JURNAL PRAKTIKUM MIKROBIOLOGI TANAH - MIKROBIOLOGI KEHUTANAN PDF

Preview

Summary

JURNAL PRAKTIKUM MIKROBIOLOGI KEHUTANAN BW-3205 Modul VI: Mikrobiologi Tanah Oleh: Muhammad Yunus Sulthan Azhar Idrus | 11518053 Kelompok 6 PROGRAM STUDI REKAYASA KEHUTANAN SEKOLAH ILMU DAN TEKNOLOGI HAYATI INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2021 MODUL VI – MUHAMMAD YUNUS SULTHAN AZHAR IDRUS – 11518053 17 M...

Description

JURNAL PRAKTIKUM MIKROBIOLOGI KEHUTANAN BW-3205 Modul VI: Mikrobiologi Tanah

Oleh: Muhammad Yunus Sulthan Azhar Idrus | 11518053 Kelompok 6

PROGRAM STUDI REKAYASA KEHUTANAN SEKOLAH ILMU DAN TEKNOLOGI HAYATI INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2021

MODUL VI – MUHAMMAD YUNUS SULTHAN AZHAR IDRUS – 11518053

17 Maret 2021 Muhammad Yunus Sulthan Azhar Idrus – 11518053

MODUL VI – MUHAMMAD YUNUS SULTHAN AZHAR IDRUS – 11518053

I.

LATAR BELAKANG Tanah mempunyai populasi organisme yang berbeda tergantung dengan ekosistem yang dimilikinya. Berbagai populasi dan habitat dalam tanah bersama sama membentuk ekosistem yang unik. Dalam suatu ekosistem tanah, berbagai mikroba tanah hidup, bertahan hidup, dan berkompetisi dalam memperoleh ruang, oksigen, air, hara, dan kebutuhan hidup lainnya, baik secara simbiotik maupun nonsimbiotik sehingga menimbulkan berbagai bentuk interaksi antar mikroba. Mikroba tanah sendiri merupakan mikroba yang berada di dalam tanah, dan memiliki berbagai macam peran, diantaranya adalah sebagai agen biomining, bioremediasi, dan pemicu tanaman untuk melakukan proses fitoremediasi di lahan bekas tambang. Mikroba tanah dapat dimanfaatkan sebagai agen biomining karena tahan akan keasaman area tambang (Widyati, 2008). Mikroba tanah memiliki peranan yang sangat penting dalam bidang kehutanan. Karena selain berperan penting dalam mempercepat penyediaan hara dan sumber bahan organik tanah, mikroba tanah juga dapat membantu menguraikan bahan organik tanah. Peranan mikroba tanah ini tentunya juga dapat sangat membantu dalam menumbuhkan kembali tanaman pada areal bekas tambang karena dapat dimanfaatkan sebagai agen biomining. Sejalan dengan pernyataan Mariana (2013), hal tersebut sangat membantu proses reklamasi, restorasi, dan rehabilitasi hutan sehingga praktikum ini sangat perlu untuk dilakukan dan sangat penting bagi mahasiswa Rekayasa Kehutanan.

II.

TUJUAN 1. Menentukan aktivitas mikroba dari sampel tanah melalui hidrolisis FDA 2. Menentukan jumlah bakteri, aktinomiset, dan jamur yang terdapat pada sampel tanah 3. Menentukan indeks solubilisasi fosfat oleh mikroba dari sampel tanah dibandingkan dengan bakteri 4. Melakukan isolasi bakteri pemfiksasi nitrogen dari sampel tanah 5. Menentukan kemampuan mikroba dari sampel tanah dan bakteri dalam proses amonifikasi

MODUL VI – MUHAMMAD YUNUS SULTHAN AZHAR IDRUS – 11518053 6. Menentukan kemampuan mikroba dari sampel tanah dan bakteri dalam proses nitrifikasi 7. Menentukan kemampuan mikroba dari sampel tanah dan bakteri dalam proses denitrifikasi III.

HIPOTESIS 1. Aktivitas mikroba pada tanah subur cukup banyak dan dapat ditandai oleh konsentrasi FDA 2. Tanah dengan tingkat kesuburan yang baik umumnya memiliki bakteri aktinomiset 3. Jumlah solubilitas fosfat bergantung dengan jumlah koloni dan jumlah fosfat yang dilarutkan oleh bakteri 4. Mikroba tanah yang dilakukan pengisolasian merupakan bakteri Gram positif (pemfiksasi nitrogen) 5. Amonifikasi dapat terjadi akibat senyawa nitrat yang diubah menjadi amonium oleh aktivitas bakteri 6. Nitrifikasi dapat terjadi akibat amonium yang diubah menjadi nitrat oleh enzim nitrogenase melalui aktivitas bakteri nitrifikasi. Pengubahan amonium menjadi nitrit (nitritasi) dilakukan oleh bakteri Nitrosomonas, sedangkan pengubahan nitrit menjadi nitrat (nitratasi) dilakukan oleh bakteri Nitrobacter 7. Denitrifikasi dapat terjadi akibat nitrogen yang dilepas kembali ke udara oleh aktivitas bakteri denitrifikasi yaitu Pseudomonas, Thiobacillus, dan Micrococcus yang terjadi di dalam tanah

IV.

LITERATUR Kelimpahan mikroba di dalam tanah sangat bervariasi berdasarkan karakteristik fisika dan kimianya seperti pH, suhu, kelembapan tanah, dan skala mikroklimat lainnya. Analisis data ekosistem terrestrial dapat dilakukan untuk mengatahui dan memprediksi kelimpahan dan keanekaragaman mikroba di tanah (Barton & Northup, 2011). Berdasarkan penelitian yang dilakukan Nabila et al. (2011), pola kelimpahan mikroba di dalam tanah didominasi oleh bakteri aerob yang memiliki kelimpahan paling banyak, diikuti bakteri anaerob yang memiliki kelimpahan sama dengan aktinomiset. Aktinomiset merupakan

MODUL VI – MUHAMMAD YUNUS SULTHAN AZHAR IDRUS – 11518053 mikroba tanah dari golongan bakteri yang penting peranannya. Mikroba ini juga memiliki diversitas dan kelimpahan yang tinggi dalam tanah. Aktinomise terdistribusi secara luas di seluruh jenis tanah dan dapat berproliferasi pada habitat yang sangat fluktuatif, baik terhadap pH, aerasi, suhu, tekstur, kelembaban dan juga kandungan nutrisi yang minimal. Menurut Nurkanto (2012), aktinomisetes berperan besar terhadap siklus nutrisi, sehingga penting untuk dikaji keberadaannya setelah habitat hidupnya. Sebagian besar mikroba tanah memiliki peranan yang menguntungkan, beberapa diantaranya yaitu berperan dalam menghancurkan limbah organik, siklus hara tanaman, fiksasi nitrogen, pelarut posfat, merangsang pertumbuhan, biokontrol patogen, dan membantu penyerapan unsur hara. Nurkanto (2012), juga menyatakan bahwa peran mikroba tanah juga sangat penting dalam biodegradasi material dan siklus nutrisi. Siklus nutrisi diantaranya seperti siklus phospat, karbon dan nitrogen, yang menentukan kesuburan tanah untuk penyedia nutrisi bagi tumbuhan. Tanpa peranan mikroba tersebut, maka keseimbangan ekosistem akan sangat terganggu. Produktivitas tanaman sangat erat kaitannya dengan kemampuan tanaman dalam menyerap air dan unsur hara secara efisien dari tanah. Kegiatan akar ditentukan oleh suatu kumpulan proses biologi terpadu. Mikroba tanah memiliki peran sebagai pemantap agregat dalam tanah. Stabilitas agregat pada umumnya meningkat dengan makin banyaknya jumlah mikroorganisme (Hardjowigeno S., 2010). Menurut Yunus, F. (2017), jumlah mikroorganisme tanah yang melimpah dapat dijadikan indikator kesuburan tanah. Hal tersebut berarti semakin subur tanah maka produktivitas tanaman juga akan semakin tinggi dikarenakan jumlah mikroba tanah yang melimpah. Metode hidrolisis Fluorescein diacetate (FDA) digunakan untuk mengukur aktivitas total mikroba pada sampel, termasuk sampel tanah. Prinsip dari uji ini, Fluorescein diacetate yang tidak berwarna akan dihidrolisis dengan enzim-enzim, baik enzim bebas maupun membrane-bound enzyme yang kemudian akan melepaskan produk akhir berupa fluorescence berwarna yang dapat diukur oleh spektrofotometri dengan panjang gelombang 490 nm. Konsentrasi FDA yang terhidrolisis berkorelasi dengan jumlah sel. Semakin

MODUL VI – MUHAMMAD YUNUS SULTHAN AZHAR IDRUS – 11518053 banyak jumlah FDA yang terhidrolisis, maka semakin banyak jumlah sel yang terkandung dalam kultur. Untuk menghentikan reaksi hidrolisis setelah diinkubasi selama beberapa waktu, Aseton (50% v/v) adalah senyawa yang paling efektif untuk digunakan dalam menghentikan reaksi hidrolisis ini. Sehingga pengukuran aktivitas mikroba dapat dilakukan secara tepat. Kemampuan hidrolisis FDA dimiliki oleh banyak mikroba, terutama mikroba decomposer seperti bakteri dan fungi. Secara umum, 90% aliran energi pada tanah melewati mikroba pendekomposer sehingga metode FDA dapat membantu memperkirakan aktivitas total mikroba (Adam dan Duncan, 2011). Reagen Nessler berfungsi sebagai pereaksi amonia atau bertujuan untuk mengidentifikasi ammonia didalam suatu sampel, reagen ini berwarna pucat dan akan berubah menjadi kuning coklat jika di dalam larutan mengandung ammonia. Setelah sampel positif mengandung ammonia ditunjukan dengan perubahan warna kuning coklat pada larutan, selanjutnya sampel dilakukan pengukuran

kadar

amonianya

dengan

menggunakan

instrumen

spektrofotometer UV-Vis (Yogi Patri, 2018). Reagen Trommsdorf digunakan untuk melakukan pengujian nitrit. Terdapatnya warna biru hitam menandakan adanya nitrit, sedangkan tiadanya perubahan warna berarti tidak terbentuk nitrit (Komarawidjaja dan Ambarsari, 2011). Kemudian reagen Diphenylamine digunakan untuk melakukan pengujian nitrat (setelah uji nitrit negatif). Warna biru hitam menandakan adanya nitrat (Mishra dan Kumar, 2017). Siklus daur nitrogen terdiri dari beberapa proses siklus biogeokimia nitrogen. Proses-proses tersebut ialah amonifikasi, nitrifikasi, asimilasi nitrogen, denitrifikasi, dan fiksasi nitrogen. Nitrogen adalah unsur yang paling penting dalam pembentukan asam amino, protein dan asam nukleat pada makhluk hidup. Siklus nitrogen menjelaskan tentang perubahan bentuk ion nitrogen dan senyawa nitrogen di alam (Reece et al., 2014). Proses pertama yaitu amonifikasi merupakan proses pembentukan amonia dari materi organik. Amonia juga mampu mengalami asimilasi menjadi asam amino dan dapat diasimilasi secara langsung oleh kelompok diatom, alga selular dan tanaman tingkat tinggi. Contoh bakteri yang berperan dalam amonifikasi adalah Bacillus, Clostridium, Proteus dan Pseudomonas. Proses selanjutnya adalah nitrifikasi,

MODUL VI – MUHAMMAD YUNUS SULTHAN AZHAR IDRUS – 11518053 yang merupakan reaksi penting dalam siklus nitrogen yang membutuhkan oksigen dalam proses oksidasi NH3 menjadi NO2 dan oksidasi NO2 menjadi NO3 (Agustiyani et al., 2010). Asimilasi nitrogen merupakan proses pemanfaatan nitrogen untuk pembentukan asam amino dalam protoplasma oleh fitoplankton, alga, dan bakteri. Senyawa amonium dan nitrit merupakan bagian penting dari siklus nitrogen di alam. Denitrifikasi merupakan reaksi reduksi nitrat menjadi nitrit, nitrit oksida, dan gas nitrogen. Sedangkan fiksasi nitrogen merupakan pengikatan gas nitrogen menjadi amonia dan nitrogen organik (Dong et al., 2004). Proses ini dapat terjadi di daerah tambak yang masih dalam area pantai sehingga bisa melibatkan simbiosis alga dan bakteri (Effendi, 2003). Mikroba yang dapat mengfiksasi nitrogen salah satunya dari genus Rhizobium, Bradyrhizobium, Mesorhizobium, Photorhizobium, dan Sinorhizobium. Gambar dari siklus nitrogen dapat dilihat pada Gambar 4.1 di bawah ini.

Gambar 4.1 Siklus Nitrogen (Sumber: Reece et al., 2014)

Fosfor merupakan salah satu unsur hara makro esensial dan secara alami fosfor di dalam tanah berbentuk senyawa organik atau anorganik. Fosfor berperan penting dalam produksi energi biokimia Adenosine Diphosphate (ADP) dan Adenosine Triphosphate (ATP) yang dibutuhkan dalam fotosintesis dan daur glikogen (Campbell & Reece, 2012). Daur fosfor yaitu daur yang melibatkan fosfor, dalam hal input atau sumber fosfor-proses yang terjadi terhadap fosfor- hingga kembali menghasilkan fosfor lagi. Daur fosfor dinilai

MODUL VI – MUHAMMAD YUNUS SULTHAN AZHAR IDRUS – 11518053 paling sederhana daripada daur lainnya, karena tidak melalui atmosfer. Fosfor di alam didapatkan dari: batuan, bahan organik, tanah, tanaman, PO4- dalam tanah. Fosfat organik dari hewan dan tumbuhan yang mati diuraikan oleh dekomposer (pengurai) menjadi fosfat anorganik. Fosfat anorganik yang terlarut di air tanah atau air laut akan terkikis dan mengendap di sedimen laut. Oleh karena itu, fosfat banyak terdapat di batu karang dan fosil. Fosfat dari batu dan fosil terkikis dan membentuk fosfat anorganik yang terlarut di air tanah dan laut. Fosfat anorganik ini kemudian akan diserap oleh akar tumbuhan lagi dan siklus ini berulang terus menerus. Terdapat banyak mikroba yang mampu melarutkan Fosfor seperti Aspergillus sp, Penicillium sp, Pseudomonas sp dan Bacillus megatherium. Gambar dari siklus fosfor dapat dilihat pada Gambar 4.2 di bawah ini.

Gambar 4.2 Siklus Fosfor (Sumber: Benazir, 2020)

V.

MSDS DAN PSDS MSDS dan PSDS dalam praktikum ini sebagai berikut: MSDS 1. Nama: Asam Sulfat (H2SO4)

PSDS 1. Nama: Proteus vulgaris

Sifat: Cairan tidak berwarna,

Sifat:

padat, berminyak, berbau

Potensi Bahaya: Infeksi

belerang. Larut dalam air,

kandung kemih dan saluran

MODUL VI – MUHAMMAD YUNUS SULTHAN AZHAR IDRUS – 11518053 terurai pada suhu 340oC, titik

pernapasan, septicaemia, dan

didih 290oC, titik lebur

infeksi pada luka

10.4oC, memiliki pH 1

Handling:

Potensi Bahaya: Korosi atau

- Segera bilas dengan banyak

iritasi kulit, menyebabkan luka

air bila kontak dengan mata

bakar kulit yang parah dan

- Tanggalkan semua pakaian

kerusakan mata, toksisitas

yang terkontaminasi dan

akut, mungkin berbehaya jika

bilas kulit dengan banyak air

terhirup, karsinogenik

bila kontak dengan kulit

Handling: - Bilas secara hati-hati dengan air selama beberapa menit bila kontak dengan mata - Tanggalkan semua pakaian

- Hirup udara segar bila terhirup - Minum banyak air bila tertelan (Canada, 2011)

yang terkontaminasi, bilas kulit dengan air bila kontak dengan kulit - Hubungi pusat racun atau dokter jika merasa tidak sehat bila terhirup - Bilas mulut jika tertelan dan jangan dipaksa muntah (Itokindo, 2018) 2. Nama: Aseton

2. Nama: Pseudomonas

Sifat: Cairan bening tidak

aeruginosa

berwarna, pH 7, titik didih

Sifat:

56oC, titik beku -95oC, sangat

Potensi Bahaya: Tidak

mudah terbakar, larut dalam

dianggap berbahaya oleh

air

European Union Legislation

Potensi Bahaya: Cairan dan

Handling:

uapnya mudah terbakar, dapat

MODUL VI – MUHAMMAD YUNUS SULTHAN AZHAR IDRUS – 11518053

menyebabkan iritasi mata

- Bilas dengan air yang banyak

serius, kantuk, atau pusing.

bila kontak dengan mata

Toksik pada organ tertentu

- Tanggalkan pakaian yang

Handling:

terkontaminasi, bilas dengan

- Segera bilas mata dengan air

air atau pancuran air bila

yang banyak setidaknya selama 15 menit bila kontak dengan mata - Tanggalkan pakaian yang

kontak dengan kulit - Hirup udara segar bila terhirup - Minum air paling banyak dua

terkontaminasi dan bersihkan

gelas jika tertelan, hubungi

kulit secara seksama dengan

medis jika merasa tidak sehat

air bila kontak dengan kulit - Hirup udara segar bila terhirup dan jaga agar tetap hangat - Bilas mulut dengan air bila tertelan dan jangan dipaksa muntah, jaga agar tetap hangat (TOR, 2015) 3. Nama: Diphenylamine (C6H5)2NH Sifat: Berbentuk padat, berwarna kuning muda, baunya lemah, titik lebur 53 – 54oC, titik didih 302oC, titik nyala kira-kira 153oC Potensi Bahaya: Berbentuk padat, berwarna kuning muda, baunya lemah, titik lebur 53 – 54oC, titik didih 302oC, titik

(Merck, 2014)

MODUL VI – MUHAMMAD YUNUS SULTHAN AZHAR IDRUS – 11518053 nyala kira-kira 153oC Handling: - Bilas dengan air yang banyak bila kontak dengan mata, hubungi dokter - Cuci dengan banyak sabun dan air bila kontak dengan kulit - Hirup udara segar bila terhirup - Segera hubungi sentra informasi keracunan atau dokter bila tertelan (Merck, 2017) 4. Nama: Larutan FDA (Fluorescein diacetate) Sifat: Berwujud padat Potensi Bahaya: Tidak berbahaya Handling: - Bilas secara hati-hati dengan air selama beberapa menit bila kontak dengan mata - Bilas kulit dengan air bila kontak dengan kulit - Konsultasi dengan dokter bila perlu jika terhirup dan tertelan (ThermoFisher, 2020)

MODUL VI – MUHAMMAD YUNUS SULTHAN AZHAR IDRUS – 11518053

5. Nama: Larutan PBS (Phosphate Buffered Saline) Sifat: Berwujud padat/bubuk berwarna putih keruh, larutannya tidak berwarna. Memiliki pH 7, larut dalam air dingin dan air panas Potensi Bahaya: Menyebabkan iritasi mata serius Handling: - Bilas seksama dengan air selama beberapa menit bila kontak dengan mata, jika terjadi iritasi hubungi dokter - Tanggalkan pakaian yang terkontaminasi bila kontak dengan kulit. Bilas bagian yang terkontaminasi dengan air yang banyak - Hirup udara segar bila terhirup - Bilas mulut dengan air, bila tertelan dan jangan paksa untuk muntah (Agilent Dako, 2020)

MODUL VI – MUHAMMAD YUNUS SULTHAN AZHAR IDRUS – 11518053

6. Nama: Medium Nutrient Agar Sifat: Berwujud padat, berwarna coklat-kelabu, berbau seperti pepton, pH kira-kira 7.0 pada 20 g/L suhu 37oC, kelarutan dalam air 20 g/L pada 95oC Potensi Bahaya: Dapat menyebabkan diare Handling: - Bilas dengan air yang banyak bila kontak dengan mata, lepaskan lensa kontak bila memakai - Tanggalkan pakaian yang terkontaminasi bila kontak dengan kulit, bilas kulit dengan air/pancuran air - Hirup udara segar bila terhirup - Beri air minum kepada korban bila tertelan, hubungi dokter bila perlu (Merck, 2018)

MODUL VI – MUHAMMAD YUNUS SULTHAN AZHAR IDRUS – 11518053

7. Nama: Medium Potato Dextrose Agar Sifat: Berwujud padat, berwarna coklat-kelabu, berbau seperti pepton, memiliki pH 5,6 pada 39 g/L suhu 21oC (setelah proses di dalam autoklaf), kelarutan dalam air 39 g/L pada 100oC Potensi Bahaya: Bukan bahan atau campuran berbahaya menurut Peraturan (EC) No. 1272/2008 Handling: - Bilas dengan air yang banyak bila kontak dengan mata - Tanggalkan segera semua pakaian yang terkontaminasi bila kontak dengan kulit. Bilaslah kulit dengan air atau pancuran air - Hirup udara segar bila terhirup - Beri air minum kepada korban bila tertelan, hubungi dokter bila perlu (Merck, 2017)

MODUL VI – MUHAMMAD YUNUS SULTHAN AZHAR IDRUS – 11518053

8. Nama: NaCl Steril Sifat: Berbentuk cairan, tidak berwarna, tidak berbau Potensi Bahaya: Tidak terklasifikasi sebagai bahan berbahaya Handling: - Segera bilas dengan air yang banyak bila kontak dengan mata - Tanggalkan pakaian yang terkontaminasi dan bersihkan kulit dengan sabun dan air bila kontak dengan kulit - Hirup udara segar bila terhirup - Bilas mulut bila tertelan, jangan dipaksa muntah (LabChem, 2018) 9. Nama: Reagen Nessler K2[HgI4] Sifat: Berbentuk cairan, tidak berwarna, tidak berbau Potensi Bahaya: Toksik jika tertelan, toksik jika terjadi kontak dengan kulit, berbahaya jika terhirup, menyebabkan kebakaran kulit yang serius dan kerusakan mata. Dapat menyebabkan iritasi pernapasan, dapat

MODUL VI – MUHAMMAD YUNUS SULTHAN AZHAR IDRUS – 11518053

menyebabkan kantuk atau pusing, dapat menyebabkan kerusakan organ jika terjadi kontak berulang atau terus menerus Handling: - Bilas secara seksama dengan air selama beberapa menit bila kontak dengan mata - Tanggalkan pakaian yang terkontaminasi dan cuci sebelum dikenakan kembali bila kontak dengan kulit. Bilas bagian yang terkena dengan air/pancuran air. - Hirup udara segar bila terhirup - Bilas mulut bila tertelan, jangan paksa untuk muntah (ThermoFisher, 2018) 10. Nama: Reagen Trommsdorf Sifat: Tidak berwarna, tidak berbau, titik didih 100oC, larut dalam air, cairan substansi stabil dalam kondisi normal Potensi Bahaya: Berpotensi menyebabkan reaksi alergi Handling: - Segera bilas dengan air yang banyak bila kontak dengan mata dan hubungi dokter

MODUL VI – MUHAMMAD YUNUS SULTHAN AZHAR IDRUS – 11518053

- Tanggalkan pakaian yang terkontaminasi dan cuci sebelum dikenakan kembali bila kontak dengan kulit. Cuci dengan air dan sabun banyak. Jika terjadi iritasi atau terdapat ruam hubungi dokter - Hirup udara segar dan biarkan istirahat bila terhirup - Jangan dipaksa muntah bila tertelan, hubungi dokter (Carolina, n.d.)

VI.

CARA KERJA 1. Persiapan Alat dan Bahan dengan Teknik Aseptik Praktikum identifikasi bakteri diawali dengan menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan. Alat dan bahan yang akan digunakan adalah Aseton, Batang korek api, Bunsen, Cawan petri steril, H2SO4, Kaca objek, Kaldu manitol bebas N, Kaldu nitrat berisi tabung Durham, Kaldu pepton, Kaldu pepton, Kawat oose, Kertas saring Whatmann, Kultur cair Proteus vulgaris, Kultur cair Pseudomonas aeruginosa, Kultur Proteus vulgaris, Kultur Pseudomonas aeruginosa, Larutan FDA, Larutan PBS, Marker permanen, Medium GYA, Medium NA, Medium PDA, Mikropipet, Mikroskop, NaCl...