1410-0029 Agrin Vol. 15, No. 1, April 2011 76 ISOLASI DAN UJI

ISSN: 1410-0029
Agrin Vol. 15, No. 1, April 2011
ISOLASI DAN UJI EFEKTIFITAS IN VITRO MIKROBA PELARUT FOSFAT
ISOLAT AJIBARANG
Isolation and in Vitro Effectivity Test of Ajibarang Phosphate Solubilizing
Microorganisms Isolate
Oleh:
Tamad dan Joko Maryanto
Fakultas Pertanian Universitas Jenderal Soedirman, Purwokerto
Alamat korespondensi: Tamad ([email protected])
ABSTRAK
Kelarutan P yang rendah dalam tanah dapat ditingkatkan antara lain dengan memanfaatkan mikroba
pelarut fosfat (MPF). MPF menghasilkan sejumlah asam organik (sitrat, oksalat, glukonat, laktat dan fumarat)
yang mampu melarutkan P. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan isolat MPF lokal yang unggul dalam
melarutkan P dari Batuan Fosfat (BF) deposit Ajibarang. Penelitian ini merupakan percobaan faktor tunggal,
yaitu MPF dengan 10 isolat bakteri dan 10 isolat fungi. Rancangan yang digunakan ialah Rancangan Acak
Lengkap dengan tiga ulangan. Berdasarkan karakteristik kemampuan mengasamkan media tumbuh, laju
tumbuh dan daya melarutkan P (zone bening dan P terlarut) maka: a) isolat dari sumber akar tanaman lebih
unggul dibanding asal tanah sekitar perakaran, b) isolat dari tanaman padi dan jagung lebih unggul dibanding
dari tanaman lainnya dan c) isolat kelompok bakteri lebih unggul dibanding kelompok fungi. MPF dengan daya
larut P dari BF tertinggi ialah isolat bakteri dari akar padi dan jagung dengan daya larut 1,2 sampai 1,3 ppm
P/hari.
Kata kunci: mikroba pelarut fosfat, batuan fosfat, isolat Ajibarang
ABSTRACT
The low solubility of P in soil could be enhance by using microorganisms. This due to the organic acids
(citrate, oxalate, gluconate, lactate and fumarate) produce by soil microorganisms could increase the solublity
of P. The organic acid could form chelate with Al, Fe and Ca, result in the release of P. The research aimed is
to get Phosphate Solubilizing Microorganisms (PSM) isolat well on solubilizing P of Ajibarang Rock Phosphate
(RP). The single factor of this research is PSM (ten bactery and ten fungy). The research was arranged in
Complete Randomized Design with three repeated. The base of acidity capability, rate of growth and
solubilizing of P, so isolate PSM: a) from rhizoplane is better than isolate from rhizosphere, b) from paddy and
corn better than anather plant and c) bactery isolate better than fungy isolate. Isolate PSM with highest
solubilizing of P from RP is bactery isolate from paddy and corn root. Phosphorus soluble from RP by that
isolate is between 1.2 to 1.3 ppm P/day.
Key words: phosphate solubilizing microorganisms, rock phosphate, Ajibarang isolate
agen penjerap P yang mempengaruhi
PENDAHULUAN
Persoalan yang umum dihadapi oleh
ketersediaan
P.
fosfor (P) adalah tidak semua P dalam
pengelolaan
tanah
tanah segera tersedia bagi tanaman, sangat
berpengaruh
terhadap
tergantung pada sifat dan ciri tanah serta
adalah jenis sumber P yang ditambahkan
pengelolaan tanah itu sendiri.
ke dalam tanah (Havlin et al., 2005).
Diantara
Sedangkan
yang
faktor
sangat
ketersediaan
P
sifat dan ciri tanah yang penting ialah pH
Sumber utama P dalam tanah berasal
tanah yang terkait erat dengan keberadaan
dari kerak bumi yang mengandung sekitar
76
ISSN: 1410-0029
Agrin Vol. 15, No. 1, April 2011
0,12% P berupa batuan beku dan batuan
sedimen (Barber, 1995).
Berkaitan dengan
permasalahan
Selain itu,
tersebut di atas, penelitian ini bertujuan
sumber P bagi tanah juga dapat berasal
untuk mendapatkan isolat MPF lokal yang
dari penambahan unsur P ke dalam tanah
mampu
berupa pupuk fosfat.
Sebagian besar
Ajibarang dan mengetahui efektifitas isolat
bahan dasar pembuatan pupuk fosfat lebih
MPF lokal dalam melarutkan P dari BF
dari 90% berasal dari impor. Kebutuhan
asal Ajibarang, sehingga didapatkan isolat
impor
MPF lokal yang unggul dalam melarutkan
fosfat
Indonesia
tahun
2000
diperkirakan sekitar 3 juta ton, tentunya
melarutkan P
dari BF asal
P dari BF.
kenyataan ini membutuhkan devisa yang
sangat besar (Sudradjat, 1997).
Oleh
karena itu perlu segera dicarikan alternatif
sumber pupuk P lain.
METODE PENELITIAN
Penelitian
Laboratorium
ini
Tanah
dilaksanakan
Faperta
di
Unsoed
Salah satu sumber pupuk P adalah
dengan sumber dana Dosen Muda tahun
yang potensinya cukup besar dan
2007. Penelitian dilaksanakan mulai April
tersedia di beberapa daerah di Indonesia.
sampai dengan september 2007. Penelitian
Namun kendala pemanfaatan BF sebagai
ini merupakan percobaan faktor tunggal
sumber P ialah kelarutannya yang rendah.
yaitu jenis isolat mikroba pelarut fosfat {
Kelarutan BF yang rendah dapat diatasi
= 20 jenis isolat MPF (10 isolat bakteri dan
antara lain dengan memanfaatkan MPF.
10 isolat fungi)}, dengan tiga ulangan,
Subba-Rao (1999) menyatakan bahwa,
dengan rancangan dasar Rancangan Acak
MPF
menghasilkan
Lengkap.
organik
(sitrat, oksalat, glukonat, laktat
Pengamatan dilakukan terhadap pH
dan fumarat) yang mampu melarutkan P.
media tumbuh, laju tumbuh dan jumlah P
Mekanismenya,
organik
yang terlarut dari BFA pada medium
tersebut dapat melakukan pengkelatan
Pikovskaya padat dan cair (pewarna biru
terhadap Al, Fe, dan Ca sehingga P akan
klormolibdat) oleh MPF.
bebas dan tersedia untuk tanaman. Akan
tersebut
tetapi pelarutan fosfat tersebut bersifat
menggunakan Uji Fisher (F) dan untuk
spesifik, sehingga satu
membandingkan antar jenis isolat MPF
BF
sejumlah
asam-asam
asam
spesies MPF
dilakukan
Terhadap data
analisis
varian
efektif dalam melarutkan BF asal suatu
dilakukan
tempat
menggunakan Uji Jarak Ganda Duncan
belum
tentu
efektif
melarutkan BF asal tempat lain.
dalam
analisis
nilai
tengah
dengan tingkat kepercayaan 95%.
77
ISSN: 1410-0029
Agrin Vol. 15, No. 1, April 2011
Isolasi MPF dilakukan secara steril
3500 putaran per menit selama 15 menit,
dari perakaran (rizoplan) dan tanah sekitar
kemudian disaring. Penetapan P dilakukan
perakaran
panjang,
dengan metode pewarnaan chlormolibdat
jagung, padi, ketela pohon dan umbi
yang dibaca dengan spektrofotometer pada
ganyong/ irut yang digunakan sebagai
panjang
sumber isolat.
(Hidayat, 1978).
(rizosfir)
kacang
Isolasi dilakukan dengan
gelombang
660
milimikron
menggunakan metode pengenceran pada
media agar Pikovskaya (Subba -Rao, 1999)
HASIL DAN PEMBAHASAN
dengan mengganti sumber P berasal dari
MPF yang diisolasi dari dua sumber
tepung BF. Isolat MPF ditumbuhkan dalam
(akar dan tanah sekitar perakaran) dan lima
medium pikovskaya pada inkubator selama
jenis
seminggu.
panjang, ketela pohon dan sagu/ irut)
merupakan
Zone biru sekitar koloni
pertanda
mikoba
tersebut
tanaman (padi,
jagung,
kacang
memiliki kenampakan morfologis yang
mampu melarutkan P dari BF yang
hampir
digunakan
bagi
berlendir dan berbentuk bundar untuk
perkembangannya
bakteri, sedangkan fungi berwarna putih,
(Anas, 1989).
Mikroba yang mampu
berbulu dan berbentuk bundar. Isolat MPF
melarutkan
P
dari
dilakukan
yang ditumbuhkan pada media Pikovskaya
pemurnian
dan
dengan
dengan pewarna chlormolibdat terlihat
agar
bahwa isolat MPF yang berasal dari akar
Pikovskaya secara berulang sebanyak tiga
tanaman umumnya memiliki zona biru
kali.
isolat
yang terlihat lebih jelas dibandingkan
digunakan ciri morfologis koloni yaitu:
dengan isolat yang berasal dari tanah di
warna, transparansi, lendir, bentuk, dan
sekitar perakaran.
ukuran.
biru lebih jelas terlihat pada isolat bakteri
sebagai
pertumbuhan
dan
membiakannya
BFA
P
perbanyakan
dalam
Pembedaan
Uji
sumber
medium
antar
efektifitas
jenis
MPF
dalam
melarutkan P dari BFA dilakukan dengan
menumbuhkan
isolat
tersebut
dalam
sama,
yakni
berwarna
hijau,
Demikian juga zone
dibanding jamur dan isolat asal padi
dibanding sumber tanaman lainnya.
pH
media
akhir
inkubasi,
laju
medium Pikovskaya cair (tanpa agar) pada
tumbuh dan P terlarut dari BF pada media
tabung reaksi (20 ml) dengan sumber P
tumbuh Pikovskaya terlihat berbeda antara
dari tepung BFA selama seminggu. Hasil
isolat bakteri dan jamur.
pelarutan P dipisahkan dari mikrobanya
berasal dari sumber tanaman yang berbeda
dengan
dengan
mempunyai kemampuan menurunkan pH,
pemusing (centrifuge) pada kecepatan
laju tumbuh, dan melarutkan P yang
78
melakukan
dekantasi
MPF yang
ISSN: 1410-0029
Agrin Vol. 15, No. 1, April 2011
berbeda
(Tabel
Berdasarkan
di sekitar perakaran. Demikian juga, isolat
karakteristik kemampuan melarutkan P
yang berasal dari padi lebih mengasamkan
(zone biru), laju tumbuh, kemampuan
pH media, mempunyai laju tumbuh dan P
mengasamkan media tumbuh dan daya
terlarut dari BF pada media tumbuh
melarutkan
media
Pikovskaya lebih tinggi disbanding sumber
Pikovskaya terlihat bahwa isolat dari akar
tanaman lainnya. Isolat bakteri lebih
lebih unggul dibanding dari tanah (Tabel
mengasamkan pH media, mempunyai laju
2). Isolat yang berasal dari akar memiliki
tumbuh dan P terlarut dari BF pada media
pH media yang lebih rendah dibandingkan
tumbuh Pikovskaya lebih tinggi dibanding
dengan isolat yang berasal dari tanah
isolat jamur. Kemampuan isolat bakteri
sekitar
tersebut
MPF dalam melarutkan P dari BF hampir
menunjukkan bahwa isolat yang diisolasi
seragam, yaitu antara 1,0 sampai 1,5 ppm
dari
P
1).
dari
perakaran.
akar
tanaman
mengeluarkan asam
BF
pada
Hal
lebih
banyak
P/hari. Sedangkan daya larut P dari BF
organik
sehingga
oleh isolat jamur bervariasi antara 0,2
mampu menurunkan pH lebih tinggi
sampai 1,5 ppm P/hari.
dibandingkan isolat yang berasal dari tanah
Tabel 1. pH media, laju tumbuh dan P terlarut media Pikovskaya-BF yang diinokulasi MPF
selama 4x24 jam
Kode
pH
Laju Tumbuh
P terlarut
P terlarut (%)
7
Isolat
Media
(UPK/ml/hari) (x10 )
(ppm)
(x 10-4)
Bakteri: AP
5,48
14,51
1,40
1,40
TP
6,24
11,96
0,80
0,80
AJ
6,35
13,53
1,14
1,14
TJ
6,07
14,15
1,00
1,00
Akp
6,42
16,07
0,88
0,88
TKp
6,37
14,08
0,92
0,92
AKh
5,94
13,23
1,23
1,23
TKh
6,42
14,15
0,96
0,96
AS
6,30
14,70
1,10
1,10
TS
6,78
15,45
1,15
1,15
Jamur: AP
6,45
1,62
1,49
1,49
TP
6,58
1,09
1,08
1,08
AJ
6,41
1,72
1,93
1,93
TJ
6,58
1,14
1,20
1,20
AKp
6,42
1,21
1,16
1,16
TKp
6,95
1,02
0,42
0,42
AKh
6,56
1,51
1,11
1,11
TKh
6,60
1,16
0,36
0,36
AS
6,69
1,26
0,56
0,56
TS
7,13
1,36
0,21
0,21
Keterangan: A (Akar), T (Tanah perakaran), J (jagung), Kh (Ketela pohon), Kp (Kacang
panjang), P (Padi) dan S (Sagu/ Irut)
79
ISSN: 1410-0029
Agrin Vol. 15, No. 1, April 2011
Tabel 2. Pengaruh sumber isolat terhadap diameter zone biru, laju tumbuh, pH media dan P
terlarut media Pikovskaya-BF yang diinokulasi MPF selama 4 x 24 jam
Sumber
Ф Zona biru
Laju Tumbuh
pH
P terlarut
7
Isolat
(mm)
(SPK/ml/hari) (x10 )
Media
(ppm)
Akar
5,35 b
7,94 b
6,30 a
1,20 b
Tanah
4,73 a
7,56 a
6,57 b
0,81 a
Padi
6,01 c
7,30 a
6,19 a
1,19 bc
Jagung
4,22 a
7,64 ab
6,35 b
1,32 c
Kacang panjang
5,14 b
8,10 b
6,54 bc
0,85 ab
Ketela Pohon
5,86 bc
7,51 ab
6,38 b
0,92 ab
Sagu/Irut
4,00 a
8,12 b
6,73 c
0,76 a
Bakteri
7,65 b
14,18 b
6,24 a
1,06 b
Jamur
2,43 a
1,31 a
6,64 b
0,95 a
Keterangan: Angka dalam kolom dan sumber isolat sama yang diikuti oleh huruf sama
tidak berbeda uji DMRT pada taraf 5%.
Penurunan
pH
biakan
menjadi
masing-masing kelompok dan sifat media
kurang dari 7,00 dikarenakan MPF tersebut
tumbuh yang digunakan.
mengeluarkan asam organik dari proses
media Pikovskaya yang digunakan sebagai
metabolismenya
1999;
media tumbuh dijadikan pH 7,00, hal ini
Pradhan dan Sukla, 2006). Mikroba hidup
yang menjadi penyebab mengapa fungi
melakukan metabolisme sel yang mampu
tumbuh lebih lambat.
menghasilkan asam organik.
lebih menyukai lingkungan yang agak
(Subba-Rao,
Keaktifan
mikroba dalam melakukan metabolisme sel
untuk menghasilkan asam organik tidak
Dalam hal ini
Fungi umumnya
masam (Subba-Rao, 1999).
Subba-Rao
(1999)
menyebutkan,
selalu sama antar jenis yang sama, apalagi
bahwa yang menjadi tolok ukur suatu
dari jenis yang berbeda (Hadijati, 1993;
isolat tersebut dikatakan unggul tidak
Sperber,
Kemampuan
hanya kemampuannya yang tinggi dalam
menghasilkan asam organik dari MPF
melarutkan fosfat tak larut saja, akan tetapi
bergantung pada keaktifan mikroba itu
juga dilihat dari kecepatan tumbuhnya,
sendiri
tingkat kekeruhannya dalam media cair,
2004).
dalam
melakukan
proses
metabolisme sel (Paul and Clark, 1989).
Laju tumbuh (UPK/ml/hari) isolat
dan luasan zona biru. Perbedaan lain, isolat
asal padi dan jagung relatif lebih unggul
fungi sepuluh kali lebih lambat dibanding
dibanding asal tanaman lainnya.
bakteri.
Sedangkan laju tumbuh antar
kelompok bakteri mempunyai sifat terkait
isolat masing-masing kelompok (bakteri
dengan kemampuan melarutkan P lebih
atau
unggul dibanding kelompok fungi (Turan
fungi)
menunjukkan
pola
yang
seragam. Laju tumbuh kelompok mikroba
sangat
80
ditentukan
oleh
sifat
genetis
et al., 2006).
Isolat
ISSN: 1410-0029
Agrin Vol. 15, No. 1, April 2011
Menurut
Jang dan Suh (2002),
terdapat korelasi negatif antara pH dengan
pelarutan P, dimana penurunan pH sejalan
dengan penaikan pelarutan P. Hubungan
antara pH dengan P terlarut dimana
pelarutan P tergantung dari banyaknya dan
jenis asam organik yang dikeluarkan oleh
isolat MPF tersebut yang ditandai dengan
penurunan pH.
KESIMPULAN
Hasil
isolasi
didapatkan
dua
kelompok MPF yaitu bakteri dan jamur
dengan masing-masing sepuluh isolat.
Antar
jenis
morfologi
isolat
yang
Berdasarkan
tidak
mempunyai
jauh
karakteristik
ciri
berbeda.
kemampuan
mengasamkan media tumbuh, laju tumbuh
dan daya melarutkan P (zone biru dan P
terlarut) isolat dari sumber akar, isolat dari
tanaman padi dan jagung dan isolat
kelompok bakteri lebih unggul.
Isolat
MPF dengan daya larut P dari BF tertinggi
ialah isolat bakteri dari akar tanaman padi
dan jagung dengan daya larut 1,2 sampai
1,3 ppm P/hari.
DAFTAR PUSTAKA
Anas, I. 1989. Biologi tanah dalam
praktek.
Petunjuk Laboratorium.
PAU Bioteknologi IPB. Bogor.
Barber, S.A. 1995.
Soil nutrient
bioavailability
a
mechanistis
approach. John Wiley and Sons,
Inc. New York.
Havlin, J.L, J.D. Beaton, S.L. Tisdale and
W.L. Nelson. 2005. Soil fertility
and fertilizers, an introduction to
nutrient management.
7th ed.
Pearson Education, Inc., New Jersey,
515p.
Hadijati, T. 1993. Efektivitas bakteri
pelarut fosfat dalam melarutkan
fosfat secara in vitro.
Majalah
Ilmiah UNSOED, 3(19): 10-16.
Hidayat, A. 1978.
Methods of soil
chemical analysis. JICA-JJFCRR.
Bogor.
Jang, J, dan S. Suh. 2002. Aplication of
va mychorrhizae and phosphate
solubilizer as biofertilizers in Korea.
National Institute of Agricultural
Science and Technology RDA, pp. 17.
Paul, E.A, and F.E. Clark. 1989. Soil
microbiology and biochemistry.
Academic Press, Inc. San Diego,
California.
Pradhan, N, and L.B. Sukla. 2006.
Solubilization of inorganic phosphate
by fungi isolated from agriculture
soil.
African
Journal
of
Biotechnology, 5(10): 850-854.
Sperber, J. L. 2004. The incidence of
apatite-solubilizing organisms in the
rizhosphere and soil.
(On-line),
Australian Journal of Agriculture
Research, 9(6): 778-781.
Subba Rao, N.S. 1999. Soil microbiology
(Fourth
edition
of
soil
microorganisms and plant growth).
Science Publisher,
Inc.
New
Hampshire, USA.
Sudradjat, A. 1997. Fosfat. pp. 13-166.
Dalam S. Suhala, dan M. Arifin,
(eds)
Bahan
galian
industri.
Puslitbang
Teknologi
Mineral.
Bandung.
Turan, M, N. Ataoglu, and F. Sahin. 2006.
Evaluation of the capacity of
phosphate solubilizing bacteria and
81
ISSN: 1410-0029
Agrin Vol. 15, No. 1, April 2011
fungi on
phosphorus
82
different form of
in liquid culture.
Journal of Sustainable Agriculture,
28(3): 99-108.