POTENSI BAKTERI HETEROTROF Alcaligenes sp. LS2T DALAM MENURUNKAN AMONIA PADA EKSKRETA AYAM PETELUR MELALUI PROSES NITRIFIKASI DAN DENITRIFIKASI SECARA AEROB

ALDYON RESTU A, Nanung Agus Fitriyanto, S.Pt., M.Sc., Ph.D; Prof. Dr. Ir. Lies Mira Yusiati, SU.

2017 | Tesis | S2 Ilmu Peternakan

Ekskreta ayam merupakan salah satu sumber emisi amonia (NH3) dan amonium (NH4+) di alam. Produksi NH3 dan NH4+ serta produk turunannya yaitu nitrit (NO2-), nitrat (NO3-) dan gas dinitrogen oksida (N2O) yang tidak terolah dapat menyebabkan kerusakan lingkungan. Alcaligenes sp. LS2T merupakan mikrobia yang mampu memanfaatkan NH4 + untuk sintesis protein serta diduga mampu memanfaatkan NO2- dan NO3- secara simultan melalui proses nitrifikasi dan denitrifikasi secara aerob. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui potensi Alcaligenes sp. LS2T sebagai agen nitrifikasi dan denitrifikasi secara aerob dalam penanganan amonia pada ekskreta ayam petelur. Penelitian ini dilakukan melalui dua tahap pengamatan. Pengamatan pertama yaitu kemampuan nitrifikasi dan denitrifikasi secara aerob oleh Alcaligenes sp. LS2T pada medium asetat dan citrat. Pengamatan kedua yaitu emisi amonia dan perubahan kondisi pH pada medium ekskreta ayam petelur yang dibagi menjadi medium ekskreta kontrol dan ekskreta dengan penambahan strain Alcaligenes sp. LS2T pada kondisi pH awal 5, 7 dan 9. Masing-masing pengamatan dilakukan sebanyak tiga kali dan keseluruhan data hasil penelitian dianalisis statistik menggunakan analisis variansi petak terbagi dan dilanjutkan dengan uji beda nyata terkecil (BNT). Hasil penelitian menunjukkan bahwa strain Alcaligenes sp. LS2T mampu tumbuh dan menunjukkan empat fase pertumbuhan pada medium asetat dan citrat pada rasio C/N 7, 14, 21 dan 28. Hasil analisis statistik menunjukkan bahwa kemampuan oksidasi amonium terbaik pada medium asetat adalah pada rasio C/N 21, yaitu mampu mengoksidasi amonium secara maksimal pada jam ke-12 sebesar 71,79 ppm (P<0,01) atau sebesar 88,15% dari total amonium awal, serta menghasilkan nitrit sebesar 0,77±0,05 ppm (P<0,01) dan nitrat sebesar 21,65±7,19 ppm (P<0,01) pada jam yang sama. Pada medium citrat diketahui oksidasi amonium maksimal diperoleh pada rasio C/N 28 pada jam ke-24, yaitu sebesar 68,53 ppm (P<0,01) atau 81,78% dari total amonium awal, serta menghasilkan nitrit sebesar 0,40±0,00 ppm (P<0,01) dan nitrat sebesar 27,87±3,90 ppm (P<0,01) pada jam yang sama. Pengamatan emisi gas N2O pada medium asetat dan citrat tidak menunjukkan adanya perbedaan yang signifikan (P>0,05) pada setiap rasio C/N dan waktu pengamatan, dimana emisi gas N2O tertinggi setelah 96 jam waktu inkubasi diperoleh pada rasio C/N 28, yaitu sebesar 366,03±18,27 ppb pada medium asetat dan pada medium citrat sebesar 377,13±20,11 ppb pada rasio C/N14. Aplikasi pada medium eksreta menunjukkan adanya peningkatan kondisi pH pada medium perlakuan, dimana emisi NH3 terendah terdapat pada medium ekskreta dengan kondisi pH awal 5, yaitu sebesar 100,30±6,63 ppm setelah 96 jam waktu inkubasi dengan kondisi nilai pH akhir sebesar 8,20.

Poultry excretes is known as one of the main contributors to the ammonia (NH3) emission and ammonium (NH4+) production on the environment. The presecence of highly concentrated NH3 and NH4+ and its derivates, which are nitrite (NO2-), nitrate (NO3-) and nitrous oxide (N2O), can harm the nature. Alcaligenes sp. LS2T is a bacteria that can utilize NH4+ as nitorgen source for protein synthesis and expected to further process NO2- and NO3- simultaneously through aerobic nitrification and denitrification to reduce its concentration. This research was aimed to further understand the potential of Alcaligenes sp. LS2T as aerobic nitrification and denitrification agent for ammonia handling on the laying chicken excretes. The research was done through two steps of observation. The first observation was on the aerobic nitrification and denitrification ability of Alcaligenes sp. LS2T on the acetate and citrat medium. The second observation was on the ammonia emission and pH changes of the laying chicken excretes which were divided into control excretes medium and excretes with strain inoculation and initial pH adjustment at 5, 7, and 9. The experiment was done triplicate and analyzed using split-plot ANOVA. The mean differences between treatments were tested by Fisher's LSD tests. The results showed that the Alcaligenes sp. LS2T was able to grow and showed four growing phases on the acetate and citrat medium with C/N 7, 14, 21 and 28 ratio. The statistical analysis showed that the best ammonium oxidation at the acetate medium was showed in C/N 21 ratio which reached maximum oxidation after 12 hours of inoculation at 71.79 ppm (P<0.01) or 88.15% while also produced 0.77±0,05 ppm (P<0.01) nitrite and 21.65±7.19 ppm (P<0.01) nitrate at the same time. In the citrat medium, C/N 28 ratio showed maximum oxidation after 24 hours of inoculation which reached 68.53 ppm or 81.78% (P<0.01) of initial ammonium, while also produced 0.40±0,00 ppm (P<0.01) nitrite and 27.87±3.90 ppm (P<0.01) nitrate at the same time. Observation on the N2O emission showed no significance difference (P<0.05) on every C/N ratio and time of measurement whether on acetate or citrat medium, with the highest N2O emission after 96 hours of inoculation was at 28 C/N ratio on acetate medium which emitted 366.03±18.27 ppb N2O gas and at 14 C/N ratio on citrat medium which emitted 377.13±20.11 ppb N2O gas. The application on layer medium showed an increase on each medium pH and NH3 emission showed highly significant differences (P<0.01). The least NH3 emission was showed on excretes medium with inoculation at the initial pH of 5, which emitted 100.30±6.63 ppm of NH3 with the final pH condition at 8.20 after 96 hours incubation.

Kata Kunci : Siklus nitrogen, Medium amonium, Alcaligenes sp. LS2T, Rasio C/N, Nilai pH