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
7. Enzim kasar perombak lignin dan selulosa yang
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.
6. Enzim kasar perombak lignin dan selulosa yang
dapat mempercepat pelapukan jerami padi dan
brangkasan jagung
7. Enzim kasar perombak lignin dan selulosa yang
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
10. 5 (lima) draft KTI
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
10. 5 (lima) draft KTI
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%
3. Sianobakteri 2 (S2) 3. N 80%
4. Sianobakteri 3 (S3) 4. N 70%
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
penambahan enzim kasar perombak selulosa dan lignin
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
penambahan enzim kasar perombak selulosa dan lignin
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
unggul sesuai harapan
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
4. Pelaksanaan penelitian
mundur
Cairnya dana penelitian
mundur
Pelaksanaan penelitian terhambat
5. Pelaksanaan penelitian
terhambat
Keterbatasan air pada lahan
sawah akibat kekeringan
Hasil tidak maksimal
6. Pelaksanaan penelitian
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
1. Pelaksanaan penelitian
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
unggul sesuai harapan
Tidak ditemukan isolat
unggul sesuai harapan
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
4. Pelaksanaan penelitian
mundur
Cairnya dana penelitian
mundur
Diperlukan dana talangan
5. Pelaksanaan penelitian
mengalami kendala
Keterbatasan air pada lahan
sawah akibat kekeringan
Lokasi diusahakan pada lahan
sawah beririgasi, pelaksanaannya
mengikuti sesuai kondisi lapang
6. Pelaksanaan penelitian
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
NIP.19760514 200812 1 001 Teknisi - Anggota/Teknisi 4
Eep Saiful Anwar
NIP.19640317 200701 1 002 Teknisi - Anggota/Teknisi 4
Deddy Kusnandar
NIP.19711230 200701 1 001 Teknisi - Anggota/Teknisi 4
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
Kegiatan Bulan (tahun 2017)
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
Kegiatan Bulan (tahun 2017)
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.
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.