Formulasi Endospora dari Bacillus pseudomycoides RAY21 dan Bacillus subtilis CYA27 pada Biochar dan Oil Spill Dispersant.

Abstract

Mikrob fungsional merupakan mikroorganisme yang memiliki kemampuan seperti sebagai plant growth promoting rhizobacteria (PGPR), biokontrol, pereduksi logam berat, pereduksi sulfat, pendekomposisi bahan organik, penambat N2 bebas, pelarut K, pelarut P, dan pendegradasi minyak bumi. Bacillus sp. merupakan salah satu kelompok mikrob fungsional yang dikenal memiliki berbagai kemampuan tersebut. Bacillus sp. telah dikomersialisasikan secara luas dalam berbagai merek dagang maupun formulasi. Riset dan pengembangan terus dilakukan agar Bacillus sp. bisa bekerja lebih optimal. Salah satu optimasi Bacillus sp. yang dikembangkan dalam formulasi pupuk hayati adalah dengan cara mengubah bentuk sel vegetatif menjadi bentuk sel endospora. Secara alami, proses terbentuknya endospora dipicu oleh cekaman lingkungan seperti kekurangan sumber nutrisi makanan dan kekeringan sehingga kondisi tersebut tidak mendukung bagi kerberlangsungan hidup Bacillus sp. dalam bentuk sel vegetatif. Endospora mampu bertahan dengan kondisi dorman dalam kurun waktu tahunan bahkan ratusan tahun, karakteristik tersebut bisa memberikan keuntungan untuk mempertahankan viabilitas sel Bacillus sp. Bahan pembawa merupakan komponen penting untuk mendukung stabilitas terhadap viabilitas endospora. Penggunaan biochar sebagai bahan pembawa dapat mempertahankan viabilitas sel vegetatif pada rentang waktu tertentu. Asam humat yang menjadi bahan tambahan dalam biochar merupakan senyawa organik yang memiliki peran di dalam tanah untuk meningkatkan kapasitas tukar kation (KTK), meningkatkan karbon tanah, dan meningkatkan kelarutan P dari ikatan logam Al dan Fe. Selain itu, bahan pembawa bisa dipilih berdasarkan dengan tujuan formulasi, seperti penggunaan Oil spill dispersant (OSD) yang merupakan campuran dari surfaktan untuk menguraikan limbah minyak menjadi butiran-butiran kecil yang terdispersi sebagai bahan pembawa B. subtilis CYA27 yang memiliki kemampuan sebagai pendegradasi minyak bumi. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan September sampai Desember 2021. Sampel tanah untuk isolasi Bacillus sp. diambil di area Institut Pertanian Bogor, Dramaga. Sampel tanah diambil secara komposit pada kedalaman 0-20 cm di rhizosfir tegakan tanaman bambu. Bacillus sp. diisolasi dengan metode heatshock pada suhu 80 oC. Sementara itu, strain B. subtilis CYA27 dipurifikasi dan dikulturkan pada medium NA minimum 10%. Isolat Bacillus sp. kemudian diamati pembentukan endosporanya dengan pewarnaan menggunakan malachite green, pengamatan dilakukan menggunakan mikroskop yang hasil observasi ditandai dengan endospora yang berwarna hijau dan berbentuk bulat. Isolat selanjutnya diuji patogenesitas pada agar darah dan tanaman tembakau (Nicotiana tabacum L.), juga diuji potensi pada medium Pikovskaya, Alexandrov, dan N-Free Mannitol. Identifikasi isolat RAY21 dilakukan berdasarkan urutan 16S rRNA. Selain itu Isolat RA Y21 diamati secara morfologis dan fisioligis untuk mempelajari karakteristiknya. Isolat Bacillus sp. RAY21 dan B. subtilis CYA27 selanjutnya diformulasi dalam bentuk endospora ke bahan pembawa biochar dan OSD, kemudian diuji viabilitasnya dengan melakukan Total Aerobic Plate Count (TAPC) pada medium NA di hari ke 0, 5, 10, 15, 20, 25, dan 30. Hasil karakteristik isolat Bacillus sp. RAY21 adalah bakteri Gram positif, bentuk sel batang, dan bentuk koloni bulat. Isolat RAY21 mampu membentuk endospora dan tidak berpotensi sebagai patogen pada manusia, hewan, dan tumbuhan berdasarkan hasil uji hipersensitivitas. Hasil identifikasi 16S rRNA menginformasikan isolate RAY21 adalah spesies Bacillus pseudomycoides strain RAY21, kemudian dikonfirmasi dengan cara mencocokkan data pada database NCBI GeneBank untuk melihat kekerabatan isolat. Strain RAY21 secara fisiologis mampu memanfaatkan beberapa sumber karbon seperti glukosa dan manitol serta menghasilkan enzim katalase dan oksidase, serta menunjukkan bahwa isolat mampu bertahan pada rentang pH 6-8, pada konsentrasi salinitas hingga 3,5%, dan juga mampu bertahan pada suhu tinggi/termofil (50 oC). Formulasi endospora dari strain B. pseudomycoides RAY21 dan B. subtilis CYA27 ke bahan pembawa biochar dan OSD pada hari ke-0 dibuat memenuhi syarat standar pupuk hayati berdasarkan Permentan No. 1 tahun 2019. Hasil uji viabilitas dengan masa penyimpanan selama 30 hari pada suhu ruang menunjukkan bahwa endospora yang diformulasi pada OSD memiliki viabilitas yang relatif stabil dibandingkan pada biochar. Keberadaan endospora pada biochar difoto melalui scanning electron microscope (SEM) dengan pembesaran 20.000 kali, ditemukan B. pseudomycoides RAY21 dan B. subtilis CYA27 setelah 90 hari masa penyimpanan masih melekat pada permukaan biochar. Endospora yang telah disimpan ke bahan pembawa kemudian diuji validasi terhadap potensinya dalam melarutkan P dan K terlihat dari adanya zona bening pada medium agar, serta mampu tumbuh pada medium NFM. Hasil uji total petroleum hydrocarbons (TPH) menunjukkan bahwa kedua strain mampu mendegradasi TPH dengan nilai penurunan 23,43% oleh B. pseudomycoides RAY21 dan 21,62% oleh B. subtilis CYA27 setelah 14 hari inkubasi pada medium uji.