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 :
Golongan aotohtonus : mikroba yang selalu ditemukan dan tidak
dipengaruhi lingkungan.
Golongan Zimogenik : kehadirannya diakibatkan pengaruh luar yang
baru.
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:
Mikroorganisme berperan dalam siklus energi
Mikroorganisme berperan dalam siklus hara
Mikroorganisme berperan dalam pembentukan agregat tanah
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:
Ukurannya yang kecil sehingga mempunyai rasio permukaan:volume
yang sangat besar => memungkinkan pertukaran material (hara) dari sel ke
lingkungannya dengan sangat cepat.
Reproduksi yang sangat cepat (dalam hitungan menit)
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.
Berfungsi untuk melindungi atau menyelimuti hormon tumbuhan dan juga berfungsi sebagai mikroba penambat N (nitrogen) dari udara bebas.
2. Azoospirilium SRBerfungsi 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 FosfatBerfungsi 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
