KAPANG PEREDUKSI FOSFAT DARI BERBAGAI...
Transcript of KAPANG PEREDUKSI FOSFAT DARI BERBAGAI...
1
KAPANG PEREDUKSI FOSFAT DARI BERBAGAI BIOAKTIVATOR
(REDUCING PHOSPHATES MOLD FROM VARIOUS BIOACTIVATORS)
Adyanti K. Sutoro*, N.D. Kuswytasari1, Maya Shovitri
1
Program Studi Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya
ABSTRAK
Pada penelitian ini dilakukan isolasi dan identifikasi kapang dari bioaktivator Orlitani,
Tunas Windu, Petro Gladiator dan Bio Extrim. Isolat kemudian diuji kemampuannya mereduksi
fosfat dalam medium Pikovskaya dengan 3 (tiga) sumber fosfat yang berbeda, yaitu AlPO4
(Aluminum orthophosphate), Ca3(PO4)2 (Tricalcium diphosphate) atau P2O5 (Phosphorus oksida).
Parameter yang diukur adalah rasio antara diameter isolat kapang dan diameter zona bening yang
disebut dengan Indeks Reduksi Fosfat (IRF). Pada penelitian ini kapang yang berhasil
diidentifikasi dari bioaktivator Orlitani adalah Aspergillus flavus, Aspergillus niger, Rhizopus sp.,
Penicillium sp. Trichoderma sp.1 dan Trichoderma sp.2. Pada bioaktivator Tunas Windu,
teridentifikasi Rhizopus sp., Nigrospora sp dan Aspergillus awamori. Pada bioaktivator Petro
Gladiator, isolate kapang yang diidentifikasi adalah Rhizopus sp., Aspergillus awamori dan
Aspergillus niger. Pada bioaktivator Bio Extrim, teridentifikasi Fusarium sp. dan Rhizopus sp.
Hasil uji reduksi fosfat menunjukkan bahwa 7 (tujuh) isolat kapang mampu mereduksi Ca3(PO4)2,
yaitu Aspergillus flavus, Aspergillus niger, Aspergillus awamori, Penicillium sp. Trichoderma sp.1,
Trichoderma sp.2 dan Fusarium sp.. Terdapat 4 (empat) isolat kapang yang mampu mereduksi
P2O5 yaitu Aspergillus flavus, Aspergillus niger, Aspergillus awamori dan Fusarium sp..Tidak
satupun isolat kapang yang mampu mereduksi AlPO4.
Kata kunci : Kapang, Bioaktivator, Reduksi Fosfat
ABSTRACT
In this research, isolation and identification of molds in four different bioactivators
collected from Orlitani, Tunas Windu, Petro Gladiator and Bio Extrim followed by evaluation of its
ability to reduce phosphates in the Pikovskaya medium with three different phosphate sources,
AlPO4 (Aluminum orthophosphate), Ca3(PO4)2 (Tricalcium diphosphate) and P2O5 (Phosphorus
oxide). The measured parameters taken were the ratio between the diameter of clear zone diameter
with the diameter of mold isolate which is then called Phosphate Reduction Index (IRF). The molds
were identified from Orlitani is Aspergillus flavus, Aspergillus niger, Rhizopus sp., Penicillium sp.
Trichoderma sp.1 and Trichoderma sp.2. From Tunas Windu were identified Rhizopus sp.,
Nigrospora sp and Aspergillus awamori. At Petro Gladiator were identified Rhizopus sp.,
Aspergillus awamori and Aspergillus niger. In Bio Extrim were identified Fusarium sp. and
Rhizopus sp. The results showed, seven mold isolates that have ability in reducing phosphate
Ca3(PO4)2 are Aspergillus flavus, Aspergillus niger, Aspergillus awamori, Penicillium sp.
Trichoderma sp.1, Trichoderma sp.2 dan Fusarium sp.. Four mold isolates mold that have ability
in reducing phosphate P2O5 are Aspergillus flavus, Aspergillus niger, Aspergillus awamori dan
Fusarium sp.. At last, no mold isolates that could reduce phosphate AlPO4.
Keyword : Molds, Bioactivators, Phospate Reduction
*Corresponding Author Phone : +6281216368685
email : [email protected]
1Alamat sekarang : Prodi Biologi, FMIPA
Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya
2
I PENDAHULUAN
Fosfor (P) termasuk unsur hara makro
yang dibutuhkan oleh tumbuhan. Apabila
kekurangan unsur P, pertumbuhan tanaman
akan terhambat, daun menjadi tipis, kecil dan
tidak mengkilat, daun dan buah rontok
sebelum waktunya, batangnya menjadi
gopong (lubang di tengah), terkadang
terdapat bercak pada tepi atau ujung daun
(nekrosis). Fungsi penting P lainnya adalah
sebagai penyusun adenosin triphosphate
(ATP) yang terkait dalam metabolisme
tumbuhan (Dobermann and Fairhurst, 2000).
Unsur P di alam berikatan dengan
oksigen yang disebut senyawa fosfat.
Tanaman menyerap fosfat dalam bentuk ion
fosfat anorganik terutama H2PO4-, dan
HPO42-
. Namun, ketersediaan fosfat dalam
tanah di Indonesia umumnya sangat rendah
yang disebabkan karena fosfat terikat
menjadi AlPO4 pada tanah asam atau
Ca3(PO4)2 pada tanah basa. Tumbuhan tidak
dapat menyerap fosfat terikat sehingga harus
diubah menjadi bentuk yang dapat diserap
tumbuhan (Elfiati, 2005).
Kapang (molds) adalah jamur berfilamen
(Brock et al., 1994). Kapang merupakan
mikroorganisme tanah yang mampu
mereduksi fosfat terikat menjadi fosfat yang
dapat diserap oleh tumbuhan dengan bantuan
enzim fosfatase (Cunningham dan Kuiack,
1992). Aspergillus sp., Penicilium sp. Dan
Trichoderma sp. Diketahui mampu
mereduksi fosfat (Elfiati, 2005)
Dalam skala laboratorium, uji reduksi
fosfat menggunakan medium Pikovskaya.
Fosfat yang telah tereduksi akan membentuk
zona bening di sekitar koloni kapang. Fosfat
tereduksi dengan bantuan enzim fosfatase
yang disekresikan oleh koloni kapang
tersebut. Kemampuan kapang dalam
mereduksi fosfat ditunjukkan dari rasio
diameter koloni kapang dan diameter zona
bening yang terbentuk (Saryono dkk, 2002)
Saat ini telah banyak beredar pupuk
organik berupa kompos yang dapat
meningkatkan hasil pertanian, memperbaiki
tekstur tanah dan meningkatkan kandungan
unsur hara tanah yang tersedia bagi
tumbuhan dalam bentuk yang dapat diserap
oleh tumbuhan (Goenadi, 1993). Kompos
merupakan hasil degradasi bahan organik
yang dilakukan oleh mikroorganisme. Pada
proses pengomposan bahan organik biasanya
ditambahkan bioaktivator yang mengandung
mikroorganisme yang dapat mereduksi
lignin, selulosa, protein, lipid, amilum, dan
mikrorganisme yang dapat memfiksasi
nitrogen. Nurmajdi (2004), Mala dkk, (1999)
dan Jasmaniar (2006) telah berhasil
menunjukkan bahwa mikroorganisme yang
terkandung dalam bioaktivator dapat
mempercepat laju pengomposan bahan
organik sehingga kandungan fosfat dalam
tanah dapat dimanfaatkan langsung oleh
tumbuhan.
Kelebihan Penggunaaan bioaktivator
yaitu bioaktivator mengandung strain terpilih
berdaya adaptasi tinggi yang dikemas dalam
bahan pembawa alami sehingga dapat
mempertahankan daya hidup mikroba hingga
satu tahun,tidak mencemari lingkungan
karena tidak mengandung senyawa kimia,
mempercepat proses pengomposan, lebih
mudah, lebih murah dan tidak memerlukan
bahan tambahan lain serta meningkatkan
kandungan bahan organik tanah,
memperbaiki struktur tanah, dan ketersediaan
hara dalam tanah. Biaktivator yang beredar di
pasaran saat ini sangatlah beragam, misalnya
saja Petro Gladiator, Orlitani, Bio Extrim dan
Bioaktivator Tunas Windu.
Permasalahan yang dihadapi dalam
penelitian ini adalah kapang apa saja yang
berhasil diisolasi dan diidentifikasi dari ke-4
(empat) bioaktivator yang digunakan.
Selanjutnya, isolat kapang manakah dari ke-4
(empat) bioaktivator tersebut yang memiliki
kemampuan dalam mereduksi fosfat terikat.
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan
informasi kepada masyarakat tentang jenis
kapang yang terdapat pada beberapa
bioaktivator yang memiliki kemampuan
dalam mereduksi fosfat terikat dari AlPO4
(biasanya terdapat pada tanah asam),
Ca3(PO4)2 (biasanya terdapat pada tanah
basa) dan P2O5 (biasanya terdapat pada tanah
netral).
II METODOLOGI
Waktu dan Tempat Penelitian
Pelaksanaan tugas akhir rencananya akan
dilakukan pada bulan April –Juni 2010 di
Laboratorium Mikologi, Jurusan Biologi
FMIPA ITS.
3
Pembuatan Medium PDB (Potato
Dextrose Broth) Chloramphenicol 100 ‰
Potato Dextrose Broth (Oxoid®, Inggris)
sebanyak 24 gram dan
Chloramphenicolsebanyak 100 mg dilarutkan
dengan akuades hingga 1000 ml di dalam
erlenmeyer. Medium cair kemudian
dihomogenkan dengan magnetic stirer
sampai larut dan dipanaskan hingga
mendidih. Erlenmeyer ditutup dengan
aluminium foil dan plastik wrap. Medium
disterilkan dengan autoklaf pada suhu 1210C
dan tekanan 1,5 atm selama 15 menit.
Pembuatan Medium PDA (Potatoes
Dextrose Agar) Chloramphenicol 100 ‰
Potato Dextrose Agar (Oxoid®, Inggris)
sebanyak 39 gram dan
Chloramphenicolsebanyak 100 mg dilarutkan
dengan akuades hingga 1000 ml akuades.
Medium cair kemudian dihomogenkan
dengan magnetic stirer sampai larut dan
dipanaskan hingga mendidih. Erlenmeyer
ditutup dengan aluminium foil dan plastik
wrap. Medium disterilkan dengan autoklaf
pada suhu 1210C dan tekanan 1,5 atm selama
15 menit.
Pembuatan Medium Pikovskaya
Chloramphenicol 100 ‰
Glukosa sebanyak 5 gram dimasukkan ke
dalam erlenmeyer. Lalu ditambahkan
masing-masing Sumber Fosfat (Ca3(PO4)2
atau AlPO4 atau P2O5) 2,5 gr, Natrium
klorida (NaCl) 0,1 gram, Amonium sulfat
((NH4)2SO4) 0,25 gram, Kalium klorida
(KCl) 0,1 gram, Magnesium sulfat anhidrat
(MgSO4.7H2O) 0,05 gram, MnSO4 1,25 mg,
FeSO4 1,25 mg, yeast extract 0,25 gram, 100
mg chloramphenicol dan agar 5 gram.
Akuades dimasukkan ke dalam erlenmeyer
hingga volume 500 ml, lalu diletakkan di atas
magnetic stirer. Semua bahan dalam
erlenmeyer distirer hingga tercampur.
Erlenmeyer ditutup dengan aluminium foil
dan plastik wrap. Medium disterilisasi
dengan autoklaf pada suhu 121 0C dan
tekanan 1,5 atm selama 15 menit
(dimodifikasi dari Elzouni,2008).
Isolasi Kapang dari Bioaktivator
Sumber inokulum adalah Biaktivator
Petro Gladiator, Orlitani, Bio Extrim dan
Bioaktivator Tunas Windu.Kapang diaktivasi
terlebih dahulu dengan cara memasukkan
bioaktivator bubuk sebanyak 10 mg atau
bioaktivator cair sebanyak 10 ml ke dalam
100 ml medium Potatoes Dextrose Broth.
Kemudian di shaker selama 168 jam (Boldu,
2001). Isolasi kapang dilakukan dengan
metode pengenceran bertingkat sampai 10-6
dan metode tuang.Kultur bioaktivator diambil
sebanyak 1 ml, kemudian diinokulasikan ke
dalam akuades steril 9 ml dan di-vortex agar
bercampur (disebut suspensi dengan
pengenceran 10-1
). Suspensi pengenceran 10-1
diambil sebanyak 1 ml dengan mikropipet
dan dimasukkan ke dalam akuades steril 9
ml, kemudian di-vortex (disebut suspensi
dengan pengenceran 10-2
). Hal ini dilakukan
terus sampai pengenceran 10-6
. Mulai sampel
pengenceran 10-4
hingga 10-6
diambil
sebanyak 0,1 ml lalu dimasukkan ke dalam
cawan petri steril. Cawan Petri berisi sampel
ditambahkan medium PDA cair secukupnya,
kemudian digerak-gerakkan membentuk
angka delapan. Inkubasi dilakukan pada suhu
ruang selama 4 hari dengan posisi cawan
Petri terbalik (Siswanto, 2006).
Pemurnian Isolat Kapang
Koloni kapang yang tumbuh dimurnikan
dengan propagasi koloni, yaitu memotong
dan memindahkan secara aseptik sebagian
hifa/miselium kapang ke dalam medium
biakan padat baru (Alexopoulos et al., 1996)
dan diinkubasi pada suhu ruang sampai
tumbuh koloni. Pemindahan koloni dilakukan
secara bertingkat sebanyak 3 kali sampai
diperoleh isolat murni. Isolat murni
kemudian diinokulasi ke dalam tabung reaksi
berisi medium padat miring secara duplo.
Satu tabung untuk proses identifikasi dan
karakterisasi, sedangkan satu tabung lainnya
untuk sediaan biakanyang disimpan dalam
lemari es pada suhu 40C.
Identifikasi Isolat Kapang
Identifikasi isolat kapang dilakukan
berdasarkan karakteristik makroskopis dan
mikroskopis. Untuk mengidentifikasi isolat
kapang, maka hasil pengamatan dicocokkan
dengan buku Pengenalan Kapang Tropik
Umum (Gandjar, 1999), Pictorial Atlas of
Soil and Seed Fungi Morphologies of
Cultured Fungi and Key to Species
4
(Watanabe, 2002), The Genus Aspergillus
(Raper et al., 1965) dan Fungi and Food
Spoilage (Pitt et. al.,2009)
Karakteristik Makroskopis
Untuk mengamati ciri makroskopisnya
maka setiap isolat murni kapang diinokulasi
ke dalam suatu media agar datar kemudian di
inkubasi pada suhu ruang selama 7 hari.
Karakteristik Mikroskopis
Pengamatan mikroskopik dilakukan
dengan cara membuat slide culture. Kertas
saring steril diletakkan pada bagian dasar
cawan petri steril secara aseptik dengan
menggunakan penjepit. Batang gelas steril
berbentuk “U” diletakkan di atas kertas
saring tersebut. Kemudian dengan penjepit,
kaca objek steril diletakkan di atas batang
gelas tersebut. Akuades sebanyak 4 ml di
tuang pada kertas saring. Medium PDA
kosong dipotong berbentuk kotak 1 cm x 1
cm menggunakan scalpel steril dan
diletakkan di atas kaca objek secara aseptis.
Isolat murni diambil dengan jarum inokulasi
steril kemudian ditusukkan ke bagian tengah
kotak medium padat dan empat sisi yang lain
kemudian ditutup dengan kaca penutup steril.
Preparat biakan kemudian diinkubasi pada
suhu kamar (25oC) selama 48 jam. Setelah
kapang bersporulasi maka dilakukan
pewarnaan dengan lactophenol cotton blue
(LPCB). Pewarnaan dengan LPCB dilakukan
dengan cara kaca penutup dibuka dan
preparat biakan ditetesi etanol 95% sebanyak
1 tetes dan diikuti dengan LPCB sebanyak 1-
2 tetes, kemudian preparat ditutup dengan
kaca penutup steril. Preparat diamati di
bawah mikroskop dengan perbesaran 100-
400x.
Uji Pereduksi Fosfat
Biakan murni hasil dari pemurnian isolat
kapang diinokulasi pada medium Pikovskaya
dalam cawan petri untuk mengetahui
pembentukan zona bening. Isolat kapang
diambil dengan jarum tanam tajam yang telah
steril kemudian diinokulasi pada cawan petri
berisi medium Pikovskaya. Pengamatan
dilakukan pada saat diameter isolat kapang
yang diuji mencapai 3 cm. Pengamatan yang
dilakukan adalah ada tidaknya zona bening
dan selanjutnya apabila isolat kapang tersebut
membentuk zona bening, dengan
menggunakan rumus dapat diperoleh indeks
reduksi fosfatnya. Ulangan dilakukan
sebanyak 3 kali. Adapun rumus Indeks
Reduksi adalah rumus sebagai berikut:
Analisis Data
Kemampuan isolat kapang dalam
mereduksi fosfat dideskripsikan apakah
mampu membentuk zona bening atau tidak.
Selanjutnya dicari kapang manakah yang
memiliki kemampuan mereduksi fosfat pada
masing – masing sumber fosfat (Ca3(PO4)2
atau AlPO4 atau P2O5).
III HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil isolasi dan identifikasi kapang
Bioaktivator adalah inokulum campuran
berbagai jenis mikroorganisme seperti
mikroba lignolitik, selulolitik, proteolitik,
lipolitik, amilolitik, dan mikroba fiksasi
nitrogen yang biasanya digunakan untuk
pengomposan bahan organik. Bioaktivator
yang digunakan dalam penelitian ini adalah
Orlitani, Petro Gladiator, Tunas Windu dan
Bio Extrim.
Tabel 4.1 menunjukkan isolat kapang
yang berhasil diisolasi dan diidentifikasi dari
ke-4 bioaktivator. Dari bioaktivator Orlitani
adalah Aspergillus flavus, Aspergillus niger,
Rhizopus sp., Penicillium sp. Trichoderma
sp.1 dan Trichoderma sp.2. Pada bioaktivator
Tunas Windu, teridentifikasi Rhizopus sp.,
Nigrospora sp dan Aspergillus awamori.
Pada bioaktivator Petro Gladiator,
teridentifikasi Rhizopus sp., Aspergillus
awamori dan Aspergillus niger. Pada
bioaktivator Bio Extrim, teridentifikasi
Fusarium sp. dan Rhizopus sp..
5
Tabel 4.1 Hasil isolasi dan identifikasi kapang
dari bioaktivator
Bioaktivat
or
Hasil
Identifika
si
Makrosko
pis
Mikrosko
pis
ORLITAN
I
(Lebih
detailnya
pada
Lampiran
7)
Aspergill
us flavus
(O1)
Aspergill
us
niger(O2)
Trichoder
ma sp.1
(O3)
Trichoder
ma sp.2
(O4)
Rhizopus
sp. (O5)
Penicilliu
m sp.
(O6)
TUNAS
WINDU
(Lebih
detailnya
pada
Lampiran
8)
Aspergill
us
awamori
(T1)
Rhizopus
sp. (T2)
Nigrospo
ra sp.
(T3)
PETRO
GLADIAT
OR
(Lebih
detailnya
pada
Lampiran
9)
Aspergill
us
awamori
(P1)
Aspergill
us niger
(P2)
Rhizopus
sp. (P3)
BIO
EXTRIM
(Lebih
detailnya
pada
Lampiran
10)
Fusarium
sp. (B1)
Rhizopus
sp. (B2)
Kapang pereduksi fosfat
Untuk menguji kemampuan isolat kapang
dalam mereduksi fosfat, digunakan medium
selektif Pikovskaya (Rao dan Sinha, 1963).
Medium Pikovskaya berwarna putih keruh
karena mengandung P tidak larut seperti
trikalsium difosfat (Ca3(PO4)2), aluminium
orthofosfat (AlPO4) dan fosfat alam (P2O5).
AlPO4 biasanya terdapat pada tanah asam,
Ca3(PO4)2 pada tanah basa dan P2O5 pada tanah
netral.
Pembuatan medium Pikovskaya ini harus
steril dan teliti. Pada saat penuangan medium
Pikovskaya ke cawan petri steril, harus
dilakukan secara aseptis dan digoyang terus
menerus agar kekeruhan dalam medium dapat
merata. Hal ini memudahkan pengamatan zona
bening yang akan terbentuk apabila isolat
kapang yang diinokulasikan berpotensi
mereduksi fosfat. Luas zona bening tersebut
secara kualitatif menunjukkan besar kecilnya
kemampuan isolate kapang dalam mereduksi P
dari fosfat terikat. Hal ini diperkuat dengan
penelitian Rachmiati (1995) yang menyatakan
semakin besar diameter zona bening semakin
besar pula kemampuan kapang dalam mereduksi
fosfat.
Kemampuan reduksi fosfat ditunjukkan oleh
nilai indeks reduksi fosfat (IRF) yang
merupakan rasio antara diameter zona bening
yang terbentuk dengan diameter koloni isolat
kapang. Diameter koloni isolat kapang
mempengaruhi kemampuan isolat kapang dalam
mereduksi fosfat, hal ini disebabkan karena
semakin tua usia isolat kapang maka
metabolisme kapang tersebut semakin
sempurna. Oleh sebab itu, pada penelitian ini
pengukuran diameter zona bening dilakukan
pada saat diameter koloni isolat kapang
mencapai ± 3 cm seperti pendapat Pointing
(1999). Pada Tabel 4.5 dan Gambar 4.1 dapat
dilihat nilai indeks reduksi fosfat (IRF) yang
dihasilkan isolat kapang pada Ca3(PO4)2, P2O5
dan AlPO4.
6
Tabel 4.4 Nilai Indeks Reduksi Fosfat Yang Dihasilkan Isolat Kapang
Bioaktivator Hasil Identifikasi Nilai Indeks Reduksi Fosat (IRF)
Ca3(PO4)2 P2O5 AlPO4
ORLITANI
Aspergillus flavus (O1) 1,09 1,06 0
Aspergillus niger (O2) 1,12 1,06 0
Trichoderma sp.1 (O3) 1,07 0 0
Trichoderma sp.2 (O4) 1,07 0 0
Rhizopus sp. (O5) 0 0 0
Penicillium sp. (O6) 1,03 0 0
TUNAS
WINDU
Aspergillus awamori (T1) 1,10 1,07 0
Rhizopus sp. (T2) 0 0 0
Nigrospora sp. (T3) 0 0 0
PETRO
GLADIATOR
Aspergillus awamori (P1) 1.13 1,09 0
Aspergillus niger (P2) 1.17 1,10 0
Rhizopus sp. (P3) 0 0 0
BIO EXTRIM
Fusarium sp. (B1) 1,12 1,03 0
Rhizopus sp. (B2) 0 0 0
Gambar 4.1 Grafik Indeks Reduksi Fosfat (IRF) pada saat diameter isolat ± 3 cm pada Fosfat
Ca3(PO4)2, AlPO4 dan P2O5 (O1= Aspergillus flavus, O2= Aspergillus niger,O3=
Trichoderma sp.1, O4= Trichoderma sp.2, O5= Rhizopus sp., 06= Penicillium sp.,
T1= Aspergillus awamori, T2= Rhizopus sp., T3= Nigrospora sp., P1= Aspergillus
awamori, P2= Aspergillus niger, P3= Rhizopus sp., B1= Fusarium sp., B2=
Rhizopussp.)
Dari Tabel 4.5 dan Gambar 4.1 terlihat
bahwa isolat kapang yang mampu mereduksi
Ca3(PO4)2 ada 9 (sembilan) isolat, yaitu dari
bioaktivator Orlitani: Aspergillus flavus,
Aspergillus niger, Trichoderma sp.1,
Trichoderma sp.2 dan Penicillium sp., dari
bioaktivator Tunas Windu: Aspergillus
awamori, dari bioaktivator Petro Gladiator:
Aspergillus awamori dan Aspergillus niger,
dan dari bioaktivator Bio Extrim: Fusarium
sp.. Isolat kapang yang memiliki kemampuan
tertinggi dalam mereduksi Ca3(PO4)2 adalah
Aspergillus niger dari bioaktivator Petro
Gladiator dengan nilai IRF 1,17.
Tabel 4.5 dan Gambar 4.1 juga
menunjukkan bahwa isolat kapang yang
mampu mereduksi P2O5 ada 6 (enam) isolat,
yaitu dari bioaktivator Orlitani: Aspergillus
flavus dan Aspergillus niger, dari
bioaktivator Tunas Windu: Aspergillus