Laporkan Masalah

PENINGKATAN SERAPAN KROMIUM OLEH TANAMAN YANG DIINOKULASI RHIZOBAKTERI

MMA. Retno Rosariastuti, Ir.,M.Si., Prof. Ir. Irfan D. Prijambada, M.Eng., Ph.D.

2014 | Disertasi | S3 Bioteknologi

Penanganan cemaran logam kromium pada tanah umumnya dilakukan secara fisis dan khemis. Kedua cara ini bercirikan tidak ramah lingkungan, biaya mahal, dan menimbulkan dampak sekunder. Teknik penanganan lain yang lebih murah dan berkelanjutan mengarah pada penggunaan agensia biologi disebut bioremediasi. Salah satu bioremediasi yang tepat adalah pemanfaatan potensi simbiosis antara tanaman (yang secara alami memiliki kemampuan menyerap logam),dan rhizobakteri yang disebut sebagai rhizoremediasi. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan isolat rhizobakteri yang dapat meningkatkan serapan kromium oleh tanaman, mempelajari efektivitasnya dalam meningkatkan serapan kromium oleh tanaman, dan mekanisme alihrupa kromium heksavalen. Isolasi rhizobakteri dilakukan dengan menaburkan tanah rizosfer tanaman yang tumbuh baik di lahan tercemar kromium pada medium Soil Extract Agar, dilanjutkan dengan metoda goresan untuk memurnikan isolat pada medium Luria Bertani Agar. Seleksi isolate rhizobakteri menggunakan metoda Bioassay pada tanaman Jagung (Zea mays L.), dan identifikasi isolat dilakukan secara morfologis, fisiologis, dan molekuler melalui sekuensing 16S rDNA. Uji efektivitas rhizobakteri dalam mempengaruhi penyerapan kromium oleh tanaman dilakukan bioassay pada tanaman Rami (Boehmeria nivea L. Gaud) untuk mendapatkan akumulasi kromium yang tinggi pada trubus dan Sawi hijau (Brassicarapa var. parachinensis L.) untuk mendapatkan akumulasi yang tinggi pada akar, dengan media tanam tanah Grumusol dan Regosol steril yang ditambahkan pupuk kandang dan kompos. Pengamatan bioassay ini meliputi berat kering, kadar dan serapan kromium pada akar, trubus, dan tanaman. Studi mekanisme alihrupa Cr(VI) dilakukan dengan memaparkan kromium heksavalen pada isolat rhizobakteri pada kondisi growing cells, resting cells, dan supernatant selama 24 jam, kemudian diukur sisa Cr(VI) dan nilai pH medium. Produk perlakuan ini diaplikasikan dalam bioassay pada tanaman jagung dengan mengukur serapan kromium oleh tanaman. Hasil isolasi diperoleh 39 isolat rhizobakteri (I1- I39). Berdasar percobaan (bioassay) awal pada tanaman jagung, terpilih 7 isolat yang meningkatkan serapan kromium oleh tanaman, 5 isolat (I26, I30, I37, I38 dan I13) cenderung mempengaruhi akumulasi kromium akar dan 2 isolat (I3 dan I20) pada trubus. Ke tujuh isolat tersebut yang diidentifikasi dan diuji lebih lanjut. Berdasarkan hasil identifikasi, Isolat I3 teridentifikasi sebagai genus Rhizobium sp., dan isolat I13, I20, I26 I30, I37dan I38 teridentifikasi sebagai genus Agrobacterium sp. Bioassay pada tanaman Rami Isolat I3 dan kombinasi Isolat I3+kompos pada grumusol dan regosol efektif meningkatkan berat kering dan serapan kromium akar serta trubus (fitostabilisasi dan fitoekstraksi) 2 kali lipat. Bioassay pada tanaman sawi, kombinasi Isolat I37+pupuk kandang pada grumusol efektif meningkatkan berat kering tanaman dan xvii serapan kromium akar serta tanaman (fitostabilisasi) 2 kali, sedang pada regosol meningkatkan berat kering tanaman dan serapan kromium akar, trubus serta tanaman (fitostabilisasi dan fitoekstraksi) 4 kali. Sawi sebagai tanaman hiperakumulator, dapat ditekan serapan trubusnya dan ditingkatkan serapan akarnya. Mekanisme rhizobakteri dalam mengalihrupa logam kromium terjadi melalui pengeluaran produk metabolit oleh bakteri utamanya enzim kromat reduktase dan asam organik. Kromium heksavalen direduksi menjadi kromium trivalen oleh enzim kromat reduktase dengan asam organik sebagai donor elektron. Kata kunci : Kromium, Rhizobakteri, Penyerapan kromium, Rami (Boehmerianivea L.Gaud), Sawi (Brassica rapa var. parachinensis L.).

Remediation of chromium contaminated soils is commonly conducted physical and chemical treatments. Both are characterized by environment unfriendly, costly, and rise to secondary impacts. Alternative technique that is cheaper and lead to sustainable is the use of biological agents, termed as bioremediation. The right one in bioremediation is utilization of potential symbiosis between plants (which naturally has ability in adsorption of metal) and rhizobacteria, known as rhizoremediation. The aims of this research were to obtain isolates of rhizobacteria which can increase chromium uptake by plants, studying the effectiveness of the rhizobacteria in increasing chromium uptake by plants, and the mechanisms of chromium hexavalent transformation. Isolation rhizobacteria was conducted by pouring the rhizospheric soils of plants that grow well in chromium contaminated soils in Soil Extract Agar medium, followed by streak plating method to purify the isolates on Luria Bertani medium. Rhizobacteria isolates were selected by bioassay method on Corn plants (Zea maysL.), and identification of the isolates were carried morphologically, physiologically, and molecularly by 16S rDNA sequencing. Study about the effectiveness of Rhizobacteriain increasing chromium uptake by plant was conducted by bioassays on Jute (Boehmerianivea L. Gaud) for getting chromium high accumulation in shoots, and green mustard (Brassica rapa var. Parachinensis L.) for getting chromium high accumulation inroots,cultivated on growing media of sterile Grumusol and Regosol soils supplemented by manure and compost. Observations of this bioassay include dry weight and the content levels of chromium in the roots, and shoots. Study about the mechanism of Cr(VI) transformation was carried out by exposing chromium Cr(VI) to rhizobacteria isolates in the form of growing cells, resting cells, and their supernatant within several hours incubation, then the residual Cr(VI) and the pH value of the medium were measured. These treatment products were applied in bioassays on maize, and then measuring chromium uptake by plants. Isolation resulted 39 rhizobacterial isolates (I1 - I39). Based on the first bioassay on maize, chosen 7 isolates which were influencing chromium absorption by plant, 5 isolates (I26, I30, I37, I38 and I13) inclined to influence chromium accumulation in root and 2 isolates (I3 and I20) in shoot. These 7 isolates were identified and coninued examine. The result of the identification, Isolate I3was identified as genus Rhizobium sp., and isolates I13 , I20 , I26, I30, I37, and I38 were identified as genus Agrobacterium sp. Based on the bioassay on jute, Isolate I3 and combination of isolate I3+compost in grumusol and regosol, efective in increasing plant dry weight and root + shoot chromium uptake (phytostabilization and phytoextraction) 2 times. Based the bioassay on Indian mustard, combination of Isolat I37+manure in grumusol efective in increasing plant dry weight and root, and plant chromium uptake (phytostabilition) 2 times, while ini regosol increasing plant dry weight, root, shoot and plant chromium xix uptake (phytostabilition and phytoextraction) 4 times. Indian mustard as the hyperaccumulator, could be decreased the shoot chromium uptake and increased the root uptake. In the mechanism of Cr(VI) transformation, rhizobacteria produced metabolites especially chromate reductase enzyme and organic acids, which chromate reductase enzyme would reduce Cr(VI) become Cr(III) and organic acids as the electron donor. Keywords: Chromium, Rhizobacteria, Chromium uptake, Jute (Boehmeria nivea L. Gaud), Green Mustard (Brassica rapa var. parachinensis L.).

Kata Kunci : Kromium, Rhizobakteri, Penyerapan kromium, Rami (Boehmerianivea L.Gaud), Sawi (Brassica rapa var. parachinensis L.).


    Tidak tersedia file untuk ditampilkan ke publik.