PENDAHULUAN
Latar Belakang
Mikroorganisme merupakan jasad hidup yang mempunyai ukuran sangat kecil (Kusnadi, 2003). Banyak yang menduga bahwa peran mikroorganisme membawa dampak buruk bagi kehidupan manusia, hewan, dan tumbuhan, misalnya pada bidang mikrobiologi kedokteran dan fitopatologi banyak ditemukan mikroorganisme patogen yang menyebabkan penyakit. Meskipun demikian masih banyak manfaat yang dapat diambil dari “makhluk hidup” tersebut. Penggunaan mikroorganisme dapat diterapkan pada semua aspek atau bidang kehidupan, seperti bidang lingkungan, kesehatan, dan pertanian mengingat Indonesia merupakan negara agraria yang hampir semua penduduknya berprofesi sebagai petani.
Dalam bidang pertanian, mikroorganisme dapat digunakan untuk meningkatkan kesuburan tanah melalui fiksasi N2, siklus nitrogen, dan peternakan. Nitrogen bebas merupakan komponen terbesar udara. Unsur ini dimanfaatkan tumbuhan dalam bentuk nitrat dan pengambilan khususnya melalui akar. Pembentukan nitrat menjadi nitrogen dapat terjadi akibat aktifitas mikroorganisme. Penyusunan nitrat dilakukan secara bertahap oleh beberapa genus bakteri secara sinergetik (Dwijoseputro, 2005)
Peran lain mikrob tanah ialah dalam penyediaan unsur hara lain seperti unsur P dan K, yaitu MoPP atau mikroorganisme pelarut P (Fosfat). Kandungan P yang cukup tinggi ( jenuh ) pada tanaman pertanian sedikit sekali yang digunakan oleh tanaman karena terikat pada mineral liat tanah. Disinilah peran mikrob pelarut fosfat melepas ikatan P dari mineral liat, dan menyediakannya bagi tanaman.
Selain berperan menyediakan unsur hara bagi tanaman , beberapa mikrob tanah mampu menghasilkan hormone yang dapat merangsang pertumbuhan tanaman, sehingga tanaman tumbuh dengan cepat. Untuk aplikasi pada pertanian, produk-produk bioteknologi mikrob dipakai untuk memenuhi kebutuhan bahan organik dan hara tanaman. Aplikasi biofertilizer pada pertanian organik dapat menyuplai kebutuhan tanaman yang selama ini dipenuhi dari pupuk-pupuk kimia.
Tujuan
Adapun tujuan praktikum ini adalah :
1. Mahasiswa mampu dan memahami proses pengujian penambatan nitrogen dan pengujian efektivitas pelarutan P.
TINJAUAN PUSTAKA
Unsur-unsur yang menyusun protoplasma ataupun protein adalah C, H, O, N, P dan S. Disamping enam unsur ini, masih ada empat belas unsur lain yang dinilai esensial. Kadar unsur-unsur hara mineral dalam tanaman, dipengaruhi oleh banyak faktor sehingga presentase kandungan dalam tanaman berbeda-beda (Leiwakabessy I.F. 2003)
Nitrogen merupakan unsur utama (salah satu) bagi tanaman dalam bentuk dan . Untuk mengatasi kekurangan nitrogen, petani memupuk lading pertanian dengan pupuk N anorganik sehingga masalah baru sering timbul seperti rusaknya lingkungan akibat pencemaran dan masalah yang lain, sehingga penggunaan pupuk organik hayati banyak yang diproduksi
Bakteri-bkteri yang sering dipakai sebagai bahan campuran bio-organic fertilizer adalah bakteri atau mikrob yang mampu bersimbiosis dengan sel tanaman. Rhizobium sp adalah bakteri aerob yang berbentuk batang dengan ukuran 0.5-0.9 m, tidak membentuk spora dan tumbuh cepat. Rhizobium sp adalah bakteri penambat nitrogen yang hidup dalam tanah dan bersimbiosis dengan sel akar tanaman legume. Spesise ini dapat menambat nitrogen sebanyak 110 kg lahan pertanian per tahun ( Handayanto, 2007)
Selain Rhizobium sp, mikrob penambat nitrogen yang lain adalah Azospirillum sp. bakteri ini hidup bebas dan tidak bersimbiosis dengan akar tanaman, mampu memperbaiki pertumbuhan akar tanaman, dan mengembalikan kesuburan tanah (Hastuti, dan Gunarto 1992). Djauli et al (1996) menyatakan tanggap klon ubi jalar terhadap inokulasi Azospirillum sp sangat beragam dan dipengaruhi oleh faktor lingkungan tumbuh dan jenis strain bakteri yang diinokulasikan. Azospirillum sp memiliki ciri seperti; temperatur minimum berkisar antara 36º C, yang utama adalah mampu menghasilkan hormon pertumbuhan tanaman (IAA, sitokinin, dan GA)
Phospor atau fosfor merupakan unsur esensial kedua setelah N yang berperan penting dalam proses pertumbuhan tanaman serta metabolism dalam proses pertumbuhan tanaman, dan proses mikrobiologi tanah. Fosfor dalam tanah 70% berada dalam keadaan tidak terlarut (Forth, 1990). Ketersediaan P dalam tanah ternyata sangat tergantung pada aktivitas mikroorganisme tanah (Amarisi dan Oslen, 1973) seperti adanya aktivitas dari kelompok mikroorganisme pelarut fosfat (Rao, 1982). Mikrob pelarut fosfat merupakan mikrob non patogen, dan termasuk golongan mikrob pemicu pertumbuhan tanaman. Mikrob ini terbagi menjadi bakteri dan fungi yang menghasilkan vitamin dan fitohormon yang dapat memperbaiki pertumbuhan akar tanaman dan meningkatkan serapan hara (Glick, 1995).
Metode Kjeldahl atau Kjeldahl digestion dalam analisi kimia berarti sebuah metode yang dipakai dalam melihat nilai kuantitaif determinasi dari nitrogen yang dikembangkan oleh Jhon Kjeldahl pada tahun 1883. Cara Kjeldahl digunakan untuk menganalisis kadar protein kasar dalam bahan makanan secara tidak langsung. Metode ini terdiri dari tiga cara yaitu; proses destruksi, destilasi dan titrasi. Dalam metode kjeldahl nitrogen dalam contoh diubah menjadi ammonium melalui proses digestion dengan asam sulfat pekat yang berisi bahan-bahan lain yang membantu perubahan tersebut. Amonium yang terbentuk didestilasi dengan menambahkan alkali dan NH3 yang terdestilasi ditangkap oleh asam dan ditentukan jumlahnya melalui titrasi. Bahan-bahan yang membantu perubahan N menjadi NH4+ adalah garam-garam biasanya K2SO4,NaSO4, atau H2SO4 yang bertujuan untuk meningkatkan suhu. Selain itu beberapa katalisator seperti selenium, air raksa, paraffin cair digunakan untuk merangsang dan mempercepat oksidasi bahan organik (Sutandi 2006).
Gas kromatografi dapat digunakan untuk menguji penambatan nitrogen. GC adalah suatu teknik untuk memisahkan campuran zat yang mudah menguap dari aliran gas, tempat injeksi, kolom pemisah dan detektor.
Mikrob pelarut fosfat digunakan untuk mengetahui pelarutan P. Uji efektifitas pelarutan P menggunakan Bray untuk mengetahui jumlah P dan diukur dengan menggunakan spektofotometer untuk mengukur Media Pikovskaya cair mengandung 2, yang merupakan bentuk yang sukar larut. Inoklasi yang mengandung bakteri pelarut P akan berwarna keruh, sedangkan control akan tetap jernih. (Anonim, 2009).
BAHAN DAN METODE
A. ALAT DAN BAHAN
Alat yang digunakan : Bahan yang dipakai :
· Labu Kjeldahl Mikrob
· Pipet Tanah 500mg
· Shacker Selenium 5ml
· Labu destilasi 5ml
· Buret Parafin cair 5 tetes
· Erlenmeyer 125ml Hcl
Air destilasi
NaOH (5ml)
B. METODE KERJA
Praktikum ini dilakukan dengan menggunakan metode Kjeldahl, pada tanggal 22 November 2010 di laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah. Metod kerjanya adalah sebagai berikut:
1. Memebuat isolat Azospirillum sp, dan dimasukkan ke dalam labu Kjeldahl 25ml
2. Menambahkan selenium 5ml
3. H2SO4 sebanyak 5 ml ditambahakan ke dalam labu, dan dishacker perlahan-lahan agar semuanya terbasahi oleh H2SO4.
4. Tambahakan 5 tetes paraffin cair
5. Lakukan metode Kjeldahl
6. Lakukan penetapan blanko dengan perhitungan :
Kadar N (%) = x 100 %, dimana N Hcl = 0,02 dan BKM = 500mg.
7. Bandingkan hasil penambatan N antara inokulasi dengan kontrol.
HASIL PENGAMATAN
A. Tabel Data (ml contoh dan ml balnko) Uji penambatan N dengan metode Kjeldahl.
| Contoh | ml Contoh |
| 1 | 0,45 |
| 2 | 0,25 |
| 3 | 0,30 |
| 4 | 0,30 |
| 5 | 0,10 |
| 6 | 0,20 |
ml blanko = 0,15 ml
B. Perhitungan
1. Kadar N ( % ) 1 = x 100 %
= x 100 % = 0,0168
2. Kadar N ( % ) 2 = x 100 % = 5,6. %
3. Kadar N ( % ) 3 = x 100 % = 8,4. %
4. Kadar N ( % ) 4 = x 100 % = 8,4. %
5. Kadar N ( % ) 5 = x 100 % = -2,8. %
6. Kadar N ( % ) 6 = x 100 % = 2,8. %
PEMBAHASAN
Metode Kjeldahl, merupakan metode sederhana untuk penetapan nitrogen total pada asam amino, protein, dan senyawa yang mengandung nitrogen. Sampel didestruksi dengan asam pekat ( asam sulfat ), dan dikatalis dengan katalisator yang sesuai sehingga menghasilkan ammonium sulfat. Setelah pembebasan dengan alkali kuat, ammonia yang terbentuk disuling uap secara kuantitatif ke dalam larutan penyerap dan ditetapkan secara titrasi. Metode ini telah banyak dimodifikasi, dan sangat cocok dipakai secara semimikro, sebab hanya membutuhkan jumlah sampel, dan pereaksi yang sedikit, dan waktu analisa yang pendek.
Metode Kjeldahl secara sistematik dibagi menjadi tiga tahapan, yaitu digestion (destruksi), dekomposisi nitrogen dalam sampel dengan bantuan larutan asam pekat. Hal ini sesuai dengan tanda, sampel homogen mendidih dalam asam sulfat pekat. Hasil akhirnya adalah, larutan ammonium sulfat. Untuk mempercepat reaksi atau proses destruksi ini, ditambahkan katalisator seperti selenium. Fungsi selenium adalah untuk menaikkan titik didih asam sulfat, sehingga destruksi berjalan dengan cepat. Yang kedua adalah tahap destilasi, dengan menambahkan basa berlebih pada campuran acid digestion untuk mengkonveksi NH4+ ke NH3, diikuti dengan mendidihkan dan mengkondensasi gas NH3 ke larutan penerima (asam borat dalam jumlah berlebih).Proses yang terakhir adalah titrasi, apabila penampung destilat menggunakan asam klorida, maka sisa asam klorida akan bereaksi dengan ammonia dititrasi dengan NaOH dan ditandai dengan perubahan warna larutan menjadi merah muda. Namun dalam praktikum ini, destilatnya menggunakan asam borat, sehingga dititrasi dengan Hcl, sehingga banyaknya asam borat yang bereaksi dengan ammonia dapat diketahui. Akhir titrasi ditandai dengan perubahan warna larutan dari hijau menjadi merah muda.
Mikrob yang menambat N2 hidup bebas, salah satunya adalah Azospirillum sp. Bakteri ini adalah mikrob yang bersifat mikroaerofilik, dan terdapat biasanya di daerah rhiziosfer, sebab bakteri tersebut memerlukan eksudat dari tanaman. Azospirillum berasal dari kata Azote yang berarti nitrogen ( Perancis) dan spirillum yang berarti spiral. Dengan demikian Azospirillum berarti spiral nitrogen kecil. Keuntungannya adalah mampu mengikat N2 bebas dari udara, dan menjadi tersedia bagi tanaman, melindungi tanaman dari patogen, menstimulir pertumbuhan tanaman melalui produksi auksin, hormone dan vitamin serta zat pengatur tumbuh.
Dari hasil praktikum, ditunjukkan bahwakadar N pada sampel satu sampai enam berturut-turut adalah , 0,0168 %, 5,6. %, 8,4. %, 8,4. %, -2,8. %, dan 2,8. %. Berdasarkan Sutanto (2002), penambatan N berkisar antara 12 sampai 36 mg dalam satu gram substrat.
Azospirillum sp membutuhkan kondisi lingkunagn mikroaerofilik dalam fiksasi nitrogen molecular tetapi dapat tumbuh cepat pada medium yang mengandung ammonium tanpa memfiksasi nitrogen. Berdasarkan hasil, terdapat kadar N sebesar -2,8. %, disebabkan olehketelitian praktikan yang kurang saat mentitrasi sehingga terjadi kesalahan dalam perhitungan.
Pada praktikum ini metode yang dipakai adalah metode Gas Chromatography, namun kendala yang dihadapi adalah penggunaan kromatografi gas tidak dilakukan karena kerusakan alat tersebut, sehingga metode Kjeldahl yang digunakan.
KESIMPULAN
Praktikum Uji Penambatan Nitrogen dengan metode Kjeldahl, terdiri dari 3 tahap yaitu destruksi, destilasi, dan titrasi. Penggunaan metode ini, bertujuan untuk mengetahui aktivtas Azospirillum sp, dalam menambat nitrogen dari udara. Berdasar hasil praktikum, dapat disimpulkan bahwa penambatan nitrogen pada inokulasi, lebih tinggi dibanding blanko, karena pada inokulasi, terdapat Azospirillum sp, yang dapat menambat Nitrogen. Menurut Sutanto (2002), diketahui bahwa penambatan nitrogen berkisar antara 12, sampai 36 miligram dalam satu gram substrat. Kendala yang dihadapi dalam praktikum ini adalah, rusaknnya alat Gas kromatografi, sehingga paraktiikan hanya mengetahui cara kerja alat tersebut melalui literatur, namun penggunaannya tidak diketahui.
DAFTAR PUSTAKA
Amarisi, S. L. and S. R. Oslen, 1973. Liming As Related to Solubility of P and Plant Growth in acid tropical soil. Soil scientist society of America Proceeding 37: 716-721.
Dwijoseputro, D. 2005. Dasar-Dasar Mikrobiologi. Jakarta: Imagraph.
Glick, B. R. 1995. The Enchanment Of Plant growth by free living bacteria. Canadian Journal Microbiology 41: 109-117.
Handayanto dkk. 2007. Biologi Tanah Landasan Pengelolaan Tanah Sehat. Pustaka Adipura.
Hastuti, R. D. and L. Gunarto. 1992. Pengaruh Inokulasi Azospirillum strain 202 dan 102 Terhadap Tanaman jagung. Balittan Bogor 2 : 443-449.
Leiwakabessy. I. F. 2003. Kesuburan Tanah. Jurusan Tanah IPB.
Rao, N. S. S. 1982. Phosphate Selobilization by soil microorganism. In N. S. Rao (ed). Advanced in Agricultural Microbiology. New Delhi : Oxford and IBH Publishing. co
