
Latar Belakang
Tanah
yang terbentuk dari bahan-bahan berupa bahan mineral dan organik, air serta
udara tersusun di dalam ruangan yang membentuk tubuh tanah. Akibat
berlangsungnya proses pembentukan tanah itu, maka terjadilah perbedaan morfologi,
kimia, fisis, dan biologi dari tanah yang berbeda-beda pula (Hakim, dkk,1986).
Tanah, udara dan air
adalah media yang sangat penting bagi kelangsungan hidust`kehidupan
akan berjalan apabila terdapat tiga unsur kehidupan tersebut. Mempelajari
tentang tanah merupakan langkah awal untuk mengetahui tentang keanekaragaman
alam. Tanah yang sudah tercemari oleh air dan udara dapat di hijaukan kembali
dengan reboisasi lahan (Dingus, 1999).
Di
dalam tanah hidup berbagai jasad renik (mikroorganisma) yang melakukan berbagai
kegiatan yang menguntungkan bagi kehidupan makhluk-makhluk hidup lainnya atau
dengan perkataan lain menjadikan tanah memungkinkan bagi kelanjutan siklus
kehidupan makhluk-makhluk alami (Sutedjo, dkk,1991).
Tanah itu merupakan medium
alam untuk pertumbuhan tanaman. Tanah menyediakan unsur-unsur hara sebagai
makanan tanaman untuk pertumbuhannya. Selanjutnya unsur hara diserap oleh akar
tanaman dan melalui daun dirobah menjadi persenyawaan organik seperti
karbohidrat, protein, lemak dan lain-lain yang amat berguna bagi kehidupan
manusia dan hewan (Hakim, dkk, 1986).
Tujuan Percobaan
Adapun
tujuan dari percobaan Nitrifikasi dan Denitrifikasi ini adalah untuk memonitor
transformasi yang dilakukan mikroba terhadap senyawa nitrogen di dalan tanah.
Kegunaan Percobaan
-
Sebagai salah satu
syarat untuk mengikuti praktikal test di Laboratorium Bioteknologi Pertanian,
Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Medan.
-
Sebagai sumber
informasi bagi pihak yang membutuhkan.

Nitrifikasi
Nitrifikasi
adalah suatu proses oksidasi enzimatik yakni perubahan senyawa amonium menjadi
senyawa nitrat yang dilakukan oleh bakteri-bakteri tertentu. Proses ini
berlangsung dalam dua tahap dan masing-masing dilakukan oleh grup bakteri yang
berbeda. Tahap pertama adalah proses oksidasi amonium menjadi nitrit yang
dilaksanakan oleh bakteri Nitrosomonas sp dan tahap kedua adalah proses
oksidasi enzimatik nitrit menjadi nitrat yang dilaksanakan oleh bakteri Notrobakter
sp. Proses oksidasi enzimatik perubahan amonium menjadi nitrat dan
selanjutnya menjadi nitrat digambarkan sebagai berikut :

Bakteri
Nitrosomonas

Bakteri
Nitrobacter
(Damanik, dkk, 2010).
Bakteri
adalah yang paling berkelimpahan dari semua organisme. Mereka tersebut tersebar
di tanah, air, dan sebagian bersimbiosis dengan organisme lainnya. Banyak
patogen merupakan bakteri, biasanya berukuran 0,5-5 Nm.mereka umumnya memiliki
dinding sel. Seperti sel tumbuhan dan jamur tetapi dengan komposisi sangat
berbeda (Inansetyo dan Kurniastuty,
1995).
Bakteri
nitrifikasi sangat peka terhadap lingkungan, karenanya nitrifikasi merupakan
hubungan lemah dalam peredaran nitrogen. Faktor-faktor tanah yang mempengaruhi
proses nitrifikasi dapat disebutkan yaitu : (1) aerasi, (2) suhu, (3)
kelembaban, (4) kapur aktif, (5) pupuk dan (6) nisbah karbon – nitrogen (Hakim, dkk,1986).
Bakteri nitrogen
adalah bakteri yang mampu mengikat nitrogen bebas dari udara dan mengubahnya menjadi
suatu senyawa yang dapat diserap oleh tumbuhan. Kelompok bakteri ini ada yang hidup bebas maupun
simbiosis. Bakteri nitrogen yang hidup bebas yaitu Azotobacter chroococcum, Clostridium pasteurianum, dan Rhodospirillum rubrum. Bakteri nitrogen yang hidup bersimbiosis dengan
tanaman polong-polongan yaitu Rhizobium leguminosarum, yang hidup dalam akar membentuk nodul
atau bintil-bintil akar. Tumbuhan yang bersimbiosis dengan Rhizobium
banyak digunakan sebagai pupuk hijau seperti Crotalaria, Tephrosia,
dan Indigofera. Akar tanaman polong-polongan tersebut menyediakan
karbohidrat dan senyawa lain bagi bakteri melalui kemampuannya mengikat
nitrogen bagi akar. Jika bakteri dipisahkan dari inangnya (akar), maka tidak
dapat mengikat nitrogen sama sekali atau hanya dapat mengikat nitrogen sedikit
sekali. Bintil-bintil akar melepaskan senyawa nitrogen organik ke dalam tanah
tempat tanaman polong hidup (Anonimous,
2010).
Denitrifikasi
Apabila
tanah dalm keadaan tergenang, maka oksigen didesak keluar dan proses dekomposisi
berlangsung dalam keadaan anaerob. Beberapa mikroorganisme seperti Pseudomonas,
Micrococcus, Bacillus, dan
Thiobacillus thiopharus dalam keadaan demikian dapat
mereduksi nitrat dan nitrit, memanfaatkan oksigennya (Hakim, dkk, 1986).
Denitrifikasi secara umum merupakan proses reduksi nitrat
(NO3) secara bertahap menjadi nitrit (NO2), Nitrouse Dioxide (N2O), Nitrouse
oxide (NO), sampai menjadi N2 dalam kondisi anaerobik. Denitrifikasi
dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu : kelembapan tinggi, pH netral
(6,8-8,0), ketersediaan karbon, kadar oksigen terlarut dan temperatur yang
tinggi. proses denitrifikasi tidak lepas dari peranan bakteri denitrifikasi
(denitrifier). bakteri yang berperan dalam denitrifikasi umumnya merupakan
bakteri anaerobik. Terdapat 3 kelompok bakteri denitrifikasi yaitu : bakteri
pereduksi NO3 menjadi N2O, bakteri pereduksi NO2 menjadi N2, dan bakteri
pereduksi NO3 menjadi NO2, NO, N2O (Anonimous, 2010).
Dalam
situasi normal maka nitrogen dapat diproses menjadi bentuk amonium atau bentuk
nitrat yang langsung tersedia bagi tanaman. Tetapi dalam keadaan tertentu,
yaitu kalau udara dalam tanah terbatas akibat drainase jelek (air menggenang),
atau disebabkan oleh pemakaian berlebihan dari bahan organik mentah yang
bersifat mudan busuk sehingga nitrat dan nitrit yang terbentuk akan
menghasilkan gas nitrogen atau hasil oksidasi lain yang akhirnya dapat menguap
ke udara. Peristiwa ini terjadi dalam tanah yang dilakukan terutama oleh
organisme anaerobik yang aktif dalam keadaan tanpa oksigen, dan akan terjadi
reduksi. Proses terjadinya reduksi dari nitrat ke nitrit, amonia atau nitrigen
bebas disebut denitrifikasi (Hardjadi, 1979).
Golongan
aerobik, yaitu bakteri azotobakter yang tersebar secara meluas, ditemukan dalam
tanah dengan pH 6.0 lebih, reaksi tanah ini merupakan faktor pembatas pada
perkembangan dan penyebaran bakteri tersebut, memang pada pH kurang dari 6.0
dapat juga hidup tetapi tidak aktif. Golongan anaerobik, yaitu golongan
clostridium yang dapat lebih menyesuaikan diri pada keadaan asam dibandingkan
dengan bakteri-bakteri lain dari golongan anearobik, kadang-kadang
penyebarannya luas (di dan kemana-mana), sehingga sering ditemukan di setiap
jenis tanah dalam keadaan yang menguntungkan karena dapat mengikat nitrogen
(Sutedjo, dkk,1991).

Tempat dan Waktu Percobaan
Percobaan
Nitrifikasi dan Denitrifikasi ini dilakukan di Laboratorium Bioteknologi
Pertanian Departemen Ilmu Tanah, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera
Utara, Medan pada tanggal 07 Mei
2012 pkl. 15.00 WIB.
Bahan dan Alat
Bahan
Adapun bahan yang
digunakan dalam percobaan ini adalah :
-
Tanah
Piner sebagai bahan percobaan.
-
Tanah
Tridharma sebagai bahan percobaan.
-
Tanah
Parkiran sebagai bahan percobaan.
-
Tanah
ATP sebagai bahan percobaan.
-
TKKS
sebagai media yang dicampurkan dengan tanah.
-
Kapas, untuk menyumbat
mulut botol infus.
-
Cling wrap, untuk
mengisolasi botol infus yang digunting.
-
Plastik, untuk menutup
mulut botol aqua.
-
Karet gelang, untuk
mengikat plastik.
-
Kertas saring, untuk
menyaring larutan tanah.
-
Glukosa, sebagai bahan
untuk mengetahui proses denitrifikasi.
-
Reagen Nesstler,
sebagai bahan pendeteksi ada atau tidaknya proses nitrifikasi.
-
Asam borat sebagai
bahan membuat reagen.
-
KNO3 sebagai
bahan dalam proses nitrifikasi.
-
Larutan
NH4 (SO4)2 sebagai larutan dalam perlakuan
infus.
-
Aquadest, sebagai bahan
pelarut tanah.
-
Paku, sebagai gantungan
kawat.
-
Air, sebagai bahan
pelembab kapas.
-
Label nama, untuk
memberi tanda pada masing-masing botol.
Alat
Adapun bahan yang
digunakan dalam percobaan ini adalah
-
Timbangan analitik,
untuk menimbang tanah.
-
8 buah botol infus
sebagai wadah setiap jenis tanah.
-
4
buah botol aqua 600 ml sebagai wadah tanah.
-
2
buah aqua cup sebagai wadah tanah.
-
Erlenmeyer, sebagai
wadah penampung larutan tanah.
-
Pisau untuk memotong
botol aqua dan botol infus.
-
Beaker glass, sebagai
wadah untuk mencampurkan larutan.
-
Corong, untuk
menyalurkan larutan tanah ke wadah.
-
Gelas ukur, untuk
mengukur volume air.
-
Pipet
skala untuk mengambil/memindahkan larutan.
-
Pipet
volumetri untuk mengambil larutan tanah dan air.
-
Pipet
tetes untuk meneteskan nessler.
-
Handsprayer
sebagai wadah alkohol untuk sterilisasi alat
dan bahan.
-
Botol balsem, untuk
wadah Reagen.
-
Spatula, untuk mengaduk
larutan.
-
Porselen, sebagai wadah
dilakukannya proses pengenceran
-
Kawat, untuk
menggantungkan botol infus.
-
Selang infus, untuk
mengalirkan air yang terdapat di dalam infus.
-
Ember untuk
tempat mencuci alat.
-
Botol
aquades untuk tempat aquades.
Metode Percobaan
I.
Prosedur percobaan pada botol infus
-
Dibuka bagian atas 8
botol infus.
-
Di sumbat bagian
bawahnya dengan cling wrap , letakkan
kapas pada bagian bawah dan dilembabi dengan air.
-
Pada 4 botol infus
ditambahkan dengan TKKS di atas kapas.
-
Ditimbang setiap jenis
tanah sebanyak 100 gr, lalu dimasukkan ke dalam botol infus.
-
Ditimbang KNO3
sebanyak 10 gr, lalu masukkan beserta tanah yang sudah ditimbang ke dalam botol
infus.
-
Ditutup bagian atas
botol infus dengan cling wrap lalu di gantung dengan menggunakan kawat.
-
Diinkubasi selama 1
minggu.
-
Setelah 1 minggu dibuka
cling wrap bagian atas lalu ditambahkan 50 mL air, bagian bawah botol infus
dilubangi dengan menggukan selang infus.
-
Dialirkan air tersebut
di alirkan dan ditampung di botol balsem.
-
Diambil 5 tetes larutan
tanah tersebut dan diletakkan ke dalam porselen lalu ditambahkan 1 tetes Reagen
Nesstler.
-
Diamati warnanya.
Apabila warna larutan kuning pekat itu menunjukkan proses nitrifikasi
berlangsung dalam jumlah tinggi.
-
Dilakukan pengenceran
untuk membuktikan kejenuhan proses nitrifikasi tersebut.
II.
Prosedur percobaan pada botol Aqua 500 mL
-
Dibuka bagian atas 4
botol Aqua.
-
Ditimbang setiap jenis
tanah sebanyak 100 gr, lalu dimasukkan ke dalam botol Aqua
-
Ditutup bagian atas
botol Aqua dengan menggunakan plastik dan diikat dengan karet, bolongi p;astik
tersebut.
-
Diinkubasi selama 1
minggu.
-
Setelah 1 minggu
plastik bagian, diambil 10 gr tanah lalu diletakkan ke dalam beaker glass.
-
Ditambahkan 25 mL
aquadest, aduk dengan spatula.
-
Disaring larutan tanah
tersebut dengan menggunakan corong yang di alsi dengan kertas saring.
-
Ditampung saringan
larutan tersebut di dalam erlenmeyer.
-
Diambil 5 tetes larutan
tanah tersebut dan diletakkan ke dalam porselen lalu ditambahkan 1 tetes Reagen
Nesstler.
-
Diamati warnanya. Apabila
warna larutan kuning pekat itu menunjukkan proses nitrifikasi berlangsung dalam
jumlah tinggi.
-
Dilakukan pengenceran
untuk membuktikan kejenuhan proses nitrifikasi tersebut.

Hasil
Percobaan Pada Botol Aqua dengan
Penambahan 0,01 % KNO3
Kontainer
|
I
|
II
|
III
|
IV
|
Tanah
|
ATP
|
Tridharma
|
Parkiran
|
Piner
|
Perubahan
Warna
|
-
|
-
|
-
|
-
|
Percobaan Pada Infus + 500 ml NH4SO4
Kontainer
|
I
|
II
|
III
|
IV
|
V
|
VI
|
VII
|
VIII
|
Tanah
|
ATP
|
Piner
|
Tridharma
|
Parkiran
|
ATP+ TKKS
|
Piner+ TKKS
|
Tridarma+
TKKS
|
Parkiran +TKKS
|
Perubahan
Warna
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
Percobaan Pada Botol
Iinfus
Nitrat
|
Parkiran +TKKS
|
Tridharma + TKKS
|
Piner +TKKS
|
ATP +TKKS
|
Parkiran
|
Tridharma
|
Piner
|
ATP
|
0
|
-
|
+
|
-
|
+
|
+
|
+
|
-
|
-
|
1x
|
-
|
+
|
-
|
+
|
+
|
+
|
-
|
-
|
2x
|
-
|
+
|
-
|
+
|
+
|
-
|
-
|
-
|
3x
|
-
|
-
|
-
|
+
|
-
|
-
|
-
|
-
|
4x
|
-
|
-
|
-
|
+
|
-
|
-
|
-
|
-
|
5x
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
Percobaan
Pada Botol Aqua 500 mL
Nitrat
|
Parkiran
|
Tridarma
|
ATP
|
Piner
|
0
|
+
|
-
|
-
|
-
|
1x
|
+
|
-
|
-
|
-
|
2x
|
-
|
-
|
-
|
-
|
3x
|
-
|
-
|
-
|
-
|
4x
|
-
|
-
|
-
|
-
|
5x
|
-
|
-
|
-
|
-
|
Pembahasan
Dari
hasil percobaan didapatlah proses nitrifikasi tertinggi pada percobaan botol
aqua 500 ml terdapat pada parkiran. Hal ini dibuktikan dengan dilakukannya
proses pengenceran sebanyak 1x. Ini bisa disebabkan karena jumlah botol bakteri
yang menguras senyawa amoniak menjadi nitrat berada dalam jumlah yang sangat
banyak dalam tanah. Hal ini sesuai dengan literatur Bennet dan O’neil (1989)
yang menyatakan bahwa bakteri nitrifikasi adalah bakteri tertentu yang mampu
menyusun senyawa nitrat sehingga berlangsung proses nitrifikasi.
Dari hasil percobaan didapat proses
nitrifikasi terendah adalah pada percobaan botol aqua 500 ml. Terdapat pada
tanah tridarma, pineer, dan ATP. Hal ini dibuktikan dengan tidak adanya
pengenceran, tetapi larutan tanah yang
sudah ditetesi reagen menjadi warna putih. Hal ini disebabkan karena proses
nitrifikasi berlangsung sedikit sehingga nitrat yang dihasilkan pun sedikit.
Hal ini sesuai dengan pernyataan Isnansetyo dan Kurniastuty (1995) yang
menyatakan bahwa bakteri nitrogen yang hidup bebas yaitu Azobacter chrococcum,
Clostridium pasteriannum.
Proses nitirfikasi berlangsung tinggi
pada percobaan tanah ATP+TKKS. Hal ini dibuktikan dengan dilakukannya
pengenceran sebanyak 5x, tetapi warna larutan tanah yang ditetesi Reagen masih
tetap berwarna kuning pekat. Salah satu faktor yang menentukan tinggi rendahnya
proses nitrifikasi adalah kelembaban, suhu dan pupuk. Apabila kelembaban tinggi
maka bakteri nitrogen akan berkembang dalam jumlah yang banyak, hal ini dapat
mengakibatkan nitrifikasi berlangsung tinggi. Hal ini sesuai dengan literatur Hakim, dkk, (1986) yang menyatakan
bahwa Faktor-faktor tanah yang mempengaruhi proses nitrifikasi dapat disebutkan
yaitu : (1) aerasi, (2) suhu, (3) kelembaban, (4) kapur aktif, (5) pupuk dan
(6) nisbah karbon – nitrogen.
Prinsip kerja nitrifikasi adalah
ditimbang tanah dari 4 daerah berbeda dengan berat masing-masing 100 gram dan dimasukkan kedalam botol infus dan botol
aqua 500 ml dan dilembabi tanahnya dengan larutan (NH4)(SO4)2 pada perlakuan
botol infus dan diinkubasi selama 1 minggu.
Dalam nitrifikasi, cara penambahan
bakterinya adalah dengan cara menempatkan tanaman pada iklim yang sesuai,
karena bakteri mengambil makanan dari tanaman inangnya.
Dalam percobaan ini reagen yang
digunakan adalah reagen nestler. Reagen nestler berfungsi sebagai indikator
nitrat yang ditandai dengan perubahan warna pada larutan tanah yang mengandung
nitrat.

Kesimpulan
1. Proses
nitrifikasi tertinggi pada percobaan botol infus terdapat pada sampel tanah ATP + TKKS.
2. Proses
nitrifikasi terendah pada percobaan botol infus terdapat pada sampel tanah ATP,
Piner, Piner + TKKS dan Parkiran + TKKS.
3. Proses
nitrifikasi tertinggi pada percobaan botol Aqua 500 mL terdapat pada sampel
tanah Parkiran.
4. Proses
nitrifikasi terendah pada percobaan botol Aqua 500 mL terdapat pada sampel
tanah Piner, ATP dan Tridharma.
5. Azotobacter
chrococcum, Clostridium pasteuriannum merupakan
salah satu jenis bakteri nitrifikasi.
Saran
Diharapkan agar praktikan dapat melakukannya dengan
hati-hati agar tidak terjadinya pecahnya alat-alat laboratorium dan teliti
dalam meneteskan reagen kedalam porselen..

Anonimuos.
2010. http://www.eshaflora.com. Diakses
pada tanggal 08 Maret 2010.
Bennet,
A.B. and O’neill, S.D. 1989.
Horticulture Biotechnology. Willey US.
New York.
Damanik,
M. M.B., Bachtiar, E. H., Fauzi, Sarifuddin, dan Hamidah, H. 2010.
Kesuburan Tanah dan Pemupukan. USU Press. Medan.
Dingus.,
D. D. 1999. Soil Science Laboratory Manual. California Polytechnic Institute,
San Luis Obispo. California.
Hakim,
N., M. Yusuf, N., A. M. Lubis, Sutopo, G. H., M. Amin, D., Go, B. H., dan H. H. Bailey. 1986. Dasar-dasar
Ilmu Tanah.
Penerbit Universitas Lampung. Lampung.
Hardjadi, S.S. 1979. Pengantar Agronomi. PT.
Gramedia. Jakarta.
Isnansetyo,
K. dan Kurniastuty. 1995. Teknik
Kultur Phytoplankton dan Zooplankton. Kanisius. Jakarta
Sutedjo,
M. M., A. G. Kartasapoetra, dan S. Sastroamidjojo. 1991. Mikrobiologi
Tanah. Rineka Cipta. Jakarta.
Yuwono,
T. 1999. Bioteknologi Pertanian. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.

Proses
nitrifikasi pada percobaan botol infus :
![]() |
||||
![]() |
||||
![]() |
||||
![]() |
||||
![]() |
||||
|

![]() |
|
![]() |
|
![]() |
|
![]() |
|
![]() |
Tidak ada komentar:
Posting Komentar