(global warming) disebabkan oleh radiasi termal dari

1
I. PENDAHULUAN
A. Latar belakang
Perubahan iklim global (global warming) disebabkan oleh radiasi termal dari
permukaan bumi yang terperangkap oleh greenhouse gas yang terdiri dari
karbondioksida, nitrous oxide, dan metana (Rao, 1999). Proporsi metana di antara
greenhouse gas penyebab global warming sebesar 15 hingga 25%, namun demikian,
meskipun proporsi metana tidak sebesar karbondioksida (60%), akan tetapi metana
memiliki efektivitas penangkapan radiasi termal yang lebih besar dibandingkan
dengan karbondioksida yaitu sebesar 20 hingga 60 kali efektivitas karbondioksida
(Hanson & Hanson, 1996). Efektivitas metana sebagai penangkap radiasi termal
tersebut menunjukkan bahwa emisi metana merupakan faktor utama penyebab global
warming.
Produksi gas metana di bumi dapat disebabkan oleh aktivitas non biologis seperti
penggunaan bahan bakar fosil dan aplikasi pupuk pada pertanian, serta aktivitas
biologis seperti fermentasi dalam rongga pencernaan ruminansia dan metabolisme
archaea metanogenik (Topp &Pattey, 1997). Wye (2010) menyebutkan bahwa
sumber produksi gas metana yang terbesar adalah metabolisme mikroorganisme
dengan total kontribusi metana global sebesar 69% dan lahan pertanian padi
merupakan salah satu habitat terpenting dalam produksi metana global sebesar 10%.
Aplikasi pupuk pada lahan pertanian dapat menyebabkan fluktuasi emisi gas metana,
penggunaan pupuk urea dapat menghambat aktivitas metanotrof serta memperkecil
kelimpahan bakteri metanotrofik sehingga emisi metana menjadi lebih besar (Zheng
et al, 2008). Hal ini menunjukkan bahwa penelitian mengenai korelasi ragam jenis
pupuk yang digunakan dengan besarnya emisi metana yang dihasilkan sangat
diperlukan bagi upaya pengurangan emisi metana pada lahan pertanian.
Emisi metana dapat direduksi melalui proses oksidasi metana merupakan proses
pemecahan
senyawa
metana
oleh
mikroorganisme
metanotrofik
dengan
menggunakan enzim methane monooxygenase yang mampu mengoksidasi metana
2
menjadi karbon dioksida melalui serangkaian reaksi kimiawi dengan menghasilkan
senyawa metabolik intermediet seperti metanol, formate, dan formaldehyde (Topp &
Pattey, 1997). Proses oksidasi metana dapat berlangsung dalam kondisi aerob
maupun anaerob (Smemo & Yavitt, 2010). Proses oksidasi metana secara anaerobik
dapat
dilakukan
Stenotrophomonas,
oleh
konsorsium
Hyphomicrobium
bakteri
dan
denitrifying
Mesorhizobium
anggota
genus
dengan
bakteri
metanotrofik anggota genus Methylocystis (Ettwig et al., 2010), serta strain bakteri
denitrifying-methanotrophic anggota spesies Candidatus Methylomirabillis oxyfera
(Ettwig et al., 2009). Penelitian yang dilakukan Raghobersing et al. (2006)
menunjukkan bahwa bakteri denitrifying-methanotrophic terdapat dalam kelompok
bakteri uncultured sehingga sangat jarang teridentifikasi pada suatu habitat.
Kemampuan bakteri metanotrofik menghasilkan enzim methane monooxygenase
dipengaruhi oleh ekspresi gen pmoA sehingga deteksi gen tersebut memungkinkan
untuk mendeteksi bakteri metanotrofik uncultured seperti bakteri denitrifyingmethanotrophic (Wye, 2010).
Sebagian bakteri metanotrofik toleran terhadap salinitas dan salah satu bakteri
metanotrofik halofilik adalah strain anggota spesies Methylohalobius crimeensis yang
mampu tumbuh optimum pada kondisi lingkungan dengan konsentrasi NaCl 1-1,5 M
dan memiliki toleransi terhadap konsentrasi NaCl hingga 2,5 M, bahkan beberapa
bakteri halotoleran termasuk anggota genus Methylomicrobium mampu tumbuh pada
kondisi salinitas 1-1,5 M NaCl (Wye, 2010). Keberagaman populasi bakteri
metanotrofik pada berbagai kadar salinitas lingkungan tersebut mengindikasikan
bahwa aktivitas oksidasi metana juga beragam pada kondisi lingkungan dengan kadar
salinitas yang berbeda.
3
B. Permasalahan
Berdasarkan uraian dalam latar belakang maka permasalahan dalam penelitian ini
adalah bagaimanakah pengaruh salinitas dan jenis pupuk terhadap diversitas dan
potensi oksidasi metana oleh konsorsium bakteri denitrifying-methanotrophic pada
tanah pertanian padi.
C. Tujuan
Tujuan dalam penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh salinitas dan jenis
pupuk terhadap diversitas dan potensi oksidasi metana oleh konsorsium bakteri
denitrifying-methanotrophic pada tanah pertanian padi.
D. Manfaat
Manfaat penelitian ini adalah memberikan informasi mengenai diversitas
konsorsium bakteri denitrifying-methanotrophic pada tanah pertanian padi,
memberikan informasi mengenai diversitas dan potensi oksidasi metana konsorsium
bakteri denitrifying-methanotrophic pada beragam salinitas tanah, dan memberikan
wawasan mengenai pemilihan jenis pupuk yang tepat untuk mengurangi emisi metana
pada tanah pertanian padi.