View/Open - Repository | UNHAS

DINAMIKA PERTUMBUHAN BAKTERI RIZOSFER
PADI (Oryza sativa L.) PADA PERLAKUAN HERBISIDA 2,4-D
FAHRUDDIN
JURUSAN BIOLOGI, FAKULTAS MIPA
UNIVERSITAS HASANUDDIN,
MAKASSAR
Dinamika Pertumbuhan Bakteri Rizosfer
1
Padi (Oryza sativa L.) pada Perlakuan Herbisida 2,4-D
Fahruddin
Jurusan Biologi, F.Mipa Universitas Hasanuddin, Makassar 90245
Email: [email protected]
ABSTRAK
Tanah rizosfer diketahui memiliki jumlah dan keragaman mikroba yang tinggi,
karena itu juga memiliki potensi sebagai agen pendegradasi pada senyawa
polutan.Telah dilakukan penelitian dinamika pertumbuhan bakteri pada
mikrokosmos tanah rizosfer padi Oryza sativa L dengan perlakuan konsentrasi
herbisida 2,4-D yang berbeda yaitu 1,1; 2,2; 3,3 (g/L) dan tanpa perlakuan sebagai
kontrol, dengan tujuan adalah mengetahui kemampuan bakteri rizosfer dalam
biodegradasi 2,4-D. Parameter yang diamati adalah pertumbuhan bakteri total dan
bakteri rizosfer pendegradasi 2,4-D pada medium Solution Base Salt dengan
metode plate count dengan waktu pengamatan hari ke 0; 5; 15; dan 20. Hasilnya
menunjukkan memperlihatkan terjadi peningkatan pertumbuhan pada semua
variasi konsentrasi 2,4-D. pada perlakuan 1,1 g/L mengalami pertumbuhan
tertinggi disetiap harinya, pada perlakuan 3,3 g/L menunjukkan pertumbuhan
tertinggi pada hari ke-20 yaitu 1,42x106 CFU/mL. Diharapkan bakteri rizosfer
padi dapat digunakan sebagai agen biodegradasi pada senyawa pencemar.
Kata kunci : Padi Oryza sativa L., bakteri rizosfer, 2,4-D, mikrokosmos
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Tanah merupakan lingkungan berpotensi tinggi mengalami pencemaran
yang bersumber dari berbagai macam pembasmi hama pertanian. Salah satunya
adalah pencemaran tanah sawah akibat dari penggunaan herbisida 2,4-D
(Dichlorophenoxy acetic acid) merupakan herbisida beracun yang biasanya
digunakan untuk mengontrol pertumbuhan gulma pada tanaman kacang-kacangan,
jagung, dan padi yang dapat memberikan dampak buruk bagi manusia maupun
lingkungan.
2
Para petani sudah terbiasa menggunakan berbagai macam herbisida untuk
memberantas gulma di lahan persawahan. Hal ini menyebabkan ketergantungan
petani terhadap penggunaan bahan pembasmi hama pertanian, salah satu herbisida
yang sangat umum digunakan adalah 2,4-D. Menurut Adi (2003) penggunaan
bahan-bahan kimiawi dalam pertanian secara besar-besaran secara nyata dapat
menurunkan populasi hama hingga meluasnya serangan dapat dicegah, dan
meningkatkan hasil panen secara drastis. Namun masalahnya sebagian senyawa
kimiawi tidak dapat terurai dengan sendirinya dan tersisa di dalam tanah.
Dosis pemakain herbisida 2,4-D yang dianjurkan adalah sebanyak 1,1 (g/l)
per hektar sawah. Namun fakta dilapangan menunujukkan para petani
menggunakan dosis yang tidak sesuai dengan anjuran. Mereka beralasan
mengalami kesulitan dalam pengukuran, oleh karena itu meraka cenderung
menggunakan dosis yang relative lebih tinggi. Penggunaan senyawa 2,4-D secara
berlebihan sangatlah berisiko menyebabkan kematian pada organisme tanah nontarget dan juga dapat mencemari perairan sekitar persawahan.
Banyak cara yang dapat digunakan untuk mengatasi limbah pertanian,
salah satunya dengan cara bioremediasi, yaitu proses detoksifikasi dalam tanah
atau lingkungan lainnya dengan menggunakan mikroorganisme, tanaman, dan
enzim mikroba. Bioremediasi bertujuan untuk memecah atau mendegradasi zat
pencemar menjadi bahan yang kurang beracun dan bahkan tidak beracun (Angga,
2009).
Rizosfer merupakan daerah yang ideal bagi tumbuh dan berkembangya
mikroorganisme tanah. Beberapa macam nutrisi disekresikan di dalam rizosfer.
Diketahui bahwa pada tanah yang telah lama tercemar oleh herbisida 2,4-D,
berbagai mikroorganisme rizosfer yang hidup di sekitarnya mampu beradaptasi
dengan baik pada kondisi lingkungannya diketahui mempunyai kemampuan
mendegradsi berbagai molekul organik kompleks dan juga beberapa herbisida
(Sembodo, 2010).
Metode biologis atau biodegradasi sebagai alternatif yang aman dalam
mengatasi pencemaran limbah, karena polutan yang mudah terdegradasi dapat
diuraikan oleh mikroorganisme menjadi bahan yang tidak berbahaya seperti CO2
3
dan H2O. Biodegradasi oleh mikroorganisme, merupakan salah satu cara yang
tepat, efektif dan hampir tidak ada pengaruh sampingan pada lingkungan
dibandingan cara penanggulangan limbah yang lain.
Berdasarkan hal tersebut, bakteri rizosfer diketahui memiliki jumlah
populasi dan keragaman jenis yang sangat tinggi pada tanah dan mempunyai
potensi untuk melakukan degradasi senyawa-senyawa polutan seperti herbisida
2,4-D, maka dilakukanlah penelitian mengenai “Dinamika Pertumbuhan Bakteri
Rizosfer Padi (Oryza sativa L.) pada Mikrokosmos Tanah yang Tercemar
Herbisida 2,4-D”.
B. Tujuan Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan dengan tujuan untuk mengetahui dinamika
pertumbuhan bakteri rizosfer padi yang terjadi pada mikrokosmos tanah tercemar
herbisida 2,4-D.
C. Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberi data dan informasi mengenai
kemampuan bakteri rizosfer padi dalam mendegradasi senyawa herbisida 2,4-D
pada tanah sawah yang tercemar.
METODE PENELITIAN
A. Alat dan Bahan
Alat-alat yang dipergunakan pada penelitian ini meliputi wadah pelastik
yang digunakan sebagai mikrokosmos tanah rizosfer. Bahan-bahan yang
digunakan meliputi : tanah rizosfer padi, media minimal SBS (Salt Base Solution)
dengan komposisi ; 1,5 K2HPO4, 1,0 KH2PO4, 0,2 MgSO4 7H2O, 0,5 NH4NO3,
0,05 FeCl3, 0,02 CaCl2 2H2O, 0,1 NaCl (g/L) dan 0,05% (w/v) yeast extract,
ditambahkan pula herbisida 2,4-D sebagai satu-satunya sumber karbon.
4
B. Metode Kerja
a. Pengambilan Sampel
Pengambilan sampel tanah rizosfer padi dilakukan di daerah persawahan
Kabupaten Maros, dikeringanginkan dan disimpan dalam kemasan plastik.
b. Perlakuan 2,4-D pada Tanah Rizosfer
Tanah rizosfer padi dibagi dalam empat mikrokosmos tanah dan diberikan
empat perlakuan 2,4-D yang berbeda ; 1,1; 2,2; 3,3 (g/L) dan tanpa penambahan
2,4-D sebagai kontrol, ditambahkan K2HPO4 0,1, NaNO3 0,2 (g/L) .
c. Jumlah Total Bakteri Rizosfer Padi
Perhitungan jumlah total miroba dilakukan dengan cara mengambil 1
gram dari setiap perlakuan media tanah lalu ditambahkan 9 mL aquades (10-1),
dilakukan pengenceran sampai konsentrasi 10-4, kemudian diambil 1 mL dan
diinokulasikan pada medium NA menggunakan metode tuang. Kemudian
diinkubasi selama ±24 jam pada suhu 34 0C. Perhitungan jumlah total mikroba
dilakukan pada hari ke 0, 5, 10,15 dan 20.
d. Pertumbuhan Bakteri Rizosfer Pendegradasi 2,4-D
Deteksi kemampuan bakteri rizosfer pendegradasi 2,4-D dilakukan
dengan menginokulasikan pada media SBS Broth yang juga mengandung 2,4D dengan konsetrasi berbeda. Kultur diinkubasi pada inkubator shaker 150
rpm selama 3 hari, dihitung dengan metode tuang. Kemudian diinkubasi
selama ±24 jam pada suhu 34 0C. Pengamatan dilakukan pada hari ke 0, 5, 10,
15 dan 20.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Laju pertumbuhan bakteri pada mikrokosmos tanah rizosfer padi dengan
perlakuan herbisida 2,4-D secara bertingkat, dimulai dari konsentrasi 1,1; 2,2; 3,3
(g/L), dan tanpa penambahan 2,4-D sebagai kontrol. Salah satu parameter yang
diamati adalah jumlah total bakteri yang terkandung dalam 1 gram tanah rizosfer
padi yang telah diencerkan hingga konsentrasi 10-4. Hal ini bertujuan untuk
mengetahui jumlah keseluruhan bakteri yang ada sebelum pengenceran dengan
konsentrasi yang sama ditumbuhkan pada media perlakuan 2,4-D dengan
5
konsentrasi bertingkat pula. Pertumbuhan bakteri total rizosfer padi dari hari ke-0
sampai dengan ke-20 disajikan pada Gambar 1.
Gambar 1. Dinamika Pertumbuhan Bakteri Total Tanah Rizosfer Padi (Oryza
sativa L.) pada mikrokosmos tanah rizosfer dengan perlakuan herbisida 2,4-D.
Jumlah bakteri total yang diperoleh merupakan gabungan antara bakteri
degrader dan non-degrader 2,4-D yang memperlihatkan kenaikan pertumbuhan
dari hari ke-0 hingga ke-20. Hasil pengamatan bakteri total rizosfer dengan
perlakuan A pada hari ke-0 menunjukkan pertumbuhan yang kurang optimum.
Sama halnya pada perlakuan B, C, dan D, bahkan perlakuan D yang merupakan
kontrol pertumbuhan, menunjukkan laju pertumbuhan paling rendah jika
dibanding dengan perlakuan lainnya. Jumlah sel bakteri rizosfer perlakuan D pada
hari ke-0 sebanyak 1,67 x106 (CFU/mL), jauh lebih sedikit dibandingan perlakuan
A, B, dan C ; 2,3, 2,5, 2,31 (CFU/mL).
Hal ini disebabkan mikroba membutuhkan waktu adaptasi terhadap
lingkungan pertumbuhannya yang baru. Menurut (Santi, 2005) laju pertumbuhan
akan meningkat seiring dengan meningkatnya temperatur, pH, kelembaban, dan
kandungan bahan organik. Herbisida 2,4-D mengandung senyawa organik berupa
rantai karbon yang diharapkan bakteri rizosfer mampu menggunakannya sebagai
sumber nutrisi baru. Pada perlakuan D, yaitu tanpa penambahan 2,4-D, kandungan
organik didalamnya lebih sedikit jika dibandingkan dengan perlakuan A,B, C
6
yang diberikan 2,4-D, sehingga laju pertumbuhan pada awalnya berjalan agak
lambat. Namun hal ini hanya sebagai tahap adaptasi saja.
Terbukti dari hari ke-5 hingga ke-20 jumlah bakteri total diperlakuan D
mengalami peningkatan, bahkan pada hari ke-10; 15; 20, pertumbuhan bakteri
total memperlihatkan jumlah tertinggi ; 3,15x106 ; 3,2 x106; 3,29x106 (CFU/mL),
dibandingkan perlakuan lain. Perlakuan A, B, dan C juga menunjukkan
peningkatan pertumbuhan dari hari ke-0 hingga ke-20 seperti terlihat pada grafik.
Media SBS Broth (Solution Base Salt) dengan elemen nutrisi mikro yang
terkandung didalamnya, ditambahkan 2,4-D sebagai sumber nutrisi utama. Hanya
bakteri yang mampu memanfaatkan sumber karbon dari 2,4-D yang dapat
bertahan hidup atau dengan kata lain, bakteri yang bertahan hidup yang
mempunyai kemampuan dalam mendegradasi senyawa toksik herbisida 2,4-D.
Hasil pengamatan pertumbuhan bakteri rizosfer padi, seperti terlihat pada Gambar
2.
Gambar 2. Dinamika Pertumbuhan Bakteri Rizosfer Padi (Oryza sativa L.) pada
media SBS Broth diperkaya herbisida 2,4-D.
Pertumbuhan bakteri rizosfer pada kultur SBS Broth memperlihatkan
pertumbuhan yang terus meningkat selama pengamatan. Pada perlakuan A dengan
7
konsentrasi 2,4-D sebanyak 1,1 (g/L) mengalami pertumbuhan paling tinggi dari
hari ke-0 hingga ke-20 dibandingkan perlakuan lain. Hal ini menunjukkan bahwa
paparan terus-menerus 2,4-D pada tanah dengan dosis tersebut, dapat
menstimulasi sejumlah mikroorganisme tanah untuk memanfaatkan molekul
karbon dari 2,4-D sebagai nutrisi pertumbuhannya atau dengan kata lain mampu
mendegradasi senyawa tersebut menjadi senyawa lain dengan tingkat toksisitas
yang lebih rendah.
Pada perlakuan B dan C konsentrasi 2,4-D menjadi 2,2 dan 3,3 (g/L). Hasil
pengamatan menunjukkan pertumbuhan yang rendah dihari ke-0, menurut
penelitian yang dilakukan sebelumnya (Fahruddin et al, 2001), hal ini disebabkan
oleh selain mikroba membutuhkan waktu untuk beradaptasi terhadap sumber
karbon baru, yaitu 2,4-D, dan juga dikarenakan penekanan mikroba secara selektif
oleh adanya komponen toksik 2,4-D dalam konsentrasi diluar semestinya yang
akan menurunkan populasi dan keragaman mikroba. Hanya mikroba yang mampu
beradaptasi lah yang akan bertahan hidup.
Kemampuan adaptasi dan penggunaan molekul karbon dari 2,4-D oleh
bakteri rizosfer padi sebagai nutrisi pertumbuhannya pada perlakuan B terlihat
mulai hari ke-5 hingga ke-20, ditunjukkan dengan peningkatan pertumbuhan dari
0,28x106 sampai 1,2x106 (CFU/mL). Sedangkan pada perlakuan C peningkatan
pertumbuhan baru terjadi pada hari ke-10 hingga ke-20, yaitu sebanyak 0,63x106;
0,77x106; dan 1,42x106 (CFU/mL). Hal ini disebabkan karena herbisida 2,4-D
yang diberikan dengan dosis tiga kali lipat dari dosis di lapangan menyebabkan
kematian terhadap bakteri rizosfer dan tahap adaptasi membutuhkan waktu lebih
lama dibanding dengan perlakuan herbisida 2,4-D dengan dosis yang lebih
rendah.
Pertumbuhan bakteri degrader 2,4-D pada perlakuan C dengan dosis 2,4-D
tertinggi sebanyak 3,3 (g/L) mengalami pertumbuhan tertinggi pada hari ke-20,
yaitu 1,42x106 (CFU/mL). Dibanding pada perlakuan B dan D yang hanya
mengalami pertumbuhan sebanyak ; 1,2x106 dan 1,39x106 (CFU/mL). hal ini
menunjukkan bakteri rizosfer padi mempunyai potensi besar dalam mendegradasi
senyawa toksik 2,4-D bahkan sampai dosis tertinggi. Martin (2000) mengatakan
8
bahwa biodegradasi senyawa kelompok fenoksi oleh mikroorganisme tanah
terjadi pada kondisi tanah lembab dan hangat. Bila kandungan bahan organik di
dalam tanah cukup tinggi, maka senyawa 2,4-D akan segera terikat dalam tanah,
sehingga laju degradasi juga berjalan cepat.
Menurut Watanabe dan Furusaka (2008) mikroorganisme tanah umumnya
sangat
responsif
terhadap
pemecahan
beberapa
senyawa
herbisida.
Mikroorganisme tersebut membutuhkan kondisi lingkungan yang sesuai untuk
mengoptimalkan pertumbuhannya sehingga dapat menggunakan herbisida
tersebut. Mikroorganisme tanah memetabolisme herbisida baik secara aerobik
maupun anaerobik.
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
1. Pertumbuhan total bakteri rizosfer padi pada perlakuan 1,1; 2,2; 3,3; (g/l)
2,4-D dan tanpa perlakuan sebagai kontrol, menunjukkan peningkatan dari
hari ke-0 hingga ke-20.
2. Pertumbuhan bakteri rizosfer padi pengguna 2,4-D menunjukkan dinamika
pertumbuhan selama pengamatan. Perlakuan 1,1(g/l) 2,4-D dan kontrol
mengalami pertumbuhan tertinggi. Perlakuan 2,2 dan 3,3 (g/l) 2,4-D mulai
mengalami peningkatan pertumbuhan sejak hari ke-5.
B. Saran
Disarankan untuk melakukan penelitian lanjutan mengenai identifikasi dari
bakteri rizosfer padi pengguna 2,4-D dan analisis kemampuan biodegradasinya.
DAFTAR PUSTAKA
Adi, A., 2003. Degradasi Tanah Pertanian Indonesia Tanggung Jawab Siapa.
http://abdurachmanadi.blogspot.com. Diakses pada tanggal 14 Februari 2012,
pukul 22.00 WITA.
Angga, 2009. Pemanfaatan Mikroba Dalam Bioremediasi.
http://kampunghejo.blogspot.com. Diakses pada tanggal 14 Februari 2012,
pukul 22.00 WITA.
9
Fahruddin, Irfan D., P., dan Donny W., 2001. Penggunaan Empat Macam
Sumber Inokulum Untuk Mempercepat Biodegradasi Hidrokarbon
Lumpur Minyak. Bionature Vol.1 (2): Hal. 69-75.
Martin, 2000. Herbicide mode of action categories. Mynistry of Agriculture and
Food. Ontorio, Kanada.
Santi, 2005. Potensi Sejumlah Isolat Fungi Pelapuk Putih Untuk Bioremediasi
Herbisida Dalam Tanah.
repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/pencemaran_24d.pdf. Diakses pada
tanggal 7 Juli 2012.
Sembodo, J., R., 2010. Gulma dan Pengelolaannya. Graha Ilmu. Yogyakarta.
Watanabe, I., dan C., Furusaka, 2008. Microbial ecology of flooded rice soils. pp
125-168. In M. Alexander (Ed.), Advances in Microbial Ecology, 4.
Plenum Publishing Corportion.
10