I. JUDUL PERCOBAAN
RESPON MIKROORGANISME TERHADAP KERTAS SARING DI DALAM TANAH
II. TUJUAN PERCOBAAN
Melihat respon dan aktivitas mikroorganisme dalam tanah terhadap kertas saring sebagai indikator.
III. DASAR TEORI
A. MIKROHABITAT DALAM TANAH
1. Mikrohabitat dalam struktur tanah
Di dalam tanah hidup berbagai jasad renik (mikroorganisme) yang melakukan berbagai aktivitas yang menguntungkan bagi kehidupan-kehidupan makhluk hidup lainnya karena menjadikan tanah memungkinkan untuk melangsungkan siklus kehidupan makhluk hidup.
Komposisi kualitatif populasi dalam tanah dan kualitatif alam lingkungannya dapat dikatakan sangat tergantung pada sumber dan kondisi alami dari tanah itu dan komposisi relatif dari unsur-unsur organik dan anorganik. Keadaan iklim daerah dan berbagai tanaman yang tumbuh pada tanahnya dan juga berlimpahnya mikroorganisme yang mendiami tanah itu sangat berpengaruh. Di antara beberapa faktor lainnya yang mempunyai pengaruh yang berarti pada komposisi relatif populasi mikroorganisme yaitu reaksi yang berlangsung dalam tanah, kadar kelembaban serta kondisi-kondisi serasi ( Anonim 1; 2009)
Mikroorganisme atau mikroba adalah organisme yang berukuran sangat kecil (biasanya kurang dari 1 mm) sehingga untuk mengamatinya diperlukan alat bantuan. Mikroorganisme seringkali bersel tunggal (uniselular) meskipun beberapa protista bersel tunggal masih terlihat oleh mata telanjang dan ada beberapa spesies multisel tidak terlihat mata telanjang. Ilmu yang mempelajari mikroorganisme disebut mikrobiologi. Orang yang bekerja di bidang ini disebut mikrobiologi (Anonim 2; 2009)
Secara langsung atau tidak langsung, buangan dari manusia, hewan, tumbuhan dan jasad hidup yang lain dibuang dan dikubur dalam tanah. Setelah beberapa lama, bahan-bahan tersebut berubah menjadi komponen organic dan komponen anorganik tanah. Perubahan-perubahan ini dilakukan oleh mikrobia, yakni perubahan bahan organic menjadi substansi yang menyediakan nutrient bagi tumbuhan. Tanpa aktivitas mikrobia maka segala kehidupan di bumi lambat laun akan terhambat.
Tanah merupakan campuran yang terdiri dari bahan organic, bahan anorganik, air, udara yang semuanya tercampur menjadi satu dalam keadaan yang sedemikian sempurnanya, sehingga bahan-bahan penyusun sukar dipisahkan antara satu dengan yang lainnya. Susunan rata-rata adalah 45% senyawa anorganik, 25% air, 2 % udara dan 5% senyawa organic. Senyawa organic merupakan akumulasi sisa-sisa tanaman yang sebagian telah diuraikan (humus), dan bahan organic ini sebagian besar tersusun oleh mikrobia : bakteri (misalnya, Clostridium, Rhizobium), jamur, mikroalga (alga biru, alga hijau, diatom) dan protozoa (Amoeba, Flagellata dan Cilliata). Karena itu, mikrobia merupakan bagian dari tanah yang memegang peranan yang menentukan dalam bentuk, sifat dan tekstur tanah. Umumnya mikrobia tanah lebih banayak terdapat di permukaan tanah. Makin masuk ke dalam tanah, makin berkurang penghuninya.
Susunan mikrobia tanah sebagian besar tersusun atas bakteri dan jamur baru mikroalga. Rata-raat bakteri tanah yang didapatkan adalah 320.000 – 500.000 sel bakteri per gram taanh pasir, 360.000 – 600.000 sel bakteri per gram tanah lempung, dan 2.000.000 – 200.000.000 sel baklteri per gram tanah subur yang mengandung banyak senyawa organic.
Peranan mikrobia dalam tanah yeng menguntungkan adaalah di dalam siklus mineral yang terdiri dari siklus N, siklus P, siklus S dan siklus C. ada juga mikrobia tanah yang bersifat merugikan, terutama mikrobia yang menyebabkan penyakit. Karena itu, bila tanah akan digunakan untuk percobaan, maka sebelumnya harus disterilkan lebih dahulu agar patogennya dapat dihilangkan (Waluyo, 2004).
Hanya ada beberapa lingkungan di bumi ini yang mengandung sedemikian banayak ragam mikroorganisme seperti yang terkandung di dalam tanah subur. Bakteri, cendawan, alga, protozoa dan virus secara bersama membentuk kumpulan mikroorganisme yang dapat mencapai jumlah total sampai bermilyar-milyar organisme per gram tanah (tabel di bawah ini)
Mikroorganisme
Tanah Rizosfer
Tanah Kontrol
Bakteri
1.200 x 106
53 x 106
Aktynomycetes
46 x 106
7 x 106
Cendawan
12 x 105
1 x 105
Protozoa
24 x 102
10 x 102
Alga
5 x 103
2 x 103
Kelompok Bakteri :
a. Pelaku amonifikasi
500 x 106
4 x 106
b. Anaerob penghasil gas
39 x 104
3 x 104
c. Anaerob
12 c 106
6 x 106
d. Pelaku Denitrifkasi
126 x 106
1 x 105
e. Pelaku dekomposisi selulosa aeorobis
7 x 105
1x 105
f. Pelaku dekomposisi selulosa anaeorobis
9 x 103
3 x 103
g. Pembentuk spora
930 x 103
575x 103
h. Tipe-tipe “radiobakter”
17 x 106
1 x 104
i. Azotobacter
< 1000
<1000
Keanekaragaman yang luas pada flora mikrobia tersebut merupakan masalah di dalam setiap masalah untuk mengihtung populasi total mikroorganisme yang hidup dalam suatu contoh tanah (Irianto, 2006).
Di setiap tempat seperti dalam tanah, udara maupun air selalu dijumpai mikroba. Umumnya jumlah mikroba dalam tanah lebih banyak daripada dalam air ataupun udara. Umumnya bahan organik dan senyawa anorganik lebih tinggi dalam tanah sehingga cocok untuk pertumbuhan mikroba heterotrof maupun autotrof.
Keberadaan mikroba di dalam tanah terutama dipengaruhi oleh sifat kimia dan fisika tanah. Komponen penyusun tanah yang terdiri atas pasir, debu, lempung dan bahan organik maupun bahan penyemen lain akan membentuk struktur tanah. Struktur tanah akan menentukan keberadaan oksigen dan lengas dalam tanah. Dalam hal ini akan terbentuk lingkungan mikro dalam suatu struktur tanah. Mikroba akan membentuk mikrokoloni dalam struktur tanah tersebut, dengan tempat pertumbuhan yang sesuai dengan sifat mikroba dan lingkungan yang diperlukan. Dalam suatu struktur tanah dapat dijumpai berbagai mikrokoloni seperti mikroba heterotrof pengguna bahan organik maupun bakteri autotrof,dan bakteri aerob maupun anaerob. Untuk kehidupannya, setiap jenis mikroba mempunyai kemampuan untuk merubah satu senyawa menjadi senyawa lain dalam rangka mendapatkan energi dan nutrien. Dengan demikian adanya mikroba dalam tanah menyebabkan terjadinya daur unsur-unsur seperti karbon, nitrogen, fosfor dan unsur lain di alam.
2. Lingkungan Rhizosfer
Akar tanaman merupakan habitat yang baik bagi pertumbuhan mikroba. Interaksi antara bakteri dan akar tanaman akan meningkatkan ketersediaan nutrient bagi keduanya. Permukaan akar tanaman disebut rhizoplane. Sedangkan rhizosfer adalah selapis tanah yang menyelimuti permukaan akar tanaman yang masih dipengaruhi oleh aktivitas akar. Tebal tipisnya lapisan rhizosfer antar setiap tanaman berbeda.
Rhizosfer merupakan habitat yang sangat baik bagi pertumbuhan mikroba oleh karena akar tanaman menyediakan berbagai bahan organik yang umumnya menstimulir pertumbuhan mikroba. Bahan organik yang dikeluarkan oleh akar dapat berupa:
1. Eksudat akar : bahan yang dikeluarkan dari aktivitas sel akar hidup seperti gula, asam amino, asam organik, asam lemak dan sterol, factor tumbuh, nukleotida, flavonon, enzim , dan miscellaneous.
2. Sekresi akar : bahan yang dipompakan secara aktif keluar dari akar.
3. Lisat akar : bahan yang dikeluarkan secara pasif saat autolisis sel akar.
4. Musigel : bahan sekresi akar, sisa sel epidermis, sel tudung akar yang bercampur dengan sisa sel mikroba, produk metabolit, koloid organik dan koloid anorganik.
Dengan adanya berbagai senyawa yang menstimulir pertumbuhan mikroba, menyebabkan jumlah mikroba di lingkungan rhizosfer sangat tinggi. Perbandingan jumlah mikroba dalam rhizosfer (R) dengan tanah bukan rhizosfer (S) yang disebut nisbah R/S, sering digunakan sebagai indeks kesuburan tanah. Semakin subur tanah, maka indeks R/S semakin kecil, yang menandakan nutrisi dalam tanah bukan rhizosfer juga tercukupi (subur). Sebaliknya semakin tidak subur tanah, maka indeks R/S semakin besar, yang menandakan nutrisi cukup hanya di lingkungan rhizosfer yang berasal dari bahan organik yang dikeluarkan akar, sedang di tanah non-rhizosfer nutrisi tidak mencukupi (tidak subur). Nilai R/S umumnya berkisar antara 5-20. Mikroba rhizosfer dapat memberi keuntungan bagi tanaman, oleh karena:
1. Mikroba dapat melarutkan dan menyediakan mineral seperti N,P, Fe dan unsur lain.
2. Mikroba dapat menghasilkan vitamin, asam amino, auxin dan giberelin yang dapat menstimulir pertumbuhan tanaman.
3. Mikroba menguntungkan akan menghambat pertumbuhan bakteri lain yang patogenik dengan menghasilkan antibiotik.
Pseudomonadaceae merupakan kelompok bakteri rhizosfer (rhizobacteria) yang dapat
menghasilkan senyawa yang dapat menstimulir pertumbuhan tanaman. Contoh spesies
yang telah banyak diteliti dapat merangsang pertumbuhan tanaman adalah Pseudomonas fluorescens.
B. LINGKUNGAN PERTUMBUHAN MIKROBA
Aktivitas mikroba dipengaruhi oleh faktor-faktor lingkungannya. Perubahan lingkungan dapat mengakibatkan perubahan sifat morfologi dan fisiologi mikroba. Beberapa kelompok mikroba sangat resisten terhadap perubahan faktor lingkungan. Mikroba tersebut dapat dengan cepat menyesuaikan diri dengan kondisi baru tersebut. Faktor lingkungan meliputi faktor-faktor abiotik (fisika dan kimia), dan faktor biotik.
FAKTOR ABIOTIK
1. Suhu
a. Suhu pertumbuhan mikroba
Pertumbuhan mikroba memerlukan kisaran suhu tertentu. Kisaran suhu pertumbuhan dibagi menjadi suhu minimum, suhu optimum, dan suhu maksimum. Suhu minimum adalah suhu terendah tetapi mikroba masih dapat hidup. Suhu optimum adalah suhu paling baik untuk pertumbuhan mikroba. Suhu maksimum adalah suhu tertinggi untuk kehidupan mikroba.
Berdasarkan kisaran suhu pertumbuhannya, mikroba dapat dikelompokkan menjadi mikroba psikrofil (kriofil), mesofil, dan termofil. Psikrofil adalah kelompok mikroba yang dapat tumbuh pada suhu 0-300C dengan suhu optimum sekitar 150C. Mesofil adalah kelompok mikroba pada umumnya, mempunyai suhu minimum 150Csuhu optimum 25-370C dan suhu maksimum 45-550C.
Mikroba yang tahan hidup pada suhu tinggi dikelompokkan dalam mikroba termofil. Mikroba ini mempunyai membran sel yang mengandung lipida jenuh, sehingga titik didihnya tinggi. Selain itu dapat memproduksi protein termasuk enzim yang tidak terdenaturasi pada suhu tinggi. Di dalam DNA-nya mengandung guanin dan sitosin dalam jumlah yang relatif besar, sehingga molekul DNA tetap stabil pada suhu tinggi. Kelompok ini mempunyai suhu minimum 40 0C, optimum pada suhu 55-60 0C dan suhu maksimum untuk pertumbuhannya 75 0C. Untuk mikroba yang tidak tumbuh dibawah suhu 30 0C dan mempunyai suhu pertumbuhan optimum pada 60 0C, dikelompokkan kedalam mikroba termofil obligat. Untuk mikroba termofil yang dapat tumbuh dibawah suhu 30 0C, dimasukkan kelompok mikroba termofil fakultatif. Bakteri yang hidup di dalam tanah dan air, umumnya bersifat mesofil, tetapi ada juga yang dapat hidup diatas 50 0C (termotoleran). Contoh bakteri termotoleran adalah Methylococcus capsulatus. Contoh bakteri termofil adalah Bacillus, Clostridium, Sulfolobus, dan bakteri pereduksi sulfat/sulfur. Bakteri yang hidup di laut (fototrof) dan bakteri besi (Gallionella) termasuk bakteri psikrofil.
b. Suhu tinggi
Apabila mikroba dihadapkan pada suhu tinggi diatas suhu maksimum, akan memberikan beberapa macam reaksi. (1) Titik kematian thermal, adalah suhu yang dapat memetikan spesies mikroba dalam waktu 10 menit pada kondisi tertentu. (2) Waktu kematian thermal, adalah waktu yang diperlukan untuk membunuh suatu spesies mikroba pada suatu suhu yang tetap. Faktor-faktor yang mempengaruhi titik kematian thermal ialah waktu, suhu, kelembaban, spora, umur mikroba, pH dan komposisi medium.
c. Suhu rendah
Apabila mikroba dihadapkan pada suhu rendah dapat menyebabkan gangguan metabolisme. Skibat-akibatnya adalah (1) Cold shock , adalah penurunan suhu yang tiba-tiba menyebabkan kematian bakteri, terutama pada bakteri muda atau pada fase logaritmik, (2) Pembekuan (freezing), adalah rusaknya sel dengan adanya kristal es di dalam air intraseluler, (3) Lyofilisasi , adalah proses pendinginan dibawah titik beku dalam keadaan vakum secara bertingkat. Proses ini dapat digunakan untuk mengawetkan mikroba karena air protoplasma langsung diuapkan tanpa melalui fase cair (sublimasi).
2. Kandungan Air (pengeringan)
Setiap mikroba memerlukan kandungan air bebas tertentu untuk hidupnya, biasanya diukur dengan parameter aw (water activity) atau kelembaban relatif. Mikroba umumnya dapat tumbuh pada aw 0,998-0,6. bakteri umumnya memerlukan aw 0,90- 0,999. Mikroba yang osmotoleran dapat hidup pada aw terendah (0,6) misalnya khamir Saccharomyces rouxii. Aspergillus glaucus dan jamur benang lain dapat tumbuh pada aw 0,8. Bakteri umumnya memerlukan aw atau kelembaban tinggi lebih dari 0,98, tetapi
bakteri halofil hanya memerlukan aw 0,75. Mikroba yang tahan kekeringan adalah yang
dapat membentuk spora, konidia atau dapat membentuk kista.
3. Tekanan Osmose
Tekanan osmose sebenarnya sangat erat hubungannya dengan kandungan air. Apabila mikroba diletakkan pada larutan hipertonis, maka selnya akan mengalami plasmolisis, yaitu terkelupasnya membran sitoplasma dari dinding sel akibat mengkerutnya sitoplasma. Apabila diletakkan pada larutan hipotonis, maka sel mikroba akan mengalami plasmoptisa, yaitu pecahnya sel karena cairan masuk ke dalam sel, sel membengkak dan akhirnya pecah. Berdasarkan tekanan osmose yang diperlukan dapat dikelompokkan menjadi :
(1) mikroba osmofil, adalah mikroba yang dapat tumbuh pada kadar gula tinggi.
(2) mikroba halofil, adalah mikroba yang dapat tumbuh pada kadar garam halogen yang tinggi.
(3) mikroba halodurik, adalah kelompok mikroba yang dapat tahan (tidak mati) tetapi tidak dapat tumbuh pada kadar garam tinggi, kadar garamnya dapat mencapai 30%. Contoh mikroba osmofil adalah beberapa jenis khamir. Khamir osmofil mampu
tumbuh pada larutan gula dengan konsentrasi lebih dari 65 % wt/wt (aw = 0,94). Contoh mikroba halofil adalah bakteri yang termasuk Archaebacterium, misalnya Halobacterium. Bakteri yang tahan pada kadar garam tinggi, umumnya mempunyai kandungan KCl yang tinggi dalam selnya. Selain itu bakteri ini memerlukan konsentrasi Kalium yang tinggi untuk stabilitas ribosomnya. Bakteri halofil ada yang mempunyai membran purple bilayer, dinding selnya terdiri dari murein, sehingga tahan terhadap ion Natrium.
4. Ion-ion & Listrik
a. Kadar ion hidrogen (pH)
Mikroba umumnya menyukai pH netral (pH 7). Beberapa bakteri dapat hidup pada pH tinggi (medium alkalin). Contohnya adalah bakteri nitrat, rhizobia, actinomycetes, dan bakteri pengguna urea. Hanya beberapa bakteri yang bersifat toleran terhadap kemasaman, misalnya Lactobacilli, Acetobacter, dan Sarcina ventriculi. Bakteri yang bersifat asidofil misalnya Thiobacillus. Jamur umumnya dapat hidup pada kisaran pH rendah. Apabila mikroba ditanam pada media dengan pH 5 maka pertumbuhan didominasi oleh jamur, tetapi apabila pH media 8 maka pertumbuhan didominasi oleh bakteri. Berdasarkan pH-nya mikroba dapat dikelompokkan menjadi 3 yaitu (a) mikroba
asidofil, adalah kelompok mikroba yang dapat hidup pada pH 2,0-5,0, (b) mikroba mesofil (neutrofil), adalah kelompok mikroba yang dapat hidup pada pH 5,5-8,0, dan (c) mikroba alkalifil, adalah kelompok mikroba yang dapat hidup pada pH 8,4-9,5.
b. Buffer
Untuk menumbuhkan mikroba pada media memerlukan pH yang konstan, terutama pada mikroba yang dapat menghasilkan asam. Misalnya Enterobacteriaceae dan beberapa Pseudomonadaceae. Oleh karenanya ke dalam medium diberi tambahan buffer untuk menjaga agar pH nya konstan. Buffer merupakan campuran garam mono dan dibasik, maupun senyawa-senyawa organik amfoter. Sebagai contoh adalah buffer fosfat anorganik dapat mempertahankan pH diatas 7,2. Cara kerja buffe adalah garam dibasik akan mengadsorbsi ion H+ dan garam monobasik akan bereaksi dengan ion OH Ion-ion lain Logam berat seperti Hg, Ag, Cu, Au, dan Pb pada kadar rendah dapat bersifat meracun (toksis). Logam berat mempunyai daya oligodinamik, yaitu daya bunuh logam berat pada kadar rendah. Selain logam berat, ada ion-ion lain yang dapat mempengaruhi kegiatan fisiologi mikroba, yaitu ion sulfat, tartrat, klorida, nitrat, dan benzoat. Ion-ion tersebut dapat mengurangi pertumbuhan mikroba tertentu. Oleh karena itu sering digunakan untuk mengawetkan suatu bahan, misalnya digunakan dalam pengawetan makanan. Ada senyawa lain yang juga mempengaruhi fisiologi mikroba, misalnya asam benzoat, asam asetat, dan asam sorbat.
d. Listrik
Listrik dapat mengakibatkan terjadinya elektrolisis bahan penyusun medium pertumbuhan. Selain itu arus listrik dapat menghasilkan panas yang dapat mempengaruhi pertumbuhan mikroba. Sel mikroba dalam suspensi akan mengalami elektroforesis apabila dilalui arus listrik. Arus listrik tegangan tinggi yang melalui suatu cairan akan menyebabkan terjadinya shock karena tekanan hidrolik listrik. Kematian mikroba akibat shock terutama disebabkan oleh oksidasi. Adanya radikal ion dari ionisasi radiasi dan terbentuknya ion logam dari elektroda juga menyebabkan kematian mikroba.
e. Radiasi
Radiasi menyebabkan ionisasi molekul-molekul di dalam protoplasma. Cahaya umumnya dapat merusak mikroba yang tidak mempunyai pigmen fotosintesis. Cahaya mempunyai pengaruh germisida, terutama cahaya bergelombang pendek dan bergelombang panjang. Pengaruh germisida dari sinar bergelombang panjang disebabkan oleh panas yang ditimbulkannya, misalnya sinar inframerah. Sinar x (0,005- 1,0 Ao), sinar ultra violet (4000-2950 Ao), dan sinar radiasi lain dapat membunuh mikroba. Apabila tingkat iradiasi yang diterima sel mikroba rendah, maka dapat menyebabkan terjadinya mutasi pada mikroba.
f. Tegangan muka
Tegangan muka mempengaruhi cairan sehingga permukaan cairan tersebut
menyerupai membran yang elastis. Seperti telah diketahui protoplasma mikroba terdapat di dalam sel yang dilindungi dinding sel, maka apabilaada perubahan tegangan muka dinding sel akan mempengaruhi pula permukaan protoplasma. Akibat selanjutnya dapat mempengaruhi pertumbuhan mikroba dan bentuk morfologinya. Zat-zat seperti sabun, deterjen, dan zat-zat pembasah (surfaktan) seperti Tween80 dan Triton A20 dapat mengurangi tegangan muka cairan/larutan. Umumnya mikroba cocok pada tegangan muka yang relatif tinggi.
g. Tekanan hidrostatik
Tekanan hidrostatik mempengaruhi metabolisme dan pertumbuhan mikroba. Umumnya tekanan 1-400 atm tidak mempengaruhi atau hanya sedikit mempengaruhi metabolisme dan pertumbuhan mikroba. Tekanan hidrostatik yang lebih tinggi lagi dapat menghambat atau menghentikan pertumbuhan, oleh karena tekanan hidrostatik tinggi dapat menghambat sintesis RNA, DNA, dan protein, serta mengganggu fungsi transport membran sel maupun mengurangi aktivitas berbagai macam enzim.Tekanan diatas 100.000 pound/inchi2 menyebabkan denaturasi protein. Akan tetapi ada mikroba yang tahan hidup pada tekanan tinggi (mikroba barotoleran), dan ada mikroba yang tumbuh optimal pada tekanan tinggi sampai 16.000 pound/inchi2 (barofil). Mikroba yang hidup di laut dalam umumnya adalah barofilik atau barotoleran. Sebagai contoh adalah bakteri Spirillum.
h. Getaran
Getaran mekanik dapat merusakkan dinding sel dan membran sel mikroba. Oleh karena itu getaran mekanik banyak dipakai untuk memperoleh ekstrak sel mikroba. Isi sel dapat diperoleh dengan cara menggerus sel-sel dengan menggunakan abrasif atau dengan cara pembekuan kemudian dicairkan berulang kali. Getaran suara 100-10.000 x/ detik juga dapat digunakan untuk memecah sel.
FAKTOR BIOTIK
Di alam jarang sekali ditemukan mikroba yang hidup sebagai biakan murni, tetapi selalu berada dalam asosiasi dengan jasad-jasad lain. Antar jasad dalam satu populasi atau antar populasi jasad yang satu dengan yang lain saling berinteraksi.
1. Interaksi dalam satu populasi mikroba
Interaksi antar jasad dalam satu populasi yang sama ada dua macam, yaitu interaksi positif maupun negatif. Interaksi positif menyebabkan meningkatnya kecepatan pertumbuhan sebagai efek sampingnya. Meningkatnya kepadatan populasi, secara teoritis meningkatkan kecepatan pertumbuhan. Interaksi positif disebut juga kooperasi. Sebagai contoh adalah pertumbuhan satu sel mikroba menjadi koloni atau pertumbuhan pada fase lag (fase adaptasi). Interaksi negatif menyebabkan turunnya kecepatan pertumbuhan dengan meningkatnya kepadatan populasi. Misalnya populasi mikroba yang ditumbuhkan dalam substrat terbatas, atau adanya produk metabolik yang meracun. Interaksi negatif disebut juga kompetisi. Sebagai contoh jamur Fusarium dan Verticillium pada tanah sawah, dapat menghasilkan asam lemak dan H2S yang bersifat meracun.
2. Interaksi antar berbagai macam populasi mikroba
Apabila dua populasi yang berbeda berasosiasi, maka akan timbul berbagai macam interaksi. Interaksi tersebut menimbulkan pengaruh positif, negatif, ataupun tidak ada pengaruh antar populasi mikroba yang satu dengan yang lain.
a. Netralisme
Netralisme adalah hubungan antara dua populasi yang tidak saling mempengaruhi. Hal ini dapat terjadi pada kepadatan populasi yang sangat rendah atau secara fisik dipisahkan dalam mikrohabitat, serta populasi yang keluar dari habitat alamiahnya. Sebagai contoh interaksi antara mikroba allocthonous (nonindigenous) dengan mikroba autochthonous (indigenous), dan antar mikroba nonindigenous di atmosfer yang kepadatan populasinya sangat rendah. Netralisme juga terjadi pada keadaan mikroba tidak aktif, misal dalam keadaan kering beku, atau fase istirahat (spora, kista).
b. Komensalisme
Hubungan komensalisme antara dua populasi terjadi apabila satu populasi diuntungkan tetapi populasi lain tidak terpengaruh. Contohnya adalah:
- Bakteri Flavobacterium brevis dapat menghasilkan ekskresi sistein. Sistein dapat digunakan oleh Legionella pneumophila.
- Desulfovibrio mensuplai asetat dan H2 untuk respirasi anaerobic Methanobacterium.
c. Sinergisme
Suatu bentuk asosiasi yang menyebabkan terjadinya suatu kemampuan untuk dapat melakukan perubahan kimia tertentu di dalam substrat. Apabila asosiasi melibatkan 2 populasi atau lebih dalam keperluan nutrisi bersama, maka disebut sintropisme. Sintropisme sangat penting dalam peruraian bahan organik tanah, atau proses pembersihan air secara alami.
d. Mutualisme (Simbiosis)
Mutualisme adalah asosiasi antara dua populasi mikroba yang keduanya saling tergantung dan sama-sama mendapat keuntungan. Mutualisme sering disebut juga simbiosis. Simbiosis bersifat sangat spesifik (khusus) dan salah satu populasi anggota simbiosis tidak dapat digantikan tempatnya oleh spesies lain yang mirip. Contohnya adalah Bakteri Rhizobium sp. yang hidup pada bintil akar tanaman kacang-kacangan. Contoh lain adalah Lichenes (Lichens), yang merupakan simbiosis antara algae sianobakteria dengan fungi. Algae (phycobiont) sebagai produser yang dapat menggunakan energi cahaya untuk menghasilkan senyawa organik. Senyawa organic dapat digunakan oleh fungi (mycobiont), dan fungi memberikan bentuk perlindungan (selubung) dan transport nutrien / mineral serta membentuk faktor tumbuh untuk algae Lichenes.
e. Kompetisi
Hubungan negatif antara 2 populasi mikroba yang keduanya mengalami kerugian. Peristiwa ini ditandai dengan menurunnya sel hidup dan pertumbuhannya. Kompetisi terjadi pada 2 populasi mikroba yang menggunakan nutrien / makanan yang sama, atau dalam keadaan nutrien terbatas. Contohnya adalah antara protozoa Paramaecium caudatum dengan Paramaecium aurelia.
f. Amensalisme (Antagonisme)
Satu bentuk asosiasi antar spesies mikroba yang menyebabkan salah satu pihak dirugikan, pihak lain diuntungkan atau tidak terpengaruh apapun. Umumnya merupakan cara untuk melindungi diri terhadap populasi mikroba lain. Misalnya dengan menghasilkan senyawa asam, toksin, atau antibiotika. Contohnya adalah bakteri Acetobacter yang mengubah etanol menjadi asam asetat. Thiobacillus thiooxidans menghasilkan asam sulfat. Asam-asam tersebut dapat menghambat pertumbuhan bakteri lain. Bakteri amonifikasi menghasilkan ammonium yang dapat menghambat populasi Nitrobacter.
g. Parasitisme
Parasitisme terjadi antara dua populasi, populasi satu diuntungkan (parasit) dan populasi lain dirugikan (host / inang). Umumnya parasitisme terjadi karena keperluan nutrisi dan bersifat spesifik. Ukuran parasit biasanya lebih kecil dari inangnya. Terjadinya parasitisme memerlukan kontak secara fisik maupun metabolik serta waktu kontak yang relatif lama. Contohnya adalah bakteri Bdellovibrio yang memparasit bakteri E. coli. Jamur Trichoderma sp. memparasit jamur Agaricus sp.
h. Predasi
Hubungan predasi terjadi apabila satu organisme predator memangsa atau memakan dan mencerna organisme lain (prey). Umumnya predator berukuran lebih besar dibandingkan prey, dan peristiwanya berlangsung cepat. Contohnya adalah Protozoa (predator) dengan bakteri (prey). Protozoa Didinium nasutum (predator) dengan Paramaecium caudatum (prey), dapat dilihat di gambar sebagai berikut (Anonim 4; 2009)
C. DEKOMPOSISI BAHAN ORGANIK
Karbon didaur secara aktif antara CO2 anorganik dan macam-macam bahan organik penyusun sel hidup. Metabolisme ototrof jasad fotosintetik dan khemolitotrof menghasilkan produksi primer dari perubahan CO2 anorganik menjadi C-organik. Metabolisme respirasi dan fermentasi mikroba heterotrof mengembalikan CO2 anorganik ke atmosfer. Proses perubahan dari C-organik menjadi anorganik pada dasarnya adalah upaya mikroba dan jasad lain untuk memperoleh energi. Pada proses peruraian bahan organik dalam tanah ditemukan beberapa tahap proses. Hewan-hewan tanah termasuk cacing tanah memegang peranan penting pada penghancuran bahan organik pada tahap awal proses. Bahan organik yang masih segar akan dihancurkan secara fisik atau dipotong-potong sehingga ukurannya menjadi
lebih kecil. Perubahan selanjutnya dikerjakan oleh mikroba. Enzim-enzim yang dihasilkan oleh mikroba merubah senyawa organik secara kimia, hal ini ditandai pada bahan organik yang sedang mengalami proses peruraian maka kandungan zat organic yang mudah terurai akan menurun dengan cepat.
Unsur karbon menyusun kurang lebih 45-50 persen dari bobot kering tanaman dan binatang. Apabila bahan tersebut dirombak oleh mikroba, O2 akan digunakan untuk mengoksidasi senyawa organik dan akan dibebaskan CO2. Selama proses peruraian, mikroba akan mengasimilasi sebagian C, N, P, S, dan unsur lain untuk sintesis sel, jumlahnya berkisar antara 10-70 % tergantung kepada sifat-sifat tanah dan jenis-jenis mikroba yang aktif. Setiap 10 bagian C diperlukan 1 bagian N (nisbah C/N=10) untuk membentuk plasma sel. Dengan demikian C-organik yang dibebaskan dalam bentuk CO2 dalam keadaan aerobik hanya 60-80 % dari seluruh kandungan karbon yang ada. Hasil perombakan mikroba proses aerobik meliputi CO2, NH4, NO3, SO4, H2PO4. Pada proses anaerobik dihasilkan asam-asam organik, CH4, CO2, NH3, H2S, dan zat-zat lain yang berupa senyawa tidak teroksidasi sempurna, serta akan terbentuk biomassa tanah yang baru maupun humus sebagai hasil dekomposisi yang relatif stabil (Anonim 3; 2009)
Tanah dengan nilai peroduktivitas tanah yang tinggi, tidak hanya terdiri dari komponen-komponen padat, cair dan udara (gas) saja, akan tetapi harus mengandung jasad hidup tanah yang cukup banyak. Dengan adanya jasad hidup, maka akan mempengaruhi tingkat kesuburan tanah, karena jasad hidup memegang peranan penting dalam proses-proses pelapukan bahan organik dalam tanah sehingga unsur hara menjadi lebih tersedia bagi tanaman. Golongan-golongan utama yang menyusun populasi mikrobiologi tanah terdiri dari golongna flora dan fauna, golongan flora yang meliputi bakteri (autotrof, heterotrof), aktinomisetes, fungi, dan ganggang, golongan fauna meliputi protozoa, binatang berderajat agak lebih tinggi, nemetoda, dan cacing tanah (Rao, 1994).
IV. ALAT & BAHAN
Alat : 1. Gelas Aqua 3 buah
2. Paku yang dipanaskan (untuk melubangi gelas aqua)
Bahan : 1. Tanah
2. Kertas Saring & Kertas Label
3. Air
V. PROSEDUR KERJA
1. Siapkan 3 buah gelas aqua yang telah di lubangi bawahnya sebanyak 4-6 lubang. Kemudian kertas saring dengan ukuran 4x1cm dan sampel tanah.
2. Masukkan tanah ke dalam masing-masing gelas aqua yang telah di sediakan hingga gelas aqua tersebut penuh oleh tanah.
3. Kemudian tanah tersebut di lubangi tengahnya.
4. Setelah tanah di lubangi,masukkan kertas saring ke dalam tanah yang telah di lubangi tersebut hingga kertas saring masuk sedalam 2 cm di dalam dan 1 cm di atas permukaan tanah.
5. Kemudian tanah tersebut di rapikan hingga lubang yang sudah di buat tertutup seperti semula dan di simpan di tempat yang tidak terkena sinar matahari secara langsung.
6. Setelah 1 minggu di diamkan, maka masing-masing tanah di dalam gelas aqua tersebut di beri perlakuan dengan penyiraman selama 14 hari/2 minggu berturut-turut dalam rentang waktu 2 kali sehari.
7. Pengamatan di lakukan terhadap masing-masing kertas saring,apakah kertas saring tersebut hancur atau tidak.
8. Bandingkan variabel masing-masing kertas saring di dalam gelas aqua yang terisi tanah tersebut.
9. Bahas dan simpulkan.
VI. HASIL PENGAMATAN
Berdasarkan perlakuan yang diberikan selama 2 minggu, maka hasil dari pengamatannya adalah sebagai berikut:
HASIL PENGAMATAN
Hasil Pengamatan
Gelas 1
Gelas 2
Gelas 3
a. Kertas di dalam tanah sedalam ± 2 cm habis termakan oleh mikroorganisme dalam tanah tersebut.
b. Tumbuh 1 jenis gulma yang sama seperti pada Gelas 1, namun hanya 1 buah.
a. Kertas di dalam tanah sedalam ± 2 cm habis termakan oleh mikroorganisme dalam tanah tersebut.
b. Tidak ada tumbuh gulma atau tumbuhan apapun.
a. Kertas di dalam tanah sedalam ± 2 cm habis termakan oleh mikroorganisme dalam tanah tersebut.
b. Tumbuh 1 jenis gulma sebanyak 3 buah.
PENGAMATAN SECARA DETAIL
Waktu Pengamatan
Gelas 1
Gelas 2
Gelas 3
Hari ke-2
Timbul 1 bercak yang berwarna coklat kehitaman
Belum ada bercak.
Timbul 2 bercak yang berwarna coklat kehitaman.
Hari ke-4
Timbul 6 bercak yang berwarna coklat kehitaman
Timbul 1 bercak yang berwarna coklat kehitaman
Timbul 5 bercak yang berwarna coklat kehitaman
Hari ke-6
Kertas yang berada di dalam tanah sudah mulai diuraikan oleh mikroorganisme yang ditandai dengan bolongnya kertas saring tersebut.
Timbul 5 bercak yang berwarna coklat kehitaman
Kertas yang berada di dalam tanah sudah mulai diuraikan oleh mikroorganisme yang ditandai dengan bolongnya kertas saring tersebut.
Hari ke-8
Kerusakan pada kertas saring bertambah.
Kertas yang berada di dalam tanah sudah mulai diuraikan oleh mikroorganisme yang ditandai dengan bolongnya kertas saring tersebut.
Kerusakan pada kertas saring bertambah.
Hari ke-10
Kertas yang berada di dalam tanah sedalam 2 cm mengalami kerusakan dan habis terurai mikroorganisme dalam tanah.
Kerusakan pada kertas saring bertambah.
Kertas yang berada di dalam tanah sedalam 2 cm mengalami kerusakan dan habis terurai mikroorganisme dalam tanah.
Hari ke-12
Kertas di dalam tanah habis terurai.
Kerusakan pada kertas saring bertambah.
Kertas di dalam tanah habis terurai.
Hari ke-14
Kertas di dalam tanah habis terurai.
Kertas di dalam tanah habis terurai.
Kertas di dalam tanah habis terurai.
Keterangan :
Kertas saring yang berada di dalam tanah habis terurai oleh mikroorganisme dan hanya menyisakan kertas yang berada di atas permukaan tanah (1 cm).
VII. PEMBAHASAN
Dari pengamatan yang telah di lakukan selama 14 hari/ 2 minggu berturut-turut dapat dilihat hasil kertas saring dari masing-masing gelas aqua yang terisi oleh tanah. Gelas pertama, kedua, dan ketiga setelah mengalami perlakuan penyiraman pada hari ke 4, kertas mengalami bercak-bercak yang berwarna coklat kehitaman. Namun pada hari ke 6, dua dari tiga kertas saring tersebut sudah mengalami bolong-bolong yang mana perlakuan di lakukan terus dengan penyiraman 2 hari sekali. Setelah hari ke 8, pengamatan di lakukan dan hasil dari masing-masing kertas menujukkan bahwa kerusakan daripada kertas saring tersebut semakin bertambah. Dan pada akhir pengamatan, pad ahari ke-14 telah menujukkan bahwa mikroorganisme di dalam tanah tersebut telah berhasil menguraikan sleuruh kertas saring yang berada di dalam tanah pada ketiga gelas aqua. Hal ini dikarenakan adanya mikroorganisme di dalam tanah di masing-masing gelas aqua tersebut. Dengan adanya kertas saring tersebut dengan perlakuan penyiraman selama 2 hari sekali dalam kurun waktu 2 minggu/14 hari tentunya akan meningkatkan aktivitas mikrobia di dalan tanah untuk menguraikan kertas saring. Seperti yang kita ketahui bahwa kertas tersebut merupakan karbohidrat yang merupakan makanan daripada mikroorganisme di dalam tanah. Selain kertas saring yang habis terurai, dari dua gelas aqua juga tampak akan tumbuhnya gulma di atas permukaan tanah. Hanya pada gelas aqua yang kedua saja tidak tumbuh gulma. Berdasarkan hasil pengamatan, gelas aqua nomor dua juga memiliki laju aktivitas mikroorganisme yang paling rendah bila dibandingkan dengan yang lainnya.
Penambahan bahan organik yang berupa kertas saring yang mengandung karbohidrat ini dapat meningkatkan populasi mikroorganisme tanah, diantaranya bakteri, jamur maupun mikroorganisme tanah lainnya. Karena bahan organik digunakan oleh mikroorganisme tanah sebagai penyusun tubuh dan sumber energi serta bahan makanan bagi siklus hidupnya di dalam tanah tersebut. Mikroorganisme tanah saling berinteraksi dengan kebutuhannya akan bahan organik karena bahan organik menyediakan karbon sebagai sumber energi. Kegiatan jasad mikro atau mikroorganisme dalam membantu dekomposisi bahan organik dalam tanah meningkat. Bahan organik segar yang ditambahkan ke dalam tanah akan dicerna oleh berbagai jasad renik yang ada dalam tanah dan selanjutnya didekomposisisi jika faktor lingkungan mendukung terjadinya proses tersebut. Dekomposisi berarti perombakan yang dilakukan oleh sejumlah mikroorganisme (unsur biologi dalam tanah) dari senyawa kompleks menjadi senyawa sederhana. Makin banyak bahan organik maka makin banyak pula populasi jasad mikro dalam tanah.
VIII. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil pengamatan pada praktikum, maka dapat disimpulkan bahwa :
Mikroorganisme di dalam tanah aktif menguraikan kertas saring yang mengandung karbohidrat untuk dijadikan sebagai energi bagi mikroorganisme tersebut.
Penyiraman tanah secara teratur (2 hari sekali selama2 minggu) mengakibatkan meningkatnya aktivitas daripada mikroorganisme di dalam tanah.
Intensitas cahaya matahri juga akan mempengaruhi aktivitas daripada mikroorganisme dalam tanah.
Perlakuan yang sama yang diberikan terhadap ketiga gelas tersebut menunjukkan hasil akhir yang sama, yakni habisnya kertas saring yang dibenamkan ke dalam tanah sedalam ± 2 cm akibat dari aktivitas mikroorganisme. Akan tetapi, laju aktivitas dan proses perkembangan daripada mikroorganisme pada ketiga gelas menunjukkan perkembangan yang berbeda-beda dalam setiap pengamatan.
IX. SARAN
Penyiraman media tanah harus dilakukan secara teratur untuk menjaga kelembaban dalam taanh tersebut.
Media tanah harus diletakkan di tempat yang tidak terkena sinar matahri secara langsung. Hal ini ditujukan untuk mengurangi penguapan dan menjaga kelembaban dalam tanah tersebut.
Pengamatan kertas saring yang terurai di dalam tanah tersebut harus dilakukan secara teratur mengingat perubahan yang terjadi akibat aktivitas mikroorganisme ralatif cepat.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim 1; www.cyber-biology.blogspot.com/2008/09/bab-i-pendahuluan 1_6770.html
Anonim 2 ; www.wikipedia.org/mikroorganisme
Anonim 3 ; www.sumarsih07.files.wordpress.com/vi-mikroba-dan-kesuburan tanah.
Anonim 4 ; www.sumarsih07.files.wordpress.com/ii-lingkungan pertumbuhan-mikroba.
Irianto, Koes . 2006. Mikrobiologi Menguak Dunia Mikroorganisme. CV. Yrama Widya :
Bandung.
Rao, N. S. S. 1994. Mikroorganisme Tanah dan Pertumbuhan Tanaman. Penerbit
Universitas Indonesia. Jakarta.
Waluyo, Lud. 2005. Mikrobiologi Umum. UMM Press : Malang.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar