Judul: Struktur Komunitas Arkea, Bakteri, Metanogen, dan Metanotrof di Tanah Sawah serta Hubungannya dengan Emisi CH4
Abstrak: Mikrob memainkan peran penting dalam emisi CH4 di tanah sawah. Sejumlah mikrob berkontribusi dalam proses degradasi dan fermentasi senyawa organik tanah pada rantai respirasi anaerob yang selanjutnya menyediakan substrat bagi mikrob penghasil CH4 (metanogen). Selanjutnya, sebagian CH4 yang dihasilkan akan dioksidasi oleh mikrob pengoksidasi CH4 (metanotrof) sebelum diemisikan ke atmosfer. Emisi CH4 dari lahan sawah mencapai 7-17% dari total emisi CH4 global. Indonesia menjadi salah satu dari lima negara penyumbang CH4 tertinggi dari lahan sawah dan diperkirakan akan terus mengemisikan CH4 seiring pemanfaatan sawah untuk memenuhi permintaan beras. CH4 terdapat di atmosfer dengan konsentrasi tertinggi kedua setelah CO2. Gas ini memiliki potensi pemanasan global sebesar 25 kali lebih tinggi dibandingkan CO2 dan mampu bertahan di atmosfer sekitar 8.4 tahun. Upaya peningkatan produksi beras perlu dilakukan seiring dengan penurunan laju emisi CH4. Salah satu strategi yang dilakukan untuk menurunkan laju emisi CH4 di sawah adalah memanipulasi komunitas metanotrof di daerah perakaran padi dengan aplikasi bakteri metanotrof sebagai pupuk hayati. Pada penelitian ini, padi ditumbuhkan di sawah yang diberi dua perlakuan pupuk, yaitu urea 100% (250 kg ha-1) (B0) dan urea 50% (125 kg ha-1) dengan pupuk hayati (B1). Pupuk hayati yang digunakan pada penelitian ini merupakan kombinasi 4 isolat bakteri metanotrof (Methylocystis rosea BGM1, Methylocystis parvus BGM3, Methylococcus capculatus BGM9, dan Methylobacter sp. SKM14) dan 1 isolat bakteri pereduksi N2O (Ochrobactrum anthropi BL2). Aplikasi urea 50% dengan pupuk hayati (B1) mampu menurunkan laju emisi CH4 dan memacu pertumbuhan padi. Namun, struktur komunitas arkea, bakteri, metanogen, dan metanotrof pada tanah sawah dengan dua perlakuan tersebut belum diketahui. Hubungan antara metanogen dan metanotrof dengan emisi CH4 selama pertumbuhan padi juga belum diinvestigasi. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan menganalisis struktur komunitas arkea dan bakteri di tanah sawah, serta komunitas metanogen dan metanotrof dan kaitannya dengan emisi CH4 selama periode penanaman padi pada perlakuan pupuk urea 100% (B0) dan pupuk urea 50% dengan pupuk hayati (B1). Struktur komunitas mikrob pada 0, 36, dan 69 hari setelah tanam (HST) dianalisis dengan amplicon sequencing menggunakan teknik next generation sequencing (NGS). Analisis struktur komunitas arkea dan bakteri pada tanah di sekitar perakaran padi dilakukan dengan menggunakan gen 16S rRNA. Selanjutnya, kelompok metanogen dan metanotrof diinvestigasi berdasarkan hasil analisis gen 16S rRNA tersebut. Selain itu, komunitas metanogen dan metanotrof pada 36 HST masing-masing dianalisis menggunakan gen fungsional, yaitu gen mcrA dan pmoA. Uji korelasi dilakukan untuk mengetahui hubungan antara rasio metanogen:metanotrof dan laju emisi CH4 pada fase vegetatif dan generatif padi. Komunitas arkea dan bakteri mengalami perubahan selama pertumbuhan padi. Suksesi dan dinamika populasi arkea dideteksi pada setiap perlakuan sejak 0 HST (sebelum aplikasi pupuk) hingga 69 HST (fase generatif padi). Selama periode tersebut, komunitas arkea di dua perlakuan didominasi oleh filum Crenarcaeota (71.6-77.2%). Komunitas bakteri juga mengalami perubahan selama pertumbuhan padi, baik pada B0 maupun B1. Proteobacteria mendominasi komunitas bakteri di dua perlakuan tersebut dengan kelimpahan relatif sebesar 21-23.3%. Meskipun dominansi arkea dan bakteri tidak berbeda antarperlakuan, struktur komunitas arkea dan bakteri masing-masing terbagi atas 2 klaster menurut perlakuan pemupukan. Hal ini menunjukkan bahwa komunitas arkea dan bakteri lebih dipengaruhi oleh perlakuan pemupukan dibandingkan fase pertumbuhan tanaman. Berdasarkan gen
Keyword: soil microbiome, CH4 mitigation, rice plants, biofertilizer, tropical soil

Judul: Pengaruh Aplikasi Bakteri Metanotrof dan Pereduksi N2O terhadap Emisi CH4 dan N2O, Pertumbuhan Padi, serta Komunitas Bakteri di Lahan Sawah
Abstrak: Peningkatan konsentrasi gas rumah kaca (GRK) di atmosfer menyebabkan peningkatan dampak pemanasan global. Metana (CH4) dan dinitrogen monoksida (N2O) merupakan gas rumah kaca penting di atmosfer. Konsentrasi CH4 dan N2O masing-masing menempati urutan terbesar kedua dan ketiga setelah karbon dioksida (CO2). CH4 dan N2O berkontribusi terhadap pemanasan global sebesar 25 dan 298 kali lebih tinggi daripada CO2. Salah satu sumber emisi CH4 dan N2O yang disebabkan oleh aktivitas manusia adalah lahan sawah. Salah satu upaya dalam menurunkan emisi CH4 dan N2O di lahan sawah adalah aplikasi bakteri pengoksidasi CH4 dan pereduksi N2O. Bakteri metanotrof mampu mengoksidasi CH4 dan beberapa jenis bakteri tersebut memiliki kemampuan menambat nitrogen di atmosfer, sehingga dapat dimanfaatkan sebagai agen penyuplai nitrogen untuk pertumbuhan tanaman padi. Aplikasi bakteri metanotrof dan pereduksi N2O diduga berdampak pada komunitas bakteri di lahan sawah. Komunitas bakteri di lingkungan dapat dikaji melalui pendekatan metagenom. Polimerase chain reaction - denaturating gradient gel electrophoresis (PCR-DGGE) merupakan salah satu metode metagenom yang memisahkan fragmen DNA berukuran sama dengan sekuens nukleotida yang berbeda. Penelitian ini bertujuan menguji efektivitas bakteri metanotrof dan pereduksi N2O dalam menurunkan emisi CH4 dan N2O, memacu pertumbuhan tanaman padi, serta menganalisis pengaruhnya terhadap komunitas bakteri di lahan sawah. Penelitian ini dilakukan melalui beberapa tahapan yang meliputi persiapan kultur bakteri, analisis sifat fisik dan kimia tanah, pengolahan lahan sawah dan persiapan benih padi, uji efektivitas bakteri, pengukuran pertumbuhan dan hasil panen tanaman padi, pengukuran emisi CH4 dan N2O, pengambilan sampel tanah dan ekstraksi DNA, amplifikasi fragmen gen 16S rRNA, DGGE, analisis profil DGGE, elusi DNA dan re-PCR, serta analisis sekuens DNA. Padi ditanam dalam 2 perlakuan, yaitu pupuk urea 100% tanpa bakteri (B0) dan pupuk urea 50% dengan bakteri (B1). Setiap perlakuan dilakukan pada 5 petak terpisah dengan luas masing-masing ±300 m2. B0 merupakan perlakuan kontrol yang diberikan pupuk urea sebanyak 243 kg ha-1 tanpa aplikasi bakteri. Sementara itu, perlakuan pupuk urea 50% dengan bakteri (B1) dilakukan dengan pemberian pupuk urea sebanyak 107 kg ha-1 dan bakteri metanotrof (Methylocystis rosea BGM1, Methylocystis parvus BGM3, Methylococcus capculatus BGM9, dan Methylobacter sp. SKM14) serta pereduksi N2O (Ochrobactrum anthropi BL2). Teknik penanaman padi dilakukan sesuai dengan kebiasaan petani di Kabupaten Tegal, Jawa Tengah. Pertumbuhan dan hasil panen tanaman padi diamati pada 36, 69, dan 106 hari setelah tanam (HST). Tanaman padi yang diberi pupuk urea 50% dengan bakteri (B1) memiliki pertumbuhan dan hasil panen yang lebih tinggi dibandingkan pupuk urea 100% tanpa bakteri (B0) (P<0.05). Aplikasi bakteri metanotrof dan pereduksi N2O mampu menurunkan persentase bulir hampa sebesar 13.04% dan meningkatkan produktivitas padi hingga 50.08%. Pengukuran emisi CH4 dan N2O dilakukan di setiap perlakuan pada fase vegetatif dan generatif padi. Hasil menunjukkan terdapat perbedaan emisi CH4 dan N2O antarperlakuan. Aplikasi bakteri metanotrof dan pereduksi N2O menyebabkan penurunan emisi CH4 pada fase vegetatif dan generatif padi masing-masing sebesar 10.22 dan 5.51 mg CH4m-2 hari-1. Sementara itu, N2O juga mengalami penyerapan di lahan sawah yang diberi bakteri hingga 0.57 mg N2O m-2 hari-1 pada fase vegetatif dan 0.27 mg N2O m-2 hari-1 pada fase generatif padi. Struktur komunitas bakteri di lahan sawah pada setiap perlakuan diamati pada 0 (sebelum aplikasi bakteri),
Keyword: denitrifikasi, keragaman bakteri, metagenomik, metanogenesis, tanaman padi

Judul: Hamiltonian formulation for linear waves motion in two layers fluid
Abstrak: The surface wave could be considered as a wave that separates two fluids, namely water and air. Based on this assumption, it is introduced the interfacial wave, a wave between two layers of fluid with different density. The formulation of interfacial waves motion begins with deriving the base equation of irrotational ideal fluid. Furthermore, according to irrotational fluid assumption, the base equation can be stated in velocity potential. In this derivation, the fluids domain is assumed to be restricted by rigid lid boundary conditions, both at the upper and lower limit. Therefore, the interfacial waves motion can be explained in a hamiltonian formulation. In the hamiltonian formulation, total energy is defined as the sum of kinetic and potential energy. The hamiltonian system is obtained from reduction of kinetic energy by using the Dirichlet Neumann Operator. The resulted kinetic energy equation is nonlinear. Therefore, this form is linearized by first part of the Taylor expansion. This linearization gives a dispersion relation of linear wave. Based on this dispersion relation, the phase speed of the linear wave depends on the density ratio of the two layers fluid.
Keyword: