NITRIFIKASI DAN DENITRIFIKASI

NITRIFIKASI DAN DENITRIFIKASI

 

LAPORAN

 

OLEH:

JAMSON HASINTONGAN T. / 110301040

AGROEKOTEKNOLOGI 1A

II

LABORATORIUM BIOTEKNOLOGI PERTANIAN SUB-TANAH

PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2013

 NITRIFIKASI DAN DENITRIFIKASI

 

LAPORAN

 

OLEH:

JAMSON HASINTONGAN T. / 110301040

AGROEKOTEKNOLOGI 1A

II

Laporan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Dapat Mengikuti Praktikal Tes di Laboratorium Bioteknologi Pertanian Program Studi Agroekoteknologi

 Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan

Ditugaskan Oleh:

Dosen Penanggung Jawab Laboratorium

(Ir. T. Sabrina, MAgr. Sc. Ph.D.)

NIP: 19640620 199903 2 001

Diperiksa Oleh :                                            Diperiksa Oleh :

Asisten Koordinator                                     Asisten Korektor

(Muhammad Riza Hapiza)                           (Muhammad Riza Hapiza)

NIM : 090301045                                           NIM : 090301045

LABORATORIUM BIOTEKNOLOGI PERTANIAN SUB-TANAH

PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2013

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur marilah kita ucapkan atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat rahmat dan hidayah-Nya sehingga Penulis dapat menyelesaikan laporan ini tepat pada waktunya.

            Adapun judul dari laporan ini adalah Nitrifikasi dan Denitrifikasi yang merupakan salah satu syarat untuk dapat mengikuti praktikal tes di Laboratorium Bioteknologi Pertanian Sub-Tanah Program Studi Agroekoteknologi  Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.

Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada Prof. Dr. Ir. Rosmayati, MS., Ir. T. Sabrina, M.agr. Sc., Ph.D., Dr. Lisnawita, SP, M.Si., Dr. Ir. Lollie Agustina, MSc.,                                                           Lutfi Aziz Mahmud Siregar, SP, M.Sc., PhD., Ir. Hardi Guchi, MP., dan Ir. Eva Sartini Bayu, M.Si. selaku dosen mata kuliah Bioteknologi Pertanian serta kepada abang dan kakak asisten yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan laporan ini.

       Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran dan kritik dari pembaca demi kesempurnaan laporan ini. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih, semoga laporan ini dapat bermanfaat.

Medan,  Juni 2013

                                                                                                     Penulis

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR........................................................................................... i

DAFTAR ISI.......................................................................................................... ii

PENDAHULUAN

Latar belakang.............................................................................................. 1

Tujuan Percobaan......................................................................................... 2

Kegunaan Penulisan..................................................................................... 2

TINJAUAN PUSTAKA

Nitrifikasi..................................................................................................... 3

Denitrifikasi.................................................................................................. 5

BAHAN DAN METODE

Tempat dan Waktu Percobaan..................................................................... 6

Bahan dan Alat............................................................................................ 6

Prosedur Percobaan...................................................................................... 6

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil........................................................................................................... 11

Pembahasan................................................................................................ 12

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan................................................................................................. 16

Saran........................................................................................................... 16

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN GAMBAR

LAMPIRAN FLOW CHART

PENDAHULUAN

Latar belakang

Nitrogen merupakan yang paling banyak mendapat perhatian. Hal ini disebabkan jumlah nitrogen yang terdapat di dalam tanah sedikit sedangkan yang diangkut tanaman dalam bentuk panenan setiap musim cukup banyak. Disamping itu senyawa nitrogen anorganik sangat larut dan mudah hilang dalam air drainase, tercuci dan menguap ke atmosfir. Dalam tanah, kadar nitrogen sangat bervariasi, tergantung pada pengelolaan dan penggunaan tanah tersebut                                       (Rosmarkam dan Yuwono, 2002).

Penggunaan Nitrogen yang diberikan melalui pemupukan usaha tani hingga kini efisiensinya masih rendah. Persediaan Nitrogen yang utama di alam ini adalah Nitrogen yang ada di atmosfir, dimana kira-kira 80 % lebih unsure nitrogen menyusun atmosfir tersebut melalui proses fiksasi biologi. Nitrogen masuk dalam siklus. Kadang-kadang nitrogen dalam jumlah kecil dalam biosfer ada dalam bentuk Nitrogen yang teroksidasi melalui sinar kosmis, kilat atau aktivitas manusia. Ammonium adalah sumber utama nitrogen untuk mikroorganismee dan fungi. Sebagian besar tanaman tidak mampu untuk mengasimilasikannya. (Prajitno, dkk, 2009).

Proses nitrifikasi bakteri berkembang lambat dengan syarat waktu tinggal lumpur lam dan konsentrasi pembentukan oksigen tinggi. Nitrat yang tersedia di dalam tanah terbentuknya melalui proses pengolahan ammonia-nitrogen menjadi bentuk nitrat nitrogen, proses tersebut dinamakan nitrifikasi, dimana dalam perubahan ammonia-nitrogen menjadi nitrat (NO3-) berbagai bakteri autotrop terlibat dan berperan dalam proses ini, terutama dalam oksidasi ammonia bebas ke nitrogen bebas (Salmah, 2004).

Bakteri penambat N-udara yang mengubah nitrogen udara menjadi N-organik. Pertumbuhan organisme pengikat nitrogen dalam lingkungan aerob memiliki susunan variasi mekanisme untuk melindungi nitrogenase dari O₂ sebagai contoh produksi Leghaemoglobin pada nodul akar kacang-kacangan. Kehidupan bebas bakteri Azotobacter sp sangat cocok pada kondisi konsentrasi O₂ yang rendah dengan memiliki tingkatan tertinggi respirasi dimana bisa tidak dikombinasikan dari ATP generasi untuk mencegah produksi ATP.                      (Sutanto, 2005).

            Analisis N total metode kjeldhai merupakan prosedur analisis yang tertua diantara semua metode analisis. Pertama sekali diperkenalkan oleh John Kjeldhai pada pertemuan The Danish Chemistry Society pada 7 maret 1883 dan dipublikasikan pada Zeitshrifte fur Analiystich pada tahun yang sama. Prinsip dasar dari metode Kjeldhal yang pertama ini masih banyak digunakan hingga sekarang (Damanik, dkk, 2011).

Tujuan Percobaaan

Untuk mengetahui cara monitoring transpormasi yang dilakukan mikroba terhadap senyawa nitrogen didalam tanah.

Kegunaan Penulisan

Sebagai salah satu syarat untuk dapat mengikuti Praktikal Tes di laboratorium Bioteknologi Pertanian Sub-Tanah Program Studi Agroekoteknologi Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan dan sebagai bahan informasi bagi pihak yang membutuhkan

           

TINJAUAN PUSTAKA

Nitrifikasi

Nitrifikasi adalah suatu proses oksidasi enzimatik, yakni                        perubahan senyawa ammonium menjadi senyawa nitrat yang dilakukan oleh bakteri-bakteri tertentu.Proses ini berlangsung dalam dua tahap dan                       masing-masing dilakukan oleh grup bakteri yang berbeda. Tahap pertama                  adalah proses oksidasi ammonium menjadi nitrat yang dilakukan oleh                   bakteri Nitrosomonas dan tahap kedua adalah proses oksidaasi enzimatik                   nitrit menjadi nitrat yang dilaksanakan oleh bakteri nitrobacter.                                  Proses oksidasi enzimatik perubahan ammonium menjadi nitrit                                     dan selanjutnya menjadi nitrat digambarkan sebagai berikut :

₂NH₄⁺  + 3O₂     ^Nitrosomonas       ₂NO2- + ₂H₂O + ₄H ⁺+Energi

₂NO₂ + O₂      ^Nitrobacter           ₂ NO₃+ Energi

(Damanik, dkk, 2011).

            Penggunaan proses nitrifikasi dan ammox secara bersamaan untuk oksidasi amonium tentu akan lebih efektif untuk menurunkan kadar amonium dibandingkan dengan hanya satu proses. Proses nitrifikasi dapat berlangsung apabila proses perubahan amonium menjadi nitrat ke nitrit berlangsung. (Nindrasari, dkk, 2010).

Nitrifikasi juga ditandai oleh suhu tanah, maksimal 30-35⁰C tetapi juga terjadi pada kondisi dingin, tingkat nitrifikasi juga dipengaruhi oleh kelembaban tanah dan akan terjaga secara lemah pada tanah kering. Menariknya nitrifikasi ditandai dengan proses oksidasi NH4⁺ ke NO3^- (Bardgett, 2005).

Kondisi tanah yang mempengaruhi proses nitrifikasi yaitu : 10 aerase yang harus pada satu tempat pada pengolahan tanah, 2) basa aktif yakni pH <5 sangat mendukung akumulasi nitrat, 3) nisbah karbon nitrogen, 4) pupuk yang berasal dari elemen – elemen bekas stimulasi (Wood, 1995).

Proses nitrifikasi (perubahan ammonium menjadi nitrat) dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu aerasi, suhu, kelembaban, pH, pupuk dan nisbah karbon-nitrogen. Pada faktor aerasi, karena bakteri nitrobakter adalah autotrop, maka proses nitrifikasi hanya berlangsung bila ada oksigen. Proses nitrifikasi biasanya berlangsung pada pH 5,5 hingga pH 10, dan pH optimum pada pH 8,5   (Damanik, dkk, 2011).    

Sampai saat ini masih banyak kelemahan penggunaan baik algae mikro maupun bakteri nitrifikasi dan denitrifikasi autotrofik, diantaranya adalah laju pertumbuhannya lambat dan tidak tahan pada konsentrasi NH₃ tinggi, sehingga perlu penelitian untuk mengembangkan algae mikro dan bakteri nitrifikasi dan denitrifikasi yang mempunyai laju pertumbuhan yang cepat dan tahan NH₃ tinggi (Wood, 1995).

Dalam telaah kesuburan tanah proses pengubahan nitrogen dapat dilakukan dengan berbagai cara, yaitu mineralisasi senyawa nitrogen komplek, amonifikasi, nitrifikasi, denitrifikasi, dan volatilisasi ammonium. Proses fiksasi memerlukan energi yang besar dan enzim (nitrogenase) bekerja dan didukung oleh oksigen yang cukup. Kedua faktor ini sangat penting dalam memindahkan  N-bebas dan sedikit simbiosis oleh organisme (Nindrasari, dkk, 2010)

Denitrifikasi

Denitrifikasi merupakan proses dimana nitrat dan nitrit direduksi menjadi gas N₂, yang pada akhirnya di lepas dari karbon cair. Proses denitrifikasi yaitu :

Nitrat          Nitrit         Nitrit Oxide          Nitrous Oxide         Dinitrogen Gas

Salah satu faktor yang mempengaruhi proses denitrifikasi adalah lingkungan. Lingkungan yang tepat bagi bakteri denitrifikasi adalah lingkungan dnegan kandungan oksigen yang rendah atau tidak ada oksigen pH 6,5 – 7,5                        (Yuniasari, 2009).      

            Nitrat adalah subjek untuk mereduksi di tanah, terutama pada tanah yang berdrainase buruk dan rendah aerasinya. Proses ini dikenal sebagai denitrifikasi. Selama pereduksian produk adalah gas nitrogen yang mana ia bisa hilang ke atmosfer. Nitrat reduksi ditukar pertama kali dengan aktifitas mikroba walaupun beberapa senyawa kimia tereduksi (Saraswati, dkk, 2007).

Seluruh daur nitrogen dijalankan oleh tumbuhan dan jasad renik tanah, berarti oleh tanah beserta tumbuhan yang berasosiasi dengan tanah. Reaksi nitrogen yang terlibat dalam daur nitrogen berlangsung dalam proses reduksi, amonifikasi dan oksidasi biologi (Wood, 1995).

Denitrifikasi adalah apabila tanah dalam keadaan tergenang, maka O₂ terdesak keluar dan proses berlangsung dalam keadaan anaerob. Beberapa mikroorganisme seperti Pseudomonas, Bacillus dan Thiobacillusthioparus, Micrococcus dalam keadaan demikian dapat mereduksi nitrat dan nitrit, memanfaatkan oksigennya (Madjid, dkk, 2011).

Nitrat adalah subjek untuk mereduksi di tanah,  terutama pada tanah yang berdrainase buruk dan rendah aerasinya. Proses ini dikenal sebagai denitrifikasi. Selama pereduksian produk adalah gas nitrogen. Yang mana ia bisa hilang ke atmosfer. Nitrat reduksi ditukar pertama kali dengan aktivitas mikroba, walaupun beberapa senyawa kimia tereduksi (Yuniasari, 2009)

Umumnya, pembebasan nitrogen atmosferik pada reduksi nitrat ini bergantung pada perubahan-perubahan dalam potensi reduksi, reaksi pada media, juga nilai pH, kehadiran nitrit, dan sifat atau dari sumber-sumber terjadinya karbon. Penting pula diperhatikan perkembangan dari substansi-substansi tertentu yang terhambat. Penambahan KCN pada suatu kulturasi Micrococcus afifican menghambat pembentukan nitrogen Erlenmeyer, tingkat cair dalam proses reduksi, dalam hal ini yang diakui di pengaruhi hiponitrit ke gas nitrogen, hiponitrit itu terpisah ke oksida dari nitrogen (Saraswati, dkk, 2007)

BAHAN DAN METODE

Tempat dan Waktu Percobaan

Pecobaan ini dilakukan di Laboratorium Bioteknologi Pertanian Sub Tanah Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara Medan pada ketinggian tempat ± 25 m di atas permukaan laut. Percobaan dilaksanakan pada hari Kamis, tanggal 24 Mei 20113 pada pukul 08.00 WIB sampai selesai.

Bahan dan Alat

Adapun bahan yang di gunakan dalam percobaan ini adalah: 4 jenis tanah, sebagai bahan percobaan, Kapas digunakan sebagai penyumbat botol infus agar tanah tidak tercecer. Air untuk membersihkan botol infus dan botol aqua. Cling warp untuk mengisolasi botol infus yang digunting Reagen Nesstler sebagai indikator ada tidaknya nitrat pada tanah. KNO₃ sebagai sumber nitrat pada percobaan.(NH₄)­₂SO₄ sebagai sumber ammonium pada proses nitrifikasi. Karet gelang untuk mengikat plastik pembungkus pada botol infus dan aqua. Plastik ¼ Kg untuk membungkus botol infus dan botol aqua. Air destilasi untuk menjenuhkan tanah pada perlakuan aerob. Glukosa sebagai sumber karbohidrat pada proses nitrifikasi dan denitrifikasi. Tali plastik untuk menyatukan botol-botol infus yang digantung. Botol infus sebagai wadah tanah untuk percobaan. Aquadeat sebagai pelarut tanah. Botol aqua ukuran 600 ml sebagai wadah tanah dalam percobaan. Aqua cup sebagai wadah tanah dalam percobaan. Kertas saring Whatman 42 untuk menyaring suspensi/larutan tanah. Label nama untuk memberi tanda pada masing-masing perlakuan Selang infus untuk mengalirkan suspensi tanah. Aluminium foil untuk membungkus labu ukur yang berisi reagen Nestller. Kertas sebagai wadah dalam menimbang tanah.

Adapun alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah: Timbangan analitik untuk menimbang bahan. Porselen sebagai wadah dilakukannya proses nitrifikasi. Mangkuk timbang sebagai wadah bahan yang akan ditimbang.. Spatula/batang pengaduk untuk mengaduk larutan. Gelas ukur untuk mengukur volume air destilasi, Pipet volumetri untuk mengambil larutan tanah dan reagen nesstler, Pipet skala untuk mengukur larutan  dan mengambil larutan, Cutter untuk memotong botol infus dan botol aqua. Erlenmeyer sebagai wadah untuk melakukan penyaringan. Cawan porseling sebagai wadah untuk meneteskan larutan hasil saringan. Corong sebagai alat bantuan untuk mempermudah proses penyaringan. Pipet tetes untuk meneteskan larutan pada cawan porselin. Selang infus sebagai alat penghubung dalam melakukan penyaringan. Beaker glass sebagai wadah reagen nestller, Botol kocok sebagai wadah suspensi larutan tanah. Labu ukur sebagai wadah reagen Nestller.   Ember sebagai tempat air untuk mencuci larutan, Botol air sebagai tempat air yang sudah ditakar dan Botol semprot untuk menyemprot larutan.

Prosedur Percobaan

Periode I

-          Disediakan 4 botol aqua ukuran 600ml.

-          Dipotong botol aqua setengah bagian, diambil bagian bawah botol.

-          Diisi masing-masing botol dengan tanah yang berbeda sebanyak 100gr.

-          Ditambahkan KNO₃ 1 gr kedalam setiap botol aqua yang telah berisi tanah.

-          Diaduk dengan menggunakan spatula.

-          Ditutup botol aqua dengan plastik yang telah dilubangi sebelumnya.

-          Diikat dengan menggunakan karet gelang.

-          Diinkubasi selama 1 (satu) minggu.

-          Ditambahkan aquades sampai kondisi jenuh.

-          Disaring larutan tanah dengan menggunakan kertas saring.

-          Diteteskan larutan pada cawan porselin.

-          Diteteskan reagennesttler sampai terjadi perubahan warna.

Periode II

-          Disediakan 2 buah aqua cup

-          Diisi masing-masing aqua cup dengan Tanah Helvetia untuk aqua cup pertama dan Tanah Tanjung Gusta untuk aqua cup kedua, masing-masing sebanyak 25 gr tanah.

-          Ditutup aqua cup dengan plastik yang telah dilubangi sebelumnya.

-          Diikat dengan menggunakan karet gelang.

-          Diinkubasi selama 1 minggu.

-          Ditambahkan aquadest sampai kondisi jenuh.

-          Disaring larutan tanah dengan menggunakan kertas saring.

-          Diteteskan larutan pada cawan parselin.

-          Diteteskan reagen Nesttler sampai terjadi perubahan warna.

Periode III

-          Disediakan 8 botol infus.

-          Disayat dengan menggunakan cutter pada bagian atasnya sepertiga bagian dan separuh lingkaran.

-          Dimasukan kapas kedalam botol infus secukupnya.

-          Dimasukan tanah sebanyak 10 gr kedalam setiap botol dengan ketentuan:

a.       Botol infus 1&5 dimasukan tanah A

b.      Botol infus 2&6 dimasukan tanah B

c.       Botol infus 3&7 dimasukan tanah C

d.      Botol infus 4&8 dimasukan tanah D

-          Ditambahkan (NH₄)₂SO₄ sebanyak 1 gr pada botol infus ke 1, 2, 3, dan 4. Sedangkan botol lainya tanpa perlakuan.

-          Ditutup bagian botol yang terpotong dengan plastik.

-          Diikat plastik dengan menggunakan karet gelang.

-          Disatukan botol infus dengan menggunakan tali plastik, lalu digantungkan.

-          Diinkubasi selama 1 minggu.

-          Dipasang selang infus pada mulut botol infus.

-          Diteteskan larutan tanah pada cawan parselin.

-          Diteteskan reagen Nesttler sampai terjadi perubahan warna.

Periode IV

-          Disediakan 8 botol infus.

-          Dipotong setengah bagian botol infus.

-          Diisi botol infus bagian bawah yang berdiameter besar dengan tanah sebanyak 10 gr, dimana:

a.       Botol infus 1 dan 5 dimasukan tanah Marelan

b.      Botol infus 2 dan 6 dimasukan tanah Marendal

c.       Botol infus 3 dan 7 dimasukan tanah Kampus

d.      Botol infus 4 dan 8 dimasukan tanah Tembung

-          Pada botol infus ke 1 dan 3 diberi perlakuan aerob.

-          Pada botol infus ke 2 dan 4 diberi perlakuan anaerob dengan cara menjenuhkan tanah dengan air dan ditutup botol infus dengan plastik tanpa dilubangi.

-          Pada botol ke 5, 6, 7, dan 8 diberi perlakuan glukosa dengan menambahkan 1 gr glukosa pada masing-masing botol.

-          Pada botol ke 5 dan 7 diberi perlakuan aerob, maka tanah tidak dijenuhkan tetapi diaduk rata antara tanah dengan glukosanya.

-          Pada botol infus ke 6 dan 8 diberi perlakuan anaerob.

-          Untuk perlakuan anaerob + glukosa, ditambahkan air destilasi hingga kondisi jenuh, lalu ditutup botol dengan plastik dan tanpa dilubangi.

-          Diikat plastik dengan karet gelang.

-          Diberi label pada setiap botol sesuai dengan perlakuan masing-masing.

-          Ditambahkan aquadest sampai kondisi jenuh.

-          Disaring larutan tanah dengan menggunakan kertas saring.

-          Diteteskan larutan tanah pada cawan parselin.

-          Diteteskan reagen Nesttler sampai terjadi perubahan warna.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil

            Dari hasil percobaan diperoleh data sebagai berikut :

Tabel : Proses nitrifikasi dari beberapa perlakuan dari berbagai jenis tanah.

No.	Contoh Tanah	Perlakuan	Hasil	Keterangan
1.	Kampus	KNO3 1 gram	-	Tidak berubah
		Kontrol 25 gr	-	Tidak berubah
		Non Urea	-	Tidak berubah
		Urea 1 gram (NH4)2SO4	-	Tidak berubah
		Aerob	-	Tidak berubah
		Glukosa 1 gram (aerob)	+	Kuning
2.	Marendal	KNO3 1 gram	-	Bening
		Kontrol 25 gr	-	Bening
		Non Urea	+	Kuning
		Urea 1 gram (NH4)2SO4	+	Kuning
		Aerob	+	Kuning
		Glukosa 1 gram (aerob)	+	Kuning
3.	Marelan	KNO3 1 gram	-	Bening
		Kontrol 25 gr	-	Bening
		Non Urea	-	Bening
		Urea 1 gram (NH4)2SO4	-	Bening
		Aerob	+	Kuning
		Glukosa 1 gram (aerob)	+	Kuning
4.	Tembung	KNO3 1 gram	-	Bening
		Kontrol 25 gr	+	Kuning
		Non Urea	-	Bening
		Urea 1 gram (NH4)2SO4	+	Kuning
		Aerob	-	Bening
		Glukosa 1 gram (aerob)	-	Bening

            Dari hasil percobaan pada perlakuan KNO₃ 1 gram pada semua sampel tanah tidak terjadi proses nitrifikasi. Pada perlakuan glukosa 1 gram (aerob) hanya pada sampel tanah tembung yang tidak terjadi proses nitrifikasi. Pada sampel tanah marendal proses nitrifikasi tidak terjadi hanya pada dua perlakuan yakni KNO₃ 1 gram dan kontrol 25 gram. Pada perlakuan non urea proses nitrifikasi hanya terjadi pada sampel tanah Marendal. Perlakuan aerob terjadi proses nitrifikasi pada tanah marendal dan tanah marelan.

Pembahasan

Dari hasil percobaan diketahui bahwa pada tanah kampus diperoleh bahwa pada perlakuan Glukosa 1 gram (aerob) terjadi proses nitrifikasi. Hal ini menunjukkan bahwa tanah kampus memiliki pH tanah yang netral, terlihat pada saat ditetesi reagen nestler pada perlakukan Glukosa 1 gram (aerob) berubah warna menjadi kuning. Sedangkan perlaukan yang lain pada sampel tanah yang sama tidak terjadi perubahan warna. Hal ini sesuai dengan Damanik, dkk, (2011) yang menyatakan bahwa nitrifikasi adalah proses oksidasi enzimatik perubahan senyawa nitrat yang diberikan oleh bakteri berlangsung secara aerob.

Dari hasil percobaan diketahui bahwa pada tanah marendal perlakuan Non Urea, Urea 1 gr (NH₄)₂SO₄, aerob, dan glukosa 1 gr aerob terjadi proses nitrifikasi. Hal ini menunjukkan bahwa tidak adanya nitrifikasi pada percobaan yang dilakukan disebabkan oleh berbagai hal, diantaranya dalam perubahan amonia – nitrogen menjadi nitrat (NO₃) yang dibantu oleh bakteri autotrof. Hal ini sesuai dengan Saraswati, dkk. (2007) yang menyatakan bahwa konversi perubahan amonia menjadi nitrit merupakan tahap penentu dalam keseluruhan proses nitrifikasi, jika tahapannya berlangsung maka terjadi proses nitrifikasi.

Pada tanah Marelan, terdapat proses nitrifikasi pada perlakuan Aerob dan Glukosa 1 gram (aerob). Sedangkan pada perlakuan yang lainnya tidak terjadi proses nitrifikasi. Hal ini menunjukkan bawah nitrifikasi dipengaruhi oleh faktor – faktor seperti keadaan tanah, aerasi, suhu, rasio, C/N, dll. Hal ini sesuai dengan Wood (1995) yang menyatakan bahwa kondisi tanah dapat mempengaruhi proses nitrifikasi seperti suhu tanah, kondisi tanah, aerasi, kelembaban, dll.

Pada contoh tanah Tembung proses nitrifikasi terjadi pada perlakuan Kontrol 25 gram, Urea 1 gram (NH₄)₂SO₄. Hal ini menunjukkan bahwa pada tanah tembung terjadi perubahan amonia menjadi nitrit yang kemudian terjadinya proses nitrifikasi. Hal ini sesuai dengan Saraswati, dkk, (2007) yang menyatakan bahwa perubahan amonia menjadi nitrit merupakan tahapan penentu ada tidaknya nitrifikasi pada suatu tanah.

Pada percobaan bakteri yang berperan dalam proses nitrifikasi adalah nitrosomonas dan nitrobacter sedangkan bakteri yang berperan dalam proses denitrifikasi adalah pseudomonas dan Thibacillus. Sesuai dengan literature dari Damanik, dkk, (2011) bahwa tahap pertama nitrifikasi adalah proses oksidasi ammonium oleh bakteri pseudomonas dan tahap kedua adalah proses oksidasi enzimatik nitrit menjadi nitrat yang dilaksanakan oleh bakteri nitrobacter.

Adapun prinsip percobaan nitrifikasi adalah menguji tanah dengan menggunakan reagent nestler, diharapkan dapat mengindikasi terbentuknya nitrat pada contoh melalui warna kuning yang ditujukan pada porselin. Perubahan warnaa kuning disebabkan oleh proses dimana ammonium (NH₄⁺) dioksidasi menjadi nitrat (NO₂^-) dan menjadi nitrit (NO₃^-). Sesuai dengan literature dari Damanik, dkk, (2011) yang menyatakan bahwa nitrifikasi merupakan proses dimana ammonium (NH₄⁺) dioksidasi menjadi nitrat (NO₂^-) dan menjadi nitrat (NO₃^-).

Proses nitrifikasi dapat berlangsung dengan baik jika terdapat factor penndukungnya seperti aerasi, suhu, kelembaban dan pemupukan. Sesuai dengan literature dari Wood (1995) bahwa kondisi tanah yang mempengaruhi                    proses nitrifikasi yaitu aerasi, suhu, kelembaban, basa aktif, pupuk,                             dan nisbah karbon nitrogen.

Bakteri pseudomonas denitrificans merupakan bakteri yang berfungsi dalam proses denitrifikasi. Bakteri ini mengubah nitrat menjadi nitrogen.                    Sesuai dengan literature dari Damanik, dkk (2011) bahwa proses  reduksi nitrat menjadi nitrogen dilakukan oleh bakeri pseudomonas denitrificans.

Dari percobaan dapat diketahui bahwa reaksi nitrifikasi berlangsung dengan dua tahap. Sesuai dengan literature dari Damanik, dkk (2011) bahwa nitrifikasi oleh jasad renik tanah yang berlangsung dalam dua tahap, yaitu :

NH₄⁺  + ³/₂ O₂     ^Nitrosomonas       NH₂⁺ + 2H⁺ + H₂O + Energi

NO₃^- + ¹/₂  O₂      ^Nitrobacter          NO₃^- + Energi

            Reaksi denitrifikasi melibatkan bakteri pseudomonas denitrificans dan thibacillus denitrificans baik heterotroph maupun autotroph. Bentuk umum dari reaksi denitrifikasi yaitu :

₂NO₃^-           ₂NO₂^-             ₂NO            N₂O            N₂

Sedangkan reaksi organisme heterotrophy yaitu :

C₆H₁₂O₆ + 4NO₃^{-      Pseudomonas}         6CO₂ + 6H₂O +2N₂+ E

Hal ini sesuai dengan literature dari Brady (1984) bahwa bentuk umum dari reaksi nitrifikasi yaitu :

₂NO₃^-           ₂NO₂^-             ₂NO            N₂O           N₂

Pada percobaan dengan perlakuan KNO₃ 1 gram tidak terjadi proses nitrifikasi pada semua jenis contoh tanah. Hal ini terjadi karena proses perubahan amonia menjadi nitrit terganggu oleh senyawa KNO₃. Hal ini sesui dengan Damanik, dkk, (2011) yang menyatakan bahwa proses nitrifikasi berlangsung dengan dua tahapan yaitu oksidasi amonium jadi nitrat dan oksidasi enzimatik nitrit menjadi nitra.

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

1.      Pada tanah Kampus terjadi proses nitrifikasi pada perlakuan 1 gram (aerob) dan pada Tanah Marendal terjadi proses nitrifikasi pada perlakuan Non Urea, Urea 1 gr (NH₄)₂SO₄, aerob, dan glukosa 1 gr (aerob).

2.      Pada tanah Marelan terjadi proses nitrifikasi pada perlakuan Aerob dan Glukosa 1 gram (Aerob) dan pada tanah Tembung terjadi proses nitrifikasi pada perlakuan Kontrol 25 gram dan Urea 1 gr (NH₄)₂SO_4.

3.      Faktor – faktor yang mempengaruhi proses nitrifikasi adalah aerase, kondisi tanah, pH tanah, kelembaban, suhu tanah dan C/N rasio.

4.      Pada perlakuan KNO₃ tidak terjadi proses nitrifikasi karena KNO₃ merupakan sumber nitrat sehingga menghambat perubahan amonia menjadi nitrit.

5.      Prinsip percobaan pada proses nitrifikasi adalah dengan menambahkan reagen nestler diharapkan setiap perlakuan pada masing – masing contoh tanah terjadi perubahan warna menjadi kuning pada cawan porselen.

Saran

Disarankan agar dalam melaksanakan praktikum dilakukan sesuai dengan prosedur agar tidak terjadi kesalahan data yang mengakibatkan ketidakakuratan hasil percobaan.

DAFTAR PUSTAKA

Bardgett, R. D. 2005. The Biology of Soil.Oxford University Press, London.

Damanik, M.M.B., Hasibuan, B.E., Fauzi., Sarifuddin., Hanum, H. 2011. Kesuburan Tanah dan Pemupukan. USU Press, Medan.

Nindrasari, G., V.I. Meitiniarti, J. C. Mangimbulude. 2010. Pengurangan Amonium dengan Metode Nitrifikasi dan Anammox pada Air Lindi dari Tempat Pembuangan Akhir Samah Jati Barang. [Skripsi] Universitas Kristen Satya Wacana, Semarang.

Prajitno, D., D. Shiddieg, Tohari, S. Y. Jatmiko, dan J. Pramono. 2009. Efisiensi Pemupukan Urea pada Padi Sawah Melalui Rekayasa Pemanfaatan Nitrat Inhibitor Alami. SPKPP, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.

Rosmarkam, A dan N. W. Yuwono. 2002. Ilmu Kesuburan Tanah. PT Penerbit Kanisius, Yogyakarta.

Salmah. 2004. Proses Nitrifikasi dan Denitrifikasi dalam Pengelolaan Limbah. Electronic USU repository. Diakses dari http://repository.usu.ac.id/index (3 Juni 2013).

Saraswati, R., E. Husen, dan R. D. M. Simanungkalit. 2007. Metode Analisis Biologi Tanah. BBLSLP, Jakarta.

Sutanto, R. 2005. Dasar – Dasar Ilmu Tanah. PT Penerbit Kanisius, Yogyakarta.

Wood, M. 1995. Environmental Soil Biology. An Imprint of Chapman & Hall, London.

Yuniasari, D. 2009. Pengaruh Pemberian Bakteri Nitrifikasi dan Denitrifikasi serta Molase dengan C/N Rasio Berbeda terhadap Profil Kualitas Air, Kelangsungan Hidup, dan Pertumbuhan Udang Vaname. [Skripsi] Fakultas Kelautan dan Perikanan Insitut Pertanian Bogor, Bogor.