19  

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Uji Sterilitas Penggunaan Iradiasi Sinar Gamma Co-60, Mesin Berkas Elektron dan Autoklaf terhadap Berbagai Bahan Pembawa

Sterilisasi bahan pembawa sebelum inokulasi memiliki tujuan untuk

menghindari pertumbuhan mikrob indigenus dalam bahan pembawa yang tidak

diinginkan dan mematikan bakteri yang bersifat patogen. Banyaknya mikrob

dalam berbagai bahan pembawa dapat dilihat di Tabel 1. Informasi dalam tabel

sekaligus menunjukkan pentingnya mensterilkan bahan dari segala bentuk mikrob

yang tidak diinginkan bahkan bersifat patogen.

Tabel 1. Total Mikrob dalam Bahan Pembawa Sebelum dan Setelah Sterilisasi

Bahan Pembawa Sebelum Sterilisasi

Metode Sterilisasi Iradiasi Sinar Gamma Co-60

Mesin Berkas Elektron Autoklaf

….spk/g…. ……..……..……...spk/g……………..…….. Arang batok 5.70 x 108 1.66 x 101 2.16 x 102 0 Zeolit 2.08 x 108 0 1.66 x 101 0 Arang kayu 9.91 x 107 0 1.66 x 101 0 Gambut Rw Pening 2.27 x 108 0 2.16 x 102 0 Keterangan: Batas minimum terdeteksi 102 spk/g (McNamara et al., 2007) Ttd : tidak terdeteksi spk : satuan pembentuk koloni

Tabel 1 memperlihatkan efektivitas metode sterilisasi terhadap berbagai

bahan pembawa yaitu penurunan total mikrob setelah disterilisasi. Metode

sterilisasi iradiasi Sinar Gamma Co-60 pada dosis 50 kGy mampu mengurangi

jumlah sel hingga 0 spk/g. Pada bahan arang batok masih memiliki jumlah sel

1.66 x 101 spk/g namun jumlah tersebut dinyatakan tidak terdeteksi karena batas

minimum terdeteksi mikrob adalah 102 spk/g (McNamara et al., 2007). Menurut

Nhan et al. (2004), penggunaan iradiasi Sinar Gamma Co-60 dosis 50 kGy

terhadap bahan pembawa kompos mampu mengurangi jumlah sel bakteri hingga

102 spk/g dan fungi hingga 0 spk/g.

Metode sterilisasi Mesin Berkas Elektron (MBE) mampu mengurangi

jumlah sel hingga 102 spk/g pada bahan arang batok dan gambut Rawa Pening,

sedangkan pada bahan zeolit dan arang kayu berkurang hingga 101 spk/g. Jumlah

20  

tersebut juga dianggap tidak terdeteksi sehingga metode sterilisasi MBE sama

efektifnya dengan iradiasi Sinar Gamma Co-60 dalam mensterilkan bahan

pembawa.

Autoklaf memberikan hasil pengurangan total mikrob hingga 0 spk/g pada

semua bahan pembawa yang telah disterilisasi. Hal tersebut menunjukkan bahwa

panas lembab dari autoklaf mampu mematikan semua mikrob yang ada dalam

bahan pembawa arang batok, zeolit, arang kayu dan gambut Rawa Pening.

Mekanisme dalam mematikan mikrob pada masing-masing metode

sterilisasi berbeda. Autoklaf memanfaatkan panas lembab yang dapat merusak

produksi rantai-tunggal DNA sehingga viabilitas selnya akan terganggu (Kusnadi,

2004). Selain itu proses autoklaf bahan yang dilakukan selama dua hari berurutan

juga memberikan hasil yang maksimal dalam mematikan mikrob, karena adanya

jeda waktu proses autoklaf hari pertama dan hari kedua yang bertujuan untuk

membiarkan spora mikrob berkecambah. Setelah spora mikrob berkecambah

maka dilakukan kembali proses sterilisasi di hari kedua sehingga dapat dipastikan

semua mikrob dalam bahan pembawa terbunuh semua.

Autoklaf sangat efektif dalam mematikan mikrob namun terdapat

kekurangan dalam mekanisme tersebut. Menurut Toharisman (1989) intensitas

sterilisasi tanah menggunakan autoklaf dapat meningkatkan kelarutan Fe, Mn dan

Zn yang tinggi sehingga dapat meracuni mikob yang ada di dalamnya. Hal

tersebut dapat mempengaruhi ketahanan hidup inokulan yang diberikan ke dalam

bahan sehingga viabilitas selama masa penyimpanan akan sulit dipertahankan.

Berbeda dengan metode sterilisasi autoklaf yang memanfaatkan panas

lembab, metode sterilisasi iradiasi Sinar Gamma Co-60 dan MBE disebut juga

metode sterilisasi dingin karena memanfaatkan radiasi pengion dalam merusak

DNA mikrob. Menurut Hilmy (1980), radiasi pengion akan memberikan dampak

mikrob kehilangan kemampuan membelah diri dengan begitu kelangsungan

hidupnya menjadi terhenti. Sebagian besar bakteri yang tidak membentuk spora,

relatif sensitif terhadap radiasi pengion.

Efektivitas metode sterilisasi iradiasi Sinar Gamma Co-60 dan MBE

terhadap bahan pembawa tidak sama walaupun keduanya memiliki mekanisme

yang relatif sama dalam mematikan mikrob. Menurut Kume (2005), daya

21  

penetrasi iradiasi Sinar Gamma Co-60 terhadap bahan pembawa lebih tinggi jika

dibandingkan dengan MBE sehingga daya mematikan mikrobnya lebih tinggi

pula. Hal tersebut dapat dilihat pada Tabel 1 bahwa total mikrob dalam bahan

pembawa setelah disterilisasi menggunakan MBE masih relatif lebih tinggi

dibandingkan dengan metode sterilisasi iradiasi Sinar Gamma Co-60 walaupun

jumlah tersebut dianggap tidak terdeteksi.

4.2. Uji Viabilitas Inokulan dalam Bahan Pembawa Steril Arang Batok dan Zeolit selama Masa Penyimpanan 70 Hari

Hasil penetapan populasi inokulan Azospirillum, Azotobacter dan Fungi

Pelarut Fosfat (FPF) dapat dilihat pada Tabel 2. Jumlah sel tersebut merupakan

jumlah sel awal yang dimasukkan ke dalam bahan pembawa yang kemudian diuji

viabilitas inokulannya dalam masing-masing bahan pembawa steril. Pengujian

viabilitas masing-masing inokulan dilakukan seminggu setelah proses inokulasi

atau masa penyimpanan hari ke-7.

Tabel 2. Jumlah Sel Inokulan Azospirillum, Azotobacter dan Fungi Pelarut Fosfat yang dimasukkan ke Bahan Pembawa Arang Batok dan Zeolit

Mikrob Media Jumlah sel (spk/ml)

Azospirillum NFB 4.50 x 105

Azotobacter NFM 4.78 x 109

Fungi Pelarut Fosfat Pikovskaya 3.44 x 108

Peraturan Menteri Pertanian No.28/Permentan/SR.130/5/2009 tentang

Pupuk Organik, Pupuk Hayati dan Pembenah Tanah menyatakan bahwa syarat

teknis minimal pupuk hayati tunggal adalah kepadatan populasi bakteri dan fungi

dalam bahan pembawa bentuk granul masing-masing sebesar >106 spk/g dan

>105spk/g. Jumlah sel inokulan Azotobacter dan FPF sudah memenuhi syarat

tersebut namun untuk Azospirillum belum memenuhi syarat minimal untuk pupuk

hayati tunggal. Masih rendahnya jumlah sel inokulan Azospirillum yang diperoleh

disebabkan oleh kurang baiknya pertumbuhan Azospirillum pada saat produksi

22  

inokulan sehingga kepadatan populasinya kurang tinggi dibandingkan dengan

inokulan Azotobacter dan FPF.

4.2.1. Uji Viabiltas Azospirillum dalam Bahan Pembawa Steril Arang Batok dan Zeolit

Tabel 3 memperlihatkan viabilitas Azospirillum dalam bahan pembawa

arang batok dan zeolit yang telah disterilisasi menggunakan iradiasi Sinar Gamma

C0-60, Mesin Berkas Elektron (MBE) dan autoklaf hingga masa penyimpanan 70

hari pada suhu kamar (250C). Jumlah sel Azospirillum dalam arang batok mulai

mengalami penurunan pada hari ke-42 dan terus menurun dari jumlah awal 105

spk/ml menjadi 104 spk/g hingga hari ke 70. Hal tersebut sesuai dengan penelitian

Fadhl (2010) yang menyatakan bahwa populasi Azospirillum dan Azotobacter

dalam bahan pembawa gambut yang disterilisasi autoklaf mulai mengalami

penurunan pada masa penyimpanan 30 hari.

Tabel 3. Viabilitas Inokulan Azospirillum dalam Bahan Pembawa Arang Batok

dan Zeolit Steril Menggunakan Iradiasi Sinar Gamma Co-60, MBE dan Autoklaf pada Suhu Kamar Selama Masa Penyimpanan 70 Hari

Bahan Pembawa

Metode Sterilisasi

Masa Penyimpanan (hari) Penurunan Jumlah Sel 7 21 42 70

……..………. spk/g bahan pembawa ………………. …%...

Arang Batok

MBE 4.00 x 105 1.50 x 105 1.50 x 104 7.00 x 104 84.44

Co-60 3.00 x 105 2.00 x 105 7.00 x 104 7.00 x 104 84.44

Autoklaf 3.50 x 106 4.00 x 105 1.10 x105 1.10 x 105 75.55

Zeolit

MBE 3.50 x 106 3.50 x 106 3.00 x 105 3.50 x 106 +

C0-60 1.10 x 106 7.50 x 104 7.50 x 104 4.00 x 105 11.11

Autoklaf 2.00 x 105 1.10 x 105 1.50 x 104 4.00 x 105 11.11 Keterangan : Jumlah sel awal 4.50 x 105 spk/ml (+) : kenaikan jumlah sel

Jumlah sel Azospirillum pada hari ke-7 dalam bahan pembawa arang batok

sterilisasi autoklaf lebih tinggi dibandingkan dalam arang batok sterilisasi iradiasi

Sinar Gamma Co-60 dan MBE. Sebaliknya dengan zeolit, jumlah sel Azospirillum

dalam zeolit steril iradiasi Sinar Gamma Co-60 dan MBE lebih tinggi

dibandingkan dengan zeolit steril autoklaf. Hal tersebut dapat disebabkan oleh

23  

adaptasi awal Azospirillum terhadap lingkungan bahan pembawa. Menurut

Alexander (1977), Azospirillum hidup pada lingkungan dengan pH 6.8-7.9.

Efek yang ditimbulkan dari penggunaan metode sterilisasi iradiasi Sinar

Gamma Co-60 dan MBE adalah kenaikan pH terhadap bahan yang diradiasi.

Kenaikan pH tersebut umumnya terjadi pada tanah terutama tanah yang lembab

(Lotrario et al., 1995; Tuominen et al., 1994).

Nilai pH arang batok dan zeolit masing-masing 8.4 dan 5.8 (Tabel

Lampiran 1). Kenaikan nilai pH arang batok akibat sterilisasi iradiasi Sinar

Gamma Co-60 dan MBE kurang mendukung ketahanan hidup Azospirillum

sehingga jumlah sel pada hari ke-7 lebih rendah dibandingkan jumlah sel dalam

arang batok steril autoklaf. Sebaliknya kenaikan nilai pH pada zeolit steri iradiasi

Sinar Gamma Co-60 dan MBE menyebabkan lingkungan hidup Azospirillum

semakin mendukung sehingga jumlah sel pada hari ke-7 lebih tinggi dibandingkan

jumlah sel dalam zeolit steril autoklaf.

Persentase penurunan jumlah sel dari jumlah sel awal Azospirillum hingga

masa penyimpanan 70 hari dapat dilihat di Tabel 3. Persentase penurunan jumlah

sel Azospirillum yang paling besar adalah pada bahan arang batok steril MBE dan

iradiasi Sinar Gamma Co-60 yaitu 87.14 % dan yang paling kecil pada bahan

zeolit steril iradiasi Sinar Gamma Co-60 dan autoklaf yaitu 11.11 %.

Selain penurunan jumlah sel, terdapat juga kenaikan jumlah sel

Azospirillum yaitu pada bahan zeolit steril MBE hingga akhir penyimpanan hari

ke-70 yaitu dari 4.50 x 105 spk/g menjadi 3.50 x 106 spk/g. Hal ini diduga

disebabkan oleh kondisi lingkungan pada bahan tersebut optimum untuk

Azospirillum bertumbuh.

Penurunan viabilitas Azospirillum dengan berbagai metode sterilisasi

dalam arang batok dan zeolit dapat dilihat pada Gambar 4. Penggunaan sterilisasi

iradiasi Sinar Gamma Co-60, MBE dan autoklaf menunjukkan viabilitas mikrob

hingga hari ke-70 masih relatif tinggi dalam arang batok walaupun terjadi

penurunan dari jumlah sel awal yang dimasukkan ke dalam bahan pembawa.

Bahan pembawa zeolit steril MBE dan autoklaf memiliki pola penurunan dan

peningkatan populasi yang kurang lebih sama yaitu meningkat pada hari ke-7

kemudian menurun pada hari ke-42 dan meningkat lagi hingga hari ke-70. Namun

 

walaupun

hingga ma

Gambar 4

4.2.2. Uji dan

V

mengalam

Azotobact

spk/ml m

Azotobact

Ta

dari jumla

jumlah se

iradiasi Si

adalah pad

demikian,

asa penyimp

4. Populasi steril selam

Viabiltas n Zeolit

iabilitas Azo

mi penuruna

ter dalam k

menjadi 108

ter tumbuh o

abel 4 juga

ah sel awal

el Azotobac

inar Gamm

da bahan ze

zeolit lebih

panan 70 ha

Azospirilluma masa pe

Azotobacte

otobacter d

an hingga h

kedua bahan8 spk/g dan

optimum pa

menunjukk

l hingga m

ter yang pa

ma Co-60 ya

eolit steril M

h mampu m

ari dibandin

m dalam baenyimpanan

er dalam B

dalam bahan

hari ke-70 d

n mengalam

n 107 spk/

ada keadaan

kan persenta

masa penyim

aling besar

aitu sebesar

MBE yaitu 9

mempertahan

ngkan denga

ahan pemban 70 hari

Bahan Pem

n pembawa

dapat diliha

mi penuruna

/g bahan p

n pH > 6.0 (

ase penurun

mpanan 70

adalah pad

r 99.07 % d

90.41 %.

nkan viabili

an arang bat

awa arang

mbawa Ster

arang batok

at pada Tab

an dari jum

pembawa.

(Alexander,

nan jumlah

hari. Persen

da bahan ar

dan penuru

itas Azospir

tok.

batok dan

ril Arang B

k dan zeolit

bel 4. Viab

mlah sel awa

Pada umu

, 1977).

sel Azotob

ntase penur

rang batok

unan paling

24 

rillum

zeolit

Batok

t yang

bilitas

al 109

mnya

bacter

runan

steril

kecil

 

Tabel 4

Bahan Pembawa

Arang Batok

Zeolit

Keterang

Vi

dengan be

Hal terseb

dipertahan

batok dan

Gambar 5

4. Viabilitasdan Zeoldan Auto

Metode Sterilisasi

MBE

Co-60

Autoklaf

MBE

Co-60

Autoklaf gan : Jumlah s

abilitas Azo

erbagai met

but menunj

nkan melalu

zeolit.

. Populasi Asteril selam

s Inokulan Alit Steril Moklaf pada S

i 7 ……..…2.12 x 1

2.18 x 1

f 8.91 x 1

2.45 x 1

2.36 x 1

f 1.34 x 1sel awal 4.78

otobacter d

tode menun

jukkan bah

ui berbagai

Azotobacterma masa pe

AzotobacterMenggunakanSuhu Kamar

Masa Pen21

…..…. spk/g 09 5.08 x

09 7.61 x

08 8.85 x

09 6.96 x

09 5.15 x

09 1.57 xx 109 spk/ml

dalam aran

njukkan has

hwa viabili

i metode st

r dalam bahaenyimpanan

r dalam Ban Iradiasi Sr Selama Ma

nyimpanan (h 4bahan pembaw

x 108 3.33

x 108 3.22

x 108 2.42

x 108 7.42

x 108 3.12

x 109 9.11

ng batok da

sil yang ha

itas Azotob

terilisasi pa

an pembawn 70 hari

ahan PembaSinar Gammasa Penyim

hari) 42 7wa …………x 108 1.65

x 108 4.41

x 108 1.92

x 108 4.58

x 108 2.30

x 108 5.80

an zeolit y

ampir serag

acter tidak

ada bahan

wa arang bato

awa Arang Bma Co-60,

mpanan 70 H

PenuJuml70

……. … x 108 96

x 107 99

x 108 95

x 108 90

x 108 95

x 107 98

yang disteri

am (Gamba

k terlalu ba

pembawa

ok dan zeol

25 

Batok MBE

Hari

runan ah Sel

…%... 6.54

9.07

5.98

0.41

5.18

8.78

ilisasi

ar 5).

anyak

arang

lit

26  

4.2.3. Uji Viabiltas Fungi Pelarut Fosfat (FPF) dalam Bahan Pembawa Steril Arang Batok dan Zeolit

Berdasarkan Tabel 5 dapat dilihat viabilitas FPF mulai mengalami

penurunan pada hari ke-70. Penurunan viabilitas FPF yang terjadi pada arang

batok dan zeolit dengan metode sterilisasi autoklaf mulai mengalami penurunan

pada hari ke-21 dan terus menurun hingga hari ke-70 menjadi masing-masing

sebesar 105 spk/g dan 106 spk/g bahan pembawa (Gambar 5). Hal ini sesuai

dengan hasil penelitian Kurniawan (2004) yang menyatakan bahwa populasi FPF

dalam bahan pembawa steril autoklaf mulai mengalami penurunan pada masa

penyimpanan 30 hari baik pada suhu penyimpanan 40C maupun 250C.

Tabel 5. Viabilitas Inokulan Fungi Pelarut Fosfat dalam Bahan Pembawa Arang Batok dan Zeolit Steril Menggunakan Iradiasi Sinar Gamma Co-60, MBE dan Autoklaf pada Suhu Kamar Selama Masa Penyimpanan 70 Hari

Bahan Pembawa

Metode Sterilisasi

Masa Penyimpanan (hari) Penurunan Jumlah Sel 7 21 42 70

……………... spk/g bahan pembawa ……………… …%...

Arang Batok

MBE 7.77 x 108 1.83 x 108 1.83 x 108 5.61 x 107 83.69 Co-60 3.64 x 109 6.66 x 108 1.66 x 108 3.33 x 107 90.31

Autoklaf 2.52 x 109 3.83 x 107 3.30 x 106 8.33 x 105 99.75

Zeolit

MBE 3.17 x 108 2.03 x 108 1.68 x 108 2.83 x 107 91.77 Co-60 7.30 x 108 1.66 x 108 2.05 x 108 8.00 x 107 76.74

Autoklaf 1.49 x 109 1.66 x 107 1.21 x 107 6.66 x 106 98.06 Keterangan : Jumlah sel awal 3.44 x 108 spk/ml

Tabel 5 menunjukkan persentase penurunan jumlah sel FPF dari jumlah

sel awal hingga masa penyimpanan 70 hari. Persentase penurunan jumlah sel FPF

yang paling besar adalah pada bahan arang batok steril autoklaf yaitu sebesar

99.75 % dan penurunan paling kecil adalah pada bahan zeolit steril iradiasi Sinar

Gamma Co-60 yaitu 76.74 %.

Metode sterilisasi autoklaf mengakibatkan penurunan jumlah sel FPF yang

paling besar pada kedua bahan pembawa. Hal tersebut diduga disebabkan oleh

 

keracunan

memperta

Me

keadaan m

FPF dalam

batok. Ze

batok (Tab

Gambar 6

Jum

menentuka

tahun 200

kepadatan

masing-m

pembawa

memenuhi

populasiny

inokulan A

n dari kelaru

ahankan hidu

enurut Wak

masam pH 5

m zeolit hin

olit memili

bel Lampira

. Populasi Fzeolit steri

mlah mikro

an mutu da

9 menyatak

n populasi

masing sebe

arang bato

i syarat se

ya. Sedang

Azospirillum

utan unsur a

upnya.

ksman dan

5.0 – 5.5. H

ngga hari ke

iki pH yan

an 1).

Fungi Pelaruil selama m

ob yang t

ari pupuk ha

kan bahwa s

bakteri da

esar >106

ok dan zeol

ebagai pupu

gkan untuk

m belum me

akibat prose

Starkey (19

Hal tersebut

e 70 tidak l

ng lebih ren

ut Fosfat damasa penyim

erkandung

ayati terseb

syarat tekni

an fungi da

spk/g dan

lit dengan

uk hayati

bahan pem

emenuhi sya

es autoklaf

981), pertum

dapat menj

lebih renda

ndah bila d

alam bahanmpanan 70 h

dalam seb

but. Peratura

s minimal p

alam bahan

>105 spk

inokulan A

tunggal jik

mbawa aran

arat tersebut

sehingga F

mbuhan FPF

jelaskan me

ah dibanding

dibandingka

pembawa ahari

buah pupuk

an Menteri

pupuk hayat

n pembawa

k/g. Dengan

Azotobacter

ka melihat

ng batok da

t.

PF tidak m

F optimum

engapa viab

gkan pada

an dengan

arang batok

k hayati s

Pertanian N

ti tunggal a

a bentuk g

n begitu b

dan FPF s

dari kepa

an zeolit de

27 

ampu

pada

bilitas

arang

arang

k dan

sangat

No.28

adalah

granul

bahan

sudah

adatan

engan

28  

Pemilihan bahan pembawa serta metode sterilisasi yang digunakan dapat

mempengaruhi kelangsungan hidup mikrob inokulan. Bahan pembawa zeolit

memberikan hasil yang lebih baik dalam mempertahankan viabilitas inokulan

Azospirillum, Azotobacter dan FPF dibandingkan dengan arang batok hingga

masa penyimpanan 70 hari. Sedangkan metode sterilisasi yang lebih baik dalam

mempertahankan viabilitas inokulan adalah iradiasi Sinar Gamma Co-60.

Bahan pembawa zeolit yang disterilkan dengan metode iradiasi Sinar

Gamma Co-60 dan autoklaf dengan inokulan Azospirillum memberikan hasil yang

terbaik dalam uji viabilitas dengan persentase penurunan jumlah sel sebesar

11.11%. Namun penggunaan metode sterilisasi autoklaf terhadap bahan pembawa

arang batok menyebabkan penurunan jumlah sel inokulan FPF sebesar 99.75 %

sehingga dapat dikatakan autoklaf bukanlah metode sterilisasi yang terbaik.

Masing-masing inokulan memberikan hasil uji viabilitas yang berbeda

terhadap metode sterilisasi yang digunakan terhadap bahan pembawa. Hal ini

diduga disebabkan oleh perubahan kondisi bahan pembawa yang merupakan

lingkungan hidup mikrob inokulan akibat proses sterilisasi. Penggunaan sterilisasi

iradiasi Sinar Gamma Co-60 pada dosis 50 kGy mengubah sifat kimia tanah yaitu

meningkatnya NH4 (Bowen dan Cawse, 1964; Tuominen et al., 1994), fosfor,

mangan dan kalium (Bowen dan Cawse, 1964) serta kenaikan pH yang umumnya

terjadi pada tanah lembab (Lotrario et al., 1995; Tuominen et al, 1994).

Penggunaan sterilisasi autoklaf dengan intensitas tertentu dapat

meningkatkan kelarutan Fe, Mn dan Zn yang tinggi sehingga dapat meracuni

mikob yang ada di dalamnya (Toharisman, 1989). Proses autoklaf juga dapat

menyebabkan penurunan nilai pH hingga mencapai 0.2 unit (Skipper dan

Westermann, 1973).