Kuliah ke-15 Mikrobiologi AET 1203 P Peran mikroba dalam ... · bidang pertanian: pupuk hayati Kuliah ke-15 Mikrobiologi AET 1203 P. ... Cyanobacteria yang hidup bebas pada permukaan
Post on 27-Feb-2020
19 Views
Preview:
Transcript
Pupuk mikroba merupakan formulasi strain – strain
mikroba unggul yang dapat menambah atau
meningkatkan unsur hara dalam tanah.
Keberadaannya sangat berperan bagi pertanian
organik berkelanjutan.
Ada beberapa jenis pupuk mikroba yang beredar
di pasaran saat ini, antara lain
-mikroba penambat nitrogen (N),
-mikroba pelepas (pelarut) fosfat,
-mikroba penambat N dan pelarut Fosfat,
-serta mikroba dekomposer
Dikenal enam jenis utama mikroba penfiksasi N2 yang dapat
dijumpai didalam tanah yaitu :
a. Bakteri yang hidup bebas seperti Bacillus, Klabsiella
(fakultatif Anaerob), Clostridium (anaerob)
b. Bakteri dari genus Rhizobia yaitu bersimbiosa dengan
tanaman leguminosa
c. Actinomicetes dari genus Frankia yang bersimbiosa
dengan angiosperme
A. Mikroba Penambat Nitrogen
d. Cyanobacteria yang hidup bebas pada permukaan
tanah, seperti Nostac, Anabaena
e. Cyanobacteria simbiotik, yang bersimbiosa dengan
lumut,pakis air (Azolla)
f. Bakteri pemfiksasi N2 yang berasosiasi dengan
perakaran tanaman tertentu seperti Azotobacter,
Beijerinckia, dan Azospirilium
Contoh mikroba penambat N Yang akan dibahasadalah bakteri Rhizobium dan Azolla
a) RhizobiumAdalah satu bentuk simbiosis penambat N antara mikroba
dengan tanaman tingkat tinggi yang sangat terkenal adalahsimbiosis bakteri kelompok rhizobia dengan tanamanleguminose.
Beberapa jenis tanaman leguminose antara lain dari jeniskacang-kacangan seperti kedelai, kacang tanah, kacang hijau, dan kacang-kacangan penutup tanah (LCC) serta jenis pohonseperti akasia dan sengon. Untuk dapat lebih memanfaatkanbentuk simbiosis tersebut, diperlukan pemahaman lebihmendalam tentang proses yang terjadi dalam asosiasi bakteridengan tanaman inang.
Bakteri rhizobium hidup diakar tanaman kacang-kacangan
dan bersimbiosis secara mutualisme.
Bakteri ini masuk melalui serabut akar dan kulit akar halus, dan
membentuk bintil akar lalu menambat (memfiksasi) nitrogen .
Itulah sebabnya bakteri ini disebut bakteri bintil akar.
Tanaman inang berperan memberikan karbohidrat yang
merupakan energi bagi rhizobium dan mendapatkan tambatan
unsur N untuk pertumbuhannya.
Nitrogen yang difiksasi dimanfaatkan untuk pertumbuhan oleh
tanaman inang dan bukan inang (nonlegum) yang tumbuh
disekitar inang. Ada juga nitrogen yang tetap tinggal di dalam
tanah bila bintil akar terlepas dan terdekomposisi.
Pada kondisi optimal penambatan N oleh Rhizobium dapat
mencapai 160 kg/ha, tetapi umumnya hanya mencapai 90 –
100 kg/ha. Pada tanaman kedelai N fiksasi rhizobium mencapai
47% dari N total yang diasimilasi oleh tanaman.
Ada tiga faktor yang menentukan tingkat efisiensi
penambatan N, yaitu:
strain Rhizobium,
tanaman inang, dan
lingkungan seperti suhu, kelembapan, aerasi, dan jumlah
kalsium aktif.
Bakteri Rhizobium aktif dapat dikenal secara visual dari bintil
– bintil bundar di akar tanaman. Bila akar dibelah, atau dipijat,
akan keluar cairan kemerahan yang disebut Leghemoglobin.
Untuk tanaman kacang – kacangan dilaporkan bahwa
penyerapan N terbesar dari fiksasi Rhizobium oleh tanaman
terjadi pada fase vegetatif dan generatif, yaitu 45% pada stadia
berbunga hingga pembentukan polong dan 43% pada fase
pengisian hingga pematangan biji.
Dari data tersebut menunjukkan bahwa bakteri Rhizobium
sangat penting untuk mendapatkan hasil yang tinggi.
Bakteri rhizobium akan giat mengadakan fiksasi N pada tanah
yang kandungan N-nya rendah dan akan berkurang pada tanah
yang kandungan N-nya tinggi.
Oleh karena itu, pemupukan nitrogen yang berlebihan dapat
menghambat aktivitas Rhizobium dalam menambat N dari
udara.
b) Azolla
Azolla (Azolla spp.) merupakan tanaman paku air yang
dapat menambat N dari udara dengan cara bersimbiosis
dengan Annabaena azollae (ganggang hijau biru).
Pemanfaatan azolla terutama untuk padi sawah, baik dalam
bentuk segar maupun biomas yang sudah terdekomposisi
(kompos). Selain N, kompos azolla pun mengandung unsur
hara lain yang dibutuhkan tanaman.
Dari hasil penelitian azolla dapat menambat N sebanyak 90
– 120 kg/ha dan dapat meningkatkan hasil padi hingga 35 –
58%.
Selain sebagai pupuk organik, azolla pun dapat digunakan
sebagai pakan ternak dan pakan unggas atau suplemen pakan
ikan. Untuk pemanfaatan tersebut azolla perlu dikeringkan dan
dihaluskan.
Pembuatan kompos Azolla ada dua tahap, yaituproses perbanyakan biomas Azolla dengan carapenumbuhan dilingkungan yang sesuai sehinggadiperoleh kuantitas dan kualitas produksi yang baik serta proses dekomposisi (pengomposan) biomas Azolla.
B. Mikroba Pelepas (Pelarut) Fosfat
Unsur fosfor (P) merupakan unsur penting dalampertumbuhan tanaman. Fosfor dalam tanah dibedakan atasfosfor organik dan fosfor anorganik. Fosfor organik terdapatdalam humus dan bahan organik lainnya, sedangkan fosforanorganik berupa fosfor terlarut dalam bentuk ion.
Fosfor anorganik kurang larut dan terikat oleh besi, aluminium, kalsium, dan magnesium. Fosfor kurang larut inidalam tanah merupakan fosfor yang tidak tersedia bagitanaman.
Fosfor demikian dapat diubah menjadi tersedia bagi tanamandengan cara memberikan mikroba pelepas atau pelarut fosfat.
Ada dua jenis mikroba pelarut fosfat yaitu mikoriza (mikrobapelepas fosfat simbiotik) dan mikroba (bakteri dan Jamur) pelarut fosfat non simbiotik
1. Mikoriza
Di alam terdapat berbagai bentuk simbiosis yang secaratidak langsung dapat meningkatkan produktivitastanaman, di antaranya ialah cendawan mikoriza.Cendawan ini sering disebut mikoriza vesikula arbuskula(MVA) karena dapat membentuk struktur vesikula padakorteks akar tanaman yang terinfeksi.
Vesikula merupakan struktur seperti kantung di ujunghifa yang mengandung banyak butiran lemak. Vesikulaberfungsi sebagai organ penyimpanan. Namun karenatidak semua cendawan mikoriza membentuk vesikulamaka beberapa ahli kemudian menyebutnya mikorizaarbuskula (MA).
MA merupakan bentuk hubungan simbiosismutualisme antara cendawan dengan perakarantanaman tingkat tinggi.
Hubungan simbiosis antara inang dengancendawan meliputi penyediaan fotosintat(karbohidrat) oleh tanaman inang. Sebaliknya, tanaman inang mendapatkan tambahannutrient yang diambil oleh cendawan daritanah.
Berdasarkan perkembangbiakannya, cendawan MA dibagi menjadi dua golongan, yaitu
Endomikoriza
Ektomikoriza.
Endomikoriza adalah cendawan MA simbionobligat sehingga tidak dapat dibiakkan tanpakeberadaan tanaman inang. Hingga saat iniendomikoriza belum dapat ditumbuhkan dalammedium buatan. Oleh karena itu, penggunaanpupuk mikroba MA golongan endomikorizamasih sangat terbatas.
Sementara Ektomikoriza dapatdikembangbiakkan dalam medium buatan tanpainang sehingga peluang penggunaannya secaraluas lebih besar.
Beberapa contoh cendawa MA yang sudahbanyak dimanfaatkan dan dikembangkan adalahdari kelas Zygomycetes antara lain Glomus,Gigaspora, Aculospora dan sclerocystis.
Selain meningkatkan penyerapan unsur hara (N,P,K, Ca, Mg
dll) ) dalam tanah, cendawan MA pun dapat bermanfaat sebagai
berikut:
Cendawan MA menghasilkan hormon dan zat pengatur
tumbuh seperti auksin, sitokinin, dan giberelin. Auksin berfungsi
untuk mencegah atau memperlambat penuaan akar sehingga
fungsi akar sebagai penyerap unsur hara dan air dapat
diperpanjang.
Cendawa MA menghasilkan antibiotik yang dapat berfungsi
sebagai pelindung terhadap pathogen akar.
Lapisan hifa yang menyelimuti akar melindungi fisik
tanaman, terutama terhadap masuknya pathogen akar.
Cendawan MA merangsang aktivitas mikroorganisme tanah
yang menguntungkan.
Cendawan MA dapat memperbaiki struktur dan agregasi
tanah.
Tanaman akan lebih tahan terhadap kekeringan air dan
cepat pulih kembali setelah periode kekurangan air.
Pemakaian pupuk anorganik menjadi hemat.
2. Mikroba Pelarut Fosfat
Mikroorganisme ini menurut Suba Rao terdiri dari bakteri
dan jamur, bakteri yang sering dilaporkan dapat melarutkan
fosfat adalah anggota –anggota genus Pseudomonas,
Bacillus, Micobacterium, Mikrococus,Flavobacterium,
Bacterium, Citobacter dan Enterobacter,
Sedangkan dari Fungi dilaporkan beberapa Aspergillus sp,
Penicillium sp., Sclerotium dan Fusarium.
Sebagai jasad hidup mikroba melakukan fungsi metabolisme. Dalam proses metabolisme ini akan dihasilkan senyawametabolit sekunder berupa asam-asam organik sepertiasam sitrat glutamate, suksinat, laktat, oksalat, glikosat, malat, fumarat, tartarat, dan kotobutirat.
Asam-asam organik ini dapat melepaskan ikatan P darikompeks jerapan sehingga dapat dipergunakan tanaman. Asam – asam tersebut akan mengkelat kation dalambentuk kompleks yang stabil dengan Ca2+ , Fe3+ , dan Al3+ .
Kemampuan mikroba pelarut P sangat beragam tergantungpada jenis dan daya adaptasinya terhadap lingkunganbarunya.
Reaksi yang terjadi sebagai berikut:
Akibat adanya pelepasan H2 ( reduktif)
FePO4 Fe3+ + PO43+
H2 2H+ + e
Fe3+ Fe2+
FePO4 + H2 Fe2+ + H2PO4-
Akibat adanya pelepasan CO2 (Oksidatif)
CO2 + H2O HCO3- + H
Ca3(PO4) + 6HCO3 3Ca(HCO3)2 + 2 PO42+
3. Mikroba Dekomposer
Didalam tanah terdapat sangat banyak mikrobadekomposer pengurai selulose. Kebanyakanperuraian mikroba tersebut di alam berlangsungsecara hayati dan dilakukan oleh mikroba selulolitikdari jenis fungi, Actinomycetes, dan bakteri, baikbakteri anaerob maupun anaerob.
Adapun sejumlah mikroorganisme yang menghasilkan enzim pengurai lignin adalahPaecilomyces sp, Allezcheria sp, Chaetomiumsp, Poria sp, Nocardia sp, Streptomyces sp, Psedomonas sp, dan Flavobacterium sp.
Pupuk mikroba dekomposer sebagai activator mempersingkat pembuatan kompos.
Mikroba dekomposer ini sudah banyakdijual diantaranya EM-4, Starbio Plant, Temban, Orgadec dan yang lainnya.
top related