Abstrak —Biofertilizer  mengandung  mikroorganisme  hidup dengan  kemampuan  melarutkan  unsur  makronutrien  dan memproduksi  fitohormon.  Konsorsium  bakteri  merupakan kumpulan  dari  2  atau  lebih  bakteri  yang  membentuk  suatu komunitas dari genus yang berbeda. Agar mendukung aplikasi biofertilizer  diperlukan  adanya sinergisme antar bakteri. Pada penelitian  ini  akan  dilakukan  uji  sinergisme  dan  uji  potensi biofertilizer secara kualitatif. Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui sinergisme dan potensi bakteri sebagai biofertilizer. Hasil  menunjukkan  bahwa  dengan  deteksi  kualitatif    keenam isolat  bakteri  tersebut  tidak  mampu  menambat  nitrogen, melarutkan  fosfat  dan  kalium  serta  tidak  dapat  memproduksi fitohormon IAA namun dapat bersinergi secara positif.
Kata  Kunci —biofertilizer,  fosfat,  kalium,  IAA,  nitrogen, sinergisme

## I. PENDAHULUAN
ENGGUNAAN  pupuk  kimia  terutama  pada  sektor pertanian secara berlebihan dapat meningkatkan produktivitas  namun  dapat  pula  menyebabkan  dampak negatif  pada  lingkungan  yaitu  pencemaran  air  dan  tanah [1][2].  Penggunaan  pupuk  hayati  atau  biofertilizer merupakan  salah  satu  upaya  untuk  mengurangi  dampak tersebut.  Pupuk  hayati  atau  biofertilizer  merupakan  produk biologi  aktif  terdiri  atas  mikroorganisme  yang  dapat meningkatkan efisiensi pemupukan, kesuburan dan kesehatan  tanah.  Formula  pupuk  hayati  adalah  komposisi mikroorganisme dan bahan pembawa penyusun pupuk hayati (PERMENTAN  No.  70  Tahun  2011).  Biofertilizer  sebagai pupuk biologis berpotensi dalam meningkatkan produktivitas  dan  keberlanjutan  tanah.  Hal  ini  dilaporkan oleh Seed et al ., (2015) [3] bahwa produksi timun ( Cucumis sativus L.)  dengan  aplikasi  biofertilizer  dapat  meningkat secara signifikan dibandingkan dengan aplikasi pupuk kimia. Menurut Mohammadi and Sohrabi (2012) [4], mikroorganisme  yang  umum  digunakan  sebagai  inokulan biofertilizer  adalah  perombak  nitrogen  (N-fixer),  pelarut fosfat  (P-solubilizer)  dan  pelarut  kalium  (K-solubilizer). Sebagian  besar  bakteri  yang  dapat  digunakan  sebagai biofertilizer  merupakan  bakteri  yang  dapat  berasosiasi dengan perakaran tanaman atau rizosfer.
Pusat  Penelitian  Gula  PTPN  X,  Kediri,  memiliki  6  isolat bakteri  dengan  genus Azotobacter,  Azospirilum,  Bacillus, Cellulomonas,  Cythopaga dan Pseudomonas .  Selama  ini  6 genus bakteri tersebut digunakan sebagai konsorsium  dalam medium  molasse  namun  belum  diketahui  sinergisme  antar isolat.  Pada  penelitian  ini  isolat  bakteri  koleksi  Pusat Penelitian  Gula  PTPN  X  akan  diuji  secara  kualitatif kemampuannya  sebagai  biofertilizer  dengan  parameter sesuai PERMENTAN No. 70 Tahun 2011 yaitu kemampuan
dalam  melarutkan  fosfat,  kalium,  penambat  nitrogen, produksi  fitohormon Indole-3-Acetic  Acid (IAA)  serta mengetahui sinergisme antar isolat tersebut.

## II. METODOLOGI

## A. Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian  dilaksanakan  pada  bulan  Maret  hingga  Juli 2018  bertempat  di  Laboratorium  Mikrobiologi  Pusat Penelitian  Gula,  PT.  Perkebunan  Nusantara  X,  Jengkol, Kediri  serta  Laboratorium  Mikrobiologi  dan  Bioteknologi Departemen Biologi, Fakultas Ilmu Alam, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya.

## B. Uji Potensi Biofertilizer
Medium yang digunakan untuk uji kualitatif pelarut fosfat (medium  Pikovskaya  31,3  gL -1 ),  pelarut  kalium  (medium Aleksandrov  9,6  gL-),  penambat  nitrogen  (medium  JNFb), produksi fitohormon IAA (Nutrient Agar dan Triptofan).

## 1) Uji Potensi Pelarut Fosfat dan Kalium
Satu  Ose  isolat  bakteri  diinokulasikan  dalam  10  ml  NB dan  diinkubasi  selama  24  jam.  Kemudian  kertas  cakram steril  dicelupkan  ke  dalam  kultur  dan  diletakkan  pada medium Pikovskaya dan Aleksandrov padat. Inokulasi isolat dilakukan  dengan  meletakkan  cakram  dari  4  isolat  berbeda dalam satu medium yang sama (Gambar 1a) sebanyak 3 kali pengulangan.  Pengamatan  pembetukan  zona  bening  setiap 24  jam  sekali  dengan  pembatasan  masa  inkubasi  selama  3 hari.  Pengukuran  yang  dilakukan  berupa  rasio  zona  bening (halo)  dengan  membandingkan  diameter  zona  bening  dan diameter  koloni  (Gambar  1b)  pada  temperatur  ruangan [5][6]

## (a)
(b

## )
Gambar  1.    Sketsa  Inokulasi  Isolat  pada  Medium  Pikovskaya  dan Aleksandrov (a). Persamaan estimasi pembentukan zona bening. Huruf A, B, C, D adalah Representatif Isolat bakteri (b).

## 2) Uji Potensi Penambat Nitrogen
Satu  Ose  isolat  bakteri  diinokulasikan  dalam  10  ml  NB dan  diinkubasi  selama  24  jam.  Kemudian  kertas  cakram steril  dicelupkan  ke  dalam  kultur  dan  diletakkan  pada

## Potensi Bakteri Koleksi sebagai Biofertilizer
R. N. Safitri, M. Shovitri dan A. Hidayat Departemen Biologi, Fakultas Ilmu Alam dan Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
e-mail : maya@bio.its.ac.id
P
A  B
C D
medium JNFb. Inokulasi isolat dilakukan dengan meletakkan cakram dari 4 isolat berbeda dalam satu medium yang sama (Gambar  1a)  sebanyak  3  kali  pengulangan.  Isolat  yang positif  dapat  menambat  nitrogen  akan  menunjukkan perubahan warna biru disekitar cakram [7].

## 3) Uji Potensi Produksi Fitohormon IAA
Pengujian pembentukan IAA dilakukan dengan menginokulasikan  isolat  pada  medium  Nutrient  Agar  (NA) yang disuplementasi triptofan konsentrasi 100 ppm. Medium NA  disterilisasi  dengan  autoklaf  bersuhu  121˚C  pada tekanan  1  atm  selama  15  menit.  Larutan  stok  triptofan konsentrasi  500  ppm  dibuat  secara  terpisah  dengan pembuatan  NA  dalam  akuades  steril.  Larutan  stok  diambil sebanyak 20 ml dan dihomogenkan dengan 80 ml NA steril secara  aseptis.  Medium  NA  yang  sudah  disuplementasi triptofan  100  ppm  dituang  dalam  cawan  Petri.  Satu  Ose isolat  bakteri  diinokulasikan  secara  aseptis  pada  medium. Isolat  diinkubasi  selama  48  jam  pada  temperatur  ruang. Setelah  48  jam  masa  inkubasi, isolat ditetesi dengan reagen Salkowski  dan  diinkubasi  kembali  selama  30  menit  dalam keadaan gelap. Positif mampu memproduksi IAA ditunjukkan  dengan  perubahan  warna  isolat  menjadi  warna merah [8].

## C. Uji Sinergisme
Isolat  ditumbuhkan  pada  medium Nutrient  Agar (NA). Satu ose isolat A digoreskan secara vertikal dalam satu Petri, isolat  yang  lain  digoreskan  secara  tegak  lurus  dengan  jarak tertentu  dan  masing-masing  isolat  bertemu  pada  satu  titik dengan sketsa (Gambar 2) Isolat diinkubasi pada suhu ruang selama  24  jam.  Positif  sinergi  apabila  tidak  terbentuk  zona hambat pada titik yang bersinggungan antar isolat.
Gambar  2.  Sketsa  Inokulasi  Uji  Sinergisme  Isolat  Potensial Biofertilizer. Huruf A, B, C, D, E, F adalah Representatif Isolat Bakteri.

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Potensi Bakteri sebagai Biofertilizer
Berdasarkan hasil uji potensi biofertilizer ternyata seluruh isolat  tidak  berpotensi  dalam  dalam  menambat  nitrogen, melarutkan fosfat dan kalium serta produksi fitohormon IAA (Tabel 1).
Uji  kualitatif  potensi  pelarut  kalium  dan  fosfat  dilakukan hingga  4  kali screening pada  medium  pelarut  fosfat  dan kalium. Screening awal  dilakukan  dengan  metode  spot, namun  hasil  menunjukkan  tidak  terbentuk  zona  bening setelah  4  hari  masa  inkubasi  dengan  pengamatan  setiap  24 jam.  Selanjutnya  dilakukan screening kedua,  ketiga  dan
keempat  dengan  metode  cakram.  Hasil  juga  menunjukkan negatif tanpa terbentuk zona bening.
Tabel 1. Potensi Bakteri sebagai Biofertilizer
Azotobacter Azospirilum Bacillus Cellulomonas Cythopaga Pseudomonas 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 - Kelarutan Fosfat
- - Produksi Fitohormon IAA - - - - - Kelarutan Kalium - - - - - Parameter Biofertilizer Ulangan Ke- Diameter Zona Bening Isolat Bakteri (mm) Penambat Nitrogen - - - - - - Perubahan Warna (Merah) - - - - -
Keterangan : - = negatif
Uji kualitatif potensi dalam menambat nitrogen dilakukan satu  kali  dengan  masa  inkubasi  yang  lebih  lama. Screening dilakukan  dengan  metode  cakram.  Hasil  juga  negatif  tanpa terbentuk  warna  biru  disekitar  isolat  setelah  7  hari  masa inkubasi dengan pengamatan setiap 24 jam. Hasil negatif ini seakan  kontradiktif  dengan  yang  dilaporkan  oleh  [9]  [10] dan  juga  yang  dilaporkan  oleh  Pusat  Penelitian Gula PTPN X.  hasil  yang  dilaporkan  oleh  PusLit  Gula  PTPN  X  bakteri Azospirillum, Azotobacter dan Cytophaga mampu melarutkan  fosfat.  Bakteri Bacillus dan Pseudomonas memiliki  kemampuan  dalam  melarutkan  fosfat  dan  kalium (Kolekar et  al .,  2017)  [11]  dan  bakteri Azospirillum serta Azotobacter mampu  menambat  nitrogen  (Rai  and  Nabti, 2017) [10].
Ada beberapa hal yang menyebabkan hasil deteksi kalium fosfat negatif antara lain adalah teknik sampling isolat. Pada penelitian  ini  dilakukan  purifikasi  dengan  metode  16  gores. Dari  hasil  purifikasi  16  gores  ditemukan  beberapa  bentuk koloni  yang  berbeda.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  diawal isolat  diduga  sudah  terkontaminasi.  Dari  beberapa  isolat tersebut  diambil  satu  bisolat  yang  digunakan  selanjutnya untuk  deteksi  kualitatif.  Kemungkinan  isolat  tersebut  bukan isolat yang sama dengan genus tersebut.
Pada  Tabel  1  diketahui  pula  bahwa  keenam  bakteri tidak dapat  memproduksi  fitohormon  IAA.  Uji  potensi  IAA dilakukan  sebanyak  2  kali  dengan  komposisi  medium  yang berbeda.  Pada screening awal  terjadi  kesalahan  dalam penambahan  konsentrasi  triptofan  hanya  67  ppm  dimana konsentrasi  triptofan  yang  harus  ditambahkan  adalah  100 ppm. Hasil dari screening awal tidak terbentuk warna merah pada  isolat  setelah  ditetesi  reagen  Salkowski. Screening dilakukan  kembali  dengan  konsentrasi  triptofan  yang  sesuai yaitu  100  ppm  namun  hasil  yang  didapat  sama  seperti screening awal yaitu tidak ada  perubahan warna merah pada isolat.  Keenam    isolat  tidak  berpotensi  memproduksi  IAA secara kualitatif. Pada screening IAA yang sudah dilakukan sumber  karbon  yang  didapatkan  oleh  bakteri  berasal  dari medium  NA  Produksi  IAA  oleh  bakteri  dipengaruhi  oleh faktor  lingkungan  diantaranya  pH,  tekanan  osmotik  dan sumber karbon yang terbatas [12].
Namun  demikian,  menurut  Peraturan  Menteri  Pertanian No. 70 Tahun 2011 parameter fungsional untuk biofertilizer selain  penambat  nitrogen,  pelarut  fosfat,  penghasil fitohormon  juga  dapat  menjadi  pendegradasi  bahan  organik (dekomposer). Oleh karena itu, untuk mengetahui potensinya
sebagai biofertilizer ,  maka  isolat-isolat  tersebut  perlu  diuji dengan  parameter  yang  lain  yaitu  degradasi  karbohidrat, lemak  dan  protein  serta  asam  organik  lain  yang  bermanfaat bagi pertumbuhan tanaman.
Selulosa  merupakan  salah  satu  jenis  karbohidrat  yang menjadi  komponen  dasar  dari  tumbuhan  dengan  produksi lebih tinggi dari bahan organik lainnya. Zat yang ada dalam tanah dan sisa tumbuhan yang dikembalikan ke tanah sekitar 40-70%  terdiri  dari  selulosa  [13].  Salah  satu  bakteri  yang memiliki  kemampuan  untuk  mendegradasi  selulosa  adalah Cellulomonas .  Langsford et  al (1984)  [14]  melaporkan bahwa  bakteri Cellulomonas mampu  mensekresikan  enzim selulase  sehingga  memungkinkan  pemanfaatan  selulosa sebagai  sumber  karbon.  Selain Cellulomonas , Bacillus dan Cytophaga juga  mampu  mendegradasi  selulosa  [15]. Bacillus memiliki  kemampuan  dalam  mendegradasi  subsrat selulosa  bermikrofibril  kristalin  karena Bacillus merupakan jenis bakteri kemoorganotrof yaitu bakteri yang menggunakan  hasil  reduksi  dan  oksidasi  senyawa  organik sebagai donor elektron [16].
Selain  selulosa,  lignin  adalah  biopolimer  aromatik  yang melimpah kedua di alam [17]. Lignin merupakan karbohidrat kompleks  yang  memiliki  berat  molekul  tinggi  dengan struktur  heterogen  dan  mengandung  alkohol  sehingga  sulit untuk di degradasi [18]. Sekitar 30% material pohon adalah lignin  yang  berfungsi  sebagai  penyedia  kekuatan  fisik pohon, pelindung dari biodegradasi dan serangan mikroorganisme [13]. Salah satu genus bakteri yang mampu mendegradasi lignin adalah Pseudomonas [19]. Kemampuan bakteri  dalam  mendegradasi  kedua  polimer  karbohidrat tersebut  merupakan  parameter  lain  dari biofertilizer sesuai PERMENTAN No. 70 Tahun 2011. Isolat yang dipurifikasi dalam penelitian ini bisa saja berpotensi sebagai biofertilizer dengan parameter yang berbeda sehingga perlu dilakukan uji lanjutan.

## B. Sinergisme Bakteri
Walaupun  potensi  dari  masing-masing  isolat  sebagai biofertilizer dengan  parameter  penambat  nitrogen,  pelarut fosfat dan kalium serta penghasil IAA adalah negatif (Tabel 2)  namun penelitian tetap dilanjutkan dengan uji sinergisme sebagai  dasar  pembentukan  konsorsium.  Hal  ini  karena masih  ada  peluang  bahwa  isolat  tersebut  mampu  berperan positif  untuk  kesuburan  tanah.  Hasil  menunjukkan  bahwa keenam isolat tersebut bersinergi secara positif yang terlihat dari  tidak  terbentuknya  zona  hambat  (Gambar  3).  Uji sinergisme  adalah  uji  yang  dilakukan  untuk  mengetahui interaksi  positif  antara  dua  atau  lebih  bakteri  yang  hidup bersama  dan  menggunakan  sumber  nutrisi  yang  sama . Uji sinergisme  dilakukan  sebelum  pembuatan  konsorsium. Menurut  Nugroho  dan  Hidayah  (2010)  [20],  konsorsium bakteri  merupakan  kumpulan  dari  dua  atau  lebih  bakteri yang membentuk suatu komunitas dari genus yang berbeda.
Aplikasi biofertilizer biasanya  dalam  bentuk  konsorsium, karena  setiap  anggota  konsorsium  dapat  berperan  pada lingkungan  masing-masing.  Sinergisme  menjadi  faktor utama  yang  diperlukan  bakteri  agar  mampu  bekerja  sama dengan  baik.  Sinergisme merupakan interaksi mikroba yang bersifat  kooperatif  namun  belum  diketahui  hubungan langsung  antara  sinergisme  bakteri  dan  ketersediaan  nutrisi
dengan  peralihan  interaksi  bakteri  dari  sinergisme  menjadi antagonisme [21].
A B C D
Gambar  3.  Sinergisme  Pertumbuhan  Bakteri  pada Medium NA selama 24 jam Masa Inkubasi yang Terlihat Saling Tumpang Tindih. (A) Sinergisme Isolat 2 terhadap Isolat 3,4, 5 dan 6. (B) Sinergisme Isolat 1 terhadap Isolat 2, 3, 4, 5 dan 6. (C) Sinergisme isolat 4 terhadap Isolat 5 dan 6 serta Isolat 6 terhadap 5. (D) Sinergisme Isolat 3 terhadap Isolat 4, 5 dan 6.
Tabel 2. Sinergisme antar Bakteri Isolat Azotobacter (1) Azospirilum (2) Bacillus (3) Cellulomonas (4) Cythopaga (5) Pseudomonas (6) Azotobacter (1) + + + + + Azospirilum (2) + + + + + Bacillus (3) + + + + + Cellulomonas (4) + + + + + Cythopaga (5) + + + + +
Pseudomonas (6) + + + + + Keterangan :
+ = sinergis - = antagonis

## IV. KESIMPULAN
Isolat  bakteri Azotobacter,  Azospirillum,  Bacillus, Cellulomonas,  Cytophaga dan Pseudomonas tidak  mampu menambat  nitrogen,  melarutkan  fosfat  dan  kalium  serta memproduksi  fitohormon  IAA  namun  dapat  bersinergi secara positif.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] S. K. B. D. Roychowdhury, M. Paul, “A Review on the Effects of Biofertilizers and Biopesticides on Rice and Tea Cultivation and Productivity,” Int. J. Sci. Eng. Technol. , vol. 2, no. 8, 2014.
[2] B.  C.  M.  and  P.  K.  R.  M.N.  Saha,  A.R.  Saha,  “Effect  of  Long Term  Jute  Rice  Wheat  Cropping  System  on  crop  yield  and fertility,”  in Long  Term  fertility  Experiments  in  Rice  Wheat Cropping Systems , Abrol., 2000, p. 94‐104.
[3] and P. H. A. K.S. Seed, S.A. Ahmed, S.A., I.A. Hassan, “Effect of Bio-Fertilizer and Chemical Fertilizer on Growth and Yield in Cucumber (Cucumis sativus L.) in Green House Condition,” Am. J. Agric. Environ. Sci , vol. 15, no. 3, 2015.
[4] K.  M.  and  Y.  Sohrabi,  “Bacterial  Biofertilizers  For  Sustainable Crop Production: A Review,” ARPN  J.  Agric.  Biol.  Sci. ,  vol.  7, no. 5, 2012.
[5] dan M. H. G.A.K. Sutariati, T.C. Rakian, Agustina, N. Sopacua, L.  Mudi,  “Kajian  Potensi  Rizobakteri  Pemacu  Pertumbuhan Tanaman yang diisolasi dari Rizosfer Padi Sehat,” J. Agroteknos , vol. 4, no. 2, 2014.
[6] K.  K. G. and P. B. Desai, “Rhizobacteria of sugarcane: In vitro
screening  for  their  plant  Growth  Promoting  potentials,”
Res.  J.
Recent Sci. , vol. 3, pp. 52–58, 2012.
[7] J.  A.  T.  K.J.  Downing,  G.  Leslei,  “Biocontrol  of  the  Sugarcane Borer  Eldana  saccharina  by  Expression  of  the  Bacillus thuringiensis  cry1Ac7  and  Serratia  marcescens  chiA  Genes  in Sugarcane-Associated  Bacteria,” Appl. Environ. Microbiol. , vol. 66, no. 7, pp. 2804–2810, 2000.
[8] F.  T.  Kholida  and  E.  Zulaika,  “Potensi  Azotobacter  sebagai Penghasil Hormon Pertumbuhan Auksin,” J. Sains dan Seni ITS , vol. 4, no. 2, 2015.
[9] H.  K.  P.  and  K.  B.  S.  S.S.  Kolekar,  P.D.  Desai,  “Study  Of Phosphate  Solubilizing  Microorganisms  with  Biofertilizer Potential,” Int.  J.  Pharma  Bio  Sci. ,  vol.  8,  no.  2,  pp.  751–757, 2017.
[10] A.  R.  and  E.  Nabti, Microbial  Strategies  for  Vegetable Production . Springer International Publishing, 2017.
[11] P.  and  A.  C.  R.  K.  Lingakumar,  V.  Thangapandian,  D.  Prabhu, “Isolation  and  Characterization  of  Antibiotics  Producing Actinomycetes  from  Soil  Samples  of  Senbagadaruvi  in  Western Ghats,” Biosearch Bull. , vol. 1, no. 4, 2011.
[12] R.  R.  S.  Spaepen,  J.  Vanderleyden,  “Indole-  3-Acetic  Acid  in Microbial and Microorganism-Plant Signaling,” FEMS
Microbiol. Rev , vol. 31, pp. 425–448, 2007.
[13] H.  G.  S.  and  K.  Schmidt, Microbiology  Six  Edition.
(Diterjemahkan  oleh  Tedjo  Baskoro) .  Yogyakarta:  Gajah  Mada University Press, 1994.
[14] R.  A.  J.  W.  M.  L.  Langspord,  N.R  Gilkes,  W.W.  Wakarchuk, D.G.  Kilburn,  R.C.  Miller,  “The  Cellulase  System  of Cellulomonas  Fimi,” J.  Gen.  Microbiol. ,  vol.  130,  pp.  1367– 1376, 1984.
[15] P.  S.  P.  and  S.  S.  Marhawa, Biotechnology  in  Agriculture  and Food  Processing  Opportunities  and  Challenges .  CRC  Press: Taylor and Francis Group, 2014.
[16] E.  H.  dan  K.  Hairiah, Biologi  Tanah,  Landasan  Pengolahan Tanah Sehat . Yogyakarta: Pustaka Adipura, 2009.
[17] M. S. and M. H. N.H.A. Rahman, N.A.A. Rahman, “Production of ligninolytic enzymes by newly isolated bacteria from palm oil plantation soils,” Bioresour , vol. 8, no. 4, pp. 6136–6150, 2013.
[18] J.  M.  and  A.  K.  J.  Perez,  T.D.L.  Rubia,  “Biodegradation  and biological  treatment  of  cellulose,  hemicellulose  and  lignin:  An overview,” Int. Microbiol , vol. 5, pp. 56–63, 2001.
[19] D. S. and S. V. Sasikumar, V. Priya, C. Shiv Shankar, “Isolation and  Preliminary  Screening  of  Lignin  Degrading  Microbes,” J. Acad. Ind. Res. , vol. 3, no. 6, 2014.
[20] C.  N.  dan  Hidayah,  “Penyisihan  Logam  Chrom  Menggunakan Konsorsium  Mikroorganisme,” Ilm.  Tek.  Lingkung. ,  vol.  1,  pp. 16–19, 2010.
[21] S.  Y.  Deng,  Yi  J.  and  Wang,  “Synergistic  Growth  in  Bacteria Depends on Substrate Complexity,” J. Microbiol. , vol. 54, no. 1, pp. 23–30, 2016.