PENELITIAN OPTIMALISASI SUMBERDAYA HAYATI...

MAK :1800.202.006.053

PROPOSAL PENELITIAN

PENELITIAN OPTIMALISASI

SUMBERDAYA HAYATI TANAH

UNTUK MENDUKUNG PENINGKATAN

PRODUKTIVITAS PADI, JAGUNG, KEDELAI

DAN BAWANG MERAH ADAPTIF TERHADAP

PERUBAHAN IKLIM

Ir. Jati Purwani, M.Si

BALAI PENELITIAN TANAH

BALAI BESAR LITBANG SUMBERDAYA LAHAN PERTANIAN

BADAN PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN PERTANIAN

KEMENTERIAN PERTANIAN

2017

LEMBAR PENGESAHAN

JUDUL RPTP : Penelitian Optimalisasi Sumberdaya Hayati Tanah

untuk Mendukung Peningkatan Produktivitas Padi,

Jagung, Kedelai dan Bawang Merah Adaptif terhadap

Perubahan Iklim

UNIT KERJA : Balai Penelitian Tanah

ALAMAT UNIT KERJA : Jl. Tentara Pelajar No.12, Bogor

SUMBER DANA : DIPA/RKAKL Satker: Balai Penelitian Tanah

Tahun Anggaran 2017

STATUS PENELITIAN : Lanjutan /Baru

PENANGGUNGJAWAB PROGRAM :

a. Nama : Ir. Jati Purwani M.Si

b. Pangkat/Golongan : Penata / IVa

c. Jabatan Fungsional : Peneliti Madya

LOKASI : Jawa Barat, Jawa Tengah, Jawa Timur, Banten,

Lampung

AGROEKOSISTEM : Lahan kering, lahan sawah

TAHUN MULAI : 2015

TAHUN SELESAI : 2019

OUTPUT TAHUNAN : 1. Sianobakteri yang dapat meningkatkan hasil

padi sawah sebesar 10-15% dan efisiensi N 10-

20% (percobaan rumah kaca).

2. Teknik aplikasi sianobakteri yang efektif untuk

peningkatan produksi padi sawah sebesar 10-

15% (percobaan rumah kaca)

3. Bakteri pereduksi emisi gas metana terpilih

yang mampu mereduksi metana dan

meningkatkan efisiensi pupuk N dan P

(percobaan laboratorium dan rumah kaca).

4. Teknik perbanyakan pupuk hayati pereduksi

emisi metana

5. Efektivitas mikroba (bakteri dan fungi) sebagai

agen hayati bioremediasi lahan tercemar

merkuri di rumah kaca.

6. Enzim kasar perombak lignin dan selulosa yang

dapat mempercepat pelapukan jerami padi dan

brangkasan jagung


dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman

dan hasil jagung

8. Agens pupuk hayati berbasis mikroba endofit

unggul yang mempunyai kemampuan

meningkatkan pertumbuhan, kesehatan dan

1

produktivitas tanaman hortikultura (khususnya

pada tanaman bawang merah)

9. Informasi potensi dan keefektifan mikroba

endofit terseleksi terhadap tanaman inangnya

10. 5 (lima) draft KTI

OUTPUT AKHIR : Sianobakteri penyedia hara N dan teknik aplikasinya,

mikroba pereduksi gas metana, agen bioremediasi

lahan pascatambang dan limbah industri serta

diperolehnya agen hayati pengendali OPT tular

tanah, enzim perombak lignin dan selulosa untuk

pengomposan jerami padi dan brangkasan jagung,

meningkatkan produksi jagung, serta agens pupuk

hayati berbasis mikroba endofit unggul yang

mempunyai kemampuan meningkatkan

pertumbuhan, kesehatan dan produktivitas tanaman

hortikultura bawang merah untuk pertanian ramah

lingkungan.

BIAYA PENELITIAN : Rp.357.500.000,- (Tiga ratus lima puluh tujuh juta

lima ratus ribu rupiah).

Koordinator Program

Dr. I Wayan Suastika, M.Si

NIP. 19610815 199003 1 001

Penanggung Jawab RPTP

Ir. Jati Purwani M.Si

NIP. 19620304 199203 2 001

Mengetahui,

Kepala Balai Besar Litbang

Sumberdaya Lahan Pertanian

Dr. Ir. Dedi Nursyamsi M.Agr

NIP. 19640623 198903 1 002

Kepala Balai Penelitian Tanah

Dr. Husnain, SP., MP

NIP. 19730910 200112 2 001

i

RINGKASAN

1 Judul Kegiatan RPTP/RDHP : Penelitian Optimalisasi Sumberdaya Hayati Tanah

untuk Mendukung Peningkatan Produktivitas Padi,

Jagung, Kedelai dan Bawang Merah Adaptif terhadap

Perubahan Iklim

2 Nama dan Alamat Unit

Kerja

: Balai Penelitian Tanah

Jl. Tentara Pelajar No. 12, Bogor

3 Sifat Usulan Penelitian : Lanjutan dan Baru

4 Penanggungjawab : Ir. Jati Purwani M.Si

5 Jastifikasi : Sumberdaya hayati tanah (fungi dan bakteri)

mempunyai berbagai fungsi, diantaranya sebagai

pupuk hayati peningkat ketersediaan hara, pemacu

tumbuh tanaman, perombak bahan organik,

pengendali hama dan penyakit, dan penyehat tanah.

Fungsi penyediaan hara N Cyanobacteria sebagai

pupuk hayati masih terbatas, padahal Cyanobacteria

memiliki sejumlah keunggulan diantaranya sebagai

produsen primer pada rantai makanan mikroba,

selain mampu memfiksasi N, meningkatkan produksi

padi, meningkatkan parameter fisiko-kimia karena

menghasilkan polisakarida yang mengikat tanah,

meningkatkan agregasi, mengendalikan erosi dan

run off. Di lahan sawah terdapat bakteri pengoksidasi

metana selain dapat mengurangi emisi gas rumah

kaca (metana) juga dapat meningkatkan produksi

padi sawah. Penelitian pemanfaatan bakteri dan

fungi pereduksi logam berat pada lahan pasca

tambang batubara maupun emas untuk rehabilitasi

lahan untuk memperbaiki kesuburan tanah juga

masih terbatas. Pemanfaatan mikroba agen

bioremediasi dapat mengurangi dampak pencemaran

logam berat maupun limbah industri. Enzim

perombak bahan organik mengandung enzim-enzim

selulase, ligninase, xylanase, protease dan kitinase.

Enzim tersebut berperan sebagai pengurai biomassa

tanaman, sehingga biomassa tersebut dapat

berfungsi sebagai pupuk dan pembenah tanah.

Selain mempercepat proses biomassa juga dapat

meningkatkan aktivitas mikrob dan enzim tanah

lainya. Aplikasinya secara insitu dapat bersamaan

dengan pengolahan tanah. Aplikasi mikroba endofit

sebagai agen hayati dan biofertilizer dapat menekan

ii

hama/penyakit dan meningkatkan produksi bawang

merah.

6

Tujuan

a. Jangka Pendek : 1. Mendapatkan Sianobakteri yang efektif dalam

peningkatan hasil padi sawah 10-15% dan

efisiensi N sebesar 10-20%.

2. Mendapatkan teknik aplikasi sianobakteri yang

efektif untuk peningkatan hasil padi sawah

sebesar 10-15%

3. Mendapatkan bakteri pereduksi emisi gas metana

yang mampu mereduksi metana dan

meningkatkan efisiensi pupuk N dan P di lahan

sawah (percobaan laboratorium dan rumah

kaca).

4. Mendapatkan teknik perbanyakan pupuk hayati

pereduksi emisi metana

5. Mengetahui efektivitas mikroba (bakteri dan

fungi) sebagai agen hayati bioremediasi lahan

tercemar merkuri di rumah kaca.

6. Mendapatkan enzim perombak selulosa dan

lignin yang dapat mempercepat pelapukan jerami

padi dan brangkasan jagung.

7. Mendapatkan enzim perombak selulosa dan

lignin yang dapat meningkatkan pertumbuhan

tanaman jagung.

8. Mendapatkan agens pupuk hayati berbasis

mikroba endofit unggul yang mempunyai

kemampuan meningkatkan pertumbuhan,

kesehatan dan produktivitas tanaman

hortikultura (khususnya pada tanaman bawang

merah)

9. Mendapatkan informasi potensi dan keefektifan

mikroba endofit terseleksi terhadap tanaman

inangnya

10. Menghasilkan 5 (lima) draft KTI

b. Jangka Panjang : Mengoptimalkan dan memanfaatkan potensi

sumberdaya hayati untuk mendukung peningkatan

produktivitas padi, jagung, kedelai dan bawang

merah yang ramah lingkungan dan berkelanjutan.

7 Luaran yang diharapkan

a. Jangka Pendek : 1. Sianobakteri yang dapat meningkatkan hasil

padi sawah 10-15% dan mengefisienkan

iii

penggunaan N 10-20%.

2. Teknik aplikasi sianobakteri yang efektif

meningkatkan hasil padi sawah sebesar 10-20%.

3. Bakteri pereduksi emisi gas metana yang mampu

mereduksi metana dan meningkatkan efisiensi

pupuk N dan P di lahan sawah (percobaan

laboratorium dan rumah kaca).

4. Teknik perbanyakan pupuk hayati pereduksi

emisi metana.

5. Efektivitas mikroba (bakteri dan fungi) sebagai

agen hayati bioremediasi lahan tercemar merkuri

di rumah kaca.


dapat mempercepat pelapukan jerami padi dan

brangkasan jagung


dapat meningkatkan pertumbuhan dan hasil

tanaman jagung.

8. Agens pupuk hayati berbasis mikroba endofit

unggul yang mempunyai kemampuan

meningkatkan pertumbuhan, kesehatan dan

produktivitas tanaman hortikultura (khususnya

pada tanaman bawang merah)

9. Informasi potensi dan keefektifan mikroba

endofit terseleksi terhadap tanaman inangnya


b. Jangka Panjang : Pemanfaatan sumberdaya hayati yang optimal untuk

mendukung peningkatkan produktivitas padi, jagung,

kedelai dan bawang merah yang ramah lingkungan

dan berkelanjutan.

8 Outcome : Pemanfaatan sumberdaya hayati tanah secara

optimal dapat meningkatkan produktivitas tanah dan

tanaman, meningkatkan efisiensi pemupukan serta

meningkatkan kesuburan tanah terdegradasi,

peningkatan hasil tanaman, mengurangi pencemaran

lingkungan. Dari kegiatan ini akan diperoleh pupuk

hayati yang efektif dan ramah lingkungan yang

sangat dibutuhkan oleh masyarakat petani dan

produsen pupuk untuk dapat di produksi dan

digunakan secara nasional. Sosialisasi dan publikasi

tentang pupuk hayati maupun bopestisida yang

iv

dihasilkan dan pengaruhnya terhadap hasil padi,

jagung, kedelai dan bawang juga perlu dilakukan

melalui karya tulis ilmiah (KTI) akan dihasilkan 5 draft

KTI kegiatan penelitian ini sehingga akan memberikan

dampak luas dalam menyebarluaskan kegiatan

penelitian dan pengembangan.

9 Sasaran akhir : Hasil penelitian ini terutama bertujuan untuk

memanfatkan sumberdaya hayati, baik digunakan

sebagai pupuk hayati, pengoksidasi gas metana,

bioremediator logam berat merkuri, enzim kasar

perombak lignin dan selulosa serta mikroba endofit

yang berpotensi sebagai agen pupuk hayati dan

biokontrol pada tanaman bawang merah. Diharapkan

penelitian ini dapat mendukung program ketahanan

pangan terutama dalam mendukung peningkatan

produksi padi, jagung, dan bawang merah serta

menerapkan pertanian ramah lingkungan.

10 Lokasi penelitian : Jawa Barat, Jawa Tengah, Jawa Timur, Banten,

Lampung

11 Jangka waktu : Mulai T.A. 2015, berakhir T.A. 2019

12 Sumber dana : DIPA/RKAKL Satker: Balai Penelitian Tanah, T.A.

2017

v

SUMMARY

1 Title of RPTP/RDHP : Optimization of Soil Biological Resources Research

to Support The Increasing of Rice, Rice, Corn,

Soybean and Shallots Productivity were Adaptive to

Climate Change

2 Implementation unit : Indonesia Soil Research Institute (ISRI)

Jl. Tentara Pelajar 12, Kompleks Pertanian

Cimanggu, Bogor.

3 Location : West Java, Central Java, East Java, Banten,

Lampung

4 Objective

a. Short term : 1. Obtain effectiveness Cyanobacteria in

increasing paddy yield in lowland of 10-15%

and N efficiency 10-20%.

2. Obtain the information of the application

techniques of cyanobacteria in increasing

paddy yield in lowland of 10-20%

3. Obtain of selected bacteria isolates reducing

methane emissions which capable reducing

methane and improve the efficiency of N and

P (laboratory and greenhouse).

4. To get information of biofertilizer mass

production technique of methane oxidizing

bacteria.

5. Assess the effectiveness of both bacteria and

fungi microbes in addressing mercury pollution

in the gold mining land.

6. Obtain the crude enzyme of decomposing

lignin and cellulose which can accelerate the

composting of rice straw and corn stover

7. Obtain the crude enzyme decomposing lignin

and cellulose can promote the growth and

yield of mayze

8. Getting agents of biological fertilizer based

endophytic microbes that have superior

capability to enhance the growth, health and

productivity of horticultural crops (especially

the onion crop)

9. Obtain the information of potency and

effectiveness of selected endophytic microbes

to its host plant

10. To generate of 5 (five) draft scientific papers

vi

b. Long term : Optimization and utilization of Soil Biological

Resources in supporting to increase production of

rice, corn, soybean and onion, friendly agriculture

and sustainable.

5 Expected output

a. Short term : 1. Cyanobacteria effective in increasing paddy

yield in lowland of 10-15% and N efficiency

10-20%.

2. Application techniques of cyanobacteria in

increasing paddy yield in lowland of 10-20%

3. Selected bacteria isolates reducing methane

emissions which capable reducing methane

and improve the efficiency of N and P

(laboratory and greenhouse).

4. Information of biofertilizer mass production

technique of methane oxidizing bacteria.

5. Effectiveness of both bacteria and fungi

microbes in addressing mercury pollution in

the gold mining land.

6. Crude enzyme of selulosa and lignin

decomposer which can accelerate the

composting of rice straw and corn stover.

7. Crude enzyme that can promote the growth

and yield of mayze

8. Agents of biological fertilizer based endophytic

microbes that have superior ability to enhance

the growth, health and productivity of

horticultural crops (especially the onion crop)

9. Information of potency and effectiveness of

selected endophytic microbes to its host plant

10. 5 (five) draft scientific papers

b. Long term : Optimize and utilize of soil biological resources in

supporting to increase production of rice, corn,

soybean and onion, friendly agriculture and

sustainable.

6 Discription of methodology :

The study will be conducted in several activities i.e.

1) Research the utilization cyanobacteria as

Biofertilizer 2) Research of utilization of oxidizing

methane bacteria which enhancing of plant

nutrients availability; 3) Mercury Pollution Control

Through Utilization of Microbes Resistance

vii

Mercury, 4) Utilization of thermostable crude

enzyme for friendly agriculture 5) Testing of

biological fertilizers and biological control agents

based endophytic microbes for horticulture. All of

this study were conducted in the laboratory and

greenhouse. Utilization of cyanobacteria to reduce

N fertilizer and increase of rice yield, application of

methane bacteria were apply on wetlands rice for

rice productivity and methane reduction.

Application of biological agents for land

reclamation mining and industrial waste will be

carried out in laboratory and greenhouse by land

contaminated heavy metal (Hg). Utilization of

crude enzyme decomposing lignin and cellulose

applied of rice, so the utilization of biofertilizer

agens based endophytic microbes were applied of

onion.

7 Duration : F.Y 2016/F.Y. 2019

8 Budget/fiscal year : IDR.360.000.000,- (Three hundred sixty million

rupiah)

9 Source of budget : DIPA/RKAKL 648680 Indonesia Soil Research

Institute (ISRI), Fiscal Year 2017

1

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Penggunaan pupuk anorganik dalam jangka pendek dapat memberikan hasil

memuaskan, tetapi dalam jangka panjang dapat menimbulkan berbagai masalah,

misalnya kerusakan fisik tanah dan ketidakseimbangan hara dalam tanah. Pada tanaman

padi, penambahan dosis pupuk NPK tidak diikuti oleh peningkatan hasil yang linier,

penggunaan pupuk NPK semakin tidak ekonomis (Manwan 1993).

Hal yang sama juga terjadi pada tanaman pangan, hortikultura dan tanaman

perkebunan. Sementara itu harga pupuk anorganik semakin mahal dan kadang sulit

didapatkan. Sehubungan dengan hal tersebut, perlu ada pupuk alternatif yang mampu

meningkatkan produktivitas berbagai tanaman secara spesifik yang berkelanjutan, salah

satunya adalah pupuk hayati. Berbagai jenis bakteri telah banyak dimanfaatkan sebagai

pupuk hayati dan pengunaannya telah berkembang, hal tersebut diindikasikan telah

banyaknya pupuk hayati yang telah beredar dan telah diuji keefektivannya. Namun

demikian kualitas pupuk hayati dipengaruhi oleh adanya persaingan antara galur-galur

yang diintroduksikan dengan galur pribumi (indigenous), sehingga jenis bahan pembawa

yang kurang sesuai, faktor agronomi, jenis tanah, cara penyimpanan dan pengiriman

inokulan ke lokasi penanaman sangat mempengaruhi keefektivannya.

Indonesia dikenal mempunyai ekosistem yang unik dan ekstrim, yang menyimpan

potensi mikrob luar biasa, yang berguna untuk kepentingan pertanian, kesehatan dan

kesuburan tanah dan tanaman. Selain memanfaatkan mikroba sebagai pupuk hayati,

peran mikroba juga sebagai pereduksi gas metana, remediasi logam berat maupun lahan

tercemar limbah industri, serta dapat sebagai agen pengendali hayati.

Di lahan sawah terdapat Sianobakteri, kelompok mikroba tersebut mampu

memfiksasi N dari udara. Peningkatan kesuburan dan produktivitas lahan sawah dapat

dengan memanfaatkan sianobakteri, bakteri ini banyak ditemukan di daerah perairan,

mempunyai kemampuan menambat nitrogen, serta digunakan sebagai agen untuk

bioremediasi, dan bahan bakar nabati. Spirulina platensis, terdeteksi mengandung

tingkat merkuri tinggi ketika tumbuh di bawah kondisi terkontaminasi (Slotton et al.,

1989) , hal ini menunjukkan bahwa selain menambat nitrogen, sianobakteri dapat

mengambil ion logam beracun dari lingkungan tempat tumbuhnya ( Bender et al ., 1994)

Beberapa jenis sianobakteri dari berbagai lokasi di Jawa Barat seperti di kolam,

persawahan, sumber air panas berbeda-beda. Menurut Ayala dan Vargas (1987),

budidaya Spirulina pada limbah ragi mencapai tingkat pertumbuhan 85,7 mg/L.

Pemakaian molase pada konsentrasi 0,25-0,75 g/L sebagai substrat dalam perbanyakan

Spirulina platensis dapat diperoleh konsentrasi bio-massa sebesar 2,94 g / L, dengan

nilai pH yang meningkat selama fase cahaya dan menurun selama periode gelap pada

periode pertumbuhannya (Andrade dan Costa., 2007). Hasil penelitian tahun 2016

diharapkan dapat diperoleh jenis sianobakteri yang mampu menambat N, mudah

perbanyakannya sehingga berpotensi djadikan sebagai pupuk hayati untuk tanaman padi.

Selain sianobakteri penambat N, di lahan sawah juga terdapat bakteri pengoksidasi

gas metana. Bakteri tersebut berada di lingkungan perakaran padi, lebih dari 90%

metana terlepas dari tanah sawah ke atmosfer lewat tanaman padi, karena tanaman padi

2

mempunyai ruang (aerenkhima) sebagai media pelepasan gas metana ke atmosfir. Lebih

dari 80% metana yang dihasilkan ini akan dioksidasi di sekitar perakaran atau rhizosfer

tanaman padi. Pemanfaatan bakteri pengoksidasi metana mampu menurunkan 80%

metana yang diproduksi oleh bakteri metanogen di lahan sawah (Conrad & Rothfus

1991). Penelitian lain membuktikan bahwa aplikasi pupuk hayati dengan bahan aktif

bakteri metanotrof, bakteri pendenitrifikasi dan bakteri penambat nitrogen pada lahan

sawah secara nyata terbukti selain mengurangi 75% pupuk NPK kimia, juga

meningkatkan produksi padi sebesar 67,53% dan mengurangi emisi metana dari 18.31

mmol m-2hr-1 menjadi -19.57 mmol m-2hr-1 (Pingak et al., 2014). Untuk itu pada tahun

2016 telah dilakukan eksplorasi dan uji potensi dan kemampuan isolate bakteri

pengoksidasi metana yang juga dapat digunakan sebagai pupuk hayati. Isolat yang

diperoleh akan diformulasikan dan diujikan pada berbagai dosis pupuk.

Pencemaran lingkungan pertanian selain disebabkan oleh penggunaan pupuk

kimia dan pestisida yang berlebihan, juga dapat disebabkan oleh adanya aktivitas

kegiatan industri seperti oleh senyawa hidrokarbon yang disebabkan oleh pengolahan

dan transportasi minyak mentah. Kegiatan tambang emas rakyat yang sering disebut

dengan penambangan emas tanpa izin (PETI) pada umumnya menggunakan

prosesamalgamisasidengan merkuri, yang selain mendapatkan emas, juga dapat

menimbulkan dampak negatif berupa pencemaran lingkungan. Sisa-sia merkuri yang

digunakan tersebut masuk ke dalam badan sungai dan mencemari areal di sekitarnya,

dan menambah permasalahan karena kegiatan PETI umumnya dilakukan di sekitar

pemukiman dan pertanian penduduk. Merkuri merupakan salah satu logam berat yang

memiliki toksisitas paling tinggi sehingga emisi merkuri ditetapkan sebagai pencemar

berbahaya yang dapat mengakibatkan dampak serius terhadap kesehatan manusia dan

lingkungan sekitar (Klaassen dan Watskin, 2003). Bakteri yang berpoensi untuk

mereduksi logam berat hasil penelitian sebelumnya yang telah dilakukan di laboratorium

akan diujikan pada tanaman jagung yang ditanam pada tanah tercemar logam berat.

Keberadaan merkuri di lingkungan dapat menyebabkan deposisi di dalam tanah

dan badan air dimana dapat mengganggu rantai makanan setelah terjadi biomagnifikasi.

Selain itu, akumulasi kontaminan merkuri ke dalam tanah sampai pada rantai makanan

dan keberadaannya di alam persistentkarena tidak dapat didegradasi, sehingga

berpotensi menyebabkan keracunan yang laten. Keberadaan logam berat dalam tanah

perlu mendapatkan perhatian yang serius dikarenakan logam berat bersifat racun dan

karsinogenik, bersifat mobile dan mempunyai sifat akumulatif dalam tubuh manusia

(Notodarmojo, 2005). Salah satu teknologi dalam mengatasi kontaminasi logam berat

adalah bioremediasi yaitu proses pembersihan kembali lingkungan dari bahan pencemar

dengan menggunakan agen biologi seperti mikroba. Mikroorganisme diketahui memediasi

empat jenis enzim yang dapat mentransformasi merkuri yaitu dengan mereduksi Hg2+

menjadi Hg0, memecah senyawa organomerkuri menjadi Hg0, memetilasi Hg2+, dan

oksidasi Hg0 menjadi Hg2+ (Dobler, 2003). Bakteri banyakdigunakan sebagai agen

bioremediasi karena memiliki kecepatan reproduksi yang tinggi, mudah beradaptasi

dengan lingkungan serta dapat menggunakan logam berat sebagai sumber karbon dan

energi (Foght, 2008). Menurut Lovley (1995), remediasi merkuri dengan bakteri bahkan

3

jauh lebih baik daripada secara kimia karena metode secara kimia selain lebih mahal juga

masih menghasilkan timbunan lumpur yang mengandung Hg.

Kegiatan tambang emas rakyat yang sering disebut dengan penambangan emas

tanpa izin (PETI) pada umumnya menggunakan prosesamalgamisasi dengan merkuri,

yang selain mendapatkan emas, juga dapat menimbulkan dampak negatif berupa

pencemaran lingkungan. Sisa-sisa merkuri yang digunakan tersebut masuk ke dalam

badan sungai dan mencemari areal di sekitarnya, dan menambah permasalahan karena

kegiatan PETI umumnya dilakukan di sekitar pemukiman dan pertanian penduduk.

Merkuri merupakan salah satu logam berat yang memiliki toksisitas paling tinggi sehingga

emisi merkuri ditetapkan sebagai pencemar berbahaya yang dapat mengakibatkan

dampak serius terhadap kesehatan manusia dan lingkungan sekitar (Klaassen dan

Watskin, 2003). Salah satu teknologi dalam mengatasi kontaminasi logam berat adalah

bioremediasi yaitu proses pembersihan kembali lingkungan dari bahan pencemar dengan

menggunakan agen biologi seperti mikroba.

Bakteri banyak digunakan sebagai agen bioremediasi karena memiliki kecepatan

reproduksi yang tinggi, mudah beradaptasi dengan lingkungan serta dapat menggunakan

logam berat sebagai sumber karbon dan energi (Foght, 2008). Menurut Lovley (1995),

remediasi merkuri dengan bakteri bahkan jauh lebih baik daripada secara kimia karena

metode secara kimia selain lebih mahal juga masih menghasilkan timbunan lumpur yang

mengandung Hg.

Untuk memecahkan permasalahan lingkungan akibat penggunaan pestisida

kimiawi berlebihan, pengembangan aplikasi pupuk hayati pengendali hama dan penyakit

tanaman dapat meningkatkan kesuburan tanah dan kualitas tanaman untuk

keberlanjutan sistem produksi pertanian. Oleh karena itu, untuk menjaga kesuburan,

kesehatan dan produktivitas tanah dan tanaman, menurunkan dampak pencemaran

lingkungan diperlukan cara untuk mengoptimalkan pemakaian dan pemanfaatan

sumberdaya hayati yang tersedia. Sumber bakteri dan fungi yang mampu mengendalikan

OPT diisolasi dari tanah dan tanaman bawang merah, selanjutnya akan diujikan secara

invitro pada jamur penyebab penyakit maupun serangga pathogen pada bawang merah.

Kualitas tanah dipengaruhi oleh sejumlah sifat fisik, kimia, biologi, mikrobiologi, dan

biokimia. Sifat mikrobiologi dan biokimia merupakan sifat yang paling sensitif terhadap

perubahan kondisi tanah. Aktivitas mikrobiologi tanah langsung mempengaruhi stabilitas

ekosistem dan kesuburan tanah (Dick dan Tabatabai 1992; Bouma 2002). Dinamika

biomassa mikrob tanah memiliki hubungan langsung dengan vegetasi diatasnya dan

membentuk sistem ekofisiologis yang berkaitan dengan status metabolisme mikrob

(Anderson 2003). Keanekaragaman tumbuhan ini juga mempengaruhi bahan organik dan

anorganik dalam tanah. Keanekaragaman bahan organik akan berdampak pada

keanekaragaman aktivitas mikrob dalam tanah karena aktivitas mikrob sangat spesifik

tergantung bahan organik yang tersedia dalam tanah (Mondal et al. 2014). Oleh sebab

itu, dinamika mikrob tanah menjadi penting bagi pertumbuhan tanaman. Dalam

aplikasinya mikrob tanah menghasilkan enzim yang mampu merombak bahan-bahan

organik di luar sel.

Aktivitas mikrob tanah berpengaruh pada siklus unsur hara dan menyuplai hormon

serta enzim yang dibutuhkan oleh tanaman (Agus 1997). Enzim tanah yang dihasilkan

4

oleh mikrob berkaitan dengan siklus nutrisi, aktivitas mikrob tanah, dan erat kaitannya

dengan praktek budidaya tanaman. Enzim yang dihasilkan oleh mikrob memiliki peranan

penting dalam penyediaan unsur hara tanaman karena enzim terlibat dalam siklus unsur

hara di dalam sistem tanah tanaman. Terjadinya siklus dapat dilihat melalui aktivitas

mikrob yang tercermin pada aktivitas enzim yang terdapat dalam tanah (Pascual et al.

2000; Gil-Stores et al. 2005; Trasar-Cepeda et al. 2008; Giacometti et al. 2013; Mao et

al. 2013).

Sebagian besar enzim yang diperoleh dari tanah berasal dari bakteri dan jamur.

Hanya sebagian kecil yang dihasilkan oleh tanaman dan hewan. Enzim memiliki beberapa

fungsi penting, diantaranya terlibat dalam siklus nutrisi, mempengaruhi kesuburan secara

efisien, merangsang aktivitas degradasi bahan organik dan bertindak sebagai indikator

perubahan tanah (Dick et al. 2000). Biomassa mikrob tanah memiliki hubungan langsung

dengan vegetasi diatasnya dan membentuk system ekofisiologis yang berkaitan dengan

status metabolisme biomassa mikrob (Anderson dan Domsch 1990). Oleh sebab itu

dinamika mikrob tanah menjadi penting bagi pertumbuhan tanaman. Enzim-enzim

bekerja pada substrat makromolekul, dan mengkonversinya menjadi senyawa-senyawa

yang lebih sederhana. Enzim adalah protein yang dapat terdenaturasi pada suhu tinggi,

padahal dalam lahan kering iklim tropis suatu proses akan memasuki fase termofil,

sehingga diperlukan enzim yang thermostable yang dihasilkan oleh mikroba termofilik.

Enzim tanah, enzim yang dihasilkan dari mikroba sebagai katalis dalam proses

penyediaan hara, yang salah satunya adalah enzim termostabil (Agrozim) mengandung

enzim-enzim selulase, ligninase, xylanase, protease dan kitinase. Agrozim sebagai

pengurai biomassa tanaman, sehingga biomassa tersebut dapat berfungsi sebagai pupuk

dan pembenah tanah. Selain mempercepat proses pengomposan biomassa juga dapat

meningkatkan aktivitas mikrob dan enzim tanah lainya. Aplikasinya secara insitu

bersamaan dengan pengolahan tanah.

Mikroba endofit termasuk mikrob yang mampu mengkolonisasi jaringan tanaman

dan dapat memberikan keuntungan (Nawangsih et al. 2011) karena relung ekologi

(niche) yang ditempatinya terlindung dari beragam faktor lingkungan. Mikrob ini hidup

dan menempati jaringan intraseluler dan atau interseluler tanaman tanpa menyebabkan

gejala-gejala yang merugikan bagi tanaman inangnya. Hallmann et al. (1997)

mengemukakan bahwa suatu bakteri dikatakan sebagai endofit jika bakteri ini tidak

membahayakan bagi tanaman inangnya dan dapat diisolasi dari permukaan jaringan

tanaman yang sehat atau diekstraksi dari dalam tanaman.

1.2. Dasar Pertimbangan

Masalah degradasi lahan perlu mendapat penanganan untuk keberlanjutan

usahatani yang dikelola secara intensif oleh para petani, baik pada lahan-lahan subur

maupun untuk lahan suboptimal untuk peningkatan produktivitas lahan usahatani.

Penggunaan pupuk anorganik dalam jangka pendek dapat memberikan hasil memuaskan,

tetapi dalam jangka panjang dapat menimbulkan berbagai masalah, misalnya dapat

menyebabkan kerusakan fisik tanah dan perubahan keeimbangan hara dalam tanah.

Sehingga perlu dicari alternatif pengelolaan lahan yang lebih efisien dan ramah

5

lingkungan. Pupuk hayati/pupuk mikrob merupakan pupuk alternatif untuk mengurangi

dosis penggunaan pupuk kimia.

Berbagai jenis mikrob telah banyak dimanfaatkan sebagai pupuk hayati dan

bioremediasi tanah-tanah tercemar. Jenis bakteri yang mampu memfiksai N dan

sekaligus melakukan fotosintesis adalah Sianobakteri. Penelitian mengenai pemanfaatan

Sianobakteri di Indonesia masih terbatas, oleh karena itu perlu dilakukan penelitian

dalam rangka mendapatkan jenis pupuk hayati lain untuk meningkatkan produktivitas

tanah dan tanaman.

Sepuluh isolat mikroba termofilik hasil dari kegiatan sebelumnya secara kualitatif

mampu menghasilkan enzim-enzim pendegradasi limbah tanaman, isolat tersebut perlu

diuji kemampuannya secara kuantitatif dalam menghasilkan enzim-enzim thermostable

dalam menyediakan hara pada tanah untuk meningkatkan produksi padi dan jagung.

Kelompok bakteri yang dapat mengurangi pencemaran lingkungan adalah bakteri

metanotrof (pengoksidasi metana) dan bakteri penyerap logam berat pada tanah-tanah

tercemar. Bakteri metanotrof memanfaatkan CH4 sebagai donor elektron untuk

menghasilkan energi dan sebagai sumber karbonnya. Dengan menggunakan bakteri

pengoksidasi metana mampu menurunkan 80% metana yang diproduksi oleh bakteri

metanogen di lahan sawah Conrad dan Rothfus., 1991). Penelitian lain membuktikan

bahwa aplikasi pupuk hayati dengan bahan aktif bakteri metanotrof, bakteri

pendenitrifikasi dan bakteri penambat nitrogen pada lahan sawah secara nyata terbukti

selain mengurangi 75% pupuk NPK kimia, juga meningkatkan produksi padi sebesar

67,53% dan mengurangi emisi metana dari 18.31 mmol m-2hr-1 menjadi -19.57 mmol m-

2hr-1 (Pingak et al. 2014).

Masyarakat yang melaksanakan PETI, pertambangan emas tanpa izin atau ilegal

di Indonesia cukup banyak, yaitu sekitar 713 lokasi yang tersebar di Jawa, Sumatera,

Kalimantan, dan Sulawesi dengan 60.000 penambang skala kecil dan produksinya sudah

mencapai 30 ton emas per tahun (Aspinall, 2001). Permasalahan yang ditumbulkan oleh

pertambangan emas tanpa ijin ini adalah pengelolaan limbah tailing emas yang kurang

tepat yang menyebabkan perubahan kondisi fisik, kimia, dan biologi tanah seperti

kekurangan unsur hara penting, penurunan populasi mikroba tanah, dan pencemaran

tanah akibat akumulai logam berat pada lahan bekas tambang.

Bioremediasi merupakan salah satu teknik rehabilitasi lahan tercemar dengan

menggunakan mikroorganisme yang telah dipilih untuk ditumbuhkan pada polutan

tertentu sebagai upaya untuk menurunkan kadar polutan tersebut. Pada saat proses

bioremediasi berlangsung, enzim-enzim yang dihasilkan oleh mikroorganisme

memodifikasi struktur polutan beracun yang kompleks menjadi tidak kompleks sehingga

menjadi metabolit yang tidak beracun dan tidak berbahaya (Priadie, 2012). Berbagai

mikroba seperi bakteri, fungi, alga dan lain sebagainya mempunyai kemampuan sebagai

agen hayati bioremediasi.Bakteri seperti genusPseudomonas, Thiobacillus, Bacillus, dan

bakteri penambat nitrogen dilaporkan mempunyai aktivitas sebagai agen bioremediasi

(Mullenet al., 1989) dari lingkungan (tanah, air, dan sedimen) yang terkontaminasi logam

melalui mekanisme pengubahan sifat kimia dan struktur pembentuk senyawa sebagai

bioakumulasi, biotransformasi dan bioremediasi, sehingga menghilangkan sifat toksik

bahan pencemar (detoksifikasi). Fungi juga merupakan agen bioremediasi berbagai

6

logam berat.Bioremediasi menggunakan mikroba seperti bakteri dan fungi merupakan

teknologi yang murah dan ramah lingkungan.

Pemanfaatan lain sumberdaya hayati tanah adalah sebagai biodekomposer,

Aktivitas enzim tanah sebagai salah satu sifat biologi tanah berperan sebagai indikator

kesuburan tanah atau berfungsi sebagai pengendali beragam sifat kimia tanah.

Pengelolaan lahan berbasis pertanian organik maupun konvensional menunjukkan kadar

C-org, N-total, P-potensial, P-tersedia, K-potensial, K-tersedia, KTK, dan pH tanah pada

pertanian organik lebih tinggi dibandingkan pertanian konvensional. Aktivitas enzim

dehidrogenase dan selulase pada pertanian organik lebih tinggi dibandingkan dengan

pertanian konvensional. Namun aktivitas enzim urease pada pertanian organik lebih

rendah dibandingkan dengan pertanian konvensional. Aktivitas enzim-enzim tanah

berkorelasi positif nyata sampai sangat nyata dengan jumlah populasi mikrob, kadar C-

mik, dan karakteristik tanah, antara lain: C-org, N-total, P-potensial, P-tersedia, K-

potensial, K-tersedia, KTK, dan pH tanah, sedangkan dengan kadar liat tanah berkorelasi

negatif sangat nyata. Pengelolaan dengan memperhatikan proses enzimatik yang

terdapat dalam tanah merupakan salah satu terobosan dalam rangka pengelolaan

kesuburan tanah.

Sumber mikroba lainnya adalah jaringan tanaman (mikroba endofit) merupakan

bakteri yang mampu mengkolonisasi jaringan internal dari tanaman inang, hubungannya

bisa simbiotik, mutualistik, komensalistik, dan trophobiotic. Kebanyakan bakteri endofit

berasal dari rhizosfir atau filosfer. Bakteri endofit menghasilkan beragam jenis metabolit

yang berhubungan atau mikrosimbion dengan tanaman. Senyawa metabolit ini

berperanan dalam ketahanan dan kompetisinya dengan mikrob lain, juga diperlukan

untuk spesifik interaksi dan komunikasi dengan tanaman inangnya (Brader G, 2014),

untuk pengobatan, pertanian, industry dan berpotensi juga dalam mengatasi tanah-

tanah yang terkontaminasi dengan meningkatkan fitoremediasi. Oleh karena itu

diperlukan penelitian lebih lanjut untuk menggali potensi mikroba endofit yang diperlukan

agar lebih efisien dalam menggunakan interaksi mikroba tanaman yang menguntungkan

dan untuk mengurangi serangan patogen serta menggali senyawa bioaktif novelty yang

dapat digunakan untuk kepentingan komersil. Penelitian ini merupakan salah satu

tahapan yang penting dalam mempelajari ekologi dan interaksi antara mikroba endofit

tanaman hortikultura (bawang merah).

1.3. Tujuan

Tujuan:

Jangka Pendek (2017)

1. Mendapatkan informasi keefektifan Sianobakteri pada peningkatan hasil padi

sawah sebesar 10-15% dan efisiensi N 10-20%.

2. Mendapatkan informasi teknik aplikasi yang efektif meningkatkan hasil padi

sawah sebesar 10-15%.

3. Mendapatkan bakteri pereduksi emisi gas metana yang mampu mereduksi

metana dan meningkatkan efisiensi pupuk N dan P di lahan sawah (percobaan

laboratorium dan rumah kaca).

7

4. Mendapatkan informasi teknik perbanyakan pupuk hayati pereduksi emisi metana

5. Untuk mengetahui efektivitas mikroba (bakteri dan fungi) sebagai agen hayati

bioremediasi lahan tercemar merkuri di rumah kaca.

6. Mendapatkan enzim kasar perombak lignin dan selulosa yang dapat mempercepat

pelapukan jerami padi di lahan sawah

7. Mendapatkan enzim perombak selulo sa dan lignin yang dapat meningkatkan

pertumbuhan dan hasil jagung.

8. Mendapatkan agens pupuk hayati berbasis mikroba endofit unggul yang

mempunyai kemampuan meningkatkan pertumbuhan, kesehatan dan

produktivitas tanaman hortikultura (khususnya pada tanaman bawang merah)

9. Informasi potensi dan keefektifan mikroba endofit terseleksi terhadap tanaman

inangnya

10. Menghasilkan 5 (lima) draft KTI

1.4. Keluaran Yang Diharapkan

Jangka pendek (tahunan)

1. Sianobakteri yang pada peningkatan hasil padi sawah sebesar 10-15% dan

efisiensi N 10-20%.

2. Teknik aplikasi sianobakteri yang efektif meningkatkan hasil padi sawah sebesar

10-15%

3. Bakteri pereduksi emisi gas metana terpilih yang mampu mereduksi metana dan

meningkatkan efisiensi pupuk N dan P di lahan sawah (percobaan laboratorium

dan rumah kaca).

4. Teknik perbanyakan pupuk hayati pereduksi emisi metana

5. Efektivitas mikroba baik bakteri maupun fungi dalam mengatasi pencemaran

logam merkuri pada lahan bekas tambang emas.

6. Enzim kasar perombak selulosa dan lignin yang dapat mempercepat pelapukan

jerami padi dan brangkasan jagung.

7. Enzim biodekomposer yang dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman padi

8. Agens pupuk hayati berbasis mikroba endofit unggul yang mempunyai

kemampuan meningkatkan pertumbuhan, kesehatan dan produktivitas tanaman

hortikultura (khususnya pada tanaman bawang merah)

9. Informasi potensi dan keefektifan mikroba endofit terseleksi terhadap tanaman

inangnya


Jangka panjang :

Pemanfaatan sumberdaya hayati yang optimal untuk mendukung peningkatkan

produktivitas padi, kedelai dan bawang merah yang ramah lingkungan dan berkelanjutan.

1.5. Perkiraan manfaat dan dampak dari kegiatan yang dirancang

Pemanfaatan sumberdaya hayati tanah secara optimal dapat meningkatkan

produktivitas tanah dan tanaman, meningkatkan efisiensi pemupukan serta

meningkatkan kesuburan tanah terdegradasi, peningkatan hasil tanaman, mengurangi

pencemaran lingkungan. Dari kegiatan ini akan diperoleh pupuk hayati yang efektif dan

8

ramah lingkungan yang sangat dibutuhkan oleh masyarakat petani dan produsen pupuk

untuk dapat di produksi dan digunakan secara nasional. Sosialisasi dan publikasi tentang

pupuk hayati maupun biopestisida yang dihasilkan dan pengaruhnya terhadap hasil padi,

jagung, kedelai dan bawang merah juga perlu dilakukan untuk diketahui masyarakat

melalui karya tulis ilmiah (KTI) akan dihasilkan 5 draft KTI pada kegiatan penelitian ini

sehingga memberikan dampak luas dalam menyebarluaskan kegiatan penelitian dan

pengembangan.

.

9

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kerangka Teoritis

Degradasi lahan pertanian diduga menyebabkan penurunan hasil pertanian, pada

sistim persawahan yang terus menerus dipupuk dengan takaran pupuk yang tinggi telah

menyebabkan terjadinya kemunduran produktivitas lahan sawah baik kimia, fisika

maupun biologi (Sri Adiningsih, et al., 1995). Pada saat ini kandungan C-organik tanah

yang kurang dari 1,5% diduga semakin meluas karena di beberapa lahan persawahan

penggunaan pupuk anorganik sudah jauh diatas dosis rekomendasi yang telah

ditetapkan, namun demikian peningkatan penggunaan pupuk kimia yang sangat tinggi,

ternyata tidak diimbangi dengan peningkatan produksi.

Tumbuhnya kesadaran terhadap bahaya pencemaran lingkungan dari penggunaan

pupuk dan pestisida yang berlebihan mendorong berkembangnya pertanian organik,

pada sistem pertanian tersebut penggunaan pupuk hayati merupakan bagian dari sistem

produksinya (Simanungkalit, 2000). Pupuk hayati dimaksudkan sebagai mikroorganisme

hidup yang ditambahkan ke dalam tanah dalam bentuk inokulan atau bentuk lain untuk

memfasilitasi atau menyediakan hara tertentu bagi tanaman. Menurut Saraswati (2000),

manfaat dari penggunaan pupuk hayati adalah (1) menyediakan sumber hara bagi

tanaman, (2) melindungi akar dari gangguan hama dan penyakit, (3) menstimulir

sistem perakaran agar berkembang sempurna sehingga memperpanjang usia akar, (4)

memacu mitosis jaringan meristem pada titik tumbuh pucuk, kuncup bunga, dan stolon,

(5) sebagai penawar beberapa logam berat, (6) sebagai metabolit pengatur tumbuh, dan

(7) sebagai bioaktifator.

Nitrogen merupakan salah satu unsur hara makro yang dibutuhkan tanaman.

dibutuhkan dalam jumlah banyak untuk pertumbuhan. Kebutuhan nitrogen tanaman

dapat dipenuhi melalui penambahan nitrogen ke dalam tanah, dan sebagian besar

dilakukan dengan menggunakan urea. Selain itu, penambahan nitrogen ke dalam tanah

dapat dilakukan dengan memanfaatkan N2 yang ada di atmosfer melalui fiksasi N2 oleh

mikroorganisme, seperti Azotobacter, Rhizobium, dan Sianobakteri.

Keragaman jenis mikroba tersebut, baik bakteri, fungi maupun aktinomiset, dalam

kaitannya dengan kemampuan mikroba menghasilkan enzim-enzim yang terlibat dalam

proses penyediaan hara diantaranya selulase, nirogenase, fosfatase, protease, amilase

dan lipase. Permasalahannya, lahan kering di Indonesia memiliki suhu 40-500 C, padahal

enzim merupakan protein yang dapat terdenaturasi pada suhu tinggi. sehingga

diperlukan enzim yang thermostable yang dihasilkan oleh mikroba termofilik.

Mikroba termofilik memiliki kemampuan untuk bertahan dan berkembang pada

kisaran suhu 40-80 °C, dengan pertumbuhan optimal pada kisaran suhu 50-65 °C. Pada

tahun 2003, anggota dari kelompok bakteri primitif yang disebut Archaea, diketahui

dapat tumbuh pada suhu 121°C, hal tersebut merupakan sebuah penemuan baru.

Psichrofil menempati rentangan suhu ekstrim yang lain, mereka dapat tumbuh pada suhu

0 °C, dengan pertumbuhan optimal yang terjadi pada suhu 15 °C atau dibawahnya.

Organisme tersebut tidak dapat tumbuh pada suhu di atas 25 °C atau lebih (Stuart,

2005).

10

Habitat bakteri termofilik adalah tempat-tempat yang mempunyai kondisi

lingkungan panas atau pada lingkungan yang ekstrim. Beberapa habitat ekstrem bagi

bakteri termofilik diantaranya adalah sumber air panas, kawah gunung berapi, dan di

celah hidrotermal kedalaman air laut. Termofilik bervariasi antara 45-80 °C. Pada

sebagian besar eukariotik tidak dapat bertahan di atas suhu 60°C. Beberapa bakteri

termofilik yang tumbuh pada kisaran suhu 80°C - 110°C disebut hipertermofil (Kathleen,

2005). Bakteri termofilik juga ditemukan di gurun pasir Sahara, tetapi tidak ditemukan di

tanah pada hutan yang dingin. Pada tanah perkebunan terdapat 1-10% bakteri termofilik

dari seluruh komposisi mikroba yang terdapat pada tanah tersebut, sementara tanah

lapang yang luas biasanya hanya mengandung kurang dari 0,25%. Tanah yang tidak

ditumbuhi tanaman kemungkinan sama sekali tidak terdapat bakteri termofilik (Prasetyo,

2006).

Pemanasan global (global warming) merupakan fenomena peningkatan

temperatur global dari tahun ke tahun karena meningkatnya emisi gas rumah kaca di

atmosfer. Selama 100 tahun terakhir ini, konsentrasi gas-gas rumah kaca CO2, CH4, dan

N2O di atmosfer telah meningkat secara nyata sebagai akibat dari berbagai aktivitas

manusia (Griffin, 2003) terutama yang berkaitan dengan penggunaan bahan bakar fosil

(minyak, gas dan batu bara) dan alih fungsi lahan serta aktivitas pertanian yang

berimbas pada peningkatan suhu bumi.

Upaya mitigasi pemanasan global dilakukan diantaranya melalui pengurangan emisi

metana karena sifatnya yang lebih reaktif dibandingkan dengan CO2 (Abao et al. 2000).

Dalam jumlah mol yang sama pengurangan emisi metana 20-60 kali lebih efektif dalam

menurunkan potensi pemanasan global dibandingkan pengurangan emisi CO2 (Hanson &

Hanson 1996). Beberapa langkah yang dapat dilakukan untuk melakukan mitigasi atau

upaya untuk menekan emisi metana tanpa mengurangi produksi tanaman padi, antara

lain: (i) irigasi intermiten, (ii) menggunakan varietas padi rendah emisi metana, (iii)

pemberian bahan organik matang, (iv) penerapan cara tanam sebar langsung (tabela),

dan (v) aplikasi bakteri pengoksidasi metana. Menurut Wihardjaka (2002) berlimpahnya

bakteri pengoksidasi metana yang berada di sekitar perakaran tanaman padi berpotensi

sangat tinggi untuk mengoksidasi metana.

Bakteri pengoksidasi metana merupakan bakteri metanotrof yang memanfaatkan

CH4 sebagai donor elektron untuk menghasilkan energi dan sebagai sumber karbonnya

(Hanson dan Hanson 1996). Aktivitas oksidasi metana oleh bakteri metanotrof mampu

menurunkan 80% metana yang diproduksi oleh bakteri metanogen di lahan sawah

(Conrad & Rothfus 1991). Penelitian lain membuktikan bahwa aplikasi pupuk hayati

dengan bahan aktif bakteri metanotrof, bakteri pendenitrifikasi dan bakteri penambat

nitrogen pada lahan sawah secara nyata terbukti selain mengurangi 75% pupuk NPK

kimia, juga meningkatkan produksi padi sebesar 67,53% dan mengurangi emisi metana

dari 18.31 mmol m-2hr-1 menjadi -19.57 mmol m-2hr-1 (Pingak et al., 2014).

Selain itu untuk meningkatkan produktivitas pertanian dapat dilakukan dengan

memanfaatkan lahan terlantar, lahan marjinal, lahan di kawasan transmigrasi, dan bekas

lahan pertambangan. Lahan pascatambang merupakan lahan yang potensial yang dapat

digunakan sebagai lahan pertanian, mengingat lahan tersebut cukup luas di Indonesia

yang menurut Kementerian ESDM (2008), terdapat 833 kegiatan dengan total luasan 36

11

juta ha. Sumber tambang batubara total di Indonesia adalah 90.05 juta ton berlokasi di

15 propinsi. Deposit batubara utama di Indonesia adalah Sumatra Utara (54%),

Kalimantan Timur (28%), Kalimantan Selatan (10%), Riau (2%), dan Kalimantan Tengah

(1.4%).

Pemanfaatan lahan bekas tambang untuk perluasan areal pertanian merupakan

suatu peluang, setelah terlebih dahulu direklamasi untuk meningkatkan daya dukung dan

daya guna produksi biomassa (Dariah et al., 2010), karena kegiatan pertambangan

seringkali menimbulkan dampak pada tanah dan badan air serta tidak menguntungkan

bagi lahan pertanian. Menurut Ferry et al. (2012), aktivitas penambangan umumnya

menghasilkan bahan pencemar yang ditunjukkan oleh kadar logam berat dalam tanaman

yang melebihi kadar normal. Menurut Prijambada (2006), akumulasi ion logam dalam

jumlah tinggi bersifat racun bagi tanaman karena ion logan akan menghambat kerja

enzim yang berada di dalam sitoplasma.Perbaikan kerusakan tanah pascatambang

batubara dapat dilakukan melalui pemanfaatan aktivitas mikrob tanah yang disebut

bioremediasi.Bioremediasi merupakan alternatif yang murah dan ramah lingkungan

(Kaplan dan Kitts 2004).

Untuk memperbaiki kondisi lahan tercemar diperlukan upaya reklamasi lahan yaitu

kegiatan memperbaiki atau penataan kembali lahan yang terganggu sebagai akibat

kegiatan manusia agar dapat berfungsi dan berdaya guna sesuai peruntukannya. Salah

satu alternatif penanggulangan lingkungan tercemar limbah industri yang ramah

lingkungan adalah bioremediasi yaitu menggunakan mikroorganisme untuk ditumbuhkan

pada polutan tertentu sebagai upaya untuk menurunkan kadar polutan tersebut.

Selain tanaman pangan, bawang merah merupakan salah satu komoditas

sayuran unggulan yang sejak lama diusahakan oleh petani dengan penggunaan pestisida

yang sangat intensif, hal tersebut akan mencemari lingkungan pertanian dan komoditas

yang dihasilkan. Salah satu kendala dalam pengelolaan agribisnis tanaman bawang

merah adalah adanya serangan Organisme Pengganggu Tumbuhan (OPT), pengendalian

dan pengamanan tanaman bawang merah dari serangan OPT tersebut bukan pekerjaan

yang mudah. Di samping itu, ketersediaan informasi, ilmu dan teknologi tentang OPT

pada tanaman bawang merah dan pengendaliannya hingga saat ini sangat terbatas.

Suatu teknologi yang dapat mengatasi masalah penggunaan pestisida kimiawi yang

berlebih dalam pengendalian hama dan penyakit tular tanah pada tanaman bawang

merah.

2.2. Hasil-Hasil Penelitian yang Terkait

Penelitian mengenai peran sianobakteri untuk pupuk hayati sejauh ini masih

terbatas. Sianobakteri (BGA) dapat ditemukan pada tanah, batu-batuan, air tawar,

gurun, dan air asin. Dapat tumbuh berlimpah pada tempat yang terdapat kekurangan

nitrogen, merupakan produsen primer pada rantai makanan mikroba, memfiksasi N,

meningkatkan parameter fisiko-kimia karena menghasilkan polisakarida yang mengikat

tanah, mengendalikan stabilitas, erosi, dan run off . Inokulasi BGA di sawah dapat

meningkatkan rata-rata hasil gabah kering sebesar 300 kg ha-1 atau dapat menghemat

pupuk N 30 kg N/ha. Untuk perlindungan terhadap lingkungan, perlu dikembangkan

teknik pengelolaan lahan produksi yang memaksimalkan penggunaan sumber-sumber

12

alam N, fiksasi N biologi dalam tanah telah menjadi subyek dan terus diteliti. Pada

tahun sebelumnya telah diperoleh isolat-isolat BGA dari lahan sawah,eksplorasi BGA pada

ekosistem lain dan karakterisasi lebih lanjut akan diperoleh isolat BGA terseleksi dengan

kemampuan yang lebih unggul.

Tingkat pertumbuhan sianobakteri dapat ditingkatkan dengan menaikkan

kepadatan cahaya sampai ke titik jenuh cahaya, di mana titik aktivitas fotosintesis

mencapai maksimum (Abu G.O et al. 2007). Pada kejenuhan cahaya yang tinggi,

kapasitas fotosintesis berkurang dan pertumbuhan cyanobacteria terhambat. Fenomena

ini disebut photoinhibition dan terjadi pada cahaya di atas jenuh, situasi di mana

fotosistem (PSII) secara negatif dipengaruhi (Agel G, et al. 1987). Namun, sianobakteri

mampu memperbaiki kerusakan yang disebabkan oleh penghambatan cahaya.

Penghambatan cahaya tergantung pada cahaya (Agel, et al. 1987), suhu (Danalewich et

al. 1998), strain (Samuelsson et al. 1987 dan Vonshak et al. 1996) serta jenis budidaya

(dalam ruangan atau di luar ruangan) (Vonsakh et al.1992).

Bakteri lainnya yang hidup di lingkungan perakaran padi adalah bakteri

pengoksidasi metana yaitu merupakan bakteri metanotrof yang memanfaatkan CH4

sebagai donor elektron untuk menghasilkan energi dan sebagai sumber karbonnya

(Hanson dan Hanson 1996). Aktivitas oksidasi metana oleh bakteri metanotrof mampu

menurunkan 80% metana yang diproduksi oleh bakteri metanogen di lahan sawah

(Conrad & Rothfus 1991). Penelitian lain membuktikan bahwa aplikasi pupuk hayati

dengan bahan aktif bakteri metanotrof, bakteri pendenitrifikasi dan bakteri penambat

nitrogen pada lahan sawah secara nyata terbukti selain mengurangi 75% pupuk NPK

kimia, juga meningkatkan produksi padi sebesar 67,53% dan mengurangi emisi metana

dari 18.31 mmol m-2hr-1 menjadi -19.57 mmol m-2hr-1 (Pingak et al., 2014).

Berbagai mikroba seperi bakteri, fungi, alga dan lain sebagainya mempunyai

kemampuan sebagai agen hayati bioremediasi. Fungi dapat mereduksi dan

mendetoksifikasi logam berat melalui beberapa mekanisme seperti transformasi valensi,

penyerapan secara intraselular, dan ekstraselular (Bellion et al. 2006; Anahid et al. 2011;

Iram et al. 2013).Sebagai contoh Aspergillus niger, A. foetidus,dan Penicillium

simplicissimum toleran terhadap logam berat nikel (Ni), kobalt (Co), molibdenum (Mo),

besi (Fe), dan zink (Zn) sampai dengan 8000 ppm(Anahid et al. 2011). Ditambahkan oleh

Joshi et al. (2011) bahwa A. niger, A. flavus, A. awamori Phanerochaete chrysosporium,

Trichoderma viride, dapat menyerap logam berat timbal (Pb), kadmium (Cd), kromium

(Cr), dan nikel (Ni) sampai dengan 60 ppm.

Spesies bakteri Pseudomonas, Thiobacillus, Bacillus, dan bakteri penambat

nitrogen dilaporkan mempunyai aktivitas sebagai agen bioremediasi (Mullen, 1989) dari

lingkungan (tanah, air, dan sedimen) yang terkontaminasi logam melalui mekanisme

pengubahan sifat kimia dan struktur pembentuk senyawa sebagai bioakumulasi,

biotransformasi dan bioremediasi, sehingga menghilangkan sifat toksik bahan pencemar

(detoksifikasi).

Dalam bidang pengendalian penyakit tumbuhan, bakteri endofit telah dilaporkan

dapat menendalikan penyakit darah pada pisang yang disebabkan oleh Ralstonia

solanacearum (Nawangsih, 2007), busuk akar dan polong pada kacang tanah yang

disebabkan oleh Aspergillus niger dan Fusarium oxysporum (Ziedan, 2006), penyakit

13

karat pada kopi yang disebabkan oleh Hemileia vastatrix (Shiomi, 2006), penyakit hawar

bakteri pada kapas yang disebabkan oleh bakteri Xanthomonas axonopodis pv.

malvacearum (Xam) (Rajendran et al, 2006), penyakit Citrus Variegated Chlorosis (CVC)

yang disebabkan Xylella fastidiosa (Araujo et al., 2002). Kelompok mikroba yang mampu

mengendalikan hama secara alami, seperti bakteri (Bacillus thuringiensies, Bacillus

pentrans, Pseudomonas fluoresensi), Nuclear Polyhedrosis Virus (NPV), jamur (Beauveria

brassiana, Metarhizium anisopliae, Paecilomyces nomuraea, Verticillium sp., Spicaria sp.),

dan nematoda (Steinernema dan Heterorhabditis) telah lama dikomersialkan (Wahyuni,

2008; Sanker et al., 2009).

Aktivitas mikrob tanah berpengaruh pada siklus unsur hara dan menyuplai horman

serta enzim yang dibutuhkan oleh tanaman (Agus 1997). Enzim tanah yang dihasilkan

oleh mikrob berkaitan dengan siklus nutrisi, aktivitas mikrob tanah, dan erat kaitannya

dengan praktek budidaya tanaman. Enzim yang dihasilkan oleh mikrob memiliki peranan

penting dalam penyediaan unsur hara tanaman karena enzim terlibat dalam siklus unsur

hara di dalam sistem tanah tanaman. Terjadinya siklus dapat dilihat melalui aktivitas

mikrob yang tercermin pada aktivitas enzim yang terdapat dalam tanah (Pascual et al.

2000; Gil-Stores et al. 2005; Trasar-Cepeda et al. 2008; Giacometti et al. 2013; Mao et

al. 2013).

Mikroba lain yang juga berpotensi sebagai biofertilizer dan agens hayati adalah

mikroba endofit, Mikrob endofit ini hidup di dalam jaringan tanaman selama periode

tertentu dari siklus hidupnya. Beberapa peneliti melaporkan bahwa mikrob endofit dapat

berpotensi sebagai pupuk hayati karena diketahui mampu menfiksasi nitrogen (N2)

(Barraquio et al. 1997), mampu mensekresikan hormon pertumbuhan asam indol-3-

asetat dan melindungi tanaman inang dari hama dan mikrob patogen (Sun et al., 2008).

Selain itu dengan perkembangan teknologi diketahui bahwa mikrob endofit dapat

meningkatkan karakteristik tanaman seperti tahan terhadap stress lingkungan

(kekeringan), perubahan sifat fisiologis, produksi fitohormon dan senyawa-senyawa

lainya (enzim dan bahan obat-obatan) (Azevedo et al., 2000). Beberapa hasil penelitian

menunjukan bahwa aktinomiset endofitik dapat disolasi dari berbagai jenis tanaman,

seperti: padi (Barroquino et al,1997), jagung (Palus et al.,1996), sorghum (James et al,

1997), gandum (Coombs et al, 2003), pisang (Weber et al, 2001) dan beberapa jenis

rumput-rumputan (Zinniel et al, 2002).

Asosiasi yang dekat antara streptomyces dengan tanaman dapat menguntungkan

dan dilaporkan bahwa aktinobakteria endofit dari tomat dan pisang menunjukkan

kemampuannya memacu pertumbunan tanaman inang dan meningkatkan ketahanan nya

terhadap serangan penyakit (Cao et al., 2004). Selain itu juga dilaporkan bahwa

komunitas aktinobakteri pada padi yang dibudidayakan menunjukkan bahwa 50% isolat

yang diseleksi dari tanaman padi mempunyai sifat antagonis dengan patogen padi

(Magnaporthe grisea, Rhizoctonia solani, Xanthomonas oryzae and Fusarium

moniliforme). Untuk menapis strain aktinomiset pengendali hayati, pertama kali harus di

mengerti keragamannya, keragaman spesiesnya, dan distribusinya pada tanaman padi

(Tian et al, 2004). Selain itu dilaporkan juga bahwa kebanyakan populasi aktinobaketeria

pada bagian atas tanaman padi berkorelasi dengan populasi aktinobakteria yang berada

di akarnya (Tian et al ., 2007)

14

III. METODOLOGI

3.1.Pendekatan (Kerangka Pemikiran)

Penelitian ini dimulai tahun 2016, produk yang dihasilkan dari kegiatan ini target

utamanya adalah untuk meningkatkan efisiensi pemupukan, pengurangan

pencemaran lingkungan serta pengendalian hama/penyakit tanaman melalui

pemanfaatan sumberdaya hayati tanah maupun tanaman. Secara umum kegiatan

yang akan dilakukan yaitu : 1) pengujian kemampuan sianobakteri dalam

menyediakan N di lahan sawah dan pengaruhnya pada efisiensi pemupukan N pada

tanaman padi di rumah kaca, sebagai dasar penentuan dosis pemupukan N di lapang

serta teknik aplikasinya, 2) pengujian efisiensi pemupukan dengan menggunakan

formula pupuk hayati yang mampu mengoksidasi gas metana pada lahan sawah, 3)

menguji kemampunan bakteri maupun fungi dalam mengurangi pencemaran logam

berat merkuri, 4) Pemanfatan enzim kasar perombak selulosa dan lignin dilakukan

pada tanaman jagung, 5) Pengujian agens pupuk hayati dan pengendali hayati

berbasis mikroba endofit dilakukan untuk tanaman bawang merah.

3.2.Ruang Lingkup Kegiatan

Penelitian TA 2017, merupakan penelitian lanjutan, dan beberapa penelitian baru

“Penelitian optimalisasi sumberdaya hayati tanah untuk mendukung peningkatan

produktivitas padi, jagung, kedelai dan bawang merah adaptif terhadap perubahan

iklim” terdiri atas 5 kegiatan yaitu : 1). Penelitian Pemanfaatan Sianobakteri Sebagai

Pupuk Hayati; 2). Penelitian pemanfaatan bakteri pereduksi emisi gas metana penyedia

hara tanaman; dan 3). Pengendalian pencemaran merkuri melalui pemanfaatan mikroba

resisten merkuri, 4). Penelitian pemanfaatan enzim kasar termostabil untuk pertanian

ramah lingkungan, 5) Pengujian agens pupuk hayati dan pengendali hayati berbasis

mikroba endofit untuk tanaman hortikultura Penelitian pemanfaatan sianobakteri sebagai pupuk hayati dilakukan untuk

memperoleh jenis sianobakteri yang mampu menambat nitrogen 10-20%. Sianobakteri

yang terpilih akan dipelajari tentang cara perbanyakannya, selanjutnya akan dilakukan

penelitian teknik produksi sianobakteri di rumah kaca dan lapang. Pada tahun 2017

sianobakteri akan diujikan pada tanaman padi sawah di rumah kaca.

Kegiatan penelitian bakteri pereduksi gas metana diawali dengan kegiatan isolasi,

dan karakterisasi bakteri pengoksidasi gas metana sebagai pupuk hayati. Beberapa

aktifitas yang dilakukan dalam rangka pengujian bakteri peredusi metana antara lain

akan dilakukan beberapa kegiatan, yaitu: (i) isolasi dan skrining bakteri pengoksidasi

metana, (ii) pengujian aktivitas oksidasi metana, dan (iii) pengujian aktivitas sebagai

pupuk hayati. Pada akhir penelitian akan dilakukan formulasi, penyempurnaan formula

dan pengujian keefektifan formula pupuk hayati berisikan bakteri pengoksidasi metana

pada tanaman padi di lapang.

Bioremediasi melalui pemanfaatan mikroba dan fungi pada lahan bekas tambang

emas akan dilakukan di laboratorium dan rumah kaca dengan memanfaatkan mikroba

yang mampu mereduksi logam berat merkuri. Dalam rangka untuk memperoleh mikroba

pengendali OPT tanah yang berkemampuan mengendalikan hama dan penyakit tanaman

15

bawang merah, penelitian didahului dengan kegiatan eksplorasi, isolasi dan seleksi

mikroba pengendali OPT tular tanah pada pertanaman bawang merah, baik pada tanah,

tanaman maupun serangga hama terinfeksi patogen yang terdapat di sekitar pertanaman

bawang merah. Penelitian enzim kasar untuk peningkatan pertumbuhan dan hasil

tanaman padi dilakukan di rumah kaca. Sedangkan penelitian mikroba endofit sebagai

agen pupuk hayati dilakukan pada tanaman bawang merah..

Tabel 1. Road map kegiatan penelitian yang dilakukan 2016-2019

Kegiatan 2016 2017 2018 2019 1. Penelitian

Pemanfaatan

sianobakteri

sebagai pupuk

hayati

Diperoleh 1 jenis

Sianobakteri terpilih

masing-masing dari lahan

sawah dan dari lahan

kering yang mampu

menyediakan N sebesar

10-20% dan teknik

perbanyakan Sianobakteri

Informasi

keefektifan

Sianobakteri pada

peningkatan hasil

padi sawah sebesar

10-15% dan efisiensi

N sebesar 10-20%

(percobaan rumah

kaca).

Teknik aplikasi

Sianobakteri di lahan

sawah untuk

meningkatkan hasil

padi sebesar 10-

15% dan efisiensi

pupuk N sebesar 10-

20% (percobaan

lapang).

Penyempurnaan

teknik perbanyakan

dan aplikasi

Sianobakteri untuk

meningkatkan

produksi padi

2. Penelitian

Pemanfaatan

Bakteri

Pereduksi

Emisi Gas

Metana

Peningkat

Efisiensi

Serapan Hara

Tanaman Padi

- Koleksi isolat bakteri

pengoksidasi metana

dari lahan sawah dan

lahan gambut (20

isolat)

- Isolat terpilih bakteri

pengoksidasi metana

yang berkemampuan

meningkatkan

ketersediaan N dan P,

memacu pertumbuhan

tanaman (4 jenis) yang

sudah teridentifikasi

sampai ke tingkat

spesies

Efektivitas bakteri

pereduksi emisi gas

metana yang mampu

mereduksi metana

dan meningkatkan

efisiensi pupuk N

dan P di lahan sawah

Teknik perbanyakan

pupuk hayati

pereduksi emisi gas

metana

Teknik aplikasi

bakteri pereduksi

emisi metana

multiguna pada padi

di lahan sawah dan

gambut yang dapat

mereduksi 50%

emisi gas metana,

meningkatkan

efisiensi pupuk N

dan P sebesar 50%,

dan meningkatkan

produksi padi 15%.

Penyempurnaan

teknik perbanyakan

dan aplikasi bakteri

pereduksi emisi gas

metana penyedia

hara tanaman untuk

meningkatkan

produksi padi

3. Pemanfaatan

Agen Hayati

Berpotensi

Untuk

Reklamasi

Tanah Bekas

Tambang dan

Tercemar

Limbah

Industri

Mendukung

Peningkatan

Produktivitas

Pertanian.

- Koleksi mikroba

ekstrimofilik terpilih (6

jenis mikroba tahan

salinitas tinggi, 3 jenis

mikroba pereduksi

merkuri dan 3 jenis

mikroba

pengakumulasi logam

berat)

- Informasi keefektifan

mikroba tahan salinitas

tinggi di lahan sawah

terkontaminasi

hidrokarbon (percobaan

rumah kaca)

Informasi keefektifan

mikroba pereduksi

merkuri dan

pengakumulasi

logam berat pada

lahan bekas tambang

emas dalam

mereduksi

kandungan merkuri

dan logam berat

lainnya (percobaan

rumah kaca)

Informasi

keefektifan mikroba

tahan salin di lahan

sawah

terkontaminasi

hidrokarbon

(percobaan rumah

kaca)

Teknik aplikasi

mikroba pereduksi

merkuri dan

pengakumulasi

logam berat untuk

mereduksi

kandungan merkuri

dan logam berat

sebesar 25-50% di

lahan bekas

tambang.

4. Penelitian

pemanfaatan

enzim kasar

termostabil

untuk

pertanian

ramah

lingkungan

Crude enzyme (enzim

kasar) termostabil hasil

fermentasi sumberdaya

pertanian menggunakan

mikroorganisme

indigenous bagi

peningkatan produktivitas

tanah.

Enzim kasar

termostabil yang

efektif untuk

meningkatkan

pertumbuhan dan

hasil tanaman

jagung di rumah

kaca sebesar 10%.

1 (satu) Enzim kasar

termostabil terpilih

yang efektif untuk

meningkatkan

pertumbuhan dan

hasil tanaman padi

sebesar 10%

Penyempurnaan

teknik perbanyakan

enzim kasar

termostabil efektif

untuk meningkatkan

pertumbuhan dan

hasil tanaman jagung

an padi

16

Teknik perbanyakan

enzim kasar termostabil

5. Pengujian

agens pupuk

hayati dan

pengendali

hayati berbasis

mikroba

endofit untuk

tanaman

hortikultura

- Mendapatkan agens

pupuk hayati

berbasis mikroba

endofit unggul yang

mempunyai

kemampuan

meningkatkan

pertumbuhan,

kesehatan dan

produktivitas

tanaman

hortikultura

(khususnya pada

tanaman bawang

merah)

Informasi potensi

dan keefektifan

mikroba endofit

terseleksi terhadap

tanaman inangnya

1 (satu) agens

pupuk hayati

berbasis mikroba

endofit terpilih yang

efektif untuk

meningkatkan

pertumbuhan

kesehatan dan

produktivitas

tanaman

hortikultura

(khususnya pada

tanaman bawang

merah)

Teknik perbanyakan

mikroba endofit

untuk tanaman

bawang merah

3.3. Bahan dan Metode Pelaksanaan Kegiatan.

3.3.1. Penelitian Pemanfaatan Sianobakteri Sebagai Pupuk Hayati.

Penelitian ini merupakan penelitian lanjutan, terdiri atas 2 kegiatan yaitu :

Penelitian terdiri atas 2 kegiatan, yaitu :

1. Efektivitas sianobakteri pada pemupukan N padi sawah

2. Teknik aplikasi sianobakteri pada padi sawah

Bahan dan Metode Pelaksanaan Kegiatan

Bahan penelitian

- Isolat Sianobakteri.

- Tanah

- Kantong plastik, kantong sampel, karung, pot percobaan, percobaan rumah

kaca

- Pupuk urea, superfosfat (SP36), KCl, pestisida.

- Pupuk kandang, jerami

Alat-alat laboratorium dan bahan kimia untuk isolasi, pemeliharaan dan perbanyakan

sianobakteri.

Metode Pelaksanaan Kegiatan

Kegiatan 1. Efektivitas sianobakteri pada pemupukan N padi sawah

Pada kegiatan tahun anggaran 2016 telah diperoleh 2 isolat sianobakteri dari

lahan sawah, yang mampu menambat N, tumbuh cepat pada media ekstrak organik,

sehingga diharapkan sianobakteri tersebut dapat dikembangkan untuk pemanfaatannya

17

sebagai pupuk hayati. Penelitian dilakukan di rumah kaca dengan indikator tanaman padi

varietas Ciherang. Jumlah tanah adalah 5 kg/pot. Penelitian untuk mengetahui efisiensi N

pada padi sawah disusun dengan rancangan acak kelompok faktorial, terdiri atas 2

faktor, yaitu perlakuan sianobakteri dan dodis pupuk N dengan perlakuan sebagai berikut

:

Perlakuan :

Faktor 1 (Aplikasi Sianobakteri)(S) Faktor 2 (Pupuk N)

1. Tanpa Sianobakteri (S) 1. N 100%

2. Sianobakteri 1 (S1) 2. N 90%



5. N 60%

6. N 50%

Parameter pengamatan : tinggi tanaman, jumlah anakan, bobot segar dan bobot

kering tanaman, bobot segar dan bobot kering akar, panjang malai, bobot

gabah/rumpun, bobot gabah isi, bobot gabah 1000 butir, kandungan (N, P, K) tanah,

tanaman, populasi Sianobakteri pada tanah saat panen.

Kegiatan 2. Teknik aplikasi Sianobakteri pada padi sawah.

Varietas padi yang digunakan adalah Ciherang, penelitian dilakukan di rumah kaca

disusun dengan rancangan acak kelompok faktorial, terdiri atas 2 faktor yaitu pemberian

bahan organik dan cara aplikasi, pemberian bahan organik terdiri atas 3 jenis sedangkan

cara aplikasi terdiri atas 4 cara dengan ulangan 3 kali. Susunan perlakuan sebagai berikut

:

Pemberian bahan organik

1. Kontrol

2. Kompos pupuk kandang

3. Kompos jerami

Cara Aplikasi :

1. Kontrol (tanpa sianobakteri)

2. Seed treatment (pesemaian)

3. Ditebar bersamaan dengan pengolahan tanah

4. Ditebar pada saat tanam

5. Diberikan 2 kali ( Ditebar bersamaan dengan pengolahan tanah dan saat tanam).

Parameter pengamatan : tinggi tanaman, jumlah anakan, bobot segar dan bobot

kering tanaman, bobot segar dan bobot kering akar, panjang malai, bobot

gabah/rumpun, bobot gabah isi, bobot gabah 1000 butir, hasil gabah, kandungan (N, P,

K) tanah, populasi Sianobakteri pada tanah saat panen.

18

3.3.2. Penelitian pemanfaatan bakteri pereduksi emisi gas metana peningkat

Efisiensi Serapan Hara Tanaman Padi

Kegiatan 1. Keefektifan Bakteri Pereduksi Emisi Gas Metana yang Mampu

Mereduksi Metana dan Meningkatkan Efisiensi Pupuk N dan P

pada Tanaman Padi Sawah.

Pengujian akan dilakukan di rumahkaca menggunakan ember plastik berisi 10 kg

tanah. Pengujian dilakukan menggunakan Rancangan Acak Kelompok faktorial, dengan

2 faktor yaitu:

(i) dosis NP anorganik (0%, 50% dan 100% NP)

(ii) isolat-isolat terpilih bakteri pengoksidasi metana yang memiliki kemampuan

sebagai pupuk hayati sekaligus pereduksi emisi metana.

Parameter yang diamati selain emisi gas metana pada tiga fase vegetatif, juga

pengukuran pertumbuhan pertumbuhan vegetatif dan komponen produksi padi.

Sampel gas CH4 diambil setelah tanaman padi disungkup selama 10 menit untuk setiap

perlakuan. Pengambilan sampel dilakukan pada pagi hari antara pukul 07.00 – 09.00.

Pengukuran fluks emisi CH4 di lapangan dilaksanakan dengan metode sungkup statik

yang terbuat dari polycarbonat (ukuran sungkup tergantung dari diameter pot) yang

dilengkapi dengan termometer untuk mengukur suhu di dalam sungkup, serta fan kecil

untuk mempertahankan agar udara di dalam sungkup homogen. Jarum suntik digunakan

untuk mengambil sampel gas dari dalam sungkup.

Pengambilan sampel gas CH4 dari dalam sungkup dilakukan dengan jarum suntik ukuran

10 ml. Untuk menghindari kebocoran, segera setelah pengambilan sampel gas, jarum

suntik ditutup dengan sumbat karet (rubber stopper), kemudian dibungkus dengan kertas

alumunium foil untuk mengurangi panas radiasi matahari selama pengambilan contoh gas

CH4. Jarum suntik tersebut selanjutnya disimpan di dalam wadah tertutup yang berisi es

batu agar tidak terpengaruh udara luar dan untuk mempertahankan suhu tetap di bawah

5oC karena gas CH4

akan menguap pada suhu di atas 5oC. Penetapan konsentrasi gas CH4

dilakukan menggunakan peralatan Gas Chromatography, dengan mengirimkan sampel

gas tersebut ke laboratorium gas rumah kaca (GRK).

Kegiatan 2. Teknik Perbanyakan dan Penyimpanan Pupuk Hayati Pereduksi

Emisi Metana

Bakteri pengoksidasi metana ditumbuhkan di medium cair:

(i) NMS

(ii) NMS + yeast extract

(iii) NMS + ekstrak tempe

Bahan pembawa: gambut ukuran 60 - 80 mesh

Paramater yang diamati adalah viabilitas mikroba selama 6 bulan masa simpan.

19

3.3.3. Pengendalian Pencemaran Merkuri Melalui Pemanfaatan Mikroba

Resisten Merkuri

Sumber mikroorganisme. Mikroba yang digunakan berasal dari rhizosfir paku emas

yang tumbuh dominan di lahan pascatambang emas di Cianjur, yaitu bakteri

Pseudomonas putida R2.13, P. maculicola R4.27, dan fungiEupenicillium brefeldianum

R3.22, Penicillium simplicissimum R2.11, sertaPenicillium simplicissimum R4.28 hasil

penelitian TA-2014-2016.

Karakterisasi fungi teripilih.Fungi P. simplicissimum R2.11, P. simplicissimum

R4.28, dan E. brefeldianum R3.22 dikarakterisasi resistensinya terhadap logam berat Pb,

Cu, Cd, dan Cr dengan cara menumbuhkan masing-masing fungi pada media padat yang

disuplementasi dengan logam berat dengan konsentrasi bertingkat sampai diperoleh

konsentrasi hambat minimal.

Formulasi agen hayati bioremediasi logam berat merkuri.Bakteri dan fungi

terpilih diformulasi dengan terlebih dahulu meremajakan mikroba dalam media padat NA

(bakteri) dan PDA (fungi).Biakan kemudian diperbanyak dalam media cair NB (bakteri)

dan PDB (fungi). Biakan konsorsium dengan perbandingan yang samadiinokulasi ke

dalam bahan pembawadengan jumlah mikroba sekitar 109 cfu/kg tanahyaitu sekitar 10

ml biakan ke dalam 40 gr bahan pembawa (untuk formula yang akan digunakan untuk

meremediasi tanah tailing bekas tambang emas) dan 100 ml biakan/400 gr bahan

pembawa (untuk formula yang akan digunakan untuk meremediasi air sungai yang

dikontaminasi merkuri).

Viabilitas agen hayati bioremediasi.Formula disimpan selama 1, 3, 6, dan 12

bulan dengan suhu penyimpanan (kulkas 4oC, suhu ruang 27oC, dan di luar ruangan

35oC).Parameter yang diamati setelah inkubasi adalah jumlah populasi mikroba dan

dibandingkan dengan populasi pada saat awal.Percobaan dilakukan dalam tiga ulangan.

Uji efektifitas fungi dalam mengurangi konsentrasi logam berat di

rumah kaca.Kegiatan ini terdiri dari dua kegiatan yaitu menguji efektivitas formula pada

air sungai yang dikontaminasi dengan merkuri dan tanah tailing tambang emas yang

sudah terkontaminasi dengan merkuri.Percobaan yang dilakukan pada tanah tailing

disusun secara faktorial dalam rancangan acak lengkap dengan empat ulangan. Faktor

pertama adalah dua jenis formula yaitu F1 (terdiri dari 2 spesies bakteri dan 3 spesies

fungi) dan F2 (terdiri dari masing-masing 1 spesies bakteri dan fungi), faktor kedua

adalah dua jenis bahan pembawa yaitu biochart arang kayu dan zeolite, faktor ketiga

adalah bahan organik yang ditambahkan yaitu 1 kg, 5 kg, 10 kg, dan 15 kg. Formula

dicampur dengan bahan organik sesuai dengan perlakuan lalu dicampur dengan tanah

dengan jumlah campuran tanah dan bahan organik 20 Kg/pot.Tanah yang telah dicampur

dengan bahan organik dan formula agen bioremediasi kemudian ditanam dengan

tanaman penutup tanah berupa tanaman legume.Tanaman ditumbuhkan selama 2 bulan

dan diamati pertumbuhan dan hasil panen berupa biomass.Setelah itu, tanaman penutup

tanah dimasukkan ke dalam tanah dan diinkubasi selama 2 minggu kemudian ditanam

lagi dengan tanaman penutup tanah untuk memperkaya bahan organik tanah

tersebut.Sebagai kontrol, tanah tidak diinokulasi dengan mikroba.Pada saat panen kedua,

dilakukan pengamatan jumlah populasi mikroba yang dilakukan secara plate count

20

menggunakan media padat PDA, konsentrasi merkuri, Pb, Cd, dan Cr, dan biomassa

tanaman penutup tanah.

Untuk kegiatan uji aktivitas formula pada air sungai yang dikontaminasi, dilakukan

dengan memasukkan formula ke dalam 10 l air sungai yang dikontaminasi merkuri 5 ppm

dan diamati persentase penurunan merkuri setiap hari selama 7 hari seperti yang

ditunjukkan dalam skema.

Analisis Data. Analisis statistik dilakukan menggunakan program MSTAT

(University of Wisconsin-Madison) dan nilai rata-rata dianalisis dengan menggunakan

Duncan Multiple Range Test(DMRT) pada taraf p<0,05(Gomez and Gomez, 1976).

3.3.4. Penelitian Pemanfaatan Enzim Kasar Termostabil Untuk Pertanian

Ramah Lingkungan

Penelitian terdiri dari 2 kegiatan :

Kegiatan 1. Percepatan pelapukan brangkasan jagung dan jerami padi

melalui aplikasi enzim kasar perombak selulosa dan lignin.

1. A. Brangkasan jagung

Kegiatan dilakukan di RK Balittanah yang disusun berdasarkan RAL dan terdiri dari

9 perlakuan dengan 3 ulangan dengan menggunakan tanah sebanyak 10 kg, dengan

perlakuan sbb. Kontrol/tanah saja (P0)

a. Tanah + BO1 (P1)

b. Tanah + BO2 (P2)

c. Tanah + BO3 (P4)

d. Tanah + brangkasan jagung segar yang dilapuk tanpa menggunakan enzim kasar

perombak selulosa dan lignin secara insitu (P5)

e. Tanah + brangkasan jagung segar yang dilapuk menggunakan enzim kasar

perombak selulosa dan lignin secara insitu (P6)

f. Tanah + brangkasan jagung segar yang dilapuk menggunakan enzim kasar

perombak selulosa dan lignin yang diperkaya dan dilakukan secara insitu (P6)

g. Tanah + enzim kasar perombak selulosa dan lignin (P7)

[Hg] diamati setiap hari

selama 7 hari

Formula

mikroba

21

h. Tanah + enzim kasar perombak selulosa dan lignin diperkaya (P8)

Adapun BO1, BO2 dan BO3 adalah :

BO1 : Kompos yang dihasilkan dari pelapukan brangkasan jagung tanpa

penambahan enzim kasar perombak selulosa dan lignin

BO2 : Kompos yang dihasilkan dari pelapukan brangkasan jagung menggunakan

enzim kasar perombak selulosa dan lignin

BO3 : Kompos yang dihasilkan dari pelapukan brangkasan jagung menggunakan

enzim kasar perombak selulosa dan lignin yang diperkaya

Peubah yang diamati adalah : analisis kimia, fisik dan biologi tanah awal dan setelah 3, 7,

10 dan 14 hari perlakuan.

1.B. Jerami padi

Kegiatan dilakukan di lahan sawah milik petani, yang disusun berdasarkan RAK

dengan 3 ulangan. Adapun perlakuannya sbb :

a. Kontrol/tanah saja (P0)

b. Tanah + JP1 (P1)

c. Tanah + JP2 (P2)

d. Tanah + JP3 (P4)

e. Tanah + JP5 (P5)

f. Tanah + JP6 (P6)

g. Tanah + JP7 (P7)

h. Tanah + enzim kasar perombak selulosa dan lignin tanpa jerami (P8)

i. Tanah + enzim kasar lignoselulase diperkaya tanpa jerami (P9)

Adapun JP1 – JP7 adalah :

JP1 : Jerami padi dilapuk dengan cara ditumpuk diatas tanah sawah tanpa


JP2 : Jerami padi dilapuk dengan cara ditumpuk diatas tanah sawah

menggunakan enzim kasar perombak selulosa dan lignin

JP3 : Jerami padi dilapuk dengan cara ditumpuk diatas tanah sawah

menggunakan enzim kasar perombak selulosa dan lignin yang diperkaya

JP5 : Jerami padi dilapuk dengan cara disebar diatas tanah sawah tanpa


JP6 : Jerami padi dilapuk dengan cara disebar diatas tanah sawah

menggunakan enzim kasar perombak selulosa dan lignin

JP7 : Jerami padi dilapuk dengan cara disebar diatas tanah sawah

menggunakan enzim kasar perombak selulosa dan lignin yang diperkaya

Peubah yang diamati adalah : analisis kimia, fisik dan biologi tanah awal dan setelah

3, 7, 10 dan 14 hari perlakuan.

22

Kegiatan 2. Pengaruh penambahan kompos hasil pelapukan menggunakan

enzim kasar perombak selulosa dan lignin terhadap pertumbuhan

dan hasil jagung di RK

Kegiatan dilakukan di rumah kaca Balittanah. Penelitian disusun berdasarkan

Rancangan Lengkap Teracak (RLT). Percobaan ini merupakan lanjutan dari percobaan

1.A, dimana tanah yang telah diberi perlakuan tersebut ditanami jagung. Varietas yang

digunakan adalah VUB. Pemupukan dilakukan berdasarkan uji tanah. Pengamatan tinggi

tanaman, dilakukan pada tanaman berumur 14 minggu dan 45 hari. Pengamatan

terhadap komponen hasil dilakukan saat panen. Data yang diperoleh diuji dengan uji F,

apabila menunjukkan pengaruh nyata maka dilakukan pengujian lanjut dengan

menggunakan uji wilayah berganda Duncan (DMRT) atau Tukey pada taraf 5%.

3.3.5. Pengujian agens pupuk hayati dan pengendali hayati berbasis mikroba

endofit untuk tanaman hortikultura

Penelitian ini merupakan kegiatan penelitian baru, yang akan dilakukan di

laboratorium dan rumah kaca. Pengambilan sampel tanaman akan dilakukan pada

daerah-daerah sentra tanaman bawang merah dengan mengambil sampel dari daerah

perakaran (rhizosfir) dan jaringan tanaman bawang merah yang sehat. Tahapan

kegiatan penelitian meliputi: 1) survey dan pengambilan sampel tanaman dan isolasi

bakteri endofit asal tanaman bawang merah, 2) Identifikasi dan karakterisasi sifat sifat

fungsionalnya dalam meningkatkan pertumbuhan dan kesehatan tanaman serta uji

patogenisitas isolat pada tanaman tembakau 3) pengujian aktivitas penghambatan antar

isolat endofit terseleksi 4). Uji keefektifan mikrob endofit terhadap pertumbuhan

tanaman secara in planta.

Kegiatan 1. Isolasi mikrob endofit dari tanaman bawang merah

Bakteri endofit yang akan diisolasi dari perakaran tanaman bawang merah dan

dalam jaringan tanamannya . Sampel di cuci bersih dengan menggunakan air mengalir

untuk menghilangkan partikel tanah kemudian disterilisasi permukaannya dengan

menggunakan metoda yang sudah dimodifikasi (Cao et al., 2004). Sampel direndam

dalam larutan etanol 70% selama 5 menit kemudian dalam 2,5% NaClO selama 10

menit. Setelah itu sampel dicuci tiga kali dengan air distilasi steril. Sampel akar dipotong-

potong dengan panjang 1 cm, kemudian tempatkan 5 potongan akar di petridish yang

mengandung media yang berbeda seperti medium starch casein agar (SCA) yang berisi

10 g starch, 0.3 g casein, 2.0 g K2HPO4, 2.0 g NaCl, 2.0 g KNO3, 0.05 g MgSO4.7H2O,

0.01 g Fe2(SO4)3.6H2O, 15 g agar, medium S dan ISP2 agar. Kemudian diinkubasi pada

suhu 30-37oC dan suhu ruang selama 30 hari.

23

Kegiatan 2. Karakterisasi dan Identifikasi mikrob endofit

Karakterisasi akan dilakukan dengan menguji kemampuan isolat berdasarkan sifat

fungsionalnya dalam meningkatkan pertumbuhan tanaman dan sebagai pengendali

hayati.seperti kemampuan menambat N, P, dan zat pengatur tumbuh serta sifat

fungsional bakteri sebagai agen pengendali hayati . Koloni Pengamatan pertumbuhan

koloni mikroba dilakukan per minggu. Koloni yang tumbuh yang berasal dari akar dan

bagian atas tanaman kemudian dimurnikan pada media yeast malt extract agar dan

media YSA (Yeast Starch Agar) yang sudah mengandung antibiotik nalidixid acid dan

Cyclohexamide untuk aktinomiset, sedangkan untuk bakteri endofit akan ditumbuhkan

pada masing-masing medium spesifiknya. Inkubasi dilakukan pada suhu ruang selama 30

hari. Bakteri endofit yang terseleksi kemudian diuji hipersensitivitasnya dengan

menggunakan tanaman tembakau untuk melihat apakah isolat yang diperoleh tergolong

patogen atau tidak. Pada isolat aktinomiset, pigmentasi miselia aerial yang terbentuk

dikelompokkan menurut warnanya (colour grouping). Setelah itu morfologinya,

keragaman rantai spora diamati secara mikroskopis dengan menggunakan mikroskop

cahaya dengan perbesaran 400 kali. Pengamatan mikroskopis dilakukan dengan cara

miselia aerial yang terbentuk pada media YSA langsung diamati diatas cawan dimulai

dari perbesaran rendah hingga perbesaran tinggi.

Kegiatan 3. Pengujian aktivitas penghambatan antar isolat aktinomiset

endofit terseleksi

Pengujian ini dimaksudkan untuk melihat apakah antar isolat bakteri endofit

terseleksi saling menghambat atau tidak yaitu dengan menumbuhkan dua isolat bakteri

terseleksi pada satu petridish yang mengandung medium spesifik, diinkubasi selama satu

minggu dan diamati apakah ada aktivitas penghambatan antar isolat terseleksi.

Kegiatan 4. Uji keefektifan bakteri endofit terhadap pertumbuhan tanaman

Bawang merah. (Penelitian Rumah Kaca)

Pengujian dilakukan untuk mengetahui kemampuan isolat mikrob endofit yang

sudah terseleksi sifat fungsional dalam meningkatkan pertumbuhan tanaman. Pengujian

dilakukan dengan menggunakan Rancangan Acak Lengkap dengan tiga ulangan. Adapun

perlakuannya adalah sebagai berikut: Tanpa inokulasi (Io), Kontrol positif (I1) dan

beberapa isolat mikrob endofit terpilih. Varietas bawang merah yang digunakan adalah

varietas lokal. Umbi bawang merah yang akan digunakan dipotong bagian ujungnya + 1/3

bagian (Direktorat Perlindungan Hortikultura, 2001). Ukurannya seragam dengan berat

masing-masing 5 g. Penyiapan medium tanam: Tanah di keringanginkan dan di ayak

selanjutnya ditimbang 10 kg per pot. Pemberian pupuk anorganik dan bahan organik

(kompos 5 ton/ha) diaplikasikan 2-3 hari sebelum tanam dengan cara disebar lalu diaduk

secara merata dengan tanah.

Peubah yang diamati meliputi masa inkubasi (hari setelah tanaman

diinokulasi=hsi), intensitas penyakit dengan interval tujuh hari sampai tanaman dipanen,

dengan rumus P = (A/N) 100% (Rosmahani et al., 2003), keterangan: P = tingkat

24

kerusakan tanaman (%), A = jumlah tanaman terserang, dan N = jumlah tanaman yang

diamati; bobot basah, bobot kering, tinggi tanaman, jumlah daun, dan jumlah anakan.

Analisis data. Data yang diperoleh dianalisis dengan uji F. Apabila berbeda nyata,

dilanjutkan dengan Uji Jarak Berganda Duncan (UJBD) pada taraf kesalahan 5%.

25

IV. ANALISIS RESIKO

Tabel 4.1. Daftar Resiko

No Resiko Penyebab Dampak

1. Pelaksanaan penelitian

mundur

Keterlambatan dalam

penyediaan bahan kimia

(terkadang bahan kimia ada

yang indent)

Pelaksanaan penelitian menjadi

mundur

2. Isolasi dan seleksi tidak

menemukan bakteri

unggul sesuai harapan

Tidak ditemukan isolat


Pelaksanaan penelitian selanjutnya

mengalami hambatan

3. Karakterisasi isolat belum

menunjukkan adanya

isolat unggul

Keterbatasan bahan dan

alat untuk pengujian

aktivitas oksidasi metana

dan aktivitas pupuk hayati

di laboratorium

Pemilihan isolat unggul untuk

formula pupuk hayati menjadi

terhambat


mundur

Cairnya dana penelitian

mundur

Pelaksanaan penelitian terhambat


terhambat

Keterbatasan air pada lahan

sawah akibat kekeringan

Hasil tidak maksimal


tidak sesuai jadwal

Musim tanam di lokasi

penelitian tidak sesuai

dengan yang telah

dijadwalkan

Tidak sesuai jadwal

Tabel 4.2. Daftar Penanganan Resiko

No. Resiko Penyebab Penanganan resiko


mundur

Keterlambatan dalam

penyediaan bahan kimia

(terkadang bahan kimia ada

yang indent)

Mengerjakan kegiatan dengan

menggunakan bahan kimia yang

tidak perlu indent terlebih

dahulu.

2. Isolasi dan seleksi tidak

menemukan bakteri


Tidak ditemukan isolat


Diperlukan banyak lokasi dan

waktu yang lebih lama untuk

isolasi dan seleksi isolat unggul

3. Karakterisasi isolat belum

menunjukkan adanya

isolat unggul

Keterbatasan bahan dan

alat untuk pengujian

aktivitas pupuk hayati isolat

unggul di laboratorium

Pemilihan isolat unggul untuk

formula pupuk hayati menjadi

terhambat


mundur

Cairnya dana penelitian

mundur

Diperlukan dana talangan


mengalami kendala

Keterbatasan air pada lahan

sawah akibat kekeringan

Lokasi diusahakan pada lahan

sawah beririgasi, pelaksanaannya

mengikuti sesuai kondisi lapang


tidak sesuai jadwal

Musim tanam di lokasi

penelitian tidak sesuai

dengan yang telah

dijadwalkan

Mengikuti jadwal sesuai yang

ada di lapang

26

V. TENAGA DAN ORGANISASI PELAKSANA

5.1. Tenaga yang terlibat dalam kegiatan

Nama lengkap, Gelar, dan NIP

Jabatan Disiplin ilmu/keahlian

Fngsional Strktral Kedudukan dalam

RPTP/RDHP

Alokasi

waktu (OB)

Ir. Jati Purwani, MSi

NIP.19620304 199203 2 001

Peneliti

Madya -

Penanggung jawab

RPTP/Mikrobiologi 8

Dr. Etty Pratiwi, Msi.

NIP.19630419 199203 2 001

Peneliti

Muda -

Penanggung jawab

ROPP/Mikrobiologi 6

Ir.R.Cinta Badya Ginting, M.Si

NIP.19661020 199303 2 001

Peneliti

Muda -

Penanggung jawab

ROPP/Mikrobiologi 6

Dra. Selly Salma MSi

NIP.19630714 199003 2 001

Peneliti

Muda

Penanggung jawab

ROPP/Mikrobiologi 6

Dr. Ratih Dewi Hastuti

NIP.196610021992032001

Peneliti

Muda - Anggota/Mikrobiologi 6

Dr. Rasti Saraswati

NIP.19540323 198203 2 01

Peneliti

Utama -

Nara

Sumber/Anggota/Mik

robiologi

2

Dr. Prihasto Setyanto - Anggota/Lingkungan 2

Elsanti SP, MSi

NIP.197007211992032001

Peneliti

Pertama Anggota/Mikrobiologi 4

Dr. Alina Akhdiya, M.Si.

NIP.196812082001122001

Peneliti

Madya Anggota/Bioteknologi 4

Sarmah SSi

NIP.19840403 2011012020

Peneliti

Pertamai Anggota/Kimia 4

Sujatmo

NIP.196707152007011002 Teknisi Anggota/teknisi 4

Andi

NIP. 196505101992031002 Teknisi - Anggota/Teknisi 4

Yanti Indriyanti

NIP.197710252008122001 Teknisi -

Anggota/Teknisi/PUM

K 2

Endang Windiyati, SSi

NIP.19620925 199803 2 001 Teknisi - Anggota/Teknisi 4

Jumena


Eep Saiful Anwar


Deddy Kusnandar


Sumarli

NIP. 19590212 198603 1 003 Teknisi - Anggota 2

27

Nama lengkap, Gelar, dan NIP

Jabatan Disiplin ilmu/keahlian

Fngsional Strktral Kedudukan dalam

RPTP/RDHP

Alokasi

waktu (OB)

Suryadi

PM Dinas

5.2 Jangka Waktu Kegiatan

Rencana Operasional

Kegiatan Bulan (tahun 2017)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

1. Penelitian pemanfaatan Sianobakteri sebagai pupuk hayati

Studi Pustaka X

Pembuatan proposal X

Peremajaan dan persiapan

inokulan

X X

Pelaksanaan penelitian di

laboratorium

X X

Pelaksanaan penelitian di rumah

kaca

x x X X

Pegamatan dan pemeliharaan X X X X

Panen dan prosesing X X X

Analisis data X X

Penyusunan laporan X X X

Seminar hasil X X

2. Penelitian Pemanfaatan Bakteri Pereduksi Emisi Gas Metana Peningkat Efisiensi Serapan

Hara Tanaman Padi

Pembuatan proposal dan rencana

kegiatan

X

Kegiatan desk work X X

Persiapan X X

Prosesing tanah X X X

Pelaksanaan tanam X X X X

Pengukuran emisi CH4 X X X

Prosesing dan panen padi X X

Perbanyakan bakteri pada

beberapa medium cair

X X

28


1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Prosesing bahan pembawa X

Inokulasi bakteri pada bahan

pembawa

X

Pengamatan viabilitas bakteri X X X X X X X X

Analisis data dan pelaporan X X X X X X X X

3. Pengendalian Pencemaran Merkuri Melalui Pemanfaatan Mikroba Resisten Merkuri

Persiapan X X

Persiapan X X

Pemurnian mikroba X X

Formulasi agen hayati

bioremediasi logam berat X X

Uji efektifitas fungi dalam

mengurangi konsentrasi logam

berat pada air sungai yang

dikontaminasi di rumah kaca

X X X X

Uji efektifitas fungi dalam

mengurangi konsentrasi logam

berat pada tanah tailing di rumah

kaca

X X X X X X X

Uji viabilitas fomula X X X X X X X X

Analisis dan pengolahan data X X X X

Pembuatan laporan X X X

4. Penelitian Pemanfaatan Enzim Kasar termostabil untuk pertanian ramah

lingkungan

Pembuatan juknis, koordinasi

penentuan lokasi X X

Persiapan bahan dan proses

pembuatan enzim kasar, bahan

pengaya

X X

Pembuatan kompos brangkasan

jagung X X

Pelaksaan kegiatan IA dan IB X X X

Pelaksanaan kegiatan II X X X X

Pengamatan dan analisis X X X X X X X X

Kompilasi dan pengolahan data

serta pelaporan X X X X

29


1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

5. Pengujian agens pupuk hayati dan pengendali hayati berbasis mikroba

endofit untuk tanaman hortikultura

Pembuatan proposal dan rencana

kegiatan X

Formulasi dan uji aktivitas antar

isolate X X X

Identifikasi mikrob endofit X X X X

Optimasi produksi inokulum

mikrob X X X X

Estimasi kolonisasi di akar

tanaman inang X X X X

Pengujian keefektifan mikrob

endofit di Rumah kaca X X X X

Analisa data dan pelaporan X X X X

5.2. Pembiayaan ( x Rp 1000,-)

Tolok Ukur Triwulan

Total I II III IV

Belanja Bahan(521211) 3.000 3.000 3.000 3.000 12.000

Honor Output Kegiatan

(521213) 30.000 30.000 30.000 28.000 118.000

Belanja barang untuk

persediaan barang

konsumsi (521811)

30.000 30.000 30.000 27.500 117.500

Belanja perjalanan biasa

(524111) 30.000 30.000 30.000 22.500 110.000

Total 93.000 93.000 93.000 81.000 357.500

30

DAFTAR PUSTAKA

Abao, E.B., K.F. Bron son. R.Wassmann and U.Singh. 2000. Simultaneous records of

methane and nitrous oxide emissions in rice based cropping systems under

rainfed conditions. Nutrient Cycling in Agroecosystems 58: 131-139

Abraham. W.R., Nogales. B., Golyshin. P.N. , Pieper. D.H., and Timmis. K.N. , (2002) ,

Polychlorinated biphenyl -degrading microbial communities in soils and

sediments, Curr Opin Microbiol, 5, pp 246 –53

Abu GO, Ogbonda KH, Aminigo E. 2007. Optimization studies of biomass production and

protein biosynthesis in a Spirulina sp. isolated from an oil-polluted flame pit in

the Niger Delta. Afr J Biotechnol 2007;6:2550–4

Agel G, Nultsch W, Rhiel E. 1987. Photoinhibition and its wavelength dependence inthe

cyanobacterium Anabaenavariabilis . Arch Microbiol 1987;147:370–4

Aiyer, R .S. (1965): Comparative algological studies in rice fields in Kerala state.

Agricultural Research Journal of Kerala 3(1): 100-104.

Anderson, T.H., Domsch, K.H., 1990. Application of eco-physiolo-gical quotients (qCO2

and qD) on microbial biomasses from soils of different cropping histories. Soil Biol.

Biochem. 22, 251–255

Andrade MR, Costa JA. 2007. Mixotrophic cultivation of microalga Spirulina platensis

using molasses as organic substrate. Aquaculture, v. 264, p. 130-134, 2007

Azevedo JL, Walter MJr, Jose OP, Araujo Wellington Luiz de. 2000. Endophytic

microorganisms: a review on insect control and recent advances on tropical

plants. EJB Electronic J Biotechnol 30:40-65.

Barraquio, W. L., L. Revilla, J.K. Ladha. 1997. Isolation of endophytic diazotrophic

bacteria from wetland rice. Plant and Soil 194: 15–24.

Bender, J., J.P. Gould, Y. Vatcharapijarn, J.S. Young, and P. Phillips, 1994, Removal of

Zinc and Manganese from Contaminated Water with Cyanobacteria Mats,Water

Environ. Research, 66, 5, p. 679-683

Cao L, Qiu Z, You J, Tan H, Zhou S, 2004. Isolation and characterization of endophytic

Streptomyces strains from surface-sterilized tomato (Lycopersicon esculentum)

roots. Lett Appl Microbiol 39:425-430.

Coombs, T. J., Franco, M. M. C. 2003. Isolation and identification of actinobacteria from

surface-sterilized wheat roots. Appl. Environt. Microbiol. 69(9) : 5603-5608.

31

Conrad R & Rothfuss F. 1991. Methane oxidation n the soil surface layer of a flooded rice

field and the effect of ammonium. Bio Fertil Soils. 12 : 28-32

Dana lewich JR, Papag iann is TG, Be lyea RL, Tumbleson ME, Rask in L .

Characterization of dairy waste streams, current treatment practices,

and potential for biological nutrient removal. Water Res 1998;32:3555–68

Dariah, A, A Abdurachman dan Subardja. 2010. Reklamasi lahan eks-penambangan untuk

perluasan areal pertanian. Jurnal Sumber Daya Lahan 4 (1): 1-12

Dick WA, Cheung L, Wang P. 2000. Soil Acid and Alkaline Phosphatase Activity as pH

Adjusmnt Indikators. J Soil Bio. And Biochem.

Hanson, R.S., Hanson, T.E. (1996): Methanotrophic bacteria. Microbiol. Rev. 60, 439–

471.

Kaplan CW and CL Kitts. 2004. Bacterial succession in a petroleum land treatment unit.

Appl and Environ Microbiol 70(3): 1777-1786. DOI: 10.1128/AEM.70.3. 1777–

1786.2004.

Kementerian ESDM (Energi dan Sumber Daya Mineral). 2008. Pusat Data dan Informasi

Sumber Daya Energi dan Mineral.http://www.esdm.go.id/. [10 Desember 2015].

Pingak GMF, Sutanto H, Akhdiya A, Rusmana I. 2014. Effectivity of methanotrophic

bacteria and Ochrobactrum anthropi as biofertilizer and emission reducer of CH4

and N2O in inorganic paddy fields. J Med Bioeng 2014;3:217–21.

Prijambada, I. 2006. Peranan mikroogranisme Pada Fitoremediasi Tanah Tercemar

Logam Berat.Prosiding PIT PERMI 2006. Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta, pp

117-135

Slotton, D.G., C.R. Goldman, and A. Frank, 1989, Commercially Grown Spirulina Found to

Contain Low Levels of Mercury and Lead, Nutrition Reports International, 40, 2,

pp. 1165-1172

Sri Adiningsih, J., Diah Setyorini, dan Tini Prihatini. 1987. Pengelolaan hara terpadu untuk

mencapai produksi pangan yang mantap dan akrab lingkungan. Hal 55-69 dalam

Prosiding Pertemuan Teknis Penelitian Tanah dan Agroklimat. Pusat Penelitian

Tanah dan Agroklimat. Cisarua. 10-12 Januari 1995

Tian XL, Cao LX, Tan HM, Zeng QG, Jia YY, Han WQ, Zhou SN. 2004. Study on the

communities of endophytic fungi and endophytic actinomycetes from rice and

their antipathogenic activities in vitro. World J. Microbio. Biotech 20:303-309.

http://www.esdm.go.id/

32

Tian X, Cao L, Tan H, Han W, Chen M, Yuhuan L, Shining Z. 2007. Diversity of cultivated

and uncultivated actinobacterial endophytes in the stems and roots of rice.

Microb ecol 53:700-707.

Vincent, WF. 2009. Cyanobacteria. Laval University, Quebec City, QC, Canada

Watanabe, A., Nishigaki, S. & Konishi, C. (1951) Effect of N2-fixing blue-green algae

on the growth of rice plant. Nature, 168, 748–49.

Zinniel. et. al. 2002. Isolation and characterization of endophytic colonizing bacteria from

agronomic crops and prepaire plants. Appl. Envir.Microbiol. 68: 2198-2208.

PENELITIAN OPTIMALISASI SUMBERDAYA HAYATI...

Documents

Transcript of PENELITIAN OPTIMALISASI SUMBERDAYA HAYATI...