokulan FPF sebesar 99.75 %

sehingga dapat dikatakan autoklaf bukanlah metode sterilisasi yang terbaik.

Masing-masing inokulan memberikan hasil uji viabilitas yang berbeda

terhadap metode sterilisasi yang digunakan terhadap bahan pembawa. Hal ini

diduga disebabkan oleh perubahan kondisi bahan pembawa yang merupakan

lingkungan hidup mikrob inokulan akibat proses sterilisasi. Penggunaan sterilisasi

iradiasi Sinar Gamma Co-60 pada dosis 50 kGy mengubah sifat kimia tanah yaitu

meningkatnya NH4 (Bowen dan Cawse, 1964; Tuominen et al., 1994), fosfor,

mangan dan kalium (Bowen dan Cawse, 1964) serta kenaikan pH yang umumnya

terjadi pada tanah lembab (Lotrario et al., 1995; Tuominen et al, 1994).

Penggunaan sterilisasi autoklaf dengan intensitas tertentu dapat

meningkatkan kelarutan Fe, Mn dan Zn yang tinggi sehingga dapat meracuni

mikob yang ada di dalamnya (Toharisman, 1989). Proses autoklaf juga dapat

menyebabkan penurunan nilai pH hingga mencapai 0.2 unit (Skipper dan

Westermann, 1973).

29  

V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Bahan pembawa arang batok, zeolit, arang kayu dan gambut Rawa Pening

memiliki jumlah mikrob indigenus yang tinggi hingga mencapai 108 spk/g

sehingga proses sterilisasi bahan pembawa mutlak diperlukan. Metode sterilisasi

iradiasi Sinar Gamma Co-60, Mesin Berkas Elektron dan autoklaf memiliki

efektivitas yang sama dalam mensterilkan bahan pembawa dengan batas minimum

mikrob terdeteksi 102 spk/g.

Bahan pembawa zeolit memberikan hasil yang lebih baik dalam

mempertahankan viabilitas inokulan Azospirillum, Azotobacter dan FPF hingga

masa penyimpanan 70 hari. Sedangkan metode sterilisasi yang lebih baik dalam

mempertahankan viabilitas inokulan adalah iradiasi Sinar Gamma Co-60.

Bahan pembawa zeolit yang disterilkan dengan metode iradiasi Sinar

Gamma Co-60 dan autoklaf dengan inokulan Azospirillum menunjukkan hasil

yang terbaik dalam uji viabilitas dengan persentase penurunan jumlah sel sebesar

11.11 %. Sedangkan penggunaan metode sterilisasi autoklaf terhadap bahan

pembawa arang batok menyebabkan penurunan jumlah sel inokulan FPF sebesar

99.75 % sehingga autoklaf bukanlah metode sterilisasi yang terbaik.

5.2. Saran

Perlu dilakukan kelanjutan uji viabilitas inokulan hingga masa

penyimpanan satu tahun serta pengujian efektivitas mikrob dengan pengaplikasian

pada tanaman sehingga kualitas mikrob dalam bahan pembawa dapat diketahui.

Pengujian lanjut sterilisasi bahan pembawa juga perlu dilakukan untuk

mengetahui batas masa penyimpanan.

30  

DAFTAR PUSTAKA Aji, A. S. 1994. Ketahanan Hidup Rizopseudomonas dalam Media Kompos dan

Gambut serta Efektivitasnya sebagai Pemicu Pertumbuhan Tanaman dan Pengendali Penyakit Layu Bakteri pada Tanaman Tomat (Lycopersicum esculatum) [skripsi]. Jurusan Tanah. Fakultas Pertanian. Institut Pertanian Bogor

Alexander, M. 1977. Introduction to Soil Mycrobiology. 2nd Ed. John Wiley and Sons. New York

Anonim. 1990 Seminar Sehari Prospek Rekayasa dan Aplikasi Mesin Berkas Elektron untuk Industri di Indonesia. Pusat Aplikasi Isotop dan Radiasi. BATAN. Jakarta

Astiana, S. 1993. Perilaku Mineral Zeolit dan Pengaruhnya terhadap Perkembangan Tanah [disertasi]. Program Pascasarjana. Institut Pertanian Bogor

Bowen, H. J. M. and P. A. Cawse. 1964. Some effects of gamma radiation on the composition of the soil solution and soil organic matter. Soil Science 98: 358-361

Darjanto, L. D. 1995. Pengaruh Laju Dosis dan Dosis Iradiasi Gamma Cobalt-60 terhadap Jumlah Sel dan Harga D10 Salmonella spp pada Media NA dan BHI Agar [skripsi]. Jurusan Biologi. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Universitas Padjajaran. Bandung

Dewi, D. A. L. 2009. Pengaruh Zeolit dan Biosoil pada Sifat Kimia Tanah dan Produksi Tanaman Caisim Bangkok (Tosakan) [skripsi]. Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan. Fakultas Pertanian. Institut Pertanian Bogor

Dwiatmoko, J. B. C. 2000. Pengaruh Radiasi Sinar Gamma (Co-60) terhadap Viabilitas Aspergillus sp. DUCC 001 M pada Medium PDA (Potato Dextrosa Agar) dan Produksi Selulasenya pada Medium Fermentasi Adaptif Campuran Jerami-Bekatul [skripsi]. Jurusan Biologi. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Universitas Diponegoro. Semarang

Estiaty, L. M., Suwardi, D. Fatimah, D. Suherman, I. Nurlela, N. Yusianita, D. Nurbaeti, dan N. Karningsih. 2008. Pengaruh Zeolit terhadap Efisiensi Unsur Hara pada Pupuk Kandang dalam Tanah. Pusat Penelitian Geoteknologi. Bandung

Fadhl, A. A. 2010. Pengaruh Pupuk Hayati dengan Perbedaan Sistem Pengeringan dan Lama Penyimpanan terhadap Pertumbuhan dan Produksi Tomat dan Kentang di Lapangan [tesis]. Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor

Gupta, R. P., A. Kalia, and S. Kapoor. 2007. Bioinoculant A Step Towards Sustainable Agriculture. New India Publishing Agency. New Delhi

Hadioetomo, R. S. 1985. Mikrobiologi Dasar dalam Praktek. PT Gramedia. Jakarta

31  

Handayani. 2009. Inokulan Bradyrhizobium japonicum Toleran Asam-Al: Uji Viabilitas dan Efektivitas Simbiotik terhadap Tanaman Kedelai [tesis]. Sekolah Pascasarjana. Institut pertanian Bogor

Hazra, F. dan E. Widyati. 2007. Isolasi, seleksi bahan pembawa dan formulasi inokulum Thiobacillus spp. Jurnal Tanah dan Lingkungan 9(2): 71-76

Hidayati, N. 2009. Efektivitas Pupuk Hayati pada Berbagai Lama Simpan Terhadap Pertumbuhan Tanaman Padi (Oryza sativa) dan Jagung (Zea mays) [skripsi]. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Institut Pertanian Bogor

Hilmy, N. 1980. Penetapan Dosis Sterilisasi dan Pasteurisasi Radiasi. Pusat Aplikasi Isotop dan Radiasi. Jakarta

Hindersah, R. dan N. R. Setiawati. 1997. Upaya Peningkatan Efesiensi Pemupukan N pada Lahan Marjinal dengan Metode Biologis dengan Tanaman Indikator Tomat. Laporan Penelitian. Universitas Padjajaran. Bandung

Hue, N. V., G. R. Craddock, and F. Adamet. 1986. Effect of organic acids on aluminium toxicity in subsoils. J. Soil Sci. Soc. Am. 50: 28-34

Imas, T., R. S. Hadioetomo, A. W. Gunawan, dan Y. Setiadi. 1989. Mikrobiologi Tanah II. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan. Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Pusat Antar Universitas Bioteknologi. Institut Pertanian Bogor

Iswandi, A. 1989. Biologi Tanah dalam Praktek. Pusat Antar Universitas Bioteknologi. Institut Pertanian Bogor. Bogor

Jati, S. P. 1997. Isolasi Azospirillum spp.dari Akar Rizosfer Jagung (Zea mays) dan Alang-alang (Imperata cycildrical) asal Bengkulu dan Lampung [skripsi]. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Institut Pertanian Bogor

Knicker, H. 2007. Vegetation fires and burnings char input affect the nature and stability of soil organic nitrogen and carbon. Biogeochemistry 85: 91-118

Kume, T. 2005. Radiation Sterilization of Carrier. FNCA Biofertilizer Project Technical meeting on Sterilization of Carrier by Irradiation. Tokyo

Kurniawan, L. 2004. Viabilitas dan Kemampuan Pelet Fungi Pelarut Fosfat dalam Melarutkan Fosfat Sukar Larut [skripsi]. Departemen Tanah. Fakultas Pertanian. Institut Pertanian Bogor

Kusnadi. 2004. Mikrobiologi : BAB IV Pertumbuhan Bakteri. Pendidikan Biologi. http://file.upi.edu/Direktori/D (15 Juli 2010)

Lotrario, J. B., B. J. Stuart., T. Lam., R. R. Arands, and D. S. Kosson. 1995. Effects of sterilization methods on the physical characteristics of soil: implications for sorption isotherm analyses. Environ. Contam. Toxicol. 54: 668-675

Lumbantobing, E. L. N. 2008. Uji Efektivitas Bio-Organic Fertilizer (Pupuk Organik Hayati) dalam Mensubstitusi Kebutuhan Pupuk Anorganik pada

32  

Tanaman Sweet Sorghum (L.) Moench [skripsi]. Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan. Fakultas Pertanian. Institut Pertanian Bogor

McNamara, N. P., R. I. Griffiths., A. Tabouret., N. A. Beresford., M. J. Bailey, and A. S. Whitley. 2007. The sensitivity of a forest soil microbial community to acute gamma-irradiation. Applied Soil Ecology 37: 1-9

Motsara, M. R., P. Bhattacharyya, and B. Srivastava. 1995. Biofertilizer Technology, Marketing and Usage: A Sourcebook-cum-Glossary. Fertilizer Development and Consultation Organisation. New Delhi, India

Nhan, D. D., P. V. Toan, T. M. Quynh, N. M. Hung, and V. V. Thuan. 2004. Gamma Irradiation Sterilization of Municipal Waste For Rause As A Carrier For Biofertilizers. FNCA Biofertilizer Workshop. Hanoi.

Nurbaity, A., D. Herdiyantoro, dan O. Mulyani. 2009. Pemanfaatan bahan organik sebagai bahan pembawa inokulan fungi mikoriza arbuskula. Jurnal Biologi 13(1) : 11-17

Premono, M. E., R. Widyastuti, dan A. Iswandi. 1992. Pengaruh Bakteri Pelarut Fosfat terhadap Serapan Kation Unsur Mikro Tanaman Jagung pada Tanah Masam. Makalah Pertemuan Ilmiah, Perhimpunan Ilmiah Mikrobiologi Indonesia, Bandung, 31 Juli – 1 Agustus 1992

Rao, N. S. 1982. Biofertilizers in Agriculture. Oxford & IBH Publishing Co. Oxford

Rusmana, I. dan D. D. Hadijaya. 1994. Aktivitas nitrogenase Azospirillum sp dan efektivitas simbiotiknya dengan jagung. Hayati 2: 51-54

Simanungkalit, R. D. M., R. J. Roughly, and A. Indrasumunar. 1999. The effect of carrier material and moisture potential on the quality of legume inoculants. Penelitian Pertanian Tanaman Pangan 18(1): 64-70

Skipper, H. D. dan D. T. Westermann. 1973. Comperative effects propylene oxide, sodium azide and autoclaving on selected soil properties. Soil Biol. Biochem. 5(4): 409-414  

Skjemstad, J. O., P. Clarke., J. A. Taylor., J. M. Oades., and S. G. McClure. 1996. The chemistry and nature of protected carbon in soil. Australian Journal Soil Research 34: 251-271

Sukarman, M. 2007. Simulasi sistem interlock pengaman operasi mesin berkas elektron (MBE) dengan perangkat lunak bascom 805. Jurnal Forum Nuklir 1(2): 121-123

Sutedjo M. M., A. G. Kartasapoetra, dan S. Sastroatmojo. 1991. Mikrobiologi Tanah. Rineka Cipta. Jakarta

Tien, T. M., H. Gaskins, and D. H. Hubbel. 1979. Plant growth substances produced by Azospirillum brasilense and their effect on the growth of pearl millet (Pennisetum americanum L.). Appl. Environ. Microbiol. 37: 1016-1024

Toharisman, A. 1989. Evaluasi Berbagai Metode Sterilisasi Tanah dan Pengaruh Sterilisasi Autoklaf terhadap Beberapa Sifat Tanah dan Pertumbuhan

33  

Tanaman Kedelai dan Jagung [skripsi]. Jurusan Tanah. Fakultas Pertanian. Institut Pertanian Bogor

Tombe, M. 2008. Sekilas Pupuk Hayati. Direktorat Perbenihan dan Sarana Produksi. http://dasar2ilmutanah.blogspot.com (15 Juli 2010)

Tuominen, L., T. Kairesalo., and H. Hartikainen. 1994. Comparison of methods for inhibiting bacterial activity in sediment. Appl. Environ. Microbiol. 60: 3454-3457

Van Dyke, M. I. and J. I. Prosser. 2000. Enhanced survival of Pseudomonas fluorescens in soil following estabilishment of inoculum in a sterile soil carrier. Soil Biol. Biochem. 32: 1377-1382

Waksman, S. A. and R. L. Starkey. 1981. The Soil and The Microbe. John Wiley and Sons, Inc. New York

Yuwono, T. 2008. Bioteknologi Pertanian. Gajah Mada University Press. Yogyakarta

34  

LAMPIRAN

35  

Tabel Lampiran 1. Sifat Kimia Bahan Pembawa

Sifat Kimia Bahan Pembawa

Arang Batok Zeolit Arang Kayu Gambut Rw Pening

% Kadar Air 3.25 19.64 2.53 39.18

pH (H20) 8.4 5.8 7.9 5.3

Tabel Lampiran 2. Viabilitas Mikrob Inokulan dalam Bahan Pembawa Arang Batok

dan Zeolit dengan Metode Sterilisasi Mesin Berkas Elektron Selama Masa Penyimpanan 70 Hari

Bahan Pembawa Mikrob Masa Penyimpanan (hari)

7 21 42 70       …………… spk/g bahan pembawa …………….

Arang batok Azospirillum 4.00 x 105 1.50 x 105 1.50 x 104 7.00 x 104 Azotobacter 2.12 x 109 5.08 x 108 3.33 x 108 1.65 x 108

FPF 7.77 x 108 1.83 x 108 1.83 x 108 5.61 x 107

Zeolit Azospirillum 3.50 x 106 3.50 x 106 3.00 x 105 3.50 x 106 Azotobacter 2.45 x 109 6.96 x 108 7.42 x 108 4.58 x 108

FPF 3.17 x 108 2.03 x 108 1.68 x 108 2.83 x 107 Tabel Lampiran 3. Viabilitas Mikrob Inokulan dalam Bahan Pembawa Arang Batok

dan Zeolit dengan Metode Sterilisasi Iradiasi Sinar Gamma Co-60 Selama Masa Penyimpanan 70 Hari

Bahan Pembawa Mikrob Masa Penyimpanan (hari)

7 21 42 70 …………… spk/g bahan pembawa …………….

Arang batok Azospirillum 3.00 x 105 2.00 x 105 7.00 x 104 7.00 x 104 Azotobacter 2.18 x 109 7.61 x 108 3.22 x 108 4.41 x 107

FPF 3.64 x 109 6.66 x 108 1.66 x 108 3.33 x 107

Zeolit Azospirillum 1.10 x 106 7.50 x 104 7.50 x 104 4.00 x 105 Azotobacter 2.36 x 109 5.15 x 108 3.12 x 108 2.30 x 108

FPF 7.30 x 108 1.66 x 108 2.05 x 108 8.00 x 107

36  

Tabel Lampiran 4. Viabilitas Mikrob Inokulan dalam Bahan Pembawa Arang Batok dan Zeolit dengan Metode Sterilisasi Autoklaf Selama Masa Penyimpanan 70 Hari

Bahan Pembawa Mikrob Masa Penyimpanan (hari) 7 21 42 70

…………… spk/g bahan pembawa …………….

Arang batok Azospirillum 3.50 x 106 4.00 x 105 1.10 x 105 1.10 x 105 Azotobacter 8.91 x 108 8.85 x 108 2.42 x 108 1.92 x 108

FPF 2.52 x 109 3.83 x 107 3.30 x 106 8.33 x 105

Zeolit Azospirillum 3.50 x 105 3.00 x 105 3.00 x 105 2.00 x 104 Azotobacter 1.34 x 109 1.57 x 109 9.11 x 108 5.80 x 107

FPF 1.49 x 109 1.66 x 107 1.21 x 107 6.66 x 106 Tabel Lampiran 5. Komposisi Media Nitrogen Free Bromtymol (Iswandi,

1989)

Bahan Takaran/liter DL-Asam Malat 5.0 g

K2HPO4 0.5 g MgSO4.7H2O 2.0 g NaCl 1.0 g CaCl2.2H2O 0.2 g KOH secukupnya* BTB 2.0 ml Larutan Vitamin 2.0 ml Agar 2.3 g

Keterangan *: ditambahkan hingga terjadi perubahan warna hingga kehijauan

Tabel Lampiran 6. Komposisi Media Nitrogen Free Manitol (Iswandi, 1989)

Bahan Takaran/liter K2HPO4 0.9 g KH2PO4 0.1 g MgSO4.7H2O 0.1 g CaCl2.2H2O 0.1 g NaMoO4.2H2O 0.005 g FeSo4.7H20 0.0125 g Manitol 5.0 g Agar 2.0 g

37  

Tabel Lampiran 7. Komposisi Media Pikovskaya (Iswandi, 1989)

Bahan Takaran/liter Glukosa 10 g Ca3(PO4)2 5.0 g MgSO4.7H20 0.1 g (NH4)2SO4 0.5 g KCl 0.2 g FeSO4 sedikit MnSO4 sedikit Yeast Extract 0.5 g Agar 2.0 g

Tabel Lampiran 8. Komposisi Nutrient Agar (bacto) dan Nutrient Broth

Bahan Takaran/liter Nutrient agar (bacto) 28 g Nutrient Broth 8.0 g

Tabel Lampiran 9. Komposisi Potato Dextrose Agar

Bahan Takaran/liter Kentang 200 g Dextrose 20 g Agar 25 g

38  

Gambar Lampiran 1. Kemasan bahan pembawa

Gambar Lampiran 2. Sterilisasi menggunakan iradiasi Sinar Gamma Co-60

Gambar Lampiran 3. Sterilisasi Menggunakan Mesin Berkas Elektron

Gambar Lampiran 4. Sterilisasi menggunakan autoklaf

Gambar Lampiran 5. Proses inokulasi ke dalam kemasan bahan pembawa