POTENSI MIKROBA
PENITRIFIKASI KAWASAN PERTAMBAKAN UDANG TANJUNG PASIR, TANGERANG
Tambak merupakan salah satu jenis
habitat yang dipergunakan sebagai tempat untukkegiatan budidaya air payau yang
berlokasi didaerah pesisir. Kegiatan budidaya tambak yang terus menerus
menyebabkan terjadinyadegradasi lingkungan, yang ditandai dengan menurunnya
kualitas air Terdapat kasus Konsentrasi tinggi ammonia di sedimen tambak udang
akibat dari proses akumulasi dari pakan yang berlebihan .Pada satu dekade
terakhir Kegagalan panen yang seringkali banyak dialami petani tambak udang terutama
di Tanjung Pasir, Tangerang merupakan salah satu petunjuk telah terjadinya
masalah tadi. Oleh karena itu,diperlukan peningkatan kemampuan dari mikroba indigenous dalam meminimalisir efek
toksisitas amonia melalui biotransformasi amonia menjadi nitrat dan nitrit
adalah sangat penting untuk pertumbuhan udang dan kesehatannya.Proses isolasi
dan identifikasi nitrifikasi mikroba telah dilakukan. Jumlah mikroba yang diisolasi dari kolam udang adalah enam yaitu
2 p, 2 k, 3 p, 1 p, 3 k, dan 2. Jumlah terisolasi mikroba di kolam akuakultur
(T-bd) adalah lima dan dalam kolam pasca panen (T-pp) ada tiga. Dalam sampel
T-bd, mikroba penitrifikasi autotrof yang 2(k), 2(p) dan 3(p), tetapi 1(p) dan
3(k) sebagai mikroba penitrifikasi heterotrof. Dan dalam sampel T-pp, mikroba
penitrifikasi autotrof adalah 3(p), kecuali 2 dan 3(k) sebagai mikroba
penitrifikasi heterotrof. Tingkat keefektifan dalam aktivitas nitrifikasi
secara berurutan
adalah 2 k, 3 p dan 2 .berikut ini
adalah contoh mikroba-mikroba yang berperan
dalam oksidasi Amonia dan Nitrit.
Mikroba Pengoksidasi Amonia
(Khemolithotrof)
|
Mikroba Pengoksidasi Nitrit
(Khemolithotrof)
|
Mikroba Pengoksidasi Amonia
dan Nitrit (Heterotrof)
|
N. europaea
|
N. winogradskyi
|
A. eutrophus
|
N. mobilis
|
N. agilis
|
A. faecalis
|
N. multiformis
|
N. mobilis
|
C. acidovorans
|
N. tenuis
|
N. marina
|
C. testoteroni
|
N. oceanus
|
N. gracilis
|
P. denitrificans
|
|
|
Rh. palustris
|
|
|
P. diminuta
|
|
|
Sh. putrefaciens
|
|
|
P. nautica
|
|
|
P. aeruginosa
|
Tabel-1. Mikroba
Pengoksidasi Amonia dan Nitrit
Secara garis besar penelitian
ini dilakukan dalam 5 (lima) Kegiatan
meliputi : pengambilan sampel mikroba, pengayaan mikroba, inokulasi mikroba,
karakterisasi konsorsium mikroba dan uji kualitatif serta uji kemampuan mikroba
dalam transformasi amonia menjadi nitrit.
Untuk penelitian ini, sampel substrat dasar tambak udang berasal dari
kawasan tambak Tanjung Pasir – Tangerang sebagai salah satu kawasan pertambakan
yang pernah mengalami kegagalan
panen. Sampel diambil
dari tambak yang sedang budidaya (T-bd) dan tambak lepas panen (T-pp).
Pengambilan sampel Mikroba:Sampel
mikroba substrat dasar tambak di
daerah Tangerang, dari
tambak periode budidaya dan tambak lepas panen.Pengayaan Mikroba
dilakukan dengan cara menambahkan substrat dasar tambak kedalam suatu bejana
yang sudah diisi terlebih dahulu dengan media spesifik untuk
penitrifikasi.Karakterisasi dan Uji Kualitatif Mikroba,Karakterisasi
Mikrobadilakukan dengan memperhatikan perbedaan penampakan koloni, morfologi
dan sifat Gram.Uji Kualitatif Mikroba dimaksudkan untuk
mengetahui konversi secara enzimatik dari ammonia ke nitrit dan proses oksidasi
dari nitrit ke nitrat oleh mikroorganisme. Uji Kemampuan Metabolisma
MikrobaPada percobaan yang dilakukan, media yang digunakan adalah dari Furukawa
et. al, (1993). Sedangkan konsentrasi amonia yang ditambahkan adalah 20 mg/L.
Parameter kualitas air yang diperiksa pada percobaan ini meliputi amonia dan
nitrit, Mikroba yang dipakai adalah
isolat 2k, 2p dan 3p.
1
Keanekaragaman Mikroba
Hasil pemeriksaan mikroba dari sampel
air tambak sedang budidaya (T-bd) dan tambak lepas panen (T-pp).Hasil
karaketrisasi dan uji kualitatif sampel tambak sedang budidaya (T-bd) disajikan
pada Tabel lampiran-1. Pada tabel
tersebut disebutkan bahwa empat isolat menunjukkan hasil positif pada uji
pembentukan nitrat, yaitu isolat dengan kode 1(p), 2(k), 3(k), dan 3(p), tetapi
pada isolat 3(k) masih banyak
ammonia yang tersisa yang ditunjukkan oleh warna endapan
coklat, sehingga kemungkinan besar
kelompok bakteri penitrifikasi terdapat pada isolat 1(p),2(k), dan 3(p).
Dari hasil pewarnaan Gram menunjukkan
bahwa isolat 2(k) dan 3(p) bersifat Gram negatif. Berdasarkan sifat itu, maka kelompok bakteri
penitrifikasi tersebut termasuk autotrof.
Sebaliknya isolat 1(p) dan 3(k) kemungkinan besar merupakan bakteri
penitrifikasi yang heterotrof karena menunjukkan sifat Gram positif.Sedangkan
isolat 2(p) menunjukkan hasil yang negatif pada uji pembentukan nitrat dan
tidak terlihat terbentuknya gas pada uji nitrat tersebut. Tetapi pada uji ammonia ternyata hanya
menyisakan sedikit ammonia dan hasil pewarnaan menunjukkan sifat Gram negatif. Oleh karena itu, isolat 2(p) ini masih
tergolong penitrifikasi autotrof,
meskipun hanya mengubah amonia menjadi nitrit.
Dari sampel tambak lepas panen (T-pp)
disajikan pada Tabel lampiran-2. Pada
tabel tersebut tampak bahwa isolat 2,
3(k) dan 3(p) yang diperoleh menunjukkan hasil yang positif pada uji
pembentukan nitrat.Demikian pula pada uji ammonia, menunjuk-kan bahwa ammonia
pada media ujinya telah berkurang banyak, sehingga kemungkinan besar ketiga
isolat merupakan kelompok bakteri
penitrifikasi.
Sedangkan berdasarkan hasil pewarnaan
Gram, isolat nomor 3(p) memperlihatkan sifat Gram negatif, sehingga kemungkinan
besar isolat ini sebagai bakteri penitrifikasi yang autotrof. Sebaliknya isolat nomor 2 dan
3(k) menunjukkan Gram positif sehingga
kemungkinan besar bakteri tersebut merupa- kan penitrifikasi yang heterotrof.
Dari sampel yang telah diamati dapat
ditarik kesimpulan bahwa terdapat konsorsium mikroba penitrifikasi,yang terdiri dari 2 jenis
yaitu yang bersifat autotrof maupun heterotrof. Mikroba
penitrifikasi autotrof yang diperoleh kemungkinan merupakan jenis mikroba
kelompok Nitrosomonas dan Nitrobacter, sedangkan yang bersifat heterotrof
kemungkinan merupakan jenis dari Arthrobacter yang mempunyai sifat Gram
positif.
Ada kesamaan antara sebagian sampel
yang diambil dari tambak T-bd dan T-pp di Tangerang baik pada ciri biakan,
morfologi, maupun uji kualitatif.
Kedua jenis sampel
tersebut menunjukkan keberadaan
kelompok bakteri penitrifikasi, baik yang bersifat autotropik maupun yang bersifat
heterotropik. Hasil uji laju biotransformasi
amonia menjadi nitrit
secara aerobik menunjukkan
bahwa isolat 2k merupakan
mikroba terbaik diikuti oleh isolat 3p dan 2 p.
Hasil
bioassay amonia
kegagalan panen,
yang antara lain diakibatkan oleh
. Akumulasi
terhadap udang
dengan konsentrasi 0.54
mg/L N−NH3 telah mematikan 50% udang (P. monodon) stadium Nauplius setelah 24 jam
(5)
bahan
organik tersebut lambat
laun akan
masa inkubasi.
Bahkan dengan
mengakibatkan penumpukan
amonia dan terperangkap didalam
lapisan substrat dasar
konsentrasi 0.77 mg/L N−NH3 telah
mematikan
50% udang (P. monodon) stadium dewasa
(5,6)
tambak. Akumulasi amonia tersebut bila terlarut
dalam kolom air tambak akan membahayakan kehidupan dan pertumbuhan udang
Dalam
air, amonia ditemukan
dalam dua bentuk yaitu amonia non-ionik (NH3) dan amonia ionik (NH4) yang
proporsinya dipengaruhi oleh pH, suhu, salinitas dan tekanan osmotik.
Menurut Colt dan Amstrong, Amonia non-nionik sangat toksik
terhadap oganisme akuatik
seperti ikan,krustasea dan
moluska. (4) Selain NH3, NH4-
pun dalam kosentrasi
yang tinggi bersifat toksik bilamana terjadi penurunan
pH. Nitrit- pun (NO2)
sebagai turunan dari
amonia bersifat toksik.
Teteapi sebenarnya amonia
dapat digunakan oleh mikroba heterotrof bagi kepentingan
selnya, namun dalam kondisi keterbatasan sumber karbon, hal tersebut sulit
dapat berlangsung
(8,9)
setelah 144 jam masa inkubasi.
itu, upaya menurunkan konsentrasi amonia
dalam air perlu dilakukan tanpa mengganggu
kehidupan udang selama periode budidaya. Salah satu proses yang memungkinkan
diaplikasikan adalah dengan mengkondisikan proses transformasi amonia menjadi
nitrit dan nitrat yang lebih dikenal dengan proses nitrifikasi. Terjadinya proses nitrifikasi ditandai oleh
oksidasi amonia yang
ditransformasikan menjadi NO − dan NO −. (7)
2 3
secara
terus menerus.
Ditambah lagi
terhadap ikan, moluska dan krustasea.
Konsentrasi amonia dan
nitrit yang bersifat
terbentuknya ion hidrogen akan
menurunkan
pH, menekan proses nitrifikasi dan
*) Peneliti Pusat Pengkajian dan
Penerapan Teknologi Lingkungan, BPPT.
**) Peneliti Balai Teknologi
Lingkungan.
Oleh
karena itu, diperlukan
peran mikroba khemo-autotrof seperti
Nitrosomonas dan Nitrobacter untuk memanfaatkan amonia sebagai sumber energi dengan
mengoksidasi senyawa tersebut menjadi nitrit dan nitrat. (10) Hasil penelitian
Hovanec dan DeLong (1996) mengungkapkan bahwa ditemukan beberapa jenis mikroba
yang berperan dalam
proses nitrifikasi, baik sebagai pengoksidasi amonia maupun sebagai pengoksidasi nitrit,
sebagai- mana disajikan pada Tabel-1. (11)
Tabel-1. Mikroba Pengoksidasi Amonia
dan Nitrit
Tabel-1.
Mikroba Pengoksidasi Amonia
dan
Nitrit
Mikroba
Pengoksidasi Amonia (Khemolithotrof)
|
Mikroba
Pengoksidasi Nitrit (Khemolithotrof)
|
Mikroba
Pengoksidasi Amonia dan Nitrit (Heterotrof)
|
N. europaea
|
N. winogradskyi
|
A. eutrophus
|
N. mobilis
|
N. agilis
|
A. faecalis
|
N. multiformis
|
N. mobilis
|
C. acidovorans
|
N. tenuis
|
N. marina
|
C. testoteroni
|
N. oceanus
|
N. gracilis
|
P. denitrificans
|
|
|
Rh. palustris
|
|
|
P. diminuta
|
|
|
Sh. putrefaciens
|
|
|
P. nautica
|
|
|
P. aeruginosa
|
Diperairan estuari sepanjang pantai di
Indonesia sebagai daerah tropis diduga memiliki potensi
keragaman hayati yang tinggi, sehingga sangat berpeluang untuk
mendapatkan berbagai jenis mikroba.
1.2 Tujuan
Berdasarkan beberapa alasan diatas
maka, langkah pertama adalah melakukan pengamatan keanekaragaman jenis mikroba
yang berperan dalam
proses penurunan kadar amonia di
perairan tambak udang dengan cara mengidentifikasi karakteristik isolat mikroba
yang berasal dari
substrat dasar tambak udang.
Kajian tersebut bertujuan untuk
mengetahui potensi mikroba setempat (indigenous) yang berperan dalam
nya.
2. METODOLOGI
Secara garis besar penelitian ini
dilakukan dalam 5 (lima) Kegiatan
meliputi : pengambilan sampel mikroba, pengayaan mikroba, inokulasi mikroba,
karakterisasi konsorsium mikroba dan uji kualitatif serta uji kemampuan mikroba
dalam transformasi amonia menjadi nitrit.
Untuk penelitian ini, sampel substrat dasar tambak udang berasal dari
kawasan tambak Tanjung Pasir – Tangerang sebagai salah satu kawasan pertambakan
yang pernah mengalami kegagalan
panen. Sampel diambil
dari tambak yang sedang budidaya (T-bd) dan tambak lepas panen (T-pp).
1.
Pengambilan sampel Mikroba
Sampel mikroba substrat dasar tambak
di daerah Tangerang,
dari tambak periode budidaya dan
tambak lepas panen.
2.
Pengayaan Mikroba
Pengayaan dilakukan dengan cara
menambahkan substrat dasar tambak kedalam suatu bejana yang sudah diisi
terlebih dahulu dengan media spesifik untuk penitrifikasi. Komposisi media
penyubur yang digunakan
adalah sebagai berikut (Furukawa et. al, 1993) :
Medium dalam mg/L air laut (NH4)2SO4 tergantung kebutuhan K2HPO4 100
NaHCO3 240
Na2CO3 340
MgSO4.7H2O 060
FeSO4.7H2O 008
CaCl2.2H2O 008
Trace element 0.1 ml pH 8.5
Trace element (mg/L) dalam akuades
ZnSO4 700
NaMoO2.2H2O 100
MnSO4 1000
CuSO4.7H2O 050
CoCl2.6H2O 030
KCl
100
KAl(SO4)2.2H2O 100
EDTA 975
3.
Karakterisasi dan Uji Kualitatif Mikroba
‰ Karakterisasi
Mikroba
Karakterisasi mikroba dilakukan dengan
memperhatikan perbedaan penampakan koloni,
morfologi dan sifat
Gram mikroba.. Parameter dan
metoda analisis mikroba disajikan pada Tabel-2
Tabel-2. Parameter dan Metode
Karakterisasi Mikroba.
baku (APHA, 1985). Daftar parameter yang diukur dan metode
analisis laboratorium disajikan pada Tabel-3.
Tabel-3. Parameter, Alat dan Metode
Analisis Kualitas Air.
Uji Kualitatif Mikroba
Uji ini dimaksudkan untuk mengetahui
konversi secara enzimatik dari ammonia ke nitrit dan proses oksidasi dari
nitrit ke nitrat oleh mikroorganisme.Uji Kemampuan Metabolisma Mikroba
Pada percobaan yang dilakukan, media
yang digunakan adalah dari Furukawa et. al, (1993). Sedangkan konsentrasi amonia yang
ditambahkan adalah 20 mg/L. Parameter kualitas air yang diperiksa pada
percobaan ini meliputi amonia dan nitrit,
Mikroba yang dipakai adalah isolat 2k, 2p dan 3p. Analisis laboratorium parameter kualitas air berpedoman kepada prosedur
Prosedur
Sumber : APHA, 1985
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Dengan
demikian dari sampel
habitat T-bd dan T-pp
ditemukan 6 isolat
mikroba yaitu 2p, 2k dan 3p untuk mikorba yang bersifat autotrof
serta isolat 1p, 3k dan 2
untuk mikroba yang bersifat heterotrof.
Isolat yang tumbuh pada kedua
habitat tersebut adalah 3p untuk
mikroba autotrof dan
3k yang merupakan mikroba heterotrof. Sedang- kan isolat 2p dan 2k
sebagai mikroba autotrof serta isolat 1p sebagai mikroba heterotrof hanya
ditemukan pada habitat T-bd, kecuali
isolat 2
sebagai mikroba heterotrof
yang
Selanjutnya pada
hari kelima mencapai
100%, 67,6% dan 78,6 masing-masing
untuk
2(k),
2(p) dan 3(p). Sedangkan pembentukan nitrit (N−NO2)
pada hari kedua berturut-turut
0,182 mg/L, 0,022
mg/L dan
0,057 mg/L masing masing untuk isolat
2(k),
2(p) dan 3(p). Dan pada hari kelima adalah
1,765 mg/L, 3,699 mg/L dan 4,233 mg/L.
Berdasarkan hasil
pengamatan tersebut, isolat 2(k) merupakan isolat mikroba yang paling
baik dalam melakukan aktivitas biodegradasi amonium menjadi Nitrit, disusul
oleh isolat 3(p) dan terakhir 2(p).
Data isolat 2(k) dengan konsentrasi
N−NO2 paling rendah menunjukkan proses tranformasi N−NO2 menjadi bentuk lain
(Nitrat) lebih cepat terjadi. Oleh
karena itu, isolat
2(k) memiliki kecenderungan sebagai
isolat penitrifikasi terbaik diikuti oleh 3(p) dan 2(p).
Data
hasil pemeriksaan kualitas
N−NH4 dan
N−NO2 disajikan pada grafik Gambar-1.
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
hanya ditemukan pada habitat T-pp.
0 2
3 4 5
NH4+_ N(2K) 18,326 12,6597
8,5373 1,3398 0
NO2-_ N(2K) 0,1815 1,2452 1,3523 1,7651
NH4+_ N(2P) 18,326 15,268 13,3617 10,3942 5,9297
jauh berbeda dengan hasil
penelitian di Jawa
Tengah, yang telah mengisolasi 3-5
isolat mikroba penitrifikasi pada
tambak yang sedang beroperasi di daerah Jepara dan Rembang. (1) Dengan
demikian dapat disimpulkan bahwa Kawasan Pertambakan Tanjung pasir di Tangerang sebagai lokasi pengambilan sampel
untuk penelitian masih memiliki potensi bakteri penitrifikasi yang ditunjukkan
oleh keanekaragaman mikroba yang terisolasi dalam smpel yang diperiksa.
2
Metabolisma Mikroba
Proses aklimatisasi mikroba dilakukan
menggunakan media pengayaan dari Furukawa et al (1993). Proses aklimatisasi dilakukan terhadap isolat
2p, 2k dan 3p dengan menggunakan media Furukawa et al (1993) masing-masing sebanyak
satu liter dengan konsentrasi amonium
sebanyak
18,326 mg/L. Hasil uji proses oksidasi amonium dengan
konsentrasi 18,326 mg/L N−NH4, pada hari kedua biodegradasi amonia menjadi
nitrit berturut-turut mencapai 30,6%,
NO2-_ N(2P) 0,0222 0,4161 1,2176 3,6992
NH4+_ N(3P) 18,326 15,104 11,326 7,0242 3,9297
NO2-_ N(3P) 0,0573 0,8902 1,3412 4,233
Pengamatan Hari Ke
Gambar-1. Perubahan konsentrasi N−NH4 dan N−NO2 pada
proses Biodegradasi amonium
4. KESIMPULAN
DAFTAR PUSTAKA
1.
Suastika-Jaya, IBM, C.K, Sutrisno dan N.
Hamid
1994. Analisis Mutu Sedimen di
Kawasan Tambak Desa Turunrejo
Kendal, Jawa Tengah. Majalah Ilmiah Perikanan vol II(1).
2. Garno Y
S, P Pranoto
dan W Komarawidjaja. 1995.
Menyelamatkan kehancuran industri budidaya udang dari degradasi ekosistem
tambak. Publikasi Ilmiah Menuju Era Teknologi Hijau. Buku
1
: Upaya Pencegahan
Pencemaran
Lingkungan. Jakarta.
ISBN 979-8465-
12-1
3.
Komarawidjaja, W, Y S Garno dan P Pranoto. 1995.
Suatu pemikiran penanggulangan
permasalahan budidaya udang intensif dengan teknologi aktivasi mikroba subsrat
dasar tambak. Publikasi Ilmiah Menuju Era Teknologi Hijau. Buku
2
: Upaya Pencegahan
Pencemaran
Lingkungan. Jakarta.
ISBN 979-8465-
12-1 : 255-264
4.
Allan G L,
G B Maguire
and S J Hopkins. 1990.
Acute and chronis toxicity of ammonia to
juvenile Metapenaeus macleayi and
Panaeus monodon and
the influence of
low dissolved-oxygen levels. Aquaculture
91:265-280.
5.
Chin T -S and Chen J -C. 1987.
Acute toxicity of ammonia to larvae of the tiger prawn, P.monodon.
Aquaculture 66:247-
253.
6.
Chen J -C, Liu P -C and Lei S -C. 1990.
Toxicities of
ammonia and nitrite
to
P.monodon adolescents. Aquaculture
89:12-137.
7.
Mevel, G. and Chamroux, S. 1981. A
study on nitrification in the presence
of
prawns (Panaeus japonicus) in marine
close system. Aquaculture, 23:29-43.
8.
Sterrit, R.M. and
J.N. Lester. (1988).
Microbiology for environmental and
public health engineers. E & F N
Spoon Ltd. London. UK.
9. Rheinheimer,
G. (1971). Acuatic microbiology. John Wiley & Sons
Ltd. UK.
10. Stenstrom, M.K. and S.S. Song.
(1991).
Effect of oxygen transport limitation
on nitrification in the
activated sludge process. Research Journal
WPCF
63(3):208-219.
11. Hovanec, T.A. and E.F.
DeLong. 1996.
Comparative analysis of nitrifying
bacteria association with freshwater and marine aquaria. Applied
and Environ. Microbiology 62 (8)
: 2888-2896
12. Furukawa K,A. Ike and M
Fujita. 1993.
Preparation of Marine nitrifying
sludge. J.Fermentation and Bioengineering.
76(2):134-139.
13. APHA. 1985.
Standard methods for the examination
of water and
wastewater.
16th
Edition. American Public
Health
Association. Wahington D.C. 14622 p.
RIWAYAT PENULIS
Wage Komarawidjaja lahir di Kota
Serang pada 10 Mei 1954. Menamatkan pendidikan S1 di IPB dalam bidang
kedokteran hewan tahun 1980. Masuk BPPT pada tahun 1980 dan sampai saat ini
bekerja sebagai Peneliti di Pusat Pengkajian
dan Penerapan Teknologi
Lingkungan-BPPT, Jakarta. Pada tahun
1991 melanjutkan pendidikan S2 di IPB bidang Lingkungan yang diselesaikan pada
tahun 1994. Saat ini penulis sedang
melanjutkan pendidikan program S-3 di ITB Bandung dengan fokus penelitian
dibidang Bioremediasi.
"...'.
Lampiran-2. Hasil Karakterisasi dan Uji Kualitatif Sampel T-pp.
3
<;;!
[
0'
'2....
•
e ri "' c;:
"'
•""
-[a;?
§
"2ii'
J>
re.,
S:
g-
l
.,"
(@.
1
[
i,l.l
=<:1.:
"'
"
•
Gl
"'
Lampiran-2. Hasil Karakterisasi dan Uji Kualitatif Sampel T-pp.
"...'.
"'
Lampiran-1. Hasil Karakterisasi dan Uji Kualitatif Sampel
T-bd.
CIRI
/PARAMETER ISOLAT No. 1 (p) ISOLAT
No. 2 (k) ISOLAT No. 2 (p) ISOLAT No. 3 (k) ISOLAT
No. 3 (p)
Ciri Biakan :
Koloni pada agar nutrien Circle (bundar) besar, putih, permuka-annya
rata dan penuh Circle kecil,
putih kekuningan dengan filamen kuning sekelilig, permukaan- nya rata dan penuh Circle besar dan kecil, putih kekuning-
kuningan, permukaan-nya rata dan penuh Circle
kecil dan punctiform berwarna kuning, permukaan-nya rata dan penuh Circle kecil dan punctiform berwarna
putih, permukaan- nya rata dan penuh
Morfologi sel :
Reaksi Gram Positif Negatif Negatif Positif Negatif
Bentuk Batang
tebal batang lebih tipis batang tipis Batang tebal Batang,
agak tebal
Penataan Rata-rata berantai dua (diplo) rata-rata
berantai dua
(diplo) rata-rata tunggal Rata-rata
berantai dua (diplo) Rata-rata tunggal
Ukuran Rata-rata
panjang (variasi) rata-rata pendek rata-rata pendek Rata-rata panjang
(variasi) Rata-rata pendek
(variasi)
Uji Kualitatif Biokimia :
Uji Ammonia pada media Kaldu Ammonium
Sulfat Kuning tua
(sedang) Kuning pucat (sedikit) Kuning
pucat
(sedikit) Coklat dan endapan (banyak) Kuning
pucat
(sedikit)
Uji Nitrit pada Kaldu Ammonium Sulfat Negatif Negatif Negatif Negatif Negatif
Uji Nitrit pada
Kaldu Nitrit Positif Positif Positif Positif Positif
Uji Nitrat pada
Kaldu Nitrit Positif Positif Negatif dan gas negatif Positif Positif
276
Lampiran-2. Hasil Karakterisasi dan Uji Kualitatif Sampel T-pp.
CIRI /PARAMETER
ISOLAT No. 2
ISOLAT No. 3 (k)
ISOLAT No. 3 (p)
Ciri Biakan :
Koloni pada agar nutrien Punctiform dan circle kecil, putih kekuningan, permukaannya rata dan penuh Punctiform dan circle kecil, kuning dengan
filamen kekuningan sekelilingnya, permukaannya rata dan penuh Punctiform dan circle kecil berwarna
putih dengan filamen kekuningan sekelilingnya, permukaannya rata dan penuh
Morfologi sel :
Reaksi
Gram Positif Positif negatif
Bentuk Batang
tebal Batang agak tebal Batang agak tebal
Penataan Rata-rata berantai dan berjajar seperti pagar Rata-rata tunggal dan berantai dua-dua (diplo) Rata-rata tunggal dan berantai dua (diplo)
Ukuran Rata-rata
panjang
(variasi) Rata-rata panjang
(variasi) Rata-rata pendek
(variasi)
Uji Kualitatif Biokimia :
Uji Ammonia pada media
Kaldu Ammonium Sulfat Kuning pucat (sedikit) Kuning pucat (sedikit) Kuning
tua (sedang)
Uji Nitrit pada Kaldu
Ammonium Sulfat Negatif Negatif Negatif
Uji Nitrit pada Kaldu Nitrit Positif Positif Positif
Uji Nitrat pada Kaldu Nitrit Positif Positif Positif
277
279Hasil bioassay amonia
kegagalan panen,
yang antara
lain diakibatkan oleh . Akumulasi
terhadap udang dengan konsentrasi 0.54
terhadap udang dengan konsentrasi 0.54
mg/L
N−NH3 telah mematikan 50% udang
(P. monodon) stadium Nauplius setelah 24 jam
(5)
bahan organik tersebut lambat
laun
akan
masa inkubasi.
Bahkan dengan
mengakibatkan penumpukan
amonia dan terperangkap didalam lapisan substrat
dasar
konsentrasi 0.77 mg/L N−NH3 telah mematikan
50% udang (P. monodon) stadium dewasa
(5,6)
tambak. Akumulasi amonia tersebut bila terlarut dalam kolom
air tambak akan membahayakan kehidupan dan pertumbuhan udang. (1,2,3)
Dalam
air,
amonia
ditemukan dalam dua bentuk yaitu amonia non-ionik
(NH3)
dan amonia ionik (NH4) yang proporsinya dipengaruhi oleh pH, suhu, salinitas dan tekanan osmotik. Menurut Colt dan Amstrong, Amonia non-nionik sangat toksik
terhadap oganisme akuatik
seperti
ikan,
setelah 144 jam masa inkubasi.
itu, upaya menurunkan
konsentrasi amonia dalam air perlu dilakukan tanpa mengganggu kehidupan udang
selama periode budidaya. Salah satu proses yang memungkinkan
diaplikasikan adalah dengan mengkondisikan proses transformasi amonia menjadi nitrit dan
nitrat yang lebih dikenal dengan proses nitrifikasi. Terjadinya
proses nitrifikasi ditandai oleh oksidasi amonia
yang
ditransformasikan menjadi NO − dan NO −. (7)
2 3
krustasea dan moluska. (4) Selain NH3, NH4- pun dalam
kosentrasi
yang
tinggi
bersifat
toksik bilamana terjadi penurunan pH. Nitrit-
pun (NO2)
sebagai
turunan
dari
amonia bersifat toksik
Bahkan amonia dapat digunakan oleh
Bahkan amonia dapat digunakan oleh
mikroba heterotrof bagi kepentingan selnya, namun dalam kondisi keterbatasan sumber karbon, hal tersebut sulit dapat berlangsung
(8,9)
secara terus menerus.
Ditambah lagi
terhadap ikan, moluska dan krustasea. Konsentrasi amonia
dan
nitrit
yang
bersifat
terbentuknya ion hidrogen akan menurunkan
pH, menekan proses nitrifikasi dan
*) Peneliti
Pusat Pengkajian dan Penerapan
Teknologi Lingkungan, BPPT.
**) Peneliti Balai Teknologi Lingkungan.
Oleh karena
itu,
diperlukan
peran
mikroba
khemo-autotrof seperti Nitrosomonas dan Nitrobacter untuk memanfaatkan amonia sebagai
sumber energi dengan mengoksidasi
senyawa tersebut menjadi nitrit dan
nitrat. (10) Hasil penelitian Hovanec dan DeLong (1996) mengungkapkan bahwa ditemukan beberapa jenis mikroba yang berperan
dalam
proses
nitrifikasi, baik sebagai
pengoksidasi amonia maupun sebagai pengoksidasi nitrit,
sebagai- mana disajikan pada Tabel-1.
(11)
Tabel-1. Mikroba Pengoksidasi
Amonia dan Nitrit
Mikroba Pengoksidasi Amonia
(Khemolithotrof)
|
Mikroba Pengoksidasi Nitrit
(Khemolithotrof)
|
Mikroba Pengoksidasi Amonia dan Nitrit (Heterotrof)
|
N.
europaea
|
N.
winogradskyi
|
A.
eutrophus
|
N.
mobilis
|
N.
agilis
|
A.
faecalis
|
N.
multiformis
|
N.
mobilis
|
C.
acidovorans
|
N.
tenuis
|
N.
marina
|
C.
testoteroni
|
N.
oceanus
|
N.
gracilis
|
P.
denitrificans
|
|
|
Rh.
palustris
|
|
|
P.
diminuta
|
|
|
Sh. putrefaciens
|
|
|
P.
nautica
|
|
|
P.
aeruginosa
|
Diperairan estuari
sepanjang pantai di Indonesia sebagai daerah tropis diduga memiliki potensi
keragaman hayati yang tinggi, sehingga sangat berpeluang untuk mendapatkan
berbagai jenis mikroba.
1.2 Tujuan
Berdasarkan beberapa alasan diatas maka, langkah pertama adalah
melakukan pengamatan keanekaragaman jenis mikroba yang berperan dalam
proses penurunan kadar amonia di perairan tambak udang dengan
cara mengidentifikasi karakteristik isolat mikroba yang berasal
dari
substrat
dasar tambak udang. Kajian tersebut bertujuan untuk mengetahui potensi
mikroba setempat (indigenous) yang berperan dalam
nya.
2. METODOLOGI
Keanekaragaman MikrobaSampel air yang diperiksa berasal dari lokasi pertambakan di Tanjung pasir, Kecamatan Teluk Naga, Kotamadya Tangerang. Dibawah ini disajikan hasil pemeriksaan
mikroba dari sampel air tambak sedang budidaya (T-bd) dan
tambak lepas panen (T-pp).
Hasil karaketrisasi dan uji kualitatif sampel tambak sedang budidaya (T-bd) disajikan pada Tabel lampiran-1. Pada tabel
tersebut disebutkan bahwa empat
isolat menunjukkan hasil positif
pada uji pembentukan nitrat, yaitu isolat dengan
kode
1(p), 2(k), 3(k), dan 3(p), tetapi pada isolat
3(k)
masih
banyak
ammonia
yang
tersisa
yang ditunjukkan oleh warna endapan
coklat, sehingga kemungkinan besar
kelompok bakteri penitrifikasi terdapat
pada isolat 1(p),
2(k),
dan 3(p).
Dari hasil pewarnaan Gram menunjukkan bahwa isolat 2(k) dan 3(p) bersifat Gram negatif. Berdasarkan
sifat itu, maka kelompok bakteri penitrifikasi tersebut termasuk autotrof.
Sebaliknya isolat 1(p) dan
3(k) kemungkinan besar merupakan
bakteri penitrifikasi yang heterotrof
karena menunjukkan sifat Gram positif.
Sedangkan isolat 2(p) menunjukkan
hasil yang negatif pada uji
pembentukan nitrat dan tidak terlihat
terbentuknya gas pada uji nitrat tersebut.
Tetapi pada uji ammonia ternyata hanya menyisakan
sedikit ammonia dan hasil pewarnaan menunjukkan sifat Gram negatif. Oleh karena itu, isolat 2(p) ini masih tergolong penitrifikasi
autotrof, meskipun hanya mengubah amonia menjadi nitrit.
dari sampel tambak lepas panen (T-pp) disajikan pada Tabel lampiran-2. Pada tabel
tersebut tampak bahwa
isolat 2, 3(k) dan 3(p) yang diperoleh menunjukkan hasil yang positif pada uji pembentukan nitrat. Demikian pula pada
uji ammonia, menunjuk-kan bahwa ammonia pada media ujinya telah
berkurang banyak, sehingga
kemungkinan besar ketiga isolat merupakan
kelompok bakteri penitrifikasi.
Sedangkan berdasarkan
hasil pewarn- aan Gram, isolat nomor
3(p) memperlihatkan sifat Gram negatif, sehingga kemungkinan besar isolat ini
sebagai bakteri penitrifikasi yang autotrof. Sebaliknya isolat nomor 2 dan
3(k)
menunjukkan Gram positif sehingga kemungkinan
besar bakteri tersebut merupa-
kan penitrifikasi yang heterotrof.
Dengan demikian dari sampel
habitat T-bd dan T-pp ditemukan 6
isolat mikroba yaitu 2p, 2k dan
3p untuk mikorba yang bersifat autotrof serta isolat
1p,
3k dan 2
untuk mikroba yang bersifat
heterotrof. Isolat yang tumbuh pada kedua
habitat tersebut adalah 3p untuk
mikroba
autotrof dan 3k
yang merupakan mikroba heterotrof. Sedang- kan
isolat 2p dan 2k sebagai mikroba autotrof serta isolat 1p sebagai mikroba heterotrof hanya ditemukan pada habitat T-bd, kecuali isolat 2 sebagai mikroba
heterotrof
yang
Selanjutnya pada
hari
kelima
mencapai
100%, 67,6%
dan 78,6 masing-masing untuk
2(k), 2(p)
dan 3(p). Sedangkan pembentukan nitrit (N−NO2) pada hari kedua berturut-turut 0,182
mg/L,
0,022
mg/L
dan
0,057 mg/L masing masing untuk isolat
2(k),
2(p) dan 3(p). Dan pada hari kelima adalah
1,765
mg/L, 3,699 mg/L dan 4,233 mg/L.
Berdasarkan
hasil pengamatan tersebut, isolat 2(k) merupakan
isolat mikroba yang paling baik dalam
melakukan aktivitas biodegradasi amonium
menjadi Nitrit, disusul oleh isolat 3(p) dan terakhir 2(p).
Data isolat 2(k) dengan
konsentrasi N−NO2
paling rendah menunjukkan proses tranformasi N−NO2 menjadi bentuk lain (Nitrat) lebih cepat terjadi. Oleh
karena itu, isolat
2(k) memiliki
kecenderungan sebagai isolat
penitrifikasi terbaik diikuti
oleh 3(p) dan 2(p).
Data
hasil
pemeriksaan
kualitas
N−NH4 dan
N−NO2 disajikan
pada grafik Gambar-1.
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
hanya ditemukan pada habitat
T-pp.
0 2 3 4 5
NH4+_ N(2K) 18,326 12,6597 8,5373 1,3398 0
|
NH4+_ N(2P) 18,326 15,268 13,3617 10,3942 5,9297
jauh berbeda dengan hasil penelitian
di Jawa
Tengah, yang telah mengisolasi 3-5 isolat mikroba
penitrifikasi pada tambak
yang sedang beroperasi di daerah Jepara dan Rembang. (1) Dengan
demikian dapat disimpulkan bahwa
Kawasan Pertambakan Tanjung pasir di Tangerang
sebagai lokasi pengambilan sampel untuk penelitian
masih memiliki potensi bakteri
penitrifikasi yang ditunjukkan oleh keanekaragaman mikroba yang
terisolasi dalam smpel yang diperiksa.
2 Metabolisma Mikroba
Proses aklimatisasi
mikroba dilakukan menggunakan media pengayaan dari Furukawa et al
(1993). Proses aklimatisasi dilakukan terhadap
isolat 2p, 2k dan 3p dengan menggunakan media
Furukawa et al (1993) masing-masing sebanyak
satu liter dengan konsentrasi amonium sebanyak
18,326 mg/L.
Hasil
uji proses oksidasi amonium dengan konsentrasi 18,326 mg/L N−NH4, pada hari kedua biodegradasi amonia menjadi nitrit berturut-turut mencapai
30,6%,
NO2-_ N(2P) 0,0222 0,4161 1,2176 3,6992
NH4+_ N(3P) 18,326 15,104 11,326 7,0242 3,9297
NO2-_ N(3P) 0,0573 0,8902 1,3412 4,233
Pengamatan Hari Ke
Gambar-1. Perubahan konsentrasi N−NH4
dan N−NO2
pada proses Biodegradasi amonium
4. KESIMPULAN
Dari hasil pengamatan
sampel dapat disimpulkan bahwa
terdapat konsorsium mikroba penitrifikasi, baik yang bersifat autotrof maupun heterotrof. Mikroba penitrifikasi autotrof
yang diperoleh kemungkinan merupakan jenis mikroba kelompok Nitrosomonas dan Nitrobacter, sedangkan yang bersifat heterotrof kemungkinan merupakan jenis dari Arthrobacter yang mempunyai
sifat Gram positif.
Ada kesamaan antara sebagian
sampel yang diambil dari tambak T-bd
dan T-pp di Tangerang baik pada ciri
biakan, morfologi, maupun uji kualitatif. Kedua
jenis sampel
tersebut menunjukkan keberadaan kelompok bakteri penitrifikasi, baik yang bersifat autotropik maupun yang bersifat
heterotropik. Hasil uji laju biotransformasi
amonia menjadi nitrit secara
aerobik
menunjukkan bahwa isolat 2k merupakan mikroba
terbaik
diikuti
oleh isolat 3p dan 2 p.
DAFTAR PUSTAKA
1. Suastika-Jaya, IBM, C.K, Sutrisno dan N.
Hamid
1994. Analisis Mutu Sedimen di Kawasan
Tambak Desa Turunrejo Kendal, Jawa Tengah. Majalah Ilmiah Perikanan vol II(1).
2. Garno Y S, P Pranoto dan W Komarawidjaja. 1995.
Menyelamatkan kehancuran industri
budidaya udang dari degradasi ekosistem tambak.
Publikasi Ilmiah Menuju Era Teknologi Hijau.
Buku
1 :
Upaya
Pencegahan Pencemaran
Lingkungan. Jakarta. ISBN
979-8465-
12-1
3. Komarawidjaja, W, Y S
Garno dan P Pranoto. 1995. Suatu pemikiran penanggulangan permasalahan budidaya udang intensif
dengan teknologi aktivasi
mikroba subsrat dasar tambak.
Publikasi Ilmiah Menuju Era Teknologi Hijau.
Buku
2 :
Upaya
Pencegahan Pencemaran
Lingkungan. Jakarta. ISBN
979-8465-
12-1
: 255-264
4. Allan G L,
G B
Maguire and S J
Hopkins. 1990. Acute and chronis toxicity of ammonia to
juvenile Metapenaeus macleayi and
Panaeus monodon
and the influence of
low dissolved-oxygen levels.
Aquaculture
91:265-280.
5. Chin
T -S and
Chen J -C. 1987. Acute toxicity of ammonia to larvae of the tiger prawn, P.monodon. Aquaculture 66:247-
253.
6. Chen
J -C, Liu P -C and Lei S -C.
1990.
Toxicities of
ammonia
and
nitrite
to
P.monodon adolescents. Aquaculture
89:12-137.
7. Mevel,
G. and Chamroux, S. 1981. A
study on nitrification in the presence
of
prawns (Panaeus japonicus) in marine close system. Aquaculture, 23:29-43.
8. Sterrit, R.M. and J.N.
Lester. (1988).
Microbiology for environmental and public health engineers. E & F N Spoon Ltd. London. UK.
9. Rheinheimer, G. (1971). Acuatic microbiology. John Wiley & Sons Ltd. UK.
10. Stenstrom, M.K. and S.S. Song. (1991).
Effect of oxygen transport limitation on nitrification in
the activated sludge process. Research Journal
WPCF
63(3):208-219.
11. Hovanec,
T.A. and E.F. DeLong. 1996.
Comparative analysis
of nitrifying bacteria
association with freshwater and marine aquaria. Applied and Environ. Microbiology 62 (8) : 2888-2896
12. Furukawa
K,A. Ike and M Fujita.
1993.
Preparation of Marine nitrifying sludge. J.Fermentation and
Bioengineering.
76(2):134-139.
13. APHA. 1985. Standard methods for the examination of water
and
wastewater.
16th
Edition. American Public Health
Association. Wahington D.C. 14622 p.
RIWAYAT PENULIS
Wage Komarawidjaja lahir di Kota Serang pada 10 Mei 1954. Menamatkan pendidikan S1 di IPB dalam bidang kedokteran hewan tahun 1980. Masuk BPPT pada tahun 1980 dan sampai saat ini bekerja
sebagai Peneliti di Pusat
Pengkajian dan Penerapan Teknologi Lingkungan-BPPT, Jakarta. Pada tahun
1991 melanjutkan pendidikan S2 di IPB bidang Lingkungan yang diselesaikan pada tahun 1994.
Saat
ini penulis sedang melanjutkan pendidikan program S-3 di ITB Bandung dengan fokus penelitian dibidang Bioremediasi.
"...'.
Lampiran-2.
Hasil Karakterisasi dan Uji Kualitatif Sampel T-pp.
|
<;;!
[
0'
'2....
·
|
|
"'
·""
-[a;?
§
"2ii'
J>
re.,
S:
g-
l
|
(@.
1
[
i,l.l
=<:1.:
"'
"
|
Gl
"'
Lampiran-2. Hasil Karakterisasi dan Uji Kualitatif Sampel T-pp.
|
"'
Lampiran-1. Hasil Karakterisasi dan Uji Kualitatif Sampel T-bd.
CIRI
/PARAMETER
|
ISOLAT No. 1 (p)
|
ISOLAT No. 2 (k)
|
ISOLAT No. 2 (p)
|
ISOLAT No. 3 (k)
|
ISOLAT No. 3 (p)
|
Ciri Biakan
:
|
|||||
Koloni pada agar nutrien
|
Circle
(bundar) besar, putih, permuka-annya rata dan penuh
|
Circle
kecil, putih kekuningan dengan filamen kuning sekelilig, permukaan- nya rata
dan penuh
|
Circle besar dan
kecil, putih kekuning- kuningan, permukaan-nya rata dan penuh
|
Circle
kecil dan punctiform berwarna kuning, permukaan-nya rata dan penuh
|
Circle kecil dan
punctiform berwarna putih, permukaan- nya rata dan penuh
|
Morfologi sel :
|
|||||
Reaksi Gram
|
Positif
|
Negatif
|
Negatif
|
Positif
|
Negatif
|
Bentuk
|
Batang tebal
|
batang lebih tipis
|
batang tipis
|
Batang tebal
|
Batang, agak tebal
|
Penataan
|
Rata-rata
berantai dua (diplo)
|
rata-rata
berantai dua
(diplo)
|
rata-rata tunggal
|
Rata-rata berantai dua
(diplo)
|
Rata-rata tunggal
|
Ukuran
|
Rata-rata panjang (variasi)
|
rata-rata pendek
|
rata-rata pendek
|
Rata-rata
panjang
(variasi)
|
Rata-rata pendek
(variasi)
|
Uji Kualitatif Biokimia
:
|
|||||
Uji Ammonia pada
media Kaldu Ammonium Sulfat
|
Kuning tua
(sedang)
|
Kuning pucat (sedikit)
|
Kuning pucat
(sedikit)
|
Coklat dan endapan (banyak)
|
Kuning pucat
(sedikit)
|
Uji
Nitrit pada Kaldu Ammonium Sulfat
|
Negatif
|
Negatif
|
Negatif
|
Negatif
|
Negatif
|
Uji Nitrit pada
Kaldu Nitrit
|
Positif
|
Positif
|
Positif
|
Positif
|
Positif
|
Uji Nitrat pada
Kaldu Nitrit
|
Positif
|
Positif
|
Negatif dan gas negatif
|
Positif
|
Positif
|
276
Lampiran-2. Hasil
Karakterisasi dan Uji Kualitatif Sampel T-pp.
CIRI /PARAMETER
|
ISOLAT No. 2
|
ISOLAT No. 3 (k)
|
ISOLAT No. 3 (p)
|
Ciri Biakan :
|
|||
Koloni pada agar nutrien
|
Punctiform dan circle kecil,
putih
kekuningan, permukaannya rata dan penuh
|
Punctiform dan circle kecil, kuning
dengan filamen kekuningan sekelilingnya, permukaannya rata dan penuh
|
Punctiform dan circle kecil berwarna
putih dengan filamen kekuningan sekelilingnya, permukaannya rata dan penuh
|
Morfologi sel :
|
|||
Reaksi Gram
|
Positif
|
Positif
|
negatif
|
Bentuk
|
Batang tebal
|
Batang agak tebal
|
Batang agak tebal
|
Penataan
|
Rata-rata berantai dan
berjajar seperti pagar
|
Rata-rata tunggal dan berantai
dua-dua (diplo)
|
Rata-rata tunggal dan berantai dua
(diplo)
|
Ukuran
|
Rata-rata panjang
(variasi)
|
Rata-rata panjang
(variasi)
|
Rata-rata pendek
(variasi)
|
Uji
Kualitatif Biokimia :
|
|||
Uji Ammonia pada media
Kaldu Ammonium Sulfat
|
Kuning pucat (sedikit)
|
Kuning pucat (sedikit)
|
Kuning tua (sedang)
|
Uji Nitrit pada Kaldu
Ammonium Sulfat
|
Negatif
|
Negatif
|
Negatif
|
Uji Nitrit pada Kaldu Nitrit
|
Positif
|
Positif
|
Positif
|
Uji Nitrat pada Kaldu Nitrit
|
Positif
|
Positif
|
Positif
|
277
279
0 komentar "POTENSI MIKROBA PENITRIFIKASI KAWASAN PERTAMBAKAN UDANG TANJUNG PASIR, TANGERANG", Baca atau Masukkan Komentar
Post a Comment