P-6 2003.docx

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pertumbuhan tanaman terjadi dengan adanya pertumbuhan akar sehingga dapat memiliki jangkauan maksimal terhadap unsur hara yang diperlukan untuk pertumbuhannya. Selain itu terjadi juga interaksi antara tanaman dengan mikroba di alam baik mikroba tanah maupun mikroba udara. Mikroba dalam tanah dibedakan menjadi rizoplen (yang menempel pada akar) dan endofit (yang berada dalam sel-sel akar). Peranan mikroba tersebut adalah membantu mengoptimasi tanaman mendapatkan unsur hara dan sebagai anti-mikroba bagi patogen atau organisme pengganggu tanaman. Sedangkan mikroba mendapat habitat dan memperoleh suplai makanan dari tanaman. Untuk keperluan optimasi mendapatkan unsur hara dan sebagai anti-mikroba terhadap pathogen, tanaman mengeluarkan eksudat akar yang bertujuan untuk mengundang mikroba yang dikehendaki atau mengusir mikroba lain yang mengganggu pertumbuhan tanaman Interaksi yang memberikan keuntungan bagi tanaman perlu untuk diperhatikan dan perlu untuk ditingkatkan dalam pembudidayaan tanaman. Salah satu bentuk keuntungan bisa dilihat pada interaksi antara Rhizobium dan akar tanaman legume. Rhizobium termasuk dalam divisi Eubacteriales, bermanfaat

bagi

Protophyta,

kelas Schizomycetes,

famili Rhizobiaceae dan Rhizobium. tanaman

Leguminoceae

Bakteri

ordo

Rhizobium

setelah bersimbiosis dengan akar

tanaman kacang-kacangan dengan membentuk bintil pada akarnya. Fiksasi Nitrogen terjadi di dekat pusat bintil akar tanaman. Dalam interaksi ini, sel Rhizobium akan berubah menjadi bentuk bakteroid, sedangkan di bagian tengah bintil akar yang mengandung bakteroid tersebut akan membentuk pigmen merah yang disebut leghemoglobin. Semakin merah pigmen leghemoglobi, semakin efektif bakteri dalam menambat N. Unsur N merupakan unsur essensial bagi

1

tanaman, oleh karena itu ini merupakan salah satu bentuk interaksi yang menguntungkan. Amonia (NH3) adalah bentuk nitrogen yang ditemukan dalam tanah. Memasuki tanah selama siklus nitrogen. Nitrogen memasuki tanah dalam bentuk organik dari tanaman yang membusuk, limbah dari hewan, dan kilat mencolok Bumi. Meskipun dalam bentuk organik tanaman tidak dapat menyerapnya. Oleh karena itu, nitrogen harus diubah menjadi bentuk anorganik yang dapat digunakan. Bakteri yang juga ditemukan dalam tanah mengubah nitrogen melalui proses kimia seperti yang dijelaskan di bagian selanjutnya. Bakteri-bakteri yang menimbulkan bintil pasa tanaman Leguminose, yaitu bakteri bintil, dikelompokkan dalam genus Rhizobium. Batang-batang Gramnegatif ini yang hidup bebas dalam tanah, tumbuh secara anaerob ketat dengan senyawa organic sebagai nutrein. Bakteri-bakteri ini amat cepat memperbanyak diri, tumbuh menjadi sel dengan bentuk tidak teratur dengan volume 10-12 kali lipat dari Rhizobium yang dapat bebas, dan akhirnya terletak dalam sitoplasma selsel tumbuh-tumbuhan sebagai sel-sel individual. Nitrifikasi adalah proses di mana amonia (NH3) diubah menjadi nitrit (NO2-) dan kemudian menjadi nitrat (NO3-).Proses nitrifikasi terjadi secara alami memiliki proses pertama nitrifikasi menggunakan jenis bakteri yang disebut Nitrosomona. Selama nitritation, NH4 (Amonium) teroksidasi menjadi NO2 (nitrogen dioksida).

1.2 Tujuan Praktikum Tujuan dari praktikum Nitrifikasi, Bentuk Koloni, dan Pigmen Warna Mikroba adalah : 1. Untuk mengetahui bagaimana struktur akar. 2. Mengetahui bagaimana bentuk bintil akar dan dapat mengamatinya dengan baik dan benar dengan bantuan mikroskop,

2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Pustaka Tanaman kacang-kacangan (leguminosa) merupakan tanaman yang penting dalam bidang pertanian, karena tanaman ini mempunyai bintil akar yang dapat menambat nitrogen langsung dari udara. Gas nitrogen akan diolah menjadi senyawa yang dapat digunakan oleh tanaman, pengolahan ini terjadi di dalam binti akar. Dengan pengolahan ini tanaman leguminosa dapat memenuhi sebagaian besar kebutuhannya akan senyawa nitrogen (Hadiotamo, 1993) Bakteri Rhizomamerupakan mikroba yang mampu mengikat nitrogen bebas yang berada di udara menjadi ammonia (NH3) yang akan diubah menjadi asam amino yang selanjutnya menjadi senyawa nitrogen yang diperlukan tanaman untuk tumbuh dan berkembang, sedangkan Rhizomasendiri memperoleh karbohidrat sebagai sumber energi dari tanaman inang (Prayitno, 2009). Mikoriza merupakan asosiasi simbiotik antara akar tanaman dengan jamur. Asosiasi antara akar tanaman dengan jamur ini memberikan manfaat yang sangat baik bagi tanah dan tanaman inang yang merupakan tempat jamur tersebut tumbuh dan berkembang biak. Prinsip kerja dari mikoriza ini adalah menginfeksi sistem perakaran tanaman inang, memproduksi jalinan hifa secara intensif sehingga tanaman yang mengandung mikoriza tersebut akan mampu meningkatkan kapasitas dalam penyerapan unsur hara (Iskandar, 2008). Nitrifikasi adalah suatu proses oksidasi enzimatik, yakni perubahan senyawa ammonium menjadi senyawa nitrat yang dilakukan oleh bakteri-bakteri tertentu. Proses ini berlangsung dalam dua tahap dan masing-masing dilakukan oleh grup bakteri yang berbeda. Tahap pertama adalah proses oksidasi ammonium menjadi nitrat yang dilakukan oleh bakteri Nitrosomonas dan tahap kedua adalah proses oksidasi enzimatik nitri menjadi nitrat yang dilaksanakan oleh bakteri nitrobacter. Proses oksidasi enzimatik perubahan ammonium menjadi nitrit dan selanjutnya menjadi nitrat digambarkan sebagai berikut :

3

2NH4 2NO2

+

+ 3O2

+ O2

Nitrosomonas

Nitrobacter

2NO2- + 2H2O

2

+ 4H ++Energi

NO3+ Energi

Penggunaan proses nitrifikasi dan ammox secara bersamaan untuk oksidasi amonium tentu akan lebih efektif untuk menurunkan kadar amonium dibandingkan dengan hanya satu proses. Proses nitrifikasi dapat berlangsung apabila proses perubahan amonium menjadi nitrat ke nitrit berlangsung. Nitrifikasi juga ditandai oleh suhu tanah, maksimal 30-350C tetapi juga terjadi pada kondisi dingin, tingkat nitrifikasi juga dipengaruhi oleh kelembaban tanah dan akan terjaga secara lemah pada tanah kering. Menariknya nitrifikasi ditandai dengan proses oksidasi NH4+ ke NO3-. Kondisi tanah yang mempengaruhi proses nitrifikasi yaitu : 1. Aerase yang harus pada satu tempat pada pengolahan tanah. 2. Basa aktif yakni pH <5 sangat mendukung akumulasi nitrat. 3. Pupuk yang berasal dari elemen – elemen bekas stimulasi. Tingkat reaksi nitrifikasi sangat tergantung pada sejumlah faktor lingkungan. Faktor-faktor tersebut antara lain adalah substrat dan konsentrasi oksigen, suhu, pH, dan adanya zat beracun atau zat yang menghambat proses nitrifikasi. Semua bakteri nitrifikasi adalah bakteri yang sensitif terhadap temperatur. Perubahan temperatur secara tiba-tiba tidak memengaruhi terhadap kecepatan pertumbuhan dari bakteri itu sendiri sehingga tidak pula berpengaruh terhadap kecepatan reaksi nitrifikasi. Temperatur yang sesuai dalam proses nitrifikasi ini adalah dari 0-20o C sebab pada suhu tersebutlah bakteri nitrifikasi mengalami pertumbuhan yang maksimum sehingga hal tersebut berpengaruh terhadap kecepatan proses nitrifikasi.Selain itu, konsentrasi oksigen pula memengaruhu kecepatan proses nitrifikasi.Hal tersebut berkaitan dengan bakteri nitrifikasi yang membutuhkan oksigen. Kemudian, pH dari lingkungan pula berpengaruh terhadap kecepatan reaksi nitrifikasi. Reaksi nitrifikasi ini terjadi paling cepat pada pH 8-9. Faktor-faktor tersebut berkaitan dengan keberlangsungan hidup

4

bakteri nitrifikasi, sehingga kecepatan dari proses nitrifikasi ini sangat bergantung pada keberadaan bakteri nitrifikasi. Denitrifikasi adalah apabila tanah dalam keadaan tergenang, maka O2 terdesak keluar dan proses berlangsung dalam keadaan anaerob. Beberapa mikroorganisme seperti Pseudomonas, Bacillus dan Thiobacillusthioparus, Micrococcus dalam keadaan demikian dapat mereduksi nitrat dan nitrit, memanfaatkan oksigennya. Nitrat adalah subjek untuk mereduksi di tanah, terutama pada tanah yang berdrainase buruk dan rendah aerasinya. Proses ini dikenal sebagai denitrifikasi. Selama pereduksian produk adalah gas nitrogen. Yang mana ia bisa hilang ke atmosfer. Nitrat reduksi ditukar pertama kali dengan aktivitas mikroba, walaupun beberapa senyawa kimia tereduksi. Mikoriza merupakan asosiasi simbiotik antara akar tanaman dengan jamur. Asosiasi antara akar tanaman dengan jamur ini memberikan manfaat yang sangat baik bagi tanah dan tanaman inang yang merupakan tempat jamur tersebut tumbuh dan berkembang biak. Prinsip kerja dari mikoriza ini adalah menginfeksi sistem perakaran tanaman inang, memproduksi jalinan hifa secara intensif sehingga tanaman yang mengandung mikoriza tersebut akan mampu meningkatkan kapasitas dalam penyerapan unsur hara/ Bintil akar tidak selalu tumbuh di pangkal akar, ada juga yang tumbuh di ujungujung akar.Tidak selalu bintil akar dihuni oleh bakteri rhizoma yang tepat dan efektif.Bintil-bintil ini timbul karena infeksi rambut akar dengan bakteri dari dalam tanah. Bakteri yang menimbulkan bintil pada tanaman leguminosa, yaitu bakteri bintil, dikelompokan dalam genus Rhizoma. Bakteri yang menimbulkan bintil pasa tanaman yaitu bakteri bintil, dikelompokkan dalam genus Rhizobium. Batang-batang Gram-negatif ini yang hidup bebas dalam tanah, tumbuh secara anaerob ketat dengan senyawa organic sebagai nutrein. Bakteribakteri ini amat cepat memperbanyak diri, tumbuh menjadi sel dengan bentuk tidak teratur dengan volume 10-12 kali lipat dari Rhizobium yang dapat bebas, dan akhirnya terletak dalam sitoplasma sel-sel tumbuh-tumbuhan sebagai sel-sel individual. 5

Mengingat besarnya peranan bakteri Rhizoma,maka keberadaan bakteri tersebut perlu dikonservasidan diisolasi dalam bentuk koleksi kultur. Koleksikultur bakteri memberikan jaminan bahwa bakteriyang telah didiskripsikan tersimpan dengan aman danbaik, sehingga tersedia setiap saat untuk keperluangenerasi sekarang dan masa mendatang. Untukselanjutnya isolat-isolat bakteri dari daerah tersebutyang akan digunakan kembali di kawasan ini sehinggamempunyai peluang keberhasilan yang lebih tinggi daripada penggunaan inokulasi yang berasal dari lokasilain. Mikoriza adalah bentuk simbiosis antara cendawan (fungi) dengan tumbuhan tingkat tinggi (tumbuhan berpembuluh, Tracheophyta), khususnya pada sistem perakaran. Terdapat juga cendawan yang bersimbiosis dengan cendawan lainnya, tetapi sebutan mikoriza biasanya adalah untuk simbiosis cendawan yang menginfeksi akar tumbuhan. Bentuk simbiosis ini terutama adalah simbiosis mutualisme, meskipun pada beberapa kasus dapat berupa simbiosis parasitisme lemah. Mikoriza merupakan gejala umum pada perakaran tumbuhan. Sekitar 90% suku tumbuhan (mencakup sekitar 80% spesies tumbuhan) memiliki asosiasi simbiotik ini. Catatan fosil menunjukkan asosiasi ini telah ada sejak Zaman Karbon. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam mempelajari koloni bakteri adalah ada atau tidaknya pigmen, besarnya (diameter) koloni, ada penonjolan atau tidak, terjadi kekeruhan atau bening, suram atau mengkilat, permukaan rata atau tidak rata, pinggiran rata atau tidak, menjalar atau tidak, konsistensinya: berlendir atau tidak (Astri Rinanti & Sintorini Moerdjoko, 2010) Zat pewarna alami dapat diperoleh dari berbagai jenis mikroorganisme (jamur, khamir, dan bakteri). Kelebihannya adalah proses produksi yang lebih cepat, mudah, murah tetapi memiliki tingkat efisiensi ekstrasi yang tinggi. (Burdas, 2002).

2.2 Alat dan Bahan 2.2.1 Alat dan bahan Fiksasi Nitrogen Alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum fiksasi nitrogen diantaranya: 6

Tabel 2.1 Alat dan Bahan Fiksasi Nitrogen No.

Nama Alat

Ukuran

Jumlah

1.

Kaca

-

1

-

Nama

Konsentarasi

Jumlah

Aquades

-

-

1

Bintil Akar

-

-

Bahan

Preparat 2.

Kaca Penutup

3.

Mikroskop

-

1

-

-

-

4.

Silet

-

1

-

-

-

5

Bunsen

-

1

-

-

-

6

Korek api

-

1

-

-

-

7

Gegep kayu

-

1

-

-

-

2.3 Cara Kerja Cara Kerja yang dilakukan dalam praktikum Fiksasi Nitrogen diantaranya: Tabel 2.2 Cara Kerja Fiksasi Nitrogen No.

Cara Kerja

1.

Ambil bintil akar yang terdapat di

Gambar

tanaman.

7

No.

Cara Kerja

2.

Kemudian iris bintil akar dengan silet,

Gambar

dengan setipis mungkin.

3.

Letakkan bintil akar dikaca preparat, kemudian berikan 1-2 tetes aquadest. Kemudian tutup kaca preparat dengan penutupnya .

4.

Amati dengan menggunakan mikroskop.

8

BAB III HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN 3.1 Hasil Pengamatan Hasil Pengamatan dalam praktikum Nitrifikasi, Bentuk Koloni, dan Pigmen Warna Mikroba diantaranya: Tabel 3.1 Hasil Pengamatan Fiksasi Nitrogen No.

1

Hasil Pengamatan

Gambar

Nama Mikroba : Rhizobium Perbesaran 10 X

3.1.2 Bentuk Koloni Tabel 3.2 Hasil Pengamatan Bentuk koloni No.

Hasil Pengamatan

Keterangan Jenis Bakteri: E. coli Bentuk Koloni: Koloni Smooth (S) Ciri-ciri: 1. Tepi koloni rata.

1

2. Permukaan

koloni

licin

berkilap. 3. Ukuran koloni cenderung kecil-kecil.

9

No.

Hasil Pengamatan

Keterangan Jenis Bakteri: Bacillus anthracis Bentuk Koloni: Koloni Rough (R) Ciri-ciri:

2

1. Tepi koloni tidak rata. 2. Permukaan koloni kasar dan suram. 3. Ukuran koloni cenderung besar-besar. Jenis Bakteri: Proteus vulgaris Bentuk Koloni: Koloni Menjalar / Menyebar

3

Ciri-ciri: 1. Tidak tampak lagi koloni terpisah (sudah bersatu). 2. Batas koloni tidak jelas. Jenis

Bakteri:

Klebsiella

pneumoniae Bentuk Koloni: Koloni Mucoid (M) Ciri-ciri: 1. Tepi koloni rata. 4

2. Permukaan

koloni

licin

berkilap. 3. Tampak seperti berlendir. 4. Koloni cenderung besar dan sangat cembung. 5. Ada kecenderungan bersatu bila berdekatan.

10

3.1.3 Pigmen Warna Mikroba Tabel 3.3 Hasil Pengamatan Pigmen Warna Mikroba No.

Hasil Pengamatan

Keterangan

1

Warna: Pigmen putih Jenis Mikroba: Staphylococcus albus

2

Warna: Pigmen kuning emas Jenis Mikroba: Staphylococcus aureus

3

Warna: Pigmen kuning kehijauan Jenis Mikroba: Staphylococcus citreus

11

No.

Hasil Pengamatan

Keterangan

4

Warna: Pigmen ungu Jenis Mikroba: Chromobacterium violaceum (Bacillus violaceum)

5

Warna: Pigmen merah Jenis Mikroba: Serratia marcescens

6

Warna: Pigmen hijau Jenis Mikroba: Pseudomonas aeruginosa

12

3.2 Pembahasan Pada tanggal 24 Oktober 2018, dilaksanakan praktikum pengamatan bintil akar. praktikan diminta untuk mengamati struktur bintil akar dengan menggunakan mikroskop. Tentunya untuk menghindari hal-hal yang tidak diinginkan terjadi, praktikan diharuskan menggunakan jas laboratorium, sarung tangan dan juga masker sebelum melakukan percobaan. Pada saat mengiris akar, praktikan harus mengirisnya sangat tipis. Hal ini agar nantinya bila dilakukan pengamatan dapat terlihat strukturnya dengan jelas. Struktur akar tidak akan dapat terlihat bila irisan atau sayatan akar masih tebal. Maka dari itu dapat dikatakan bahwa semakin tipis irisan yang dihasilkan, maka akan semakin terlihat jelas struktur bintil akar yang terlihat di mikroskop. Mikroba Rhizobium tidak dapat terlihat secara kasat mata. Rhizobium hanya dapat dilihat menggunakan mikroskop dengan perbesaran 10X. Rhizobia adalah kelompok mikroba yang mampu menambat N2 dari udara dan mengubahnya menjadi bentuk yang tersedia bagi tanaman ketika bersimbiosis dengan tanaman legume. Bakteri Rhizobium adalah salah satu contoh bakteri yang berkemampuan sebagai penyedia hara bagi tanaman. Rhizobium adalah bakteri bentuk basil bersifat gram negatif yang merupakan penghuni biasa didalam tanah. Rhizobium adalah bakteri yang bersifat aerob (mikroserofilik), koloninya berwarna putih berbentuk sirkular, merupakan penambat nitrogen yang hidup di dalam tanah dan berasosiasi simbiotik dengan sel akar legume/ leguminoceae merupakan tanaman berbunga yang dikenal sebagai keluarga kacang kacangan. Bakteri ini masuk melalui bulu-bulu akar tanaman berbuah polongan dan menyebabkan jaraingan agar tumbuh berlebih-lebihan hingga menjadi kutil-kutil. Bakteri ini hidup dalam sel-sel akar dan memperoleh makanannya dari sel-sel tersebut. Biasanya beberapa spesies Actinomycetes kedapatan bersama-sama dengan Rhizobium sp. dalam satu sel

13

Bakteri Rhizobuim merupakan bakteri gram negatif yang tidak memiliki spora. Bakteri ini berbentuk bacill atau seperti batang yang mempunyai lebar 0,5 µm dan panjang 1.2 – 3.0 µm. Proses respirasinya tidak melibatkan oksigen (anaerob) dalam mendapatkan energi dan membutuhkan bahan makan berupa bahan organic (heterotrof) untuk perkembangannya. Bakteri ini dapat menfiksasi N di udara jika sudah berubah menjadi bakterioid. Bakteri nitrogen yang hidup bersimbiosis dengan tanaman polong-polongan yaitu Rhizobium leguminosarum, yang hidup dalam akar membentuk nodul atau bintilbintil akar. Bakteri ini merupakan bakteri yang mampu mengikat nitrogen bebas dari udara dan mengubahnya menjadi suatu senyawa yang dapat diserap oleh tumbuhan. Gen rhizobium mengendalikan proses produksi molekul yang akan dilepaskan sekitar bulu akar, sehingga menyebabkan pengeritingan pada akar. Terlihat pada saat pengamatan bahwa akar yang ditumbuhi Rhizobium terlihat kriting. Selanjutnya dilakukan pengamatan terhadap pembentukan pigmen pada agar tabung. Dilakukan pengamatan terhadap 6 agar tabung reaksi yang memiliki pigmen warna yang berbeda-beda. Pada pigmen putih terdapat bakteri yaitu Staphylococcus Albus. Pada Pigmen kuning emas terdapat bakteri yaitu Staphylococcus Aureus. Pada Pigmen kuning kehijauan terdapat bakteri yaitu Staphylococcus Citreus. Pada pigmen ungu terdapat bakteri yaitu Chromobacterium Violaceum. Pada pigmen merah terdapat bakteri yaitu Serratia Marcescens. dan pada Pigmen hijau terdapat bakteri Psedomonas Aeruginosa yang dapat mendifusi ke dalam pembenihan karena larut dalam air. Selanjutnya dilakukan pengamatan Bentuk Koloni. Ada beberapa macam tipe bentuk koloni, diantaranya yaitu Koloni Menjalar/ menyebar, Koloni Rough, Koloni Mucoid, dan Koloni Smooth. Pada Koloni Menjalar tidak tampak lagi koloni terpisah atau sudah bersatu dan Batas koloni yang tidak jelas. Contoh dari koloni ini adalah Koloni Proteus Vulgaris. selanjutnya pada Koloni Rough diamati bahwa tidak meratanya tepi koloni. permukaan koloni yang kasar dan suram, Ukuran koloni yang cenderung besar-besar. Contoh dari koloni ini adalah Koloni Bacillus Anthracis. Selanjutnya adalah koloni Mucaid. Pada koloni Mucoid diamati bahwa tipe koloni 14

yang rata, permukaan koloni yang licin dan berkilap, tampak seperti berlendir, koloni cenderung besar dan sangat cembung , Ada kecenderungan bersatu bila berdekatan. Contoh dari koloni ini adalah Koloni Klebsiella pneumonia.

15

BAB IV SIMPULAN Kesimpulan yang dapat diambil dari Praktikum Nitrifikasi, Bentuk Koloni, dan Pigmen Warna Mikroba diantaranya Dari praktikum ini dapat di simpulkan adalah : 1. Struktur akar dapat terlihat jelas pada mikroskop jika akar yang di potong harus sangat tipis. 2. Bintil akar banyak mengandung nitrogen terfiksasi ke dalam biosfer. 3. Rizobium dapat di temukan pada bintil akar. 4. Bakteri Psedomonas Aeruginosa dapat mendifusi ke dalam pembenihan karena larut dalam air.

16

DAFTAR PUSTAKA Brooks, dkk., 1994, Mikrobiologi Kedokteran Edisi 2, Penerbit buku Kedokteran EGC, Jakarta. Dirjen POM, (1979), Farmakope Indonesia, Edisi III, Depkes RI, Jakarta Djide M Natsir dan Sartini. 2006. Mikrobiologi Farmasi Dasar. Universitas Hasanuddin. Makassar. Dwijoseputro, (1994), .Dasar-dasar Mikrobiologi., Djambatan, Jakarta Pelczar, M.J. dan Chan, E.C.S. 1986, Dasar-Dasar Mikrobiologi, UI-Press, Jakarta.

17