Makalah kelompok 2(peranan mikroba pada bidang pertanian)

MAKALAH

MIKROBIOLOGI

PERANAN MIKROBA PADA BIDANG PERTANIAN

OLEH:

FITRI WIRNAMASARI(F1D012007)

UTARI(F1D012051)

HARIYADI(F1D012008)

DOSEN:

WELLY DARWIS, Drs. H., MS

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS BENGKULU

2014

KATA PENGANTAR

Bismillahhirahmanirahim…

Puji syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena atas petunjuk

dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan makalah ini tepat waktu.

Makalah dengan judul “Peranan Mikroba Pada Bidang Pertanian” ini diajukan untuk

memenuhi salah satu syarat penilaian pada mata kuliah Mikrobiologi semester V.

Tidak lupa penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1.  Drs.Welly Darwis,MS selaku dosen dalam Mata Kuliah Mikrobiologi, yang telah

membimbing penulis dalam penyusunan makalah ini, sehingga hal tersebut dapat

menjadikan sebuah wawasan baru bagi penulis.

2.   Teman-temanku seperjuangan dan sepenanggungan serta pihak-pihak lainnya yang

telah membantu dalam penyusunan makalah ini, baik dengan materil maupun non materil.

Penulis sadar bahwa dalam penyusunan makalah ini, masih terdapat kekurangan dan

mungkin jauh dari kesempunaan, penulis pun sadar bahwa kesempurnaan hanyalah milik Allah

SWT. Namun sebagai manusia, kita pun harus berusaha mempersembahkan yang terbaik dalam

hal apapun. Untuk itu, penulis sangat terbuka dalam menerima segala kritik maupun saran

sebagai pembangun agar penulis dapat menyusun makalah dengan lebih baik lagi.

Akhir kata penulis berharap makalah ini agar dapat bermanfaat khususnya bagi penulis dan

juga bermanfaat bagi para pembacanya. Semoga Allah mencatat amal kita untuk memperoleh

ilmu pengetahuan sebagai amal shaleh. Amin...

Bengkulu, 6 September 2014

Penulis

i

DAFTAR ISI

Halaman

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

..............................................................................................................................................

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

BAB 1. PENDAHULUAN............................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang..................................................................................................... 1

1.2 Tujuan.................................................................................................................. 1

1.3 Rumusan Masalah................................................................................................ 1

1.4 Manfaat................................................................................................................ 2

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA..................................................................................... 3

2.1 Pengertian Mikrobiologi....................................................................................... 3

BAB III. PEMBAHASAN............................................................................................... 4

3.1 Sejarah Mikroorganisme....................................................................................... 4

3.2 Bentuk dan Susunan Mikroorganisme.................................................................. 5

3.3 Pertumbuhan dan Cara Hidup Mikroorganisme...................................................8

3.4 Tempat Ditemukannya Mikroorganisme..............................................................9

3.5 Peran Mikroorganisme Di Bidang Pertanian........................................................9

3.5.1 Peran Mikroba Tanah Dalam Penyediaan dan Penyerapan Unsur Hara.....10

3.5.2 Mikroba Tanah yang Bermanfaat................................................................11

3.5.3 Mikroba penambat N...................................................................................11

3.5.4 Mikroba Pelarut Fosfat................................................................................13

3.5.5 Jamur Mikoriza Arbuskula (CMA).............................................................14

3.5.6 Strategi Keberhasilan Pemanfaatan Mikroba Tanah...................................15

BAB IV. PENUTUP.........................................................................................................17

Kesimpulan............................................................................................................17

DAFTAR PUSTAKA.......................................................................................................18

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Bumi adalah rumah (ekologi )bagi makhluk hidup. Makhluk hidup perlu melakukan

adaptasi untuk sintas di bumi ini, sehingga terjadilah interaksi. Interaksi yang terjadi meliputi

factor biotik dan abiotik. Makhluk hidup terdiri dari manusia, hewan, tumbuhan dan jasad renik

(mikroorganisme).

Mikroorganisme memberikan peranan penting bagi kelangsungan hidup di bumi ini.

Contohnya, pada sebuah pohon, pohon tidak akan mengalami pertumbuhan dan perkembangan

yang berarti jika tidak ada mikroba di akar-akarnya yang membantu dalam penyerapan air,

perlindungan terhadap akar, dan sebagainya. Seperti yang kita ketahui jikalau pohon salah satu

penghasil oksigen terbesar di bumi, oksigen sangat penting bagi manusia dari dulu hingga

sekarang, beruntungnya oksigen tak pernah kurang untuk makhluk hidup di bumi ini.

Jadi dapat disimpulkan mikroorganisme (jasad renik) penting untuk kehidupan di bumi

ini. Maka dari itu marilah kita dalami lebih lanjut apa itu mikroorganisme dan apa perannya

terutama di bidang pertanian.

1.2 Tujuan

Untuk mengetahui peranan mikrob dalam bidang pertanian

1.3 Rumusan Masalah

1. Bagaimana sejarah dari mikroorganisme ?

2. Bagaiman bentuk dan susunan pada mikroorganisme?

3. Bagaimana pertumbuhan dan cara hidup mikroorganisme?

4. Dimana saja terdapat mikroorganisme ?

5. Apa saja peran mikroorganisme di bidang pertanian ?

ii

1.4 Manfaat

1. Mengetahui asal-muasal ditemukannya mikroorganisme

2. Mengerti bentuk dan susunan mikroorganisme

3. Mengetahui penyebaran mikroorganisme

4. Mengetahui peran mikroorganisme di bidang pertanian dan berita terbarunya.

1

BAB 11

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Mikrobiologi

Mikrobiologi adalah ilmu yang mempelajari bentuk, sifat, kehidupan dan penyebaran

jasad hidup yang termasuk mikroba (jasad renik, mikrobia, mikroorganisme). Mikroba berasal

dari kata: micros: kecil/sangat kecil, bios= hidup/kehidupan. bidang ilmu biologi ini mencangkup

salah satu kelompok besar jasah hidup yang mempunyai bentuk dan ukuran sangat kecil, serta

sifat hidup yang berbeda dengan jasad lain umumnya(Suriawiria,1985).

Mikroorganisme memiliki fleksibilitas metabolisme yang tinggi karena mikroorganisme

ini harus mempunyai kemampuan menyesuaikan diri yang besar sehingga apabila ada interaksi

yang tinggi dengan lingkungan menyebabkan terjadinya konversi zat yang tinggi pula. Akan

tetapi karena ukurannya yang kecil, maka tidak ada tempat untuk menyimpan enzim-enzim yang

telah dihasilkan. Dengan demikian enzim yang tidak diperlukan tidak akan disimpan dalam

bentuk persediaan. Enzim-enzim tertentu yang diperlukan untuk perngolahan bahan makanan

akan diproduksi bila bahan makanan tersebut sudah ada. Mikroorganisme ini juga tidak

memerlukan tempat yang besar, mudah ditumbuhkan dalam media buatan, dan tingkat

pembiakannya relatif cepat (Darkuni,2001). Oleh karena aktivitasnya tersebut, maka setiap

mikroorganisme memiliki peranan dalam kehidupan, baik yang merugikan maupun yang

menguntungkan (Iqbal,2008).

2

BAB III

PEMBAHASAN

3.1 Sejarah Mikroorganisme

Dunia mikroorganisme terdiri dari lima kelompok organisme : bakteri, protozoa, virus,

algae, dan cendawan mikroskopis. Mikrobiologi dapat dikatakan ilmu yang masih muda. Dunia

jasad renik barulah ditemukan sekitar 300 tahun yang lalu, dan makna sesungguhnya mengenai

mikroorganisme itu barulah dipahami dan dihargai 200 tahun kemudian. Selama 40 tahun

terakhir, mikrobiologi muncul sebagai bidang biologi yang berarti. Kini mikroorganisme

digunakan hamper semua peneliti dalam gejala biologis (Pelczar,1986).

Dunia mikroba walaupun sudah lama dikenal peranannya didalam kehidupan, baru

terbuka secara luas setelah Anthony van Leeuwenhoek (1632-1723) menciptakan mikroskop

sederhananya. Diaktakan sederhana karena mikroskop tersebut hanya terdiri dari satu lensa yang

dapat mencapai perbesaran kurang dari 200 kali. Tetapi dengan adanya mikroskop sederhana

tersebut maka rahasia besar tentang bentuk mikroba yang sebelumnya masih merupakan masalah

misteri , mulai terbuka dan terungkap(Suriawiria,1986).

Dunia mikroba mulai terbuka lagi ketika Louis Pasteur (1822-1895) seorang ahli kimia

Prancis, menemukan prinsip-prinsip dasar yang berkaitan dengan sifat hidup mikroba, antara lain

dalam masalah fermentasi, sehingga banyak masalah dan pertanyaan yang tadinya belum

terjawab setelah penemuan-penemuan Pasteur menjadi jelas(Suriawiria,1986).

Tampil pula peranan penemu lainnya yang berjasa banyak didalam mikrobiologi seperti

Robert Koch (1843-1910) seorang dokter Jerman. Atas penemuan dan hasil penelitiannya,

kemudian kaitan dan peranan mikroba sebagai jasad penyebab penyakit dapat diterangkan secara

jelas. Sehingga salah satu batasan (postulat) yang telah disusunnya saat itu, masih tetap berlaku

sampai sekarang ini, yang umum dikenal dengan nama Postulat Koch(Suriawiria,1986).

Dalam postulat-postulat Koch disebutkan, untuk menetapkan organism sebagai suatu

penyakit, maka organism tersebut harus memenuhi sejumlah syarat berikut.

1. Mikroorganisme yang dicurigai haruslah segera diselidiki agar segera diketahui bila

penyakit sedang berjangkit.

3

2. Mikrorrganisme itu dapat diambil (diisolasi) dan ditumbuhkan menjadi biakan murni (pure

culture) di laboratorium.

3. Jika biakan murni itu disuntikan kepada binatang yang sehat, maka akan menimbulkan

penyakit yang sama.

4. Mikroorganisme yang disuntikkan pada binatang yang sehat tersebut dapat diperoleh

kembali menggunakan prosedur laboratorium(Irianto,2012).

Mengenai perkembangan mikrobiologi dapatlah disimpulkan bahwa mikrobiologi maju

dengan pesat karena hal-hal berikut :

1. Penemuan serta penyempurnaan mikroskop

2. Jatuhnya teori abiogenesis

3. Keyakinan orang bahwa pembusukan itu disebabkan oleh mikroorganisme

4. Bukti yang menunjukkan bahwa penyakit itu disebabkan oleh bibit penyakit(Irianto, 2012).

3.2 Bentuk dan susunan Mikroorganisme

Bentuk umum mikroba terdiri dari satu sel (uniseluler) seperti yang umum didapatkan

pada bacteria, ragi dan mikralge. Dapatt pula berbentuk filament atau serat, yaitu rangkaian sel

yang terdiri dari 2 sel atau lebih yang berbentuk rantai, seperti yang didapatkan pada fungi dan

mikroalge. Bentuk filament pada kenyataannya dapat berupa filament semu kalau hubungan

antar sel satu dengan lainnya tidak ada atau tidak nyata (missal pada beberapa jenis ragi dan

fungi ), dan filament benar kalau hubungan satu dengan lainnya terdapat hubungan yang jelas,

baik hubungan secara morfologis (bentuk) atau secara fisiologis ( fungsi sel), misalnya pada

beberapa jenis fungi dan mikroalge.

Bentuk lain yang perlu diketengahkan adalah koloni, yaitu gabungan dua sel atau lebih

sidalam satu ruang seperti yang didapatkan pada mikroalge. Bentuk jaringan semu yaitu susunan

serat membentuk jaringan seperti yang didapatkan pada fungi, tetapi jaringan tersebut tidak

berfungsi seperti layaknya jaringan yang dimiliki tanaman tinggi atau hewan. Selintas perlu

diketahui bahwa bakteri dan juga mikroalge biru-hijau tidak mempunyai inti yang jelas seperti

halnya terdapat pada jasad hidup lainnya. Sebagai penggantinya ditemukan nukleo-protein.

Bentuk sel mikroba, perlu menengetengahkannya adanya variasi bentuk pada sel bakteri.

Bentuk umum bakteri adalah bulat (kokus), dan batang/bulat memanjang (basil). Dari kedua

bentuk ini didapatkan variasi seperti ,

4

a. Bakteri berbentuk bulat (Bola)

- Monokokus, pada Neisseria gonorrhoeae, penyebab penyakit kencing nanah

- Diplokokus, pada Diplococcus penumoniae, penyebab radang paru-paru

- Sarkina

- Streptokokus

- Stafilokokus

b. Bakteri berbentuk batang

- Basilus tinggal, pada Salmonella typhi penyebab penyakit tipus

- Diplobasil

- Streptobasil, pada Bacillus anthracis penyebab penyakit antraks.

c. Bakteri berbentuk melilit

- Spiral, pada Spirillum

- Vibrio, pada Vibrio cholerae penyebab penyakit kolera

- Spirochaeta

Bentuk umum (variasi bentuk) yang kemudian terjadi baik secara tetap ataupun sebagai

bentuk kelainan karena pengaruh lingkungan, untuk tiap kelompok mikroba berbeda-beda.

Bahkan akibat pengaruh lingkungan ini terdapat bentuk involusi yaitu bentuk sementara yang

terjadi karena lingkungan yang berbeda. Missal bentuk bacteria Bacillus megaterium terhadap

kehadiran senyawa karsinogen. Yang normal memiliki bentuk bulat lonjong, sedang yang

terkena pengaruh senyawa tersebut terbentuk hampir bulat atau tidak beraturan. Tetapi bentuk

yang terakhir tersebut adalah bentuk sementara, karena begitu lingkungannya kembali normal,

bentuknya akan kembali ke asal lagi.

Sel mikroba, sebagi contoh umum disini adalah sel bakteri, mempunyai ciri-ciri

morfologis (bentuk luar) dan antomis(bentuk/kandungan dalam) yang unik kalau dibandingkan

dengan sel jasad hidup lainnya.

a. Susunan luar

1. Kapsula

Berupa lapisan mucus (lendir) yang melindungi sel, tersusun oleh hasil metabolism

sel yang disekresikan. Umumnya lapisan ini terdiri dari senyawa kompleks yakni

polisakarida, gula amina, asam gula dan campurannya. Bakteri berkapsul yang

tumbuh dalam susu akan menyebabkan susu tersebut menjadi berlendir.

5

Fungsi kapsul ialah melindungi sel terhadap kehadiran factor lingkungan yang

merugikan, dan juga bertindak sebagi pengikat sel. Secara khusus, kapsula bagi

bakteri punya arti yang penting karena erat hubungannya denga pathogenitas suatu

jenis. Jenis pathogen (penyebab penyakit) misalnya, akan turun nilai keganasannya

(virulensinya) kalau kapsul dihilangkan.

2. Flagella/Trikha

Berupa alat pergerakan bakteri yang ditemukan hampir pada semua jenis berbentuk

lengkung dan sebagian yang berbentuk batang. Flagela terdiri dari tiga bagian : tubuh

dasar, struktur seperti kait, dan sehelai filament panjang di luar dinding sel. Flagella

terbuat dari subunit-subunit protein, protein ini yang disebut flagelin.Berukuran

sangat kecil dan tidak terlihat dengan hanya menggunakan mikroskop biasa, rata-rata

ketebalan 0,02-0,1 mikron dengan panjang tidak melebihi panjang selnya. Adapun

prosedur warna khusus yang menggunakan mordan (substansi yang mengikat zat

warna pada suatu permukaan), diameternya dapat diperbesar dengan cukup untuk

membuatnya tampak dibawah mikroskop cahaya. Bukti tak langsung ada flagella

dapat dilihat pada preparat basah adanya pergerakan.

Berdasarkan letaknya flagella pada bakteri dapat dibagi menjadi 4 golongan, yaitu:

- Monopolar-Monotrikha, flagella hanya satu buah terletak pada bagian ujung sel

- Monopolar-Lofotrikha, flagella banyak, tetapi pada salah satu ujung sel saja

- Bipolar-Amfitrikha, tiap-tiap ujung sel terletak satu buah atau satu berkas flagella

- Peritrikha, jumlah flagella sangat banyak dan terletak di semua permukaan sel

3. Dinding sel

Bagian ini selain berperan dalam melindungi sel, juga berpegaruh terhadap bentuk

sel. Sifatnya elastis, terletak di antara kapsula dan membran sitoplasma dengan

susunan kimiawi yang kompleks. Pada umumnya makromolekul dinding sel terdiri

dari bahan mukokompleks, yaitu bahan utama penyusun dinding sel, tersusun oleh

heteropolomer zat gula amino (asetil glukosamin) dan asam asetil muramat dengan

asam amino seperti glutamate, alanin, glisin, diaminopimelat atau lisin.

Fungsi dinding sel yang paling menonjol antara lain :

- Member perlindungan kepada protoplasma

- Berperan didalam reproduksi sel

6

- Turut mengatur pertukaran zat dari dalam dan luar sel (karena bersifat

seemipermeabel)

- Mempengaruhi kegiatan metabolisme

4. Pili

Bagian ini sering disebut fimbria, adalah benang-benang halus yang keluar/menonjol

dari dinding sel, yang hanya ditemukan pada bakteri berbentuk batang bersifat Gram

negative. Susunan kimia pili terdiri dari protein yang dinamakan pilia, yaitu

heteropolimer dari 18 asam amino yang bersifat antigenik. Baik pili, flagella/trikha

ataupun kapsula, dapat terlepas dari sel secara mekanik tanpa harus merusak

pertumbuhan ataupun kehidupan jasadnya.

3.3 Pertumbuhan dan cara hidup mikroorganisme

Pertumbuhan bakteri pada umumnya akan dipengaruhi oleh faktor lingkungan. Pengaruh

faktor ini akan memberikan gambaran yang memperlihatkan peningkatan jumlah sel yang

berbedadan pada akhirnya memberikan gambaran pula terhadap kurva pertumbuhannya.

Sedangkan kebutuhan mikroorganisme untuk pertumbuhan dapat dibedakan menjadi dua

kategori, yaitu: kebutuhan fisik dan kebutuhan kimiawi atau kemis. Aspek-aspek fisik dapat

mencakup suhu, pH dan tekanan osmotik. Sedangkan kebutuhan kemis meliputi air, sumber

karbon, nitrogen oksigen, mineral-mineral dan faktor penumbuh.

Terdapat beberapa faktor abiotik yang dapat mempengaruhi pertumbuhan bakteri, antara

lain: suhu, kelembapan, cahaya, pH, AW dan nutrisi. Apabila faktor-faktor abiotik tersebut

memenuhi syarat, sehingga optimum untuk pertumbuhan bakteri, maka bakteri dapat tumbuh dan

berkembang biak.

Bakteri juga memiliki batasan suhu tertentu dia bisa tetap bertahan hidup, ada tiga jenis

bakteri berdasarkan tingkat toleransinya terhadap suhu lingkungannya:

1. Mikroorganisme psikrofil yaitu mikroorganisme yang suka hidup pada suhu yang dingin,

dapat tumbuh paling baik pada suhu optimum dibawah 20oC.

2. Mikroorganisme mesofil, yaitu mikroorganisme yang dapat hidup secara maksimal pada

suhu yang sedang, mempunyai suhu optimum di antara 20oC sampai 50oC

3. Mikroorganisme termofil, yaitu mikroorganisme yang tumbuh optimal atau suka pada

suhu yang tinggi, mikroorganisme ini sering tumbuh pada suhu diatas 40oC, bakteri jenis

7

8

ini dapat hidup di tempat-tempat yang panas bahkan di sumber-sumber mata air panas

bakteri tipe ini dapat ditemukan, pada tahun 1967 di yellow stone park ditemukan bakteri

yang hidup dalam sumber air panas bersuhu 93-94oC.

3.4 Tempat ditemukaannya mikroorganisme

Mikroorganisme dijumpai dimana-mana, disegala lingkungan hidup manusia. Mereka ada

dalam tanah; lingkungan akuatik, berkisar dari aliran air sampai pada lautan; dan atmosfer.

Keadaan lingkungan setempat menentukan ciri-ciri populasi mikroba. Mereka dapat ada dalam

jumlah yang luar biasa besarnya dan dalam keragaman yang luas. Pencarian mikroorganisme

ekstraterestial (luar bumi) . para ilmuwan, ahli filsafat, dan penulis telah berspekulasi tentang

kemungkinan adanya kehidupan ditempat lain dialam semesta ini. Ketika para astronot mendarat

di bulan pada tahun 1969, disiapkan fasilitas yang teliti untuk pemeriksaan mikrobilogis contoh-

contoh tanah bulan dibawa mereka kembali ke bumi. Akan tetapi , pada pemeriksaan yang

ekstensif menyingkap bahwa tidak ditemukannya jasad renik. Dan begitu juga yang terjadi di

planet Mars.

3.5 Peran mikroorganisme di bidang pertanian

Salah satu kriteria yang menjadi syarat pertanian organik adalah tidak menggunakan

bahan artifisial seperti pupuk buatan, insektisida, herbisida, fungisida, hormon tumbuh pada

tanah dan ekosistem(Sharma,2002). Dilain pihak untuk menghasilkan produktivitas tanaman

yang tinggi sebagian besar petani masih menggantungkan harapannya pada pupuk buatan yang

diketahui cepat menunjukkan respon seperti yang diharapkan. Walaupun pupuk buatan dan

pestisida mampu meningkatkan produksi tanaman secara nyata tetapi juga berdampak negatif

terhadap pencemaran lingkungan antara lain kesuburan tanah menurun dengan cepat,

pencemaran air dan tanah, bahaya residu pestisida, penurunan keanekaragaman hayati

(biodiversity), dan ketergantungan pada energy yang tidak dapat diperbaharui meningkat.

Menurut Sharma (2002) upaya mengatasi masalah di atas dapat dilakukan dengan

meningkatkan peran mikroba tanah yang bermanfaat melalui berbagai aktivitasnya yaitu:

- Meningkatkan kandungan beberapa unsur hara di dalam tanah.

- Meningkatkan ketersediaan unsur hara di dalam tanah. Meningkatkan efisiensi penyerapan

unsur hara.

- Menekan mikroba tular tanah patogen melalui interaksi kompetisi.

- Memproduksi zat pengatur tumbuh yang dapat meningkatkan perkembangan system

perakaran tanaman.

- Meningkatkan aktivitas mikroba tanah heterotrof yang bermanfaat melalui aplikasi bahan

organik.

3.5.1 Peran Mikroba Tanah Dalam Penyediaan dan Penyerapan Unsur Hara

Tanaman dapat menyerap unsur hara melalui akar atau melalui daun. Sebagian besar

unsur hara diserap dari dalam tanah, hanya sebagian kecil yaitu unsur C dan O diambil tanaman

dari udara melalui stomata. Tanaman menyerap unsur hara dari dalam tanah umumnya dalam

bentuk ion (NH4+, NO3-, H2PO4-, K+,Ca2

+, dll). Unsur hara tersebut dapat tersedia di sekitar akar

tanaman melalui aliran massa, difusi dan intersepsi akar. Sistem perakaran sangat penting dalam

penyerapan unsur hara karena sistem perakaran yang baik akan memperpendek jarak yang

ditempuh unsur hara untuk mendekati akar tanaman. Bagi tanaman yang sistem perakarannya

kurang berkembang, peran akar dapat ditingkatkan dengan adanya interaksi simbiosis dengan

Jamur mikoriza (Douds and Millner, 1999). Selain itu juga menurut Lugtenberg and Kravchenko

(1999) mikroba tanah akan berkumpul di dekat perakaran tanaman (rhizosfer) yang

menghasilkan eksudat akar dan serpihan tudung akar sebagai sumber makanan mikroba tanah.

Bila populasi mikroba di sekitar rhizosfir didominasi oleh mikroba yang menguntungkan

tanaman, maka tanaman akan memperoleh manfaat yang besar dengan hadirnya mikroba

tersebut. Tujuan tersebut dapat tercapai hanya apabila kita menginokulasikan mikroba yang

bermanfaat sebagai inokulan di sekitar perakaran tanaman.

Sebagian besar penyebab kekurangan unsur hara didalam tanah adalah karena jumlah

unsur hara (makro) sedikit atau dalam bentuk tidak tersedia yaitu diikat oleh mineral liat atau

ion-ion yang terlarut dalam tanah. Untuk meningkatkan kuantitas unsur hara makro terutama N

dapat dilakukan dengan meningkatkan peran mikroba penambat N simbiotik dan non simbiotik.

Ketersediaan P dapat ditingkatkan dengan menanfaatkan mikroba pelarut P, karena

masalah pertama P adalah sebagian besar P dalam tanah dalam bentuk tidak dapat diambil

tanaman atau dalam bentuk mineral anorganik yang sukar larut seperti C32HPO4. Jamur mikoriza

dapat pula meningkatkan penyerapan sebagian besar unsur hara makro dan mikro terutama unsur

hara immobil yaitu P dan Cu(Sharma,2002).

9

10

Mikroba tanah juga menghasilkan metabolit yang mempunyai efek sebagai zat pengatur

tumbuh. Bakteri Azotobacter selain dapat menambat N juga menghasilkan thiamin, riboflavin,

nicotin indol acetic acid dan giberelin yang dapat mempercepat perkecambahan bila

diaplikasikan pada benih dan merangsang regenerasi bulu-bulu akar sehingga penyerapan unsur

hara melalui akar menjadi optimal. Metabolit mikroba yang bersifat antagonis bagi mikroba

lainnya seperti antibiotik dapat pula dimanfaatkan untuk menekan mikroba patogen tular tanah

disekitar erakaran tanaman. Untuk memenuhi kebutuhan hidupnya mikroba tanah melakukan

immobilisasi berbagai unsur hara sehingga dapat mengurangi hilangnya unsur hara melalui

pencucian. Unsur hara yang diimobilisasi diubah sebagai massa sel mikroba dan akan kembali

lagi tersedia untuk tanaman setelah terjadi mineralisasi yaitu apabila mikroba mati.

2.5.2 Mikroba Tanah yang Bermanfaat

Peran mikroba tanah dalam siklus berbagai unsur hara di dalam tanah sangat penting,

sehingga bila salah satu jenis mikroba tersebut tidak berfungsi maka akan terjadi ketimpangan

dalam daur unsur hara di dalam tanah. Ketersediaan unsur hara sangat berkaitan dengan aktivitas

mikroba yang terlibat di dalamnya.

2.5.3 Mikroba penambat N

Beberapa reaksi redox dari nitrogen terjadi secara alami hampir eksklusif oleh

mikroorganisme, dan keterlibatan mikrobia di dalam siklus nitrogen mempunyai arti penting.

Secara termodinamis, gas nitrogen, N2, adalah bentuk stabil dari nitrogen, dan itu akan menjadi

bentuk bolak-balik dari nitrogen di bawah kondisi keseimbangan. Dijelaskan bahwa reservoir

utama untuk nitrogen di atas bumi ini adalah di atmospir. Ini berbeda dengan karbon, di mana

atmospir adalah suatu reservoir minor secara relatif (CO2, CH4). Hanya suatu jumlah relative

kecil mikroorganisme bisa menggunakan N2, prosesnya disebut fiksasi nitrogen, pendauran ulang

nitrogen di atas bumi melibatkan sejumlah perubahan bentuk, amoniak dan nitrat.

Bagaimanapun, sebab N2 betul-betul reservoir nitrogen yang terbesar tersedia untuk

mikroorganisme hidup, kemampuan untuk menggunakan N2 arti penting ekologis. Fiksasi

nitrogen dapat juga terjadi secara kimiawi di dalam atmospir, melalui petir, dan suatu jumlah

tertentu fiksasi nitrogen terjadi di dalam industry produksi pupuk nitrogen, sekitar 85% fiksasi

11

nitrogen di atas bumi berasal dari proses biologi, sekitar 60% fiksasi nitrogen biologi terjadi di

daratan, dan yang 40% fiksasi nitrogen biologi terjadi di samudra.

Di bawah kebanyakan kondisi, hasil akhir dissimilatory reduksi nitrat adalah N2 atau

N2O, dan konversi nitrat ke gas bahan campuran nitrogen disebut denitrifikasi. Proses ini

dibentuk dari gas N2 secara biologi, dan sebab N2 sangat sedikit digunakan oleh mikroorganisme

dibandingkan nitrat sebagai sumber nitrogen, denitrifikasi adalah suatu proses merugikan karena

memindahkan fiksasi nitrogen dari lingkungan .

Amoniak diproduksi selama dekomposisi dari bahan nitrogen organic (ammonifikasi) dan

terjadi pada pH netral sebagai ion ammonium (NH4). Dibawah kondisi anaerob amoniak adalah

stabil, dan itu bentuk nitrogen mendominasi di dalam sedimen paling anaerob. Di dalam tanah,

sebagian besar amoniak yang dilepaskan oleh dekomposisi aerobik dengan cepat didaur ulang

dan dikonversi ke asam amino didalam tumbuhan. Sebab amoniak mudah menguap, beberapa

kehilangan dapat terjadi dari tanah (terutama tanah sangat bersifat alkali) dengan penguapan, dan

hilangnya amoniak utama pada atmospir terjadi di dalam areal populasi binatang padat (sebagai

contoh, peternakan lembu). Pada suatu basis global, amoniak hanya sekitar 15% nitrogen

dilepaskan ke atmospir, kebanyakan nitrogen dalam wujud N2 atau N2O (berasal dari

denitrifikasi).

Di dalam lingkungan oxic, amoniak dapat dioksidasi ke nitrogen oksida dan nitrat, tetapi

amoniak adalah suatu bahan campuran agak stabil dan katalisator atau agen mengoksidasi kuat

pada umumnya diperlukan untuk reaksi kimia. Bagaimanapun, suatu kelompok khusus bakteri,

bakteri nitrifikasi, adalah katalisator biologi, mengoksidasi amoniak ke nitrat di dalam suatu

proses yang disebut nitrifikasi. Nitrifikasi adalah suatu proses aerobik utama yang terjadi dengan

baik pada tanah pH netral; dapat dihambat oleh kondisi anaerob atau di dalam tanah sangat asam;

bagaimanapun, nitrifikasi dapat terjadi kondisi anaerob jika tingkat nitrat tinggi. Jika material

nitrogen tinggi dalam protein, seperti limbah atau pupuk, ditambahkan kedalam tanah, tingkat

nitrifikasi menjadi meningkat. Walaupun nitrat siap berasimilasi dengan tumbuhan, tapi mudah

larut dalam air dan dengan cepat tercuci dari tanah apabila curah hujan tinggi. Amoniak

anhydrous digunakan secara ekstensif sebagai pupuk nitrogen , bahan kimia yang biasanya

ditambahkan kedalam pupuk, menghalangi proses nitrifikasi. Salah satu penghambat nitrifikasi

umum adalah suatu bahan campuran pengganti pyridine disebut nitrapyrin (2-chloro-6-

trichloromethylpyridine). Nitrapyrin secara spesifik menghalangi langkah pertama dalam

12

nitrifikasi, yaitu oksidasi NH3 ke NO2, secara efektif menghambat kedua langkah dalam proses

nitrifikasi. Penambahan penghambat nitrifikasi dapat meningkatkan efisiensi pemupukan dan

membantu mencegah polusi dari pelepasan nitrat dari tanah yang dipupuk.

Komponen utama nitrogen di atas bumi adalah N2, yang mana dapat digunakan sebagai

nitrogen sumber oleh bakteri pengfiksasi nitrogen. Amoniak yang dihasilkan oleh fiksasi

nitrogen atau oleh ammonifikasi dari nitrogen bahan campuran organik dapat berasimilasi ke

bahan organik atau dapat dioksidasi ke nitrat oleh bakteri nitrifikasi. Hilangnya nitrogen dari

biosphere terjadi sebagai hasil denitrifikasi, di mana nitrat dikompersikan kembali ke N2 .

(Madigan et al.2000).

Di dalam tanah kandungan unsur N relatif kecil (<2%), sedangkan di udara kandungan N

berlimpah. Hampir 80% kandungan gas di udara adalah gas N2. Sebagian besar tanaman tidak

dapat memanfaatkan N langsung dari udara, hanya sebagian kecil tanaman legum yang

bersimbiosis dengan bakteri Rhizobium yang dapat memanfaatkan sumber N yang berlimpah

dari udara. Tanaman non legume masih dapat memanfaatkan N dari udara apabila diinokulasi

dengan mikroba penambat N nonsimbiotik. Tabel di bawah ini merangkum jenis mikroba

penambat N non simbiotik yang dapat dimanfaatkan untuk tanaman non legum.

Faktor yang mempengaruhi aktivitas bakteri penambat N :

- Ketersediaan senyawa nitrogen : amonium, nitrat dan senyawa nitrogen organik dapat

dimanfaatkan teiapi dapat menghambat fiksasi nitrogen.

- Ketersediaan nutrisi anorganik : molibdenum, besi, kalsium, dan kobalt.

- Sumber energi: heterotrof: gula sederhana, selulosa, jerami dan sisa tanaman. autotrof:

cahaya matahari

- pH : Azotobacter, Sianobakteri peka terhadap pH<6 Beijerinckia dapat tumbuh pada pH

3-9.

- Kelembaban : Kelembaban yang tinggi menjadi kondisi anaerob

- Suhu : penambatan N optimum pada suhu sedang

2.5.4. Mikroba Pelarut Fosfat

Mikroba peiarut fosfat terdiri dari golongan bakteri dan Jamur. Kelompok bakteri pelarut

fosfat adalah: Pseudomonas, Bacillus, Escherichia, Brevibacterium dan Seralia, sedangkan dari

golongan Jamur adalah : Aspergillus, Penicillium, Culvularia, Humicola dan Phoma. Mikroba

13

pelarut fosfat bersifat menguntungkan karena mengeluarkan berbagai macam asam organik

seperti asam formiat, asetat, propional, laktat, glikolat, fumarat, dan suksinat. Asam-asam

organik ini dapat membentuk khelat organik (kompleks stabil) dengan kation Al, Fe atau Ca

yang mengikat P sehingga ion H2PO4 2-, menjadi bebas dari ikatannya dan tersedia bagi tanaman

untuk diserap.

Bakteri pengoksidasi sulfur (Thiobacillus) dan pengoksidasi ammonium (Nitrosomonas)

dapat pula mengeluarkan asam anorganik (asam sulfat dan asam nitrit) yang dapat mengkhelat

kation Ca dari Ca3(P04)2- menjadi HPO4 2- yang dapat diserap tanaman. Beberapa spesies jamur

dari genus Aspergillus mempunyai kemampuan yang lebih tinggi dalam melarutkan fosfat terikat

dibandingkan dengan bakteri. Hal ini memberi peluang yang baik untuk dikembangkan di daerah

tropis yang tanahnya masam, karena jamur menyukai lingkungan pertumbuhan yang bersifat

masam.

2.5.5. Jamur Mikoriza Arbuskula (CMA)

Mikoriza yang secara harfiah berarti "jamur akar" dan mengacu pada asosiasi yang

simbiotik yang ada antara jamur dan akar tumbuhan. Mungkin akar dari mayoritas dari tumbuhan

terestrial adalah mycorrhizal. Ada dua kelas umum mikoriza; ektomikoriza, di mana sel jamur

membentuk suatu bungkus pelindung luas di sekitar bagian luar dari akar dengan hanya sedikit

penetrasi ke dalam jaringan akar dan ericoid mikoriza, di mana miselium jamur ditempelkan di

dalam jaringan akar.

Ektomikoriza ditemukan sebagian besar di dalam pohon hutan terutama pohon jarum,

pohon besar dan pohon oak yang banyak dikembangkan pada hutan daerah temperata. Di dalam

suatu hutan, hampir setiap akar pohon memiliki mikoriza. Sistem perakaran dari suatu pohon

yang ada mikorizanya dapat menginfeksi akar yang pendek dan akar yang panjang, Akar pendek

memiliki karakteristik cabang dikotom, menunjukkan tipe pelindung jamur sedangkan akar

panjang pada umumnya tidak terkena infeksi. Kebanyakan jamur mikoriza tidak menyerang

selulosa dan serasah daun tetapi sebagai gantinya menggunakan karbohidrat sederhana untuk

pertumbuhan dan pada umumnya mempunyai kebutuhan akan satu atau lebih vitamin, mereka

memperoleh nutrisi dari sekresi akar. Mikoriza jamur tidak pernah ditemukan secara alami

kecuali bersama-sama akar dan karenanya dapat dipertimbangkan symbiosis obligat. Jamur ini

menghasilkan substansi pertumbuhan tanaman dengan induksi perubahan morfologi di dalam

14

akar, menyebabkan dibentuk akar bercabang dikotom pendek. Di samping hubungan erat antara

jamur dan akar, ada sedikit spesifik jenis dilibatkan, satu jenis cemara dapat membentuk

mikoriza dengan lebih dari 40 jenis jamur.

Efek yang diuntungkan pada tumbuhan dari jamur mikoriza, terbaik diamati pada lahan

miskin, di mana pohon yang tumbuh dengan subur ada mikoriza, tetapi tidak ada mikroriza tidak

ada pertumbuhan. Kapan pohon ditanam di padang rumput yang luas, yang mana biasanya

kekurangan suatu inokulum jamur, pohon yang secara artifisial diinokulasi pada saat penanaman,

tumbuh jauh lebih dengan cepat dibanding pohon yang tidak diinokulasi. Mikoriza tumbuhan

bisa menyerap nutrisi dari lingkungannya lebih efisien di banding dengan pengerjaan non-

mikoriza. Penyerapan nutrisi dapat ditingkatkan dengan semakin besar area permukaan yang

disajikan oleh miselium jamur (Madigan et al., 2000).

CMA menginfeksi hampir 95 % semua tanaman (crop plant). Simbiosis ini bersifat

mutualistik, jamur mendapatkan karbohidrat dari tanaman dimana aliran nutrisi diregulasi oleh

tanaman inang. Fotosintat tanaman inang diabsorpsi jamur, khususnya pada arbuskula yang

mempunyai luas permukaan kontak yang besar antara jamur dengan tanaman inang. Fungsi

CMA dalam meningkatkan pertumbuhan tanaman adalah : sebagai fasilitator dalam penyerapan

berbagai unsur hara, pengendali hayati penyakit tular tanah, penekan stress abiotik (kekeringan,

salinitas, logam berat) dan sebagai penstabil tanah (stabilator agregat tanah).

CMA yang menginfeksi akar tanaman akan membentuk hifa internal di dalam sel

epidermis dan korteks akar, arbuskula terbentuk di dalam korteks akar, dan hifa eksternal berada

di luar akar tanaman. Genus Glomus dan Acaulospora membentuk vesikula yang terbentuk pada

hifa interkalar atau apikal yang mengandung lemak dan berfungsi sebagai cadangan makanan.

Jamur Gigaspora dan Scutellospora tidak membentuk vesikula. Hifa eksternal sangat penting

dalam penyerapan unsur hara karena panjang hifa eksternal dapat mencapai beberapa kali

panjang akar sehingga memperluas permukaan akar dalam menyerap larutan nutrisi dalam tanah

(Douds and Millner, 1999).

2.5.6. Strategi Keberhasilan Pemanfaatan Mikroba Tanah

Keberhasilan peningkatan peran mikroba tanah yang bermanfaat untuk meningkatkan

pertumbuhan dan hasil suatu tanaman perlu ditunjang langkah berikut:

15

1. Seleksi isolat unggul. Isolat yang diperoleh harus diseleksi keunggulannya dengan menguji

efektivitas terhadap pertumbuhan tanaman. Seleksi bakteri penambat N dapat melalui uji

kuantitas N yang ditambatnya dengan metode reduksi asetilen. Mikroba pelarut fosfat

diseleksi berdasarkan pelarutan P tidak larut secara kualitatif (zona bening) dan kuantitatif

(jumlah P tersedia/terlarut). CMA diseleksi berdasarkan besarnya derajat infeksi pada akar

atau peningkatan serapan P tanaman dibanding kontrol.

2. Perbanyakan isolat yang unggul sebagai inokulan dalam carrier /pembawa yang cocok.

Populasi mikroba yang akan digunakan sebagai produk inokulan harus tinggi (>108 CFU/ g

media) atau inokulan mikoriza mengandung spora >50 buah/gram carrier.

3. Viabilitas mikroba tetap tinggi pada saat diaplikasikan. Kontrol viabilitas perlu dilakukan

selama masa penyimpanan produk inokulan. Pada umumnya kualitas inokulan yang sudah

dikemas akan menurun setelah masa simpan 6 bulan.

4. Aplikasi dilapangan harus tepat baik waktu, dosis dan caranya. Inokulasi mikroba yang

bermanfaat akan lebih efektif bila dilakukan bersamaan dengan penanaman benih sehingga

mikroba tersebut akan segera mengkolonisasi benih yang berkecambah. Dosis yang

digunakan harus sesuai dengan anjuran pada kemasannya. Dosis yang tepat dapat mendukung

keberhasilan dominasi mikroba introduksi di rhizosfer tanaman. Cara pemberian inokulan

selain bersamaan dengan benih (seed inoculation) dapat pula dilakukan di pembibitan

(seedling inoculation).

16

BAB IV

PENUTUP

4.1 Kesimpulan

1. Peran mikroba tanah yang bermanfaat pada bidang pertanian melalui berbagai

aktivitasnya yaitu, meningkatkan kandungan beberapa unsur hara di dalam tanah,

meningkatkan ketersediaan unsur hara di dalam tanah, meningkatkan efisiensi

penyerapan unsur hara, menekan mikroba tular tanah patogen melalui interaksi

kompetisi, memproduksi zat pengatur tumbuh yang dapat meningkatkan perkembangan

system perakaran tanaman, meningkatkan aktivitas mikroba tanah heterotrof yang

bermanfaat melalui aplikasi bahan organik.

2. Mikroba tanah juga menghasilkan metabolit yang mempunyai efek sebagai zat pengatur

tumbuh. Bakteri Azotobacter selain dapat menambat N juga menghasilkan thiamin,

riboflavin, nicotin indol acetic acid dan giberelin yang dapat mempercepat

perkecambahan bila diaplikasikan pada benih dan merangsang regenerasi bulu-bulu akar

sehingga penyerapan unsur hara melalui akar menjadi optimal.

3. Mikroba pelarut fosfat terdiri dari golongan bakteri dan Jamur. Mikroba pelarut fosfat

bersifat menguntungkan karena mengeluarkan berbagai macam asam organik seperti

asam formiat, asetat, propional, laktat, glikolat, fumarat, dan suksinat.

4. Fungsi CMA dalam meningkatkan pertumbuhan tanaman adalah : sebagai fasilitator

dalam penyerapan berbagai unsur hara, pengendali hayati penyakit tular tanah, penekan

stress abiotik (kekeringan, salinitas, logam berat) dan sebagai penstabil tanah (stabilator

agregat tanah).

5. Mikroba tanah bermanfaat untuk meningkatkan pertumbuhan dan hasil suatu tanaman.

17

DAFTAR PUSTAKA

Douds D.D and Patricia D Millner. 1999. Biodiversity Of Arbuscular Mycorrhizal Fungi In

Agroecosystems. Agriculture, Ecosystems and Environment. Vol 74. Hal 77-93

Iqbal Ali, 2008. Peran Mikroorganisme Dalam Kehidupan. Penerbit Angkasa Bandung:

Bandung

Irianto, Koes. 2012. Menguak dunia mikroorganisme jilid I. Penerbit Yrama Widya. Bandung

Lugtenberg B.J.J and Lev V Kravchenko. 1999. Tomato Seed And Root Exudate Sugars:

Composition, Utilization By Pseudomonas Biocontrol Strains And Role In Rhizosphere

Colonization. Enviromental Microbiology. Vol 1 (5). Hal 439-446.

Madigan, M.T; J.M. Martinko and J. Parker.,2000. Biology of Microorganisms. Eighth edition.

Prentice Hall. International. Inc.

Sharma, A. K.2002. Organic farming. Central Arid Zone Research institute Jodhpur. Agrobios.

India

Suriawiria, Unus. 1985. Pengantar mikrobiologi umum. Penerbit Angkasa Bandung: Bandung

18