Jurusan Biology-Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya “Eksploitasi Mikroorganisme secara Komersial di Bidang Pertanian : Composting dan Mikroorganisme Tanah untuk Memperbaiki Struktur Tanah” Kelompok 5 : 1. Annas Safita (1511.100.002) 2.Lintang Gita D. (1511.100.024) 3. Ahmad Rizki K. (1511.100.048) 4. Hosnul Hotimah (1511.100.074) Jurusan Biology-Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya

Soils mineral soils are derived from the weathering of rock and other inorganic materials, organic soils are derived from sedimentation in bogs and marshes. Madigan, 2012

Profile of a Mature Soil (Madigan, 2012)

Soils as an Environment for Microorganisms (Prescott, 2008)

Microorganisms in The Soil Environment (Madigan, 2012)

Microorganisms in The Soil Environment (Prescott, 2008)

Microorganism Associations with Vascular Plants Microbe-plant interactions can be broadly divided into two classes: microbes that live on the surface of plants are called epiphytes; those that colonize internal plant tissues are called endophytes. Two important microbe-root symbioses—the mycorrhizal fungi and the nitrogen-fixing rhizobia (Prescott, 2008)

-Compost is obtained by composting process -Compost is obtained by composting process. -The process is an aerobic, biological process that uses naturally occurring microorganisms to convert biodegradable organic matter into a humus-like product (Imbeah, 1998), and -Permits the hygienization of the product by reaching thermophilic temperatures and reducing mass and volume, which makes compost suitable for agricultural applications (Gea, 2005).

A. BIOACTIVE COMPOST Pengertian Manfaat Contoh  Arkoba Cara kerja Cara pembuatan

PENGERTIAN Campuran arang dan kompos hasil proses pengomposan dengan bantuan mikroba lignoselulotik yang tetap hidup di dalam kompos. Bioactive  mempunyai kemampuan sebagai biofungisida. Contoh mikroba yang dipakai  orgadec (Trichoderma pseudokningii, Cytopaga sp., dan Omphalina sp.

MANFAAT Agen pembangun kesuburan tanah  arang yang menyatu dalam kompos mampu meningkatkan pH tanah sekaligus memperbaiki sirkulasi air dan udara dalam tanah. Biofungisida  melindungi tanaman dari serangan penyakit akar Merupakan hasil optimalisasi dan pemanfaatan limbah industri perkayuan terutama serbuk gergaji

CARA KERJA Penyedia unsur-unsur tertentu (C, N, P, K) Menjadikan medium tumbuh tanaman lebih porous Morfologi arang efektif untuk menyimpan dan mengikat hara (efek slow release).

CARA PEMBUATAN (Arkoba Nilam) Mencampur bahan kompos (daun nilam), arang, orgadec, dan air secara merata Dimasukkan ke dalam wadah pengomposan Ditutup dengan plastik, bagian tengah dipasang termometer Suhu diukur setiap hari untuk memonitor apakah berjalan atau tidak proses pengomposannya suhu tetap  dibalik kering  ditambah air Matang jika suhu menurun, meski dibalik tidak ada kenaikan suhu, warna lebih gelap, dan berbau mirip tanah Dibongkar dan diangin-anginkan minimal 3 hari sebelum diaplikasikan

What is Biofertilizer ? B. BIOFERTILIZER Biofertilizers are the formulation of living microorganisms, which are able to fix atmospheric nitrogen in the available form for plants either by living freely in the soil or being associated symbiotically with plants (Subba Rao,1993).

Fungsi Mikroorganisme penyediaan hara peningkatan ketersediaan hara pengontrol organisme pengganggu tanaman pengurai bahan organik dan pembentuk humus perombak persenyawaan agrokimia

KEUNTUNGAN PEMANFAATAN BIOFERTILIZER Pemakaian pupuk anorganik (Urea, TSP, KCl, dll) dapat ditinggalkan Meningkatkan kesuburan tanah dengan jalan memperbaiki struktur tanah dan mengoptimalkan mikroba yang bekerja dalam tanah Meningkatkan hasil panen Ketersediaan hara makro dan mikro terpenuhi dan aktifitas mikroorganisme tanah untuk membantu kesuburan tanah juga terjaga.

Teknik Pembuatan Biofertilizer Menentukan Mikroba Bahan Aktif Mengisolasi Mikroba Target Menyeleksi Mikroba Target Menentukan Metode dan Bahan Pembawa (carrier) Menentukan Metode Perbanyakan Secara Masal Membuat Prototipe Menguji Prototipe

Hama dan penyakit = kendala serius dalam budidaya pertanian organik. C. Agen Biokontrol Hama dan penyakit = kendala serius dalam budidaya pertanian organik. Jenis-jenis tanaman umumnya sangat rentan terhadap serangan hama dan penyakit  terbiasa dilindungi pestisida kimia Alam telah menyediakan mekanisme perlindungan alami  dg adanya mikroba pengendali mikroorganisme patogen Bila ∑mikroba pengendali < ∑mikroorganisme patogen  merugikan tanaman

Contoh Mikroba Pengendali HAMA dan PENYAKIT Mikroba pengendali = agen biokontrol Contoh Mikroba Pengendali HAMA dan PENYAKIT Trichoderma sp. Paecilomyces sp. Bacillus thurigiensis Bauveria bassiana Metharizium anisopliae

biokontrol yang tersedia di pasaran

Beberapa contoh lain mikroba patogen : Botrytis cinerea  pada strawbery Pythium ultimum  pada jagung Colletotrichum graminicola  pada jagung Ganoderma boninense  pada kelapa sawit Burkholderia plantarii  pada padi Acidovorax spp.  pada padi Fusarium sp.  pada pisang Albugo candida  pada bayam Rhizoctonia solani  pada kapas, tembakau, timun Ganoderma sp.

Kriteria Isolasi Kriteria konvensional yang dapat digunakan untuk seleksi galur-galur mikroba yang dapat berpotensi sebagai agen biokontrol adalah mempunyai sifat- sifat: Aman ( memenuhi prasyarat biosafety atau yang dikenal sebagai GRAS micro-organisms/Generally Recognized As Safe) Asal muasal dari mikroorganisme agen biokontrol Resistensi terhadap kondisi in vitro maupun in vivo . Kemampuan/aktivitas antimikroba harus diuji

STUDI KASUS

I. PENDAHULUAN Pestisida tidak hanya berdampak merugikan pada “kesehatan” manusia dan “lingkungan”, tetapi juga pada lahan “pertanian” dan menyebabkan produk pertanian” tidak aman” dikonsumsi. Agen biokontrol “penting untuk dipelajari” dan “dikembangkan sebagai produser” berbagai senyawa antibiotik yang aman digunakan untuk mengatasi masalah penyakit tanaman.

Bakteri sebagai agen biokontrol mempunyai beberapa kelebihan diantaranya : bakteri merupakan mikroorganisme yang banyak terdapat di tanah, produksi massa bakteri juga lebih mudah dan lebih cepat daripada mikroorganisme lain seperti jamur. Bakteri sebagai agen biokontrol yang pernah dilaporkan adalah Agrobacterium, Pseudomonas, Bacillus, Alcaligenes, Streptomyces (Shoda, 2000).

Contoh jamur patogen  Rhizoctonia solani -Menyebabkan penyakit pada padi, kacang, tomat, dll -Bersifat patogen pada kacang panjang (Glycine max (L.) Merr.) dan menyerang tunas tomat (Solanum lycopersicon) Biokontrolnya dapat melalui antibiotik yang dihasilkannya atau kompetisi makanan. Contoh antibiotik yang dapat menghambat pertumbuhan jamur misal  iturin dan surfaktin

Tujuan : untuk menskrining 31 isolat bakteri yang berpotensi sebagai agen pengendali hayati R. solani dengan uji daya hambat terhadap pertumbuhan R. solani dan kemampuannya dalam menghasilkan surfaktin.

R.solani salah satu jamur patogen soilborne terpenting yang dapat berkembang pada kedua kultivasi,di tanah maupun tanpa tanah,penyebab penyakit pada padi, kacang, tomat, dan tanaman lainnya (Sneh et al.,1991). R.solani

II. METODOLOGI Bahan : - 31 isolat bakteri Biakan R. solani, Bubuk jagung dan kedelai (pakan ternak), polipepton, ekstrak khamir, NaCl, Potato Dekstrose Agar (PDA), agar teknis, baktopepton, ekstrak daging sapi, susu skim, larutan garam fisiologis, KH2PO4, K2HPO4, MgSO4.5H2O, FeSO4.7H2O, ZnSO4, MnCl2, tripton, dekstrosa KM, tributyrin, 0,85% NaCl dan akuades. Sumber Isolat adalah gambut, tanah sawah, tanah yang tanamannya berpatogen, tanah kebun, tanah lava gunung berapi, dan kompos.

CARA KERJA Pembuatan Medium Prekultivasi (LB, NA, PA, PDA) Uji in vitro terhadap isolat R. solani Kultivasi Pengukuran pH dan penghitungan populasi Uji aktivitas surfaktin

III. HASIL & PEMBAHASAN a.Daya hambat isolat terhadap pertumbuhan jamur R. solani Tiga isolat yang memilki daya hambat terbesar terhadap pertumbuhan jamur R. solani yaitu 54 dan 163 adalah Bacillus pantotheinticus dan isolat KC4 adalah Bacillus brevis. Uji daya hambat isolat terhadap pertumbuhan jamur R. solani merupakan uji semi kuantitatif penentuan kemampuan isolat bakteri untuk menghasilkan ”iturin”.

menunjukkan semua isolat mampu menghambat pertumbuhan R menunjukkan semua isolat mampu menghambat pertumbuhan R. solani dengan persentase sekitar 60% hingga 96%. Isolat dengan daya hambat terbesar adalah nomor 54 (96,43%), KC4 (93,45%), dan 163 (93,19%)

b. Jumlah populasi dan nilai pH pada medium produksi Naiknya nilai pH adalah karena isolat menghasilkan metabolit sekunder seperti “iturin dan surfaktin” yang dibuktikan dengan kemampuan isolat dalam menghambat pertumbuhan R. solani dan terbentuknya missel oleh surfaktin yang dihasilkan isolat, yang dicirikan dengan adanya clearing zone.

semua isolat bakteri mampu menghasilkan surfaktin dengan indeks biosurfaktan yang berbeda-beda, berkisar antara 1 hingga 3.9. Isolat yang memiliki indeks biosurfaktan terbesar adalah isolat nomor KB2 (3,92) ) yaitu Bacillus sp..

c.Uji aktivitas biosurfaktan Prinsip uji aktivitas biosurfaktan adalah berdasarkan sifat surfaktin yang mampu membentuk misel mengelilingi komponen hidrofobik. Isolat bakteri yang mampu menghasilkan surfaktin akan menimbulkan daerah halo di sekitarnya karena surfaktin yang dikeluarkan akan membentuk misel mengelilingi komponen hidrofobik, yang dalam penelitian ini adalah tributirin.

Iturin Merupakan senyawa antibiotik penghambat pertumbuhan jamur -Terdiri atas tujuh buah residu asam amino yang bersifat hidrofilik dan ekor hidrokarbon dengan panjang 10- 13 karbon yang bersifat hidrofobik

Surfaktin Surfaktin adalah antibiotik yang memiliki kerja sebagai suatu biosurfaktan, Dapat merusak permeabilitas membran sel dengan cara menurunkan tegangan permukaan (Huang et al., 1993). Surfaktin merupakan antibiotik yang mampu menghambat pertumbuhan jamur patogen.

semua isolat yang diuji adalah kooproduser iturin dan surfaktin semua isolat yang diuji adalah kooproduser iturin dan surfaktin. Genus Bacillus, umumnya merupakan kooproduser senyawa antibiotik polipeptida (Feignier et al., 1996). Surfaktin seperti halnya iturin merupakan metabolit sekunder yang dihasilkan oleh bakteri pada fase stasioner. Surfaktin dapat berperan sebagai anti jamur dengan cara membentuk misel dengan komponen membran sel jamur.

IV. KESIMPULAN Dari hasil skrining terhadap 31 isolat bakteri, didapatkan dua species Bacillus yang berpotensi untuk agen biokontrol jamur patogen Rhizotonia solani yaitu B. pantotheinticus (Isolat 54 dan163) dan B. brevis (Isolat KC4), dengan daya hambat terbesar sekitar 93-96%. Semua isolat yang diuji adalah ”kooproduser iturin dan surfaktin”. Indeks surfaktin terbesar (3,91) dihasilkan oleh Bacillus sp. (isolat KB2).

REFERENSI Gusmailina. 2010. “Pengaruh Arang Kompos Bioaktif Terhadap Pertumbuhan Anakan Bulian (Eusyderoxylon zwageri) dan Gaharu (Aquilaria malaccensis)”. Pusat Litbang Hasil Hutan. Junaedi, Ahmad, Ahmad Rojidin, dan Eko Sutrisno. Tanpa tahun. “Pembuatan Arang Kompos Bioaktif (Arkoba) dari Limbah Penyulingan Nilam”. Nugroho, T.T.” Bioteknologi Fungi Biokontrol dan Pengembangannya untuk Aplikasi dalam Bidang Pertanian, Industri Ramah Lingkungan dan Kesehatan”. Universitas Riau : Riau. Yuliar. 2008. “Skrining Bioantagonistik Bakteri untuk Agen Biokontrol Rhizoctonia solani dan Kemampuannya dalam Menghasilkan Surfaktin”. LIPI : Cibinong-Bogor.

TERIMAKASIh…..