DEKOMPOSISI BAHAN ORGANIK OLEH FUNGI SAPROTROF DAN PREPARASI KONSORSIUM FUNGI SEBAGAI INOKULUM PEROMBAKAN SERESAH

BAMBANG IRAWAN, Rina Sri Kasiamdari, S.Si., Ph.D.;Prof. Dr. Ir. Bambang Hendro Sunarminto, SU ;Prof. Dr. Endang Sutariningsih Soetarto, M.Sc.

2014 | Disertasi | S3 Biologi

Dekomposisi bahan organik pada substrat seresah (leaf litter) berjalan sangat lambatdi alam sehingga mengakibatkan penumpukan seresah di ekosistem dan bahkan telah menjadi sampah (waste) organik yang menimbulkan banyak persoalan. Seresah campuran yang berasal dari berbagai vegetasi tanaman merupakan bahan organik yang sering terabaikan dan terbuang. Komponen utama seresah adalah senyawa lignoselulosa (>60%) yang sangat sulit terdegradasi. Senyawainimerupakankompleksbahanorganik yang jika bias didekomposisi dengan cepat akan memberikan manfaat ekonomi dan ekologi yang besar pada lahan budidaya. Dekomposisi limbah organic telah menjadi isu penting di berbagai negara karena dapat menghasilkan output materi organik yang baik bagi pengembangan pertanian organik. Beragam riset yang mengeksplorasi proses dekomposisi ini terus berkembang dan salah satu teknik dekomposisi seresah yang paling dikenal karena mempunyai prospek cerah saat ini adalah teknik pengomposan. Problem utama pengomposan adalah komposisi limbah organik yang kompleks dan tersusun atas bahan lignoselulosa yang sukar dan lambat terdekomposisi secara alami, menimbulkan bau, dan perombakan kurang efektif. Kebaruan (novelties) penelitian ini terletak pada penggunaan dua obyek utama dekomposisi yaitu fungi saprotof filamentous (isolat selulolitik, xylanolitik dan ligninolitik) dan substrat organik dari beragam vegetasi. Teknik pengomposan yang dikembangkan adalah memanfaatkan agensia fungi tersebut sebagai inokulum penginduksi dekomposisi. Substrat organik pengomposan adalah seresah campuran tanaman pekarangan yang relatif tidak mengandung residu pupuk sehingga menghasilkan produk kompos yang aman. Tujuan penelitian ini adalah: i) mengisolasi isolat fungi filamentous saprotrof selulolitik, xylanolitik dan ligninolitik dengan media selektif dari seresah campuran (mixed leaf litter);ii) menyeleksi isolat fungi selulolitik, xylanolitik dan ligninolitik berdasarkan aktivitas enzimnya secara kualitatif untuk memperoleh isolat unggulan, iii) mengidentifikasi isolat fungi selulolitik, xylanolitik dan ligninolitik unggulan secara molecular berdasarkan sekuens DNA pada daerah ITS-rDNA (Iternal Transcribed Spacer ribosomal DNA); dan iv) mengetahui pola perubahan fisika-kimia bahan organik seresah dan kualitas kompos yang terbentuk setelah pemberian inokulum fungi selulolitik, xylanolitik dan ligninolitik unggul (inokulum temuan) dibanding tanpa inokulum dan inokulum komersial; dan mendapatkan inokulum terbaik Hasil penelitian mendapatkan 5 isolat fungi selulolitik (Htm1, Htm2, Pth1, Pth2, dan 6 isolat fungi xylanolitik (Lht, Lhj, Lpt1, Lpt2, Lpt3 dan Xabu) dan 2 isolat fungi ligninolitik (Lpt1 dan Lpt3). Hasil seleksi enzimatis secara kualitatif memperlihatkan bahwa isolat Shj merupakan isolat selulolitik unggul dengan nilai rasio halo tertinggi yaitu 3,98. Isolat Lht merupakan isolat xylanolitik unggul dengan nilai rasio halo tertinggi yaitu 3,59. Isolat Lpt1 merupakan isolat ligninolitik terpilih dengan rasio zona oksidasi dan intensitas warna tertinggi yaitu 6,25 dan 4. . Hasil pengujian molecular menunjukkan bahwa isolat Shja dalah Aspergillus fumigatus, isolat Lht adalah A. tubingensis dan isolat Lpt1 adalah tergolong uncultured fungus. Pengujian morfologi memperlihatkan bahwa isolat uncultured fungus tersebut adalah Geotrichum sp..Pengembangan inokulum dengan menggunakan sorghum mendapatkan inokulum dengan jumlah spora: Shj= 1.5 x 109, Lht= 9.3 x 107dan Lpt1= 4.2 x 109spora/g. Pengujian viabilitas inokulum memperlihatkan jumlah koloni yaituShj= 9.6 X 109, Lht= 5.6 X 108dan Lpt1= 8.2 X 106 CFU/g. Hasil aplikasi inokulum pada pengomposan mendapatkan bahwa telah terjadi perombakan bahan organik yang lebih cepat (minggu 9) dan kualitas kompos yang lebih baik pada perlakuan inokulum temuan (A, B, C, AB, AC, dan BC) dibanding inokulum komersial X dan tanpa inokulum (K), pada indikator asam fulvat, CHA/CFA, N, C/N, P, C/P, K, S, C/S, Mg, KPK dan DHL. Inokulum A tubingensis sebesar 1% merupakan inokulum terbaik pada pengomposan seresah campuran. Kata Kunci: Serasah, bahan organik, dekomposisi, fungi dekomposer, inokuloum

Decomposition of organic matter of litter substrates runs very slow in nature, resulting in accumulation of litter in ecosystems and has even become organic waste (municipal solid waste) causing a lot of problems. Litter mixture derived from various plants is an organic material that has been often wasted, ignored and not utilized. The main component of the litter is lignocelluloses compounds (> 60%) which are difficult to be degraded. This compound is a complex of organic material when decomposed quickly will provide great economic and environmental benefits. Decomposition of organic waste has become an important issue in many countries as it can produce a good output of organic matter for soil fertility. One of litter decomposition technique best known for having bright prospects and continues to grow today is composting. Composting technique developed in this study is a composting technique using filamentous saprotrophic fungi of cellulolytic, xylanolytic and ligninolytic agents as inoculums inducer for litter decomposition. Fungi have been selected as inoculums due to their properties as a major group of organisms able to decompose lignocelluloses matrix and controls nearly 90% of total respiration occurring in soil organisms. The purpose of this study are: a) to isolate saphrotrophic filamentous cellulolytic, xylanolytic and ligninolytic fungal isolates b) to select the best fungal isolats of cellulolytic, xylanolytic and ligninolytic fungi based on qualitative enzymatic activity; c) to identify selected fungal isolats molecularly based on the DNA sequences of ITS-rDNA region, and d) to understand the physical-chemical changes of litterduring composting process and compost quality as a result of fungal inoculum application comparing to comercial inoculum and without inoculum; to get the best inoculum. The result showed that a total of 5 cellulolytic fungi (Htm1, Htm2, Pth1, Pth2, and Shj) were found and Shj had the greatest halo on congo red test which was 3.98, thus Shj was selected for inoculum development. Moreover, there were 6 isolats indicating xylanolytic ability (Lht, Lhj, Lpt1, Lpt2, Lpt3 and Xabu) and Lht had the greatest halo on Congo red test which was 3.59. Finally, there were 2 ligninolytic isolates (Lpt1 and Lpt3) and Lpt1 was the best isolate showing the intensity and ratio of zone which was 4 and 6.25 respectively. Confirmation of DNA sequences on ITS region of r-DNA revealed that Shj is Aspergillus fumigatus, Lht is A. tubingensis and Lpt1 is classified as uncultured fungus, whereas morphological identification showed that Lpt1 is Geotrichum sp.. Development of fungal inoculums on sorghum seeds was able to produce spores: Shj = 1.5 X 109, Lht = 9.3 X 107 and Lpt1 = 4.2 X 109 spores /mL. Inoculum viability test showed that Shj ,Lht and Lpt1 had 9.6 X 109, 5.6 X 108 and 8.2 X 106 CFU /g respectively. Application of fungal inoculum as a composting inducer showed that all inoculum were able to give effect on the litter decomposition process indicated by the physical-chemical change during the composting process. Inoculums of A. tubingensis showed superior ability on organic substrate decomposition regarding accumulative change of all physico-chemical indicators.

Kata Kunci : Litter, organic, decomposition, saprotrophic fungi, inoculums