Perbaikan Kemampuan Mikrob Multifungsi Pelarut Fosfor dan Kalium (Aspergillus costaricaensis dan Staphylococcus pasteuri) menggunakan Iradiasi Gamma

Abstract

Pupuk hayati merupakan salah satu faktor penting dalam perbaikan kualitas tanah. Pupuk hayati dapat meningkatkan ketersediaan hara tanaman seperti nitrogen (N), fosfor (P) dan kalium (K). Iradiasi gamma merupakan salah satu alternatif untuk menginduksi perbaikan kemampuan mikrob. Mutu pupuk hayati ditentukan oleh beberapa faktor, pertama adalah keefektifan mikrob yang digunakan dalam meningkatkan ketersediaan hara seperti hara P dan K. Kedua, bahan pembawa yang mampu menjaga populasi mikrob selama penyimpanan, sebelum inokulan tersebut digunakan. Ketiga, keefektifan mikrob yang digunakan saat pengujian di rumah kaca. Keempat, keefektifan mikrob yang digunakan saat pengujian di lapang. Pada penelitian ini digunakan mikrob yang memiliki kemampuan melarutkan P dan K yaitu Aspergillus costaricaensis (A. costaricaensis) dan Staphylococcus pasteuri (S. pasteuri) Tujuan dari penelitian ini adalah (1) mengkaji kemampuan mikrob multifungsi pelarut P dan K (A. costaricaensis dan S. pasteuri) yang telah diiradiasi gamma, (2) mengkaji viabilitas A. costaricaensis dan S. pasteuri pada bahan pembawa gambut dan arang sekam, (3) mengkaji efektivitas A. costaricaensis dan S. pasteuri terhadap pertumbuhan jagung di rumah kaca, (4) mengkaji efektivitas mutan A. costaricaensis dan S. pasteuri terhadap pertumbuhan jagung di lapang. Mikrob yang digunakan pada penelitian ini merupakan koleksi mikrob tanah pelarut P dan K Laboratorium Bioteknologi Tanah, Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, IPB University. Mikrob tersebut adalah induk dan mutan bakteri S. pasteuri serta induk dan mutan fungi A. costaricaensis. Percobaan pertama, yaitu pengujian kemampuan mikrob multifungi pelarut P dan K (A. costaricaensis dan S. pasteuri) sebelum dan sesudah penyimpanan. Pada percobaan pertama ini juga dilakukan analisis asam organik yang dihasilkan oleh mikrob tersebut dalam melarutkan P dan K. Percobaan tahap kedua, yaitu pengujian viabilitas A. costaricaensis dan S. pasteuri pada bahan pembawa gambut (gambut dari Rawa Pening) dan arang sekam. Penghitungan total populasi mikrob dilakukan dengan metode Total Plate Count (TPC) pada media spesifik Pikovskaya dan Alexandrov. Percobaan ketiga, yaitu pengujian efektivitas A. costaricaensis dan S. pasteuri pada pertumbuhan jagung di rumah kaca. Adapun parameter yang diukur yaitu tinggi, berat kering akar dan tajuk, P tersedia tanah, K-dd tanah, kadar hara P dan K, serta populasi mikrob di rizosfer jagung. Percobaan keempat yaitu pengujian efektivitas mutan A. costaricaensis dan S. pasteuri terhadap pertumbuhan jagung di lapang. Adapun parameter yang diukur yaitu tinggi, berat kering akar, berat kering tajuk, P tersedia tanah dan K-dd tanah. Percobaan pertama menunjukkan perbaikan kemampuan A. costaricaensis yang telah diiradiasi gamma dalam melarutkan P dan perbaikan kemampuan S. pasteuri yang telah diiradiasi gamma dalam melarutkan P dan K. Mutan A. costaricaensis 2,5 (dosis iradiasi 2,5 kGy) mampu meningkatkan kelarutan P (Ca3(PO4)2) tertinggi mencapai 202,2 ppm P pada pengujian setelah penyimpanan. Mutan S. pasteuri 2,5 (dosis iradiasi 2,5 kGy) mampu meningkatkan kelarutan P (Ca3(PO4)2) sebesar 2,2 ppm P pada pengujian setelah penyimpanan. Mutan S. pasteuri 2,5 juga menunjukkan peningkatan kelarutan K (feldspar) tertinggi sebesar 5 ppm pada pengujian sebelum penyimpanan. Perbaikan kemampuan mutan A. costaricaensis 2,5 dan mutan S. pasteuri ini didukung oleh kemampuan mikrob tersebut dalam menghasilkan asam organik. Mutan A. costaricaensis 2,5 menghasilkan asam asetat, laktat, sitrat, malat dan oksalat dengan jumlah total asam organik yang dihasilkan sebesar 3,79 ppm. Mutan S. pasteuri menghasilkan asam asetat, laktat, sitrat dan oksalat dengan jumlah total asam organik yang dhasilkan sebesar 4,3 ppm. Iradiasi gamma memicu mutasi yang dapat menyebabkan terjadinya variasi genetik. Variasi genetik berperan penting dalam proses adaptasi. Dalam hal ini mutasi akan mempengaruhi kemampuan adaptasi mikrob mutan dalam melarutkan P dan K yang sukar larut. Hasil percobaan kedua menunjukkan bahan pembawa gambut mampu mempertahankan populasi mikrob induk dan mutan (A. costaricaensis dan S. pasteuri) lebih stabil dibandingkan dengan bahan pembawa arang sekam selama enam minggu penyimpanan. Hasil penghitungan populasi fungi A. costaricaensis menunjukkan bahwa bahan pembawa gambut mampu mempertahankan viabilitas fungi sampai dengan log 6,78 (6,15 x 106 CFU/g). Populasi bakteri S. pasteuri pada bahan pembawa gambut mampu dipertahankan sampai dengan log 8,17 (1,48 x 108 CFU/g). Hasil percobaan ketiga menunjukkan inokulasi S. pasteuri dan A. costaricaensis (induk dan mutan) menunjukkan efek yang positif terhadap pertumbuhan jagung. Berdasarkan hasil yang didapatkan pada pengukuran parameter tinggi (152,4 cm), berat kering tajuk (78 g), K tanaman (1,33%) serta populasi mikrob tanah pada medium Pikovskaya (6,69 x 106 CFU/g) menunjukkan hasil tertinggi pada perlakuan dengan inokulasi mutan A. costaricaensis 2,5. Pengukuran pada parameter K-dd tanah (53,90 ppm), kadar P tanaman (0,50%) dan populasi mikrob tanah pada medium Alexandrov (6,03 x 106 CFU/g) menunjukkan hasil tertinggi pada perlakuan dengan inokulasi mutan S. pasteuri 2,5. Aplikasi isolat mutan mampu melarutkan P dan K di tanah, sehingga meningkatkan ketersediaan hara P dan K serta kadar hara P dan K yang berkaitan dengan peningkatan berat kering akar dan tajuk. Hasil percobaan keempat menunjukkan inokulasi mutan mikrob mampu mereduksi penggunaan pupuk P dan K sampai dengan 50%. Hasil ini ditunjukkan pada perlakuan P10 (kombinasi batuan P dan KCl (dosis 50%) dengan mutan A. costaricaensis 2,5) dan perlakuan P6 (kombinasi batuan P dan feldspar (dosis 50%) dengan mutan A. costaricaensis 2,5). Perlakuan P10 dan P6 menghasilkan berat kering tajuk secara berurutan sebesar 38,10 g dan 34,77 g. Hasil ini lebih tinggi dibandingkan berat kering tajuk pada kontrol. Berat kering tajuk yang dihasilkan oleh kontrol P3 ( kombinasi batuan P dan KCl (dosis 100%) dan P1 (kombinasi batuan P dan feldspar (dosis 100%)) secara berurutan yaitu 29,19 g dan 15,63 g. Perlakuan P10 dan P6 juga menunjukkan berat kering tajuk yang lebih tinggi dibandingkan perlakuan P4 (31,21 g) yang menggunakan sumber pupuk P dan K mudah larut (kombinasi pupuk SP36 dan KCl dosis 100%). Kesimpulan umum yang dihasilkan dalam serangkaian percobaan ini adalah fungi (A. costaricaensis) yang telah diiradiasi gamma dengan dosis 2,5 kGy mengalami perbaikan kemampuan dalam melarutkan P. Bakteri (S. pasteuri) yang telah diiradiasi gamma dengan dosis 2,5 kGy mengalami perbaikan kemampuan dalam melarutkan P dan K. Perbaikan kemampuan mutan A. costaricaensis 2,5 dan mutan S. pasteuri 2,5 ini didukung oleh kemampuan mikrob tersebut dalam menghasilkan asam asetat yang lebih tinggi dibandingkan dengan isolat induk. Bahan pembawa gambut Rawa Pening mampu mempertahankan populasi A. costaricaensis dan S. pasteuri lebih stabil dibandingkan arang sekam. Mikrob multifungsi P dan K (A. costaricaensis dan S. pasteuri) menunjukkan efek positif terhadap pertumbuhan jagung di rumah kaca. Kadar K tanaman, tinggi tanaman, berat kering tajuk serta populasi mikrob pada medium Pikovskaya menunjukkan hasil tertinggi pada perlakuan dengan inokulasi mutan A. costaricaensis 2,5. P tanaman, K-dd tanah serta populasi mikrob pada medium Alexandrov menunjukkan hasil tertinggi pada perlakuan dengan inokulasi mutan S. pasteuri. Inokulasi mutan A. costaricaensis 2,5 dan S. pasteuri 2,5 pada percobaan lapang mereduksi penggunaan pupuk P dan K sampai dengan 50% pada perlakuan kombinasi antara sumber P atau K mudah larut dengan sumber P atau K sukar larut, maupun kombinasi perlakuan sumber P dan K sukar larut (dosis 50%). Berat kering tajuk, tinggi tanaman serta P tersedia tanah menunjukkan hasil tertinggi pada perlakuan inokulasi mutan A. costaricaensis 2,5. Berdasarkan hasil yang didapatkan pada penelitian ini ada beberapa hal yang dapat direkomendasikan, pertama, yaitu metode peningkatan kemampuan mikrob multifungsi pelarut P dan K (A. costaricaensis dan S. pasteuri) dengan iradiasi gamma dosis 2,5 kGy. Kedua, yaitu penggunaan bahan pembawa gambut Rawa Pening untuk menjaga kestabilan populasi A. costaricaensis dan S. pasteuri. Ketiga yaitu, aplikasi mutan A. costaricaensis 2,5 dan mutan S. pasteuri 2,5 dikombinasikan dengan sumber P dan K sukar larut seperti batuan P maupun batuan K untuk mengurangi penggunaan pupuk anorganik. Keempat yaitu, aplikasi mutan A. costaricaensis 2,5 dan mutan S. pasteuri 2,5 dengan kombinasi antara pupuk anorganik yang mudah larut dengan pupuk P atau K organik yang sukar larut. Kelima yaitu, aplikasi mutan A. costaricaensis 2,5 dan mutan S. pasteuri 2,5 untuk melarutkan P dan K pada tanah yang mengandung sumber P dan K yang tinggi, namun dalam kondisi tidak tersedia.