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: Community Succession of Methanotrophic Bacteria Based on pmoA Gene in Rice Fields
Abstrak: Bakteri metanotrof memainkan peranan penting dalam oksidasi gas metan di lahan sawah. Keragaman komunitas bakteri metanotrof di lahan sawah erat kaitannya dengan emisi metan yang akhirnya dilepas ke atmosfer setelah diproduksi oleh arkea metanogen. Isolat bakteri metanotrof BGM 1, BGM 5, BGM 9, dan SKM 14 diketahui mampu mengoksidasi gas metan di lahan sawah. Suksesi komunitas bakteri metanotrof di lahan sawah seiring bertambahnya waktu selama masa tanam padi di lahan sawah dan penggunaan piranti lunak DNDC 9.5 untuk mengestimasi emisi gas metan dari lahan sawah masih jarang dilakukan. Oleh karena itu penelitian ini bertujuan mempelajari suksesi komunitas bakteri metanotrof berdasarkan gen pmoA di lahan sawah serta melakukan perbandingan pengukuran aktivitas emisi gas metan secara aktual dan estimasi menggunakan piranti lunak DNDC 9.5. Isolat bakteri metanotrof BGM 1, BGM 5, BGM 9, dan SKM 14 digunakan sebagai kultur pupuk hayati di sawah. Perlakuan yang digunakan ialah kontrol, celup, dan tidak celup. Pupuk NPK diberikan pada perlakuan kontrol. Pada perlakuan celup diberikan pupuk NPK dengan dosis yang lebih rendah serta kultur bakteri metanotrof yang digunakan untuk merendam rumpun padi sebelum ditanam di sawah. Pupuk NPK dengan dosis yang sama dengan perlakuan celup serta kultur bakteri metanotrof yang disebar langsung ke tanah sawah dilakukan pada perlakuan tidak celup. DNA genom dari sampel tanah sawah pada setiap perlakuan yang diambil setiap 30 hari setelah tanam diisolasi menggunakan PowerSoilTM Soil DNA Isolation Kit, selanjutnya gen pmoA diamplifikasi menggunakan PCR. Analisis suksesi komunitas bakteri metanotrof dilakukan menggunakan teknik metagenom DGGE (Denaturant Gradient Gel Electrophoresis). Pita yang dipotong dari gel DGGE diamplifikasi kembali dengan PCR kemudian disekuen dan dianalisis menggunakan piranti lunak MEGA 5 untuk mengkonstruksi pohon filogenetik. Analisis perbandingan emisi gas metan pada setiap perlakuan dilakukan dengan melakukan pengukuran aktual di lahan sawah setiap 30 hari setelah tanam serta pengukuran estimasi menggunakan piranti lunak DNDC 9.5. Berdasarkan analisis DGGE untuk gen pmoA, terlihat adanya suksesi komunitas bakteri pengoksidasi metan baik pada fase vegetatif maupun generatif. Tiga pita berhasil diamplifikasi menggunakan PCR dan menunjukkan kekerabatannya dengan uncultured bacterium pmoA gene clone 18f_9H (identitas maksimum 99%), uncultured bacterium pmoA gene clone 16-2000yo-B (identitas maksimum 98%), dan uncultured bacterium pmoA gene clone 32-2000yo-B (identitas maksimum 96%). Berdasarkan konstruksi pohon filogenetik, satu pita menunjukkan kedekatan dengan Methylocystis sp. galur H9a sementara dua pita lainnya menunjukkan kedekatan dengan Methylococcus capsulatus galur BL4. Hasil analisis emisi gas metan menunjukkan emisi metan terendah diperoleh pada perlakuan celup diikuti perlakuan tidak celup dan kontrol. Perbandingan pengukuran emisi metan secara aktual dan estimasi menunjukkan pola yang menyerupai yaitu emisi gas metan menurun dari fase vegetatif ke fase generatif.
Keyword: DGGE, gas metan, lahan sawah, metanotrof, pmoA

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: