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: Aplikasi Konsorsium Bakteri untuk Menurunkan Emisi Gas Rumah Kaca di Lahan Padi Sawah
Abstrak: Budi daya padi sawah berkontribusi terhadap pelepasan gas rumah kaca (GRK) ke atmosfer seperti CH4, CO2 dan N2O. Pengukuran emisi CH4 dan N2O selama periode pertumbuhan tanaman padi menjadi fokus utama dalam perhitungan emisi GRK di lahan sawah seiring dengan penerapan teknologi budi daya dan pemupukan. Kondisi lahan sawah tergenang, kandungan oksigen terbatas (anaerob), dan redoks potensial tanah yang rendah merupakan kondisi optimum pembentukan emisi CH4. Pemberian pupuk N dapat meningkatkan emisi N2O dari lahan budi daya padi sawah yang bersumber dari proses nitrifikasi dan denitrifikasi oleh mikroorganisme dalam tanah. Pupuk N juga dapat menstimulasi peningkatan emisi CH4 ke atmosfer. Salah satu upaya mitigasi untuk menekan emisi GRK di lahan sawah yaitu dengan pemanfaatan bakteri pereduksi GRK. Balai Penelitian Lingkungan Pertanian memiliki koleksi isolat bakteri potensial seperti SI5, OF4, TH6 dan BD4 yang dapat mereduksi konsentrasi GRK pada skala laboratorium. Selain itu, digunakan juga Priestia aryabhattai (Bacillus aryabhattai) untuk meningkatkan pertumbuhan dan hasil tanaman. Tujuan penelitian adalah (1) Mengidentifikasi isolat bakteri potensial yang mampu menekan emisi GRK di lahan padi sawah; (2) Mengkaji pengaruh aplikasi konsorsium bakteri dan bahan organik dalam menurunkan emisi GRK pada budi daya padi sawah skala lapang; dan (3) Mengetahui dinamika populasi bakteri metanotrof, pendenitrifikasi, dan bakteri total tanah selama fase kritis pertumbuhan tanaman padi. Penelitian dilaksanakan di Balai Penelitian Lingkungan Pertanian, Pati, Jawa Tengah dan Balai Besar Litbang Bioteknologi dan Sumber Daya Genetik Pertanian, Bogor. Identifikasi isolat bakteri SI5, OF4, TH6, dan BD4 dilakukan berdasarkan sekuen 16S rRNA menggunakan primer 27F dan 1492R. Penelitian skala lapang menggunakan rancangan acak kelompok (RAK) dua faktor dan tiga kelompok dengan ukuran plot 6 m x 6 m. Faktor pertama adalah aplikasi konsorsium bakteri, R0 = tanpa konsorsium bakteri, R1 = SI5, OF4, BD4; R2 = SI5, TH6, OF4; dan R3 = SI5, BD4, P. aryabhattai. Faktor kedua yaitu pemberian bahan organik, O0 = tanpa bahan organik dan O1 = pupuk kandang sapi 2 ton ha-1. Tiga tahap aplikasi konsorsium bakteri yaitu pada saat persemaian (seed treatment), fase vegetatif (30 hari setelah tanam, HST) dan fase generatif (awal primordia berbunga, 55 HST). Varietas padi yang digunakan adalah Inpari 32 dengan jarak tanam 20 cm x 20 cm. Dosis pupuk NPK diberikan berdasarkan hasil uji kandungan hara tanah, yaitu 120 kg N + 45 kg P2O5 + 60 kg K2O per hektar. Parameter utama dalam penelitian adalah emisi CH4 dan N2O dari budi daya padi sawah. Pengukuran fluks harian CH4 dan N2O dilakukan setiap satu minggu sekali dengan menggunakan sungkup tertutup. Konsentrasi gas CH4 dan N2O dianalisis menggunakan gas chromatography (GC) Shimadzu 2014. Parameter pendukung yang diamati yaitu analisis kandungan hara tanah, jumlah anakan, tinggi tanaman, dan hasil gabah. Dinamika jumlah populasi bakteri tanah dihitung pada fase anakan aktif (23 HST), anakan maksimum/awal generatif (58 HST), dan pemasakan biji (80 HST). Metode penghitungan populasi bakteri metanotrof dan pendenitrifikasi menggunakan most probable number (MPN) lima seri tabung. Hasil positif ditandai dengan terbentuknya gas di dalam tabung Durham. Perhitungan populasi bakteri total tanah menggunakan total plate count (TPC) dengan metode pour plate. Isolat bakteri OF4 dan SI5 diidentifikasi berturut-turut sebagai Ciceribacter sp. dan Amorphomonas
Keyword: bakteri pendenitrifikasi, bakteri pengoksidasi metana, emisi CH4, emisi N2O

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: