PEMANFAATAN MIKROORGANISME DALAM PENYUBURAN TANAH

A. MIKROORGANISME

Mikroorganisme merupakan suatu kelompok organisme yang tidak dapat dilihat dengan menggunakan mata telanjang, sehingga diperlukan alat bantu untuk dapat melihatnya seperti mikroskop, lup dan lain-lain

Mikroorganisme juga membutuhkan nutrisi untuk kelangsungan hidupnya. Nutrisi tersebutlah yang berguna untuk memberikan energy dan membantu mikroba untuk melaksanakan aktivitasnya. Dengan nutrisi yang terpenuhi maka mikroba akan bereproduksi agar generasi mereka tidak punah.

Mikroba umumnya ada yang bersifat baik maupun buruk. Mikroba yang membawa dampak buruk tersebut harus dikendalikan perkembangannya. Sehingga tidak dapat mengganggu makhluk lainnya. Pengendalian pertumbuhan mikroba dilakukan dengan berbagai cara, pengendalian tersebut memiliki 3 tujuan yaitu mencegah penyebaran penyakit dan infeksi, membasmi mikroorganisme pada inang yang terinfeksi, dan mencegah pembusukan dan perusakan bahan oleh mikroorganisme. Dengan demikian, maka mikroorganisme tidak dapat menggagu kalangsungan makhluk hidup lainnya.

B. TANAH

Tanah dapat dipandang sebagai permukaan lahan di atas bumi yang menyediakan substreat bagi kehidupan tumbuh-tumbuhan dan hewan. Ciri-ciri lingkungan tanah bervariasi menurut letak dan iklimnya. Tanah juga memiliki kedalaman, sifat-sifat fisik, komposisi kimiawi dan asal yang berbeda-beda. Ada lima kategori utama unsur tanah, yaitu: partikel, mineral, bahan organik, air, gas dan jasad hidup.

Tanah berasal dari batuan yang telah lapuk. Tanah merupakan sumber penghidupan manusia dan makhluk hidup yang lainnya. Tanah dapat diolah menjadi tanah pertanian untuk menghasilkan bahan-bahan kebutuhan hidup manusia. Hasil dari pertanian dapat kita olah menjadi bahan makanan, pakaian, dan obat-obatan. Tanah tidak hanya terdiri dari satu lapisan saja. Susunan lapisan tanah terdiri atas humus, lempung, geluh, pasir, dan kerikil. Tanah yang baik adalah tanah yang banyak mengandung humus dan perbandingan bagian pasir, geluh, dan lempungnya hampir sama.

Tanah merupakan tempat hidup yang paling ideal bagi bakteri karena mengandung bahan organic,anorganik dan mineral yang berlimpah.Setiap elemen tanah memiliki jenis, populasi dan sifat genetic yang berbeda. Keanekaragaman mikroorganisme pada tanah : Bakteri, Algae,Mold, Protozoa, Amuba, Actinomycetes Flagellata, Cilliata.

Tanah subur mengandung lebih dari 100 juta mikroba per gram tanah.Produktivitas dan daya dukung tanah tergantung ppada aktivitas mikroba tersebut.Sebagian besar mikroba memiliki peranan yang menguntungkan bagi pertanian, yaitu berperan dalam menghancurkan limbah organic, recycling hara tanaman, fiksasi biologis nitrogen, pelarutan fosfat, meransang pertumbuhan, biokontrol pathogen dan membantu penyerapan unsure hara.Bioteknologi berbasis mikroba dikembangkan dengan memanfaatkan peran-peran penting mikroba tersebut. Pembagian mikroba :

  1. Golongan aotohtonus : mikroba yang selalu ditemukan dan tidak dipengaruhi lingkungan.
  2. Golongan Zimogenik : kehadirannya diakibatkan pengaruh luar yang baru.
  3. Golongan Transien : kehadirannya bersamaan dengan adanya penambahan secara buatan.

C. PERANAN MIKROBA TANAH

Mikroorganisme terdapat pada tanah yang subur. Mengapa sampai mikroorganisme berperan dalam menentukan tanah yang subur? Alasannya adalah karena:

  1. Mikroorganisme berperan dalam siklus energi
  2. Mikroorganisme berperan dalam siklus hara
  3. Mikroorganisme berperan dalam pembentukan agregat tanah
  4. Menentukan kesehatan tanah (suppressive/conducive) Tanah dikatakan subur bila mempunyai kandungan dan keragaman biologi yang tinggi

Table 1. Maximum number and biomass (live weight) of soil organisms in a highly fertile grassland soil

Kind of organism (g/m2)

Abundance (no/m2)

Biomass

Bacteria

3×10¹4

300

Fungi

400

Protozoa

5 x 108

38

Nematodes

107

12

Earthworms and related forms

105

123

Mites

2×105

3

Springtails

5×104

5

Other invertebrates (snails, millipedes, etc)

210³

6

From: B.N. Richards (1974) Introduction to the Soil Ecosystem

Organisme (mikroorganisme) tanah penting dalam kesuburan tanah karena :

1. Siklus Energi

  • Sumber energi utama adalah matahari yang diubah oleh tanaman melalui proses fotosintesis menjadi bahan organik
  • Beberapa mikroorganisme mampu melakukan fotosintesis (menangkap energi matahari: algae)
  • Sumber energi yang lain adalah basil oksidasi-reduksi mineral anorganik: S dan Fe
  • Energi dalam bahan organik dimanfaatkan oleh organisme/mikroorganisme Organisme dekomposer: milipede dan Mikroorganisme dekomposer: jamur dan bakteri
  • Mikroorganisme yang tumbuh di rhizosfer memanfaatkan energi dalam eksudat akar: bakteri Azotobacter

2. Siklus Hara

Mikroorganisme mempunyai peran yang sangat penting dalam siklus hara karena:

  1. Ukurannya yang kecil sehingga mempunyai rasio permukaan:volume yang sangat besar => memungkinkan pertukaran material (hara) dari sel ke lingkungannya dengan sangat cepat.
  2. Reproduksi yang sangat cepat (dalam hitungan menit)
  3. Distribusi keberadaan yang sangat luas

Macam-macam siklus hara penting:

a. Siklus Nitrogen

  • Pool N terbesar di udara sebagai gas N2
  • N menjadi tersedia melalui proses fiksasi (kimia maupun mikrobiologis) (nitrogen fixer: rhizobium dll)
  • N organik (dalam jaringan makhluk hidup – bentuk protein, asam amino dan asam nukleat) menjadi N anorganik melalui proses mineralisasi NH4+ == (ammonium) MO dekomposer
  • NH4+ mengalami Nitrifikasi oleh Nitrosomonas, Nitrosococcus dan Nitrosovibrio
  • NO2- menjadi NO3+ oleh Nitrobacter dan Nitrococcus NO3- mengalami Denitrifikasi menjadi
  • NO2- oleh Pseudomonas, Bacillus dan Alcaligenes N anorganik dapat diasimilasi oleh mikroorganisme == Imobilisasi

b. Siklus Sulfur


  • Oksidasi sulfur menjadi sulfat oleh Thiobacillus, Arthrobacter dan Bacillus

2H2S + O2 → 2S + 2H2O

2S + 2H2O + 3O2 → 2SO42- + 4H+ S2O32- + H2O + 2O2 → 2SO42- + 2H+

  • Reduksi Sulfat menjadi sulfida (S2-) oleh Desulphovibrio

desulphuricans 2SO42- + 4H2 → S2- + 4H2O

c. Siklus Fosfor

  • Fosfor di alam dalam bentuk terikat sebagai Ca-fosfat, Fe- atau Al-fosfat, fitat atau protein
  • Mikroorganisme (Bacillus, Pseudomonas, Xanthomonas, Aerobacter aerogenes) dapat melarutkan P menjadi tersedia bagi tanaman.

3. Pembentukan agregat tanah

  • Organisme tanah menghasilkan polimer organik (misal humic dan fulvic bahan acids) yang mengikat partikel lempung menjadi mikro agregat
  • Pembentukan mikroagregat menjadi makro agregat dimediasi oleh organik dan berbagai jenis mikro dan makroorganisme (bakteri, jamur-terutama jamur VAM, algae, cacing, semut, serangga dsb.)

4. Kesehatan Tanah

  • Tanah suppressive terhadap patogen tular tanah umumnya mempunyai total mikroorganisme yang lebih besar dan tanah yang kondusif
  • Kompetisi nutrisi
  • Amuba memakan jamur
  • Populasi Pseudomonas spp (antagonistic bakteria) atau Trichoderma tinggi.

Bakteri sangat banyak di tanah karena kemampuannya beradaptasi dan berkembangbiaknya dengan membelah diri. Ketahanan mikroba tanah terhadap logam berat juga beragam,tergantung mekanisme yang dikandungnya untuk menyesuaikan diri terhadap polusi dan tergantung pada kondisi lingkungan tempat tinggal organisme tersebut tumbuh. Ketahanan mikroba terhadap logam berat bervariasi dalam kelompok mikroorganisme, genus maupun spesies. Pengaruh logam terhadap mikroba tersebut terlihat pada beberapa daur kehidupannya. Pada fungi pengaruh pengaruh tersebut terlihat dalam pembentukan miselium, maupun perkecambahan spora. Pada khamir berupa peningkatan kegiatan lipolitik, respirasi(penghambatan sistein). Pada bakteri terlihat pada penurunan dan perpanjangan laju. Pertumbuhan, penundaan perkembangbiakan dan sebagainya. Berikut kandungan bakteri pada tanah :

  • Tanah pasir

320 – 500 ribu sel bakteri/gr tanah

  • Tanah lempung

360 – 600 ribu sel bakteri/gr tanah

  • Tanah subur

2 – 200 juta sel bakteri/gr tanah

D. PEMANFAATAN MIKROORGANISME DALAM PENYUBURAN TANAH

Mikroorganisme tanah merupakan salah satu faktor utama yang mempengaruhi kesuburan tanah. Sebagian besar pertumbuhan tanaman tidak lepas dari mikroorganisme tanah. Mikroorganisme dapat hidup jika didalam tanah terdapat asam amino. Asam amino ini berasal dari protein yang diuraikan oleh bakteri dalam tanah. Tanaman bisa tumbuh dengan baik jika mempunyai hubungan simbiosis mutualisme dengan mikroorganisme. Namun demikian perlu diingat tidak semua mikroorganisme bermanfaat, ada mikroorganisme yang merugikan.

Fungsi lain mikroorganisme tanah adalah menguraikan bahan kimia yang sulit diserap menjadi bentuk yang mudah diserap oleh tanaman. Mikroorganisme ternyata mengeluarkan suatu jenis zat yang berfungsi untuk memperlancar penyaluran hara dan air dari akar ke daun. Zat yang dikeluarkan mikroorganisme ini dapat membantu penyebaran air dan nutrisi di seluruh permukaan daun. Keadaan ini akan meningkatkan produktivitas tanaman, karena penyaluran air dan nutrisi dapat berjalan lancar.

Mikroorganisme penyubur tanah dapat juga dimanfaatkan dalam dunia pertanian

Pemanfaatan teknologi mikroba di bidang pertanian dapat meningkatkan fungsi mikroba indigenous (asli alamiah), dalam berbagai sistem produksi tanaman, baik secara langsung maupun tidak langsung.

Pertanian ramah lingkungan secara umum diartikan sebagai usaha pertanian yang bertujuan untuk memperoleh produksi optimal tanpa merusak lingkungan, baik secara fisik, kimia, biologi, maupun ekologi. Aspek keberlanjutan sistem produksi merupakan salah satu ciri pertanian ramah lingkungan. Kriteria pertanian ramah lingkungan adalah (1) terpeliharanya keanekaragaman hayati dan keseimbangan ekologis biota pada permukaan dan lapisan olah tanah, (2) terpeliharanya kualitas sumber daya pertanian dari segi fisik, hidrologis, kimiawi, dan biologi mikrobial, (3) bebas cemaran residu kimia, limbah organik, dan anorganik yang berbahaya atau mengganggu proses hidup tanaman, (4) terlestarikannya keanekaragaman genetik tanaman budi daya, (5) tidak terjadi akumulasi senyawa beracun dan logam berat yang membahayakan atau melebihi batas ambang aman, (6) terdapat keseimbangan ekologis antara hama penyakit dengan musuh-musuh alami, (7) produktivitas lahan stabil dan berkelanjutan, dan (8) produksi hasil panen bermutu tinggi dan aman sebagai pangan atau pakan (Sumarno et al. 2007).

Atas dasar kriteria tersebut, pertanian ramah lingkungan dapat didefinisikan sebagai: Pertanian yang menerapkan teknologi serasi dengan kelestarian lingkungan, ditujukan untuk optimalisasi pemanfaatan sumber daya pertanian, guna memperoleh hasil panen optimal yang aman dan berkelanjutan.

Mikroba berguna (effective microorganism) sebagai komponen habitat alam mempunyai peran dan fungsi penting dalam mendukung terlaksananya pertanian ramah lingkungan melalui berbagai proses, seperti dekomposisi bahan organik, mineralisasi senyawa organik, fiksasi hara, pelarut hara, nitrifikasi dan denitrifikasi. Dalam aliran .pertanian input organik., mikroba diposisikan sebagai produsen hara, tanah dianggap sebagai media biosintesis, dan hasil kerja mikroba dianggap sebagai pensuplai utama kebutuhan hara bagi tanaman. Di Amerika Serikat, mikroba tanah dipandang sangat penting, sehingga menjadi salah satu indikator dalam menentukan indeks kualitas tanah (Karlen et al. 2006). Semakin tinggi populasi mikroba tanah semakin tinggi aktivitas biokimia dalam tanah dan semakin tinggi indeks kualitas tanah.

Jenis dan Fungsi Mikroba Penyubur Tanah

Mikroba penyubur tanah yang sering digunakan dalam bidang pertanian antara lain adalah:

1. Bakteri Fiksasi Nitrogen

Azotobacter

Berbagai jenis bakteri fiksasi N2 secara hayati, antara lain terdiri atas rhizobia, sianobakter (ganggang hijau biru), bakteri foto-autotrofik pada air tergenang dan permukaan tanah, dan bakteri heterotrofik dalam tanah dan zona akar (Ladha and Reddy 1995, Boddey et al. 1995, Kyuma 2004). Bakteri tersebut mampu mengikat nitrogen dari udara, baik secara simbiosis (root-nodulating bacteria) maupun nonsimbiosis (free-living nitrogen-fixing rhizobacteria). Pemanfaatan bakteri fiksasi N2, baik yang diaplikasikan melalui tanah maupun disemprotkan pada tanaman, mampu meningkatkan efisiensi pemupukan N. Dalam upaya mencapai tujuan pertanian ramah lingkungan dan berkelanjutan, penggunaan bakteri fikasi N2 berpotensi mengurangi kebutuhan pupuk N sintetis, meningkatkan produksi dan pendapatan usahatani dengan masukan yang lebih murah.

Bakteri fiksasi N2 yang hidup bebas pada daerah perakaran dan jaringan tanaman padi, seperti Pseudomonas spp., Enterobacteriaceae, Bacillus, Azotobacter, Azospirillum, dan Herbaspirillum telah terbukti mampu melakukan fiksasi N2 (James and Olivares 1997). Bakteri fiksasi N2 pada rizosfer tanaman gramineae, seperti Azotobacter paspali dan Beijerinckia spp., termasuk salah satu dari kelompok bakteri aerobik yang mengkolonisasi permukaan akar (Baldani et al. 1997). Di samping itu, Azotobacter merupakan bakteri fiksasi N2 yang mampu menghasilkan substansi zat pemacu tumbuh giberelin, sitokinin, dan asam indol asetat, sehingga dapat memacu pertumbuhan akar (Alexander 1977). Populasi Azotobacter dalam tanah dipengaruhi oleh pemupukan dan jenis tanaman.

Kelompok prokariotik fotosintetik, seperti sianobakter, mampu mempertahankan kesuburan ekosistem pada kondisi alami lahan pertanian melalui kemampuannya mengikat N2 (Albrecht 1998). Demikian pula bakteri diazotrof endofitik yang hidup dalam jaringan tanaman, dapat mengeksploitasi substrat karbon yang disuplai oleh tanaman tanpa berkompetisi dengan mikroba lain. Bakteri ini berlokasi dalam jaringan akar atau berada pada jaringan yang kompak, seperti buku batang dan pembuluh xilem, (James et al. 2000). sehingga mampu tumbuh pada lingkungan dengan tekanan O2 yang rendah yang sangat penting bagi aktivitas enzim nitrogenase (James and Olivers 1997). Beberapa bakteri diazotrof endofitik selain mampu mengikat N2 juga mampu mensekresikan hormon pertumbuhan asam indol-3-asetat (Ladha et al. 1997), dan umumnya tidak menyebabkan penyakit pada tanaman.

Bakteri diazotrof endofitik, Herbaspirillum, yang diinokulasikan pada benih padi dalam larutan Hoagland yang mengandung 15N-label dapat meningkatkan 40% total N tanaman. Infeksi Herbaspirillum spp pada biji tanaman padi terjadi melalui akar dan stomata, kemudian ditranslokasikan melalui xilem ke seluruh bagian tanaman (Olivares et al. 1996).

Bakteri fiksasi N2 yang hidup bersimbiosis dengan tanaman kacangkacangan (rhizobia) disebut juga sebagai bakteri bintil akar (root nodulating bacteria). Pemanfaatan rhizobia sebagai inokulan pupuk hayati dapat meningkatkan ketersediaan N bagi tanaman, yang dapat mendukung peningkatan produktivitas tanaman kacang-kacangan. Keefektivan inokulasi rhizobia dipengaruhi oleh kesesuaian inokulan rhizobia dengan jenis dan varietas tanaman dan jenis tanah yang diinokulasi, serta dipengaruhi oleh faktor kompetisi dengan rhizobia indigenous.

Rhizobium yang dapat menodulasi tanaman kedelai secara efektif dikenal sebagai Bradyrhizobium japonicum (Jordan 1982), meskipun pada kenyataannya B. japonicum tidak selalu merupakan mikrosimbion tunggal untuk tanaman kedelai. Strain lain yang mampu menodulasi tanaman kedelai adalah B. elkanii (Kuykendall et al. 1992) dan Bradyrhizobium liaoningense (Xu et al. 1995). Kemampuan menodulasi tanaman kedelai dari B. japonicum lebih tinggi daripada B. elkanii.

2. Mikroba Pelarut Fosfat

Bacillus

Alternatif untuk meningkatkan efisiensi pemupukan P dan untuk mengatasi rendahnya P tersedia atau kejenuhan P dalam tanah adalah dengan memanfaatkan kelompok mikroorganisme pelarut Psebagai pupuk hayati. Mikroorganisme pelarut P adalah mikroorganisme yang dapat melarutkan P sukar larut menjadi larut, baik yang berasal dari dalam tanah maupun dari pupuk, sehingga dapat diserap oleh tanaman.

Berbagai spesies mikroba pelarut P, antara lain Pseudomonas, Microccus, Bacillus, Flavobacterium, Penicillium, Sclerotium, Fusarium, dan Aspergillus, berpotensi tinggi dalam melarutkan P terikat menjadi P tersedia dalam tanah (Alexander 1977, Illmer and Schinner 1992, Goenadi et al. 1993, Goenadi dan Saraswati 1993). Mekanisme pelarutan P dari bahan yang sukar larut terkait erat dengan aktivitas mikroba bersangkutan dalam menghasilkan enzim fosfatase dan fitase (Alexander 1977) dan asam-asam organik hasil metabolisme seperti asetat, propionat, glikolat, fumarat, oksalat, suksinat, dan tartrat (Banik and Dey 1982), sitrat, laktat, dan ketoglutarat (lllmer and Schinner 1992). Menurut Alexander (1977), mekanisme pelarutan P yang terikat dengan Fe (ferric phosphate) pada tanah sawah terjadi melalui peristiwa reduksi, sehingga Fe dan P menjadi tersedia bagi tanaman. Proses utama pelarutan senyawa fosfat-sukar larut karena adanya produksi asam organik dan sebagian asam anorganik oleh mikroba yang dapat berinteraksi dengan senyawa P-sukar larut dari kompleks Al-, Fe-, Mn-, dan Ca- (Basyaruddin 1982). Kemampuan cendawan melarutkan P lebih besar dibanding bakteri Cendawan dapat melarutkan P hingga dua kali pada pH 4,6-2,9, dan bakteri sekitar 1,5 kali pada pH 6,5-5,1 (Goenadi dan Saraswati 1993).

Penggunaan mikroba pelarut P merupakan salah satu pemecahan masalah peningkatan efisiensi pemupukan P yang aman lingkungan, yang sekaligus dapat menghemat penggunaan pupuk P.

3. Mikoriza

Mikoriza berperan meningkatkan serapan P oleh akar tanaman. Mikoriza memiliki struktur hifa yang menjalar luas ke dalam tanah, melampaui jauh jarak yang dapat dicapai oleh rambut akar. Pada saat P berada di sekitar rambut akar, maka hifa membantu menyerap P di tempat-tempat yang tidak dapat lagi dijangkau rambut akar. Daerah akar bermikoriza tetap aktif dalam mengabsorpsi hara untuk jangka waktu yang lebih lama dibandingkan dengan akar yang tidak bermikoriza (Simanungkalit 2007). Berbagai tanaman berbeda ketergantungannya terhadap mikoriza. Pada umumnya hubungan simbiosis antara tanaman dan fungi mikoriza tidak bersifat spesifik, tetapi memiliki spektrum yang luas. Sebagai contoh, 10 spesies cendawan mikoriza dapat mengkolonisasi dan efektif pada jagung dan kedelai (Simanungkalit 1997, Lukiwati dan Simanungkalit 1999). Tanaman dengan akar besar lebih tergantung pada mikoriza daripada tanaman dengan sistem akar yang memiliki rambut akar banyak dan panjang (Baylis 1970). Cendawan mikoriza dapat bersimbiosis dengan tanaman pangan, hortikultura, kehutanan, dan perkebunan.

4. Bakteri pereduksi sulfat

Degradasi bahan organik di lingkungan anerob dapat terjadi melalui proses reduksi sulfat (Sherman et al. 1998). Reduksi sulfat hampir mencapai 100% dari total emisi CO2 dari sediment mangrove (Kristensen et al. 1991). Bakteri pereduksi sulfat yang terdiri atas genera Desulfovibrio, Desulfotomaculum, Desulfosarcina, dan Desulfococcus mempunyai kemampuan memetabolisme senyawa sederhana, seperti laktat, asetat, propionat, butirat, dan benzoat.

Perkembangan populasi bakteri reduksi sulfat terhambat pada ketersediaan sulfat di ambang batas 2-10 µM per liter. Ketersediaan Fe dan P dalam sedimen mangrove bergantung pada aktivitas bakteri pereduksi sulfat (Sherman et al. 1998). Pada saat sulfat direduksi oleh bakteri pereduksi sulfat maka senyawa sulfur H2S dan HS akan diproduksi dan bereaksi dengan Fe. Fe direduksi dari Fe(III) menjadi Fe(II), yang akan menghasilkan pirit (FeS2) dan melepas P terlarut. Bakteri pereduksi sulfat merupakan perombak bahan organik utama dalam sedimen anaerob, dan berperan penting dalam mineralisasi sulfur organik dan produksi Fe dan P mudah larut.

5. Rizobakteri penghasil zat pemacu tumbuh

Rhizobium

Beberapa spesies bakteri rizosfer (di sekitar perakaran) yang mampu meningkatkan pertumbuhan tanaman sering disebut Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR) atau Rhizobakteria Pemacu Pertumbuhan Tanaman (RPPT). RPPT terdiri atas genus Rhizobium, Azotobacter, Azospirillum, Bacillus, Arthrobacter, Bacterium, Mycobacterium, dan Pseudomonas (Tien et al. 1979, Kloepper et al. 1980, Kloepper 1983, Schroth & Weinhold 1986, Biswas et al. 2000).

Bakteri pemacu tumbuh secara langsung memproduksi fitohormon yang dapat menginduksi pertumbuhan. Peningkatan pertumbuhan tanaman dapat terjadi ketika suatu rizobakterium memproduksi metabolit yang berperan sebagai fitohormon yang secara langsung meningkatkan pertumbuhan tanaman (Tien et al. 1979, Schroth & Weinhold 1986, Zakharova et al. 1999, Maor et al. 2004). Metabolit yang dihasilkan selain berupa fitohormon, juga antibiotik, siderofor, sianida, dan sebagainya. Fitohormon atau hormon tumbuh yang diproduksi dapat berupa auksin, giberelin, sitokinin, etilen, dan asam absisat.

Bakteri pemacu tumbuh secara tidak langsung juga menghambat patogen melalui sintesis senyawa antibiotik, sebagai kontrol biologis. Beberapa jenis endofitik bersimbiosis mutualistik dengan tanaman inangnya dalam meningkatkan ketahanannya terhadap serangga hama melalui produksi toksin, di samping senyawa anti mikroba seperti fungi Pestalotiopsis microspora, danTaxus walkchiana yang memproduksi taxol (zat antikanker) (Strobel et al. 1999).  Miles et al. (1998) melaporkan bawa endofitik Neotyphodium sp. Menghasilkan N-formilonine dan a paxiline (senyawa antiserangga hama).

6. Mikroba perombak bahan organic

Trichoderma

Mikroorganisme perombak bahan organik merupakan aktivator biologis yang tumbuh alami atau sengaja diinokulasikan untuk mempercepat pengomposan dan meningkatkan mutu kompos. Jumlah dan jenis mikroorganime turut menentukan keberhasilan proses dekomposisi atau pengomposan. Di dalam ekosistem, mikroorganisme perombak bahan organik memegang peranan penting karena sisa organik yang telah mati diurai menjadi unsur-unsur yang dikembalikan ke dalam tanah dalam bentuk hara mineral N, P, K, Ca, Mg, dan atau dalam bentuk gas yang dilepas ke atmosfer berupa CH4 atau CO2. Dengan demikian terjadi siklus hara yang berjalan secara alamiah, dan proses kehidupan di muka bumi dapat berlangsung secara berkelanjutan.

Mikroba perombak bahan organik dalam waktu 10 tahun terakhir mulai banyak digunakan untuk mempercepat proses dekomposisi sisa-sisa tanaman yang banyak mengandung lignin dan selulosa untuk meningkatkan kandungan bahan organik dalam tanah. Di samping itu, penggunaannya dapat meningkatkan biomas dan aktivitas mikroba tanah, mengurangi penyakit, larva insek, biji gulma, dan volume bahan buangan, sehingga dapat meningkatkan kesuburan dan kesehatan tanah.

Pengertian umum mikroorganisme perombak bahan organik atau biodekomposer adalah mikroorganisme pengurai serat, lignin, dan senyawa organik yang mengandung nitrogen dan karbon dari bahan organik (sisa-sisa organik dari jaringan tumbuhan atau hewan yang telah mati). Mikroba perombak bahan organik terdiri atas Trichoderma reesei, T. harzianum, T. koningii, Phanerochaeta crysosporium, Cellulomonas, Pseudomonas, Thermospora, Aspergillus niger, A. terreus, Penicillium, dan Streptomyces. Fungi perombak bahan organik umumnya mempunyai kemampuan yang lebih baik dibanding bakteri dalam mengurai sisa-sisa tanaman (hemiselulosa, selulosa dan lignin). Umumnya mikroba yang mampu mendegradasi selulosa juga mampu mendegradasi hemiselulosa (Alexander 1977). Menurut Eriksson et al. (1989), kelompok fungi menunjukkan aktivitas biodekomposisi paling nyata, yang dapat segera menjadikan bahan organik tanah terurai menjadi senyawa organik sederhana, yang berfungsi sebagai penukar ion dasar yang menyimpan dan melepaskan hara di sekitar tanaman.

Beberapa enzim yang terlibat dalam perombakan bahan organik antara lain adalah β-glukosidase, lignin peroksidase (LiP), manganese peroksidase (MnP), dan lakase, selain kelompok enzim reduktase yang merupakan penggabungan dari LiP dan MnP, yaitu enzim versatile peroksidase. Enzimenzim ini dihasilkan oleh Pleurotus eryngii, P. ostreatus, dan Bjekandera adusta (Lankinen 2004). Selain mengurai bahan berkayu, sebagian besar fungi menghasilkan zat yang besifat racun, sehingga dapat dipakai untuk menghambat pertumbuhan/perkembangan organisme pengganggu, seperti beberapa strain T. harzianum yang merupakan salah satu anggotaAscomycetes. Apabila kebutuhan karbon (C) tidak tercukupi, fungi tersebut akan menghasilkan racun yang dapat menggagalkan penetasan telur nematoda. Meloidogyn javanica (penyebab bengkak akar), sedangkan bila kebutuhan C tercukupi akan bersifat parasit pada telur atau larva nematoda tersebut. Fungi Zygomycetes (Mucorales) sebagian besar berperan sebagai pengurai amylum, protein, lemak, dan hanya sebagian kecil yang mampu mengurai selulosa dan khitin.

Pemanfaatan mikroorganisme perombak bahan organik yang sesuai dengan substrat bahan organik dan kondisi tanah merupakan alternatif yang efektif untuk mempercepat dekomposisi bahan organik dan sekaligus sebagai suplementasi pemupukan. Proses perombakan bahan organik yang terjadi secara alami akan membutuhkan waktu relatif lama (2 bulan) sangat menghambat penggunaan bahan organik sebagai sumber hara. Apalagi jika dihadapkan kepada tenggang waktu masa tanam yang singkat, sehingga pembenaman bahan organik sering dianggap kurang praktis dan tidak efisien. Untuk mengatasi hal tersebut, perlu dilakukan inokulasi mikroba terpilih guna mempercepat proses perombakan bahan organik. Percepatan perombakan sisa hasil tanaman dapat meningkatkan kandungan bahan organik dan ketersediaan hara tanah, sehingga masa penyiapan lahan dapat lebih singkat dan mempercepat masa tanam berikutnya, yang berarti akan meningkatkan intensitas pertanaman. Inokulan perombak bahan organik telah tersedia secara komersial dengan berbagai nama, seperti EM-4, Starbio, M-Dec, Stardek, dan Orgadek.

Jenis Mikroba penyubur tanah lainnya adalah:

1. Azotobacter SP
Berfungsi untuk melindungi atau menyelimuti hormon tumbuhan dan juga berfungsi sebagai mikroba penambat N (nitrogen) dari udara bebas.

2. Azoospirilium SR
Berfungsi sebagai penambat N (nitrogen) dari udara bebas untuk diserap oleh tanaman.

3. Selulolitik

Menghasilkan enzim selulose yang berguna dalam proses pembusukan bahan organik.

4. Rill kroba Pelarut Fosfat
Berfungsi untuk melarutkan fosfat yang terikat dalam mineral Hat tanah menjadi senyawa yang mudah diserap oleh tanaman, selain itu dapat membantu proses dekomposisi.

5. Pseudomonas sp dapat menghasilkan enzim pengurai yang disebut lignin berfungsi juga untuk memecah mata rantai dari zat-zat kimia yang tidak dapat terurai oleh mikroba lainnya.

6. Nitrosococcus merupakan bakteri yang memilikimetabolisme berbasis oksigen. Berperan dalam proses penambahan kesuburan tanah (membentuk humus).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Nitrosomonas merupakan sebuah bakteriberbentuk batang yangterdiri dari genuschemoautotrophic.berperan dalam prosesnitrifikasimenghasilkan ion nitrat yang dibutuhkantanaman


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E. KAJIAN RELIGI

Di dalam Al Quran, Allah SWT  telah menyiratkan akan penciptaan makhluk hidup termasuk penciptaan mikroorganisme yang merupakan bagian dari mahluk hidup ciptaan Allah SWT, seperti dalam beberapa ayat yaitu:

  • Q.S Al Baqarah 164:

Sesungguhnya dalam penciptaan langit dan bumi, silih bergantinya malam dan siang, bahtera yang berlayar di laut membawa apa yang berguna bagi manusia, dan apa yang Allah turunkan dari langit berupa air, lalu dengan air itu Dia hidupkan bumi sesudah mati (kering)-nya dan Dia sebarkan di bumi itu segala jenis hewan, dan pengisaran angin dan awan yang dikendalikan antara langit dan bumi; sungguh (terdapat) tanda-tanda (keesaan dan kebesaran Allah) bagi kaum yang memikirkan.

Dari ayat diatas dapat kita ketahui bahwa Allah SWT telah menciptakan berbagai makhluk hidup yang beraneka ragam dari benda yang bisa dilihat oleh mata secara langsung ataupun benda benda kecil seperti halnya mikroorganisme. Salah satu contoh mikroorganisme yaitu kelompok mikroorganisme yang dapat dimanfaatkan. Hal ini menunjukkan kekuasaan Allah yang begitu besar untuk menciptakan segala sesuatu yang dikehendakinya.

  • Az-Zumar 21:

Apakah kamu tidak memperhatikan, bahwa sesungguhnya Allah menurunkan air dari langit, maka diaturnya menjadi sumber-sumber air di bumi kemudian ditumbuhkan-Nya dengan air itu tanam-tanaman yang bermacam-macam warnanya, lalu menjadi kering lalu kamu melihatnya kekuning-kuningan, kemudian dijadikan-Nya hancur berderai-derai. Sesungguhnya pada yang demikian itu benar-benar terdapat pelajaran bagi orang-orang yang mempunyai akal.

Dari ayat diatas dapat kita ketahui bahwa Allah SWT telah menciptakan sesuatu yang ia inginkan dan apapun yang ia kehendaki atas makhluk – makhluk yang ia ciptakan ia dapat menjadikannya bermakna dari masing masing penciptaannya. Dalam proses penyuburan tanah ini terjadilah makhluk mikroorganisme atau bakteri yang tidak kasat mata mampu mengubah hal yang tak bermanfaat menjadi bermanfaat, yang mana tanah sangat penting bagi kehidupan manusia, dalam bidang pertanian tanah berperan sebagai lahan perkebunan, peternakan, perikanan, hortikultural.

  • Thaahaa 6:

Kepunyaan-Nya-lah semua yang ada di langit, semua yang di bumi, semua yang di antara keduanya dan semua yang di bawah tanah.

Dari ayat diatas dapat kita ketahui bahwa Allah SWT menciptakan makhluk hidup bermacam-macam. Ada yang bisa dilihat dengan mata telanjang dan ada pula yang hanya bisa dilihat dengan alat bantu misalnya saja dengan mikroskop. Salah satu contoh makhluk mikroskopis itu adalah mikroorganisme. Allah menciptakan makhluk hidup tidak hanya merugikan tetapi juga menguntungkan. Contohnya mikroorganisme yang dapat menyuburkan tanah. Itu semua merupakan tanda-tanda kekuasaan Allah. Kita sebagai manusia wajib bersyukur atas semua yang telah diberikan kepada kita dan kita diberikan ilmu untuk mempelajari semua yang ada di bumi ini sehingga kita dapat menemukan penemuan-penemuan baru yang kelak akan berguna untuk masa depan.

DAFTAR PUSTAKA

Alexander, M. 1977. Introduction to soil mycrobiology. 2nd Ed. John Wiley and Sons. New York. 467 p.

Banik, S. and B.K. Dey. 1982. Available phosphate content of an alluvial soil as influenced by inoculation of some isolated phosphate-solubilizing micro-organisms. Plant and Soil 69: 353-364.

Baylis, G.T.S. 1975. The magnoloid mycorrhiza and mycotrophy in root systems deived from it. p. 373-389. In: F.E.Sanders, B.Mosse, and P.B. Tinker (Eds.), Endomycorrhizas. Academic Press, London.

Eriksson, KEL, R.A. Blanchette, and P. Ander. 1989. Microbial and enzymatic degradation of wood and wood components. Springer-Verlag Heildeberg. New York.

Illmer, P. and F. Schinner. 1992. Solubilization of inorganic phosphate by microorganisms isolated from forest soils. Soil Biol. Biochem. 24: 389- 395.

James, E. and F.L. Olivares. 1997. Infection and colonization of sugarcane and other graminaceous plants by endophytic diazotrophicus. Plant Science. 17:77-119.

James E.K., P. Gyaneshwara, W.L. Barraquio, N. Mathan, and J.K Ladha. 2000. Endophytic diazotroph associated with rice. In: J.K. Ladha, P.M. Reddy (Eds.). The quest for nitrogen fixation in rice. IRRI.

Jordan, D.C. 1984. Famili III. Rhizobiaceae conn 1938, 321AL, p. 234-256. In: N.R. Krieg and J.E. Holt (Eds.). Bergey’s manual of systematic bacteriology, vol. 1. The William and Wilkins Co., Baltimore.

Kuykendall, L.D., B. Saxena, T.E. Devine, and S.E. Udell. 1992. Genetic diversity in Bradyrhizobium japonicum Jordan 1982 and a proposal for Bradyrhizobium elkanii sp. nov. Canadian J. Microbiol. 38:501-505.

Kristensen, E., M. Holmer, and N. Bussarawit. 1991. Benthic metabolism and sulfate reduction in a south-east Asian mangrove swamp. Mar. Ecol. Prog. Ser. 73:93-103.

Ladha, J.K. and P.M. Reddy. 1995. Extension of nitrogen fixation to rice: necessity and possibilities. GeoJournal. 35:363-372.

Lankinen, P. 2004. Ligninolytic enzymes of the basidiomycetous fungi Agaricus bisporus and Phlebia radiata on lignocellulose-containing media. Academic Dissertation in Microbiology. http://www.u.arizona.edu/~leam/ lankinen.pdf. [10 Desember 2005].

Miles, C.O., M.E. diMena, S.W.L. Jacobs, I. Garthwaite, G.A. Lane, R.A. Prestidge, S.L. Marshal, H.H. Wilkinson, C.L. Schardl, O.J.P. Ball, and C.M.Latch. 1998. Endophytic fungi in indigineous Australian grasses associated with toxicity to livestock. Appl. Environ. Microbiol. 64:601-606.

Olivares, F.L., V.L.D. Baldani, V.M. Reis, J.I. Baldani, and J. Dobereiner. 1996. Occurrence of the endophytic diazotrophs Herbaspirillum spp. In roots, stems and leaves predominantly of Gramineae. Biology Fertility Soils, 21: 197-200.

Sherman, R.E., T.J. Fahey, and R.W. Howarth. 1998. Soil-plant interactions in a neotropical mangrove forest:iron, phosphorus, and sulfur dynamics. Oecologia 115:553-563.

Simanungkalit, R.D.M. 1997. Effectiveness of 10 species of arbuscular mycorrhizal (AM) fungi isolated from West Java and Lampung on maize and soybean, p. 267-274. In: U.A. Jenie (Ed.). Proc. Indonesian Biotechnology Conference, Vol. II . The Indonesian Biotechnology Consortium, IUC Biotechnology IPB, Bogor.

Strobel, G.A., E. Ford, J.Y. Li, J. Sears, R.S. Sidhu, and W.M. Hess. 1999. Seimatoantlerium tepuiense gen. Nov., a unique epiphytic fungus producing taxol from the Venezuelan Guyana. Syst. Appl. Microbiol. 22:426-433.

Tien, T.M., M.H. Gaskin, and D.H. Hubell. 1979. Plant growth substances produced by Azospirillum brasilense and their effect on the growth of pearl millet (Pennisetum americanum L.). Appl. Environt. Microbiol. 37:1016-1024.

Xu, L.M., C. Ge, Z. Cui, J. Li, and H. Fan. 1995. Bradyrhizobium liaoningensis sp. nov. isolated from the root nodules of soybean. Int. J. Sys. Bacteriol. 45:706-711.

Anonymous, 2011. http://databaseartikel.com/pendidikan/tumbuhan- pendidikan/201110977-mengetahui-mikroorganisme-tanah.html

Anonymous. http://id.shvoong.com/exact-sciences/2221445- tanah/#ixzz1d51BIVoW

Anonymous, 2011. http://labanursongo.blogspot.com/2011/04/makalah- mikroorganisme.html

Anonymous, 2010. http://el-andalucy.blogspot.com/2010/12/mikroba-di-tanah.html

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

Follow

Get every new post delivered to your Inbox.

Join 58 other followers

%d bloggers like this: