I.
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Nitrogen adalah salah
satu unsure yang sangat penting untuk tanaman. Sumber utama dari N ini adalah N
bebas yang berada di atmosfer dengan persentase hamper 78 % volume dan jug
bersumber dari semua senyawa yang berada di dalam jasad. Didalam
tanah N sangat sulit sekali ditemukan karena N memiliki sifat yang sangat mudah
larut dalam air.
Penambatan nitrogen bisa dimaknai suatu proses bercampurnya
nitrogen dengan unsur lain, baik secara alami maupun secara sintetis (buatan). Proses
percampuran ini biasanya terjadi di atmosfir. Dalam udara sendiri, kandungan
nitrogen dapat mencapai hingga 70 %, dan disetiap satu hektar tanah terdapat
kandungan nitrogen sebanyak 35.000 ton. Walaupun nitrogen sangat diperlukan
bagi tanaman, tidak bisa serta merta nitrogen ini langsung digunakan oleh
tanaman. Nitrogen yang bisa digunakan oleh tumbuhan harus diubah terlebih
dahulu melalui mikroba penambat. Enzim mikroba organik pada prosesnya akan
menggabungkan penambat N dan N atmosfir menjadi senyawa N organik. Setelah N
organic terbentuk, barulah hasil senyawa gabungan ini disalurkan secara
perlahan ke tanaman melalui jasad mikroba.
Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis akan membahas
mengenai penambatan nitrogen dan mikroba yang berperan dalam penambatan N.
1.2.
Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah yang dapat
dipetik dari paparan latar belakang diatas sebgai berikut.
1. Apakah yang dimaksud dengan
penambatan nitrogen (N)?
2. Apa sajakah mikroba yang berperan
dalam penambatan N?
1.3.
Tujuan Penulisan
Adapun tujuan dari
penulisan ini yang hendak dicapai adalah.
1. Untuk
mengetahui pengertian dari penambatan
nitrogen (N).
2. Untuk
mengetahui mikroba
yang berperan dalam penambatan N.
II.
PEMBAHASAN
2.1.
Pengertian Penambatan Nitrogen
Penambatan nitrogen adalah proses
yang menyebabkan nitrogen bebas digabungkan secara kimia dengan unsur lain.
Dalam atmosfer dengan satuan luas satu acre (0,46 ha) tanah diperkirakan ada
35.000 ton nitrogen bebas. Walaupun esensial mutlak bagi kehidupan, tidak satu
molekulpun dapat digunakan begitu saja oleh tumbuhan, hewan atau manusia tanpa
campur tangan jazad mikro penambat nitrogen. Sejumlah jazad mikro tanah dan air
mampu menggunakan molekul nitrogen dalam atmosfer sebagai sumber N. Jazad mikro
ini dibagi menjadi dua kelompok menurut cara penambatan N yang dilakukan yaitu
:
A. Penambatan N secara Biotik
Dalam sistem ini
penambatan molekul nitrogen adalah hasil kerja sama mutualisme antara tumbuhan
(leun dan tumbuhan lain) dengan sejenis bakteri. Masing-masin simbion secara
sendiri-sendiri tidak dapat menambat nitrogen. Simbiosis antara bakteri dengan
tumbuhan, misalnya antara species Rhizobium dengan legum adalah endosimbiosis,
karena berlangsung didalam tumbuhan. Bakteri hidup dalam sel dan jaringan
tumbuhan.
B. Penambatan N secara Non Biotik
Penambatan N secara non
simbiotik yaitu jazad mikro yang mampu mengubah molekulNmenjadi nitrogen sel
secara bebas tanpa tergantung pada organisme hidup lainnya. Jazad mikro
penambat N itu secara enzimatis menggabungkan N atmosfer dengan unsur-unsur
lain untuk membentuk senyawa N-organik dalam sel hidup. Dalam bentuk organik
ini kemudian N dilepaskan kedalam bentuk terlambat, tersedia bagi tanaman baik secara
langsung maupun melalui aktifitas jasad mikro. Penambatan N non-simbiotik dapat
juga terjadi di atmosfer akibat halilintar dan nitrogen oksida yan terbentuk
oleh pembakaran mesin dapat mengalami fotokimia dan nitrogen yang terikat
dengan cara ini jatuh ke tanah bersama air hujan.
Adapun
factor-faktor yang mempengaruhi penmabatan N secara Non Biotik diantaranya
yaitu faktor kimia dan lingkungan Faktor ini meliputi suhu, kelembaban, kadar
pH, dan lainnya. Jasad mikroba umumnya lebih menggunakan ammonium untuk
menambat nitrogen, dan bahan seperti nitrat dan urea menjadi penghambat bagi
jasad mikroba untuk menambat nitrogen. Dalam penambatan nitrogen, jasad mikroba
memerlukan molybdenum, besi, kalsium dan kobalt dengan jumlah yang memadai. Sumber
energi yang tersedia juga akan membatasi besarnya penambatan nitrogen. Sisa
bahan organik seperti jerami atau sisa tanaman lain akan meningkatkan faktor
keberhasilan dalam penambatan nitrogen.
Kelembaban
pada tanah juga memegang peranan penting dalam keberhasilan suatu penambatan.
Selain itu, kandungan air dan pH tanah juga berpengaruh pada proses penambatan.
Suhu optimal yang dibutuhkan oleh bakteri Beijerinckia untuk melakukan
penambatan oksigen adalah suhu sedang. Namun di beberapa tempat, penambatan
oksigen akan terus tetap terjadi walaupun pada musim dingin.
2.2.
Mikroba yang Berperan Dalam
Penambatan N
2.2.1. Mikroba Penambat N secara simbiotik
1.
Rhizobium
Rhizobia adalah bakteri pemfiksasi nitrogen yang membentuk
nodula akar dalam tanaman legum. Hampir semua spesies bakteria ini adalah
famili Rhizobiaceae dalam
alpha-proteobacteria dan salah satunya Rhizobium,
Mesorhizobium, Ensifer atau genera Bradyrhizobium.
Namun, pada penelitian akhir-akhir ini telah menunjukkan bahwa terdapat spesies
lain dari Rhizobia ini. Dalam beberapa
kasus spesies baru ini telah membangun
melalui transfer gen lateral dari gen simbiotik (Frank, 1889).
Genus Rhizobium
(Frank, 1889) awal mulanya berasal dari bahasa latin yang artinya hidup di
akar. Beberapa spesies kemudian pindah menjadi genera baru berdasarkan analisis
pilogenetik dan sekarang ini meliputi 16 spesies. Rhizobia adalah kelompok organisme yang sangat kecil
(mikroorganisme) yang hidup di dalam
tanah. Rhizobia adalah bakteria yang
bersel satu/tunggal, panjangnya sekitar 1.000 mm.
Sel muda mengandung zat warna, merata kecuali strain dari R. Leguminosaarum
dan R. trifolii sering berisi
granule metachromatic. Sel yang tua
umumnya lebih lama dalam mengabsorbsi warna dan unstainde area dari
polihydroksi butirat (PHB) yang menandai morfologi. Sel muda bergerak dengan
flagella yang salah satunya bisa secara polar atau peritritious. Rhizobia muda, pada media kultur
berbentuk batang dan menjadi bakteroid di bawah kondisi tertentu, serupa dengan
bentu rhizobia pada nodula (Fred,1932).
2. Anabaena
azollae
Anabaena
memiliki heterocysts dan
juga berkembang akinetes (dinding
sel tebal yang istirahat (dorman) yang dapat bertahan dalam
endapan/sedimen selama beberapa tahun.
Kadang-kadang trichoma berkumpul dalam getah
(musilage), tetapi trichoma tidak
secara jelas menegaskan
koloni mucilainous terlihat
relatif dekat (Wikipedia, 2011). Setiap individu
sel umumnya memiliki dinding
sel yang tebal, lentur, dan gram negatif. Sianobakteri tidak
memiliki flagela. Mereka
bergerak dengan meluncur sepanjang permukaan. Kebanyakan mereka ditemukan di
air tawar,
sedangkan
lainnya tinggal di lautan, terdapat di tanah lembab, atau bahkan kadang-kadang
melembabkan batuan di gurun. Beberapa bersimbiosis dengan lumut kerak, tumbuhan, berbagai
jenis protista, atau Porifera dan
menyediakan energi bagi inangnya (Wikipedia, 2011).
Mereka bisa bersel tunggal
(uniselular) atau membentuk koloni. Koloni dapat
berbentuk berkas (filamen) ataupun lembaran. Beberapa koloni filamen memiliki
kemampuan untuk berdiferensiasi menjadi tiga tipe sel yang berbeda: sel vegetatif
adalah yang normal, sel fotosintetik pada kondisi lingkungan yang baik,
dan heterosista yang berdinding tebal, yang mengandung
enzim nitrogenase sehingga mampu
menyemat nitrogen dari udara
(Wikipedia, 2011).
2.2.2. Mikroba Penambat N secara non-
simbiotik
1.
Azotobacter
Azotobacter spp
adalah genus bakteri diazotropic yang
hidup bebas yang memiliki fase/tahap istirahat dalam cyst nya. Azotobacter terutama dapat kita temukan
pada jenis tanah netral sampai dengan tanah alkalin/basa, lingkungan akuatik,
dan pada beberapa tanaman. Azotobacter
memiliki beberapa kemampuan metabolik, termasuk mengikat nitogen bebas melalui
konversi menjadi ammonia. Sistem yang unik dari Azotobacter ini adanya tiga enzim nitrogenase yang berbeda yang membuat para peneliti tertarik pada
bakteri ini. Azotobacter spp telah
meningkatkan kecepatan metabolik pada beberapa organisme. Bakteri ini hidup
bebas yang tumbuh dengan baik pada media bebas nitrogen (Brock, et al., 1994).
Bakteri ini menggunakan
nitrogen bebas untuk
sintesis sel protein.
Sel protein ini kemudian mengalami proses mineralisasi dalam tanah
setelah Azotobacter mengalami
kematian, dengan demikian berkontribusi terhadap ketersediaan nitrogen bagi
tanaman budidaya. Genus Azotobacter
dicirikan dengan sel berbentuk batang, gram negatif, bersifat aerobik obligat
dan mempunyai ukuran sel yang lepih
panjang dari prokariot lainnya dengan diameter sel 2-4 µm atau lebih. Beberapa strain motil dengan flagel peritrikha (Brock, et al., 1994).
Pada media yang mengandung
karbohidrat, bekteri ini membentuk kapsul yang berfungsi melindunginya dari lingkungan luar. Bakteri
ini memiliki struktur khusus yang disebut kista. Kista ini bersifat seperti
endospora, yakni tubuh berdinding tebal, sangat reaktif dan resisten, tahan
terhadap proses pengeringan, pemecahan mekanik, ultraviolet dan radiasi ionik
(Brock, et al., 1994).
2.
Azospirillum
Bakteri penambat N Azospirillum
sp. yang sebenarnya sudah lama dikenal seolah-olah terlupakan
selama puluhan tahun
sejak pertama kali
ditemukan oleh Beijerinck. Baru pada tahun 1974 setelah Day
dan Dobereiner mengamati adanya asosiasi yang erat antara jasad tersebut dengan
perakaran berbagai rerumputan tropika, banyak ahli mulai tertarik untuk
melakukan penelitian mengenai jasad renik tersebut. Adanya asosiasi yang erat
antara jasad tersebut dengan perakaran berbagai rerumputan tropika, banyak ahli
mulai tertarik untuk melakukan penelitian mengenai jasad renik tersebut. Nama
Azospirillum sebagai genus bakteri
penambat N2 diajukan
oleh Krieg dan
Tarrand (1978) sebagai pengganti Spirillum
lipoferum yang dikemukakan
pertama kali oleh
Beijerinck pada tahun 1925 (Nurhayati, 2006).
Pada mulanya Azospirillum sebagai
genus mencakup dua
spesies yang dikenal, yaitu Azospirillum lipoferum
dan Azospirillum
brasilense. Sekarang ada
lima species tambahan,
yaitu Azospirillum amazonense, A.
dobereinerae, A. halopraeferens, A. irakense, dan A. largimobile (Nurhayati, 2006). Bakteri Azospirillum sp.
dapat diisolasi dari
sepotong akar yang
tumbuh di lapangan dengan
aktivitas nitrogenase aktif yang tinggi
melalui penelusuran dengan metode
ARA (Acetylene Reduction
Assay). Bakteri terlihat
berbentuk batang bengkok berbagai ukuran
dengan bentuk setengah
lingkaran atau sampai
lingkaran penuh (spiral) dan
dengan refraksi tubuh
lipid yang nyata.
Sel bakteri sangat
aktif dan motilitasnya sangat
karakteristik (Hamdi, 1982).
III.
PENUTUP
3.1.
Simpulan
Dari pembahasan
dapat disimpulkan sebagai berikut.
1.
Penambatan
nitrogen adalah proses yang menyebabkan nitrogen bebas digabungkan secara kimia
dengan unsur lain.
2.
Mikroba
Penambat N dibagi menjadi dua yaitu mikroba penambat N secara simbiotik contohnya: Rhizobium dan Anabaena
azollae, dan mikroba
penambat N secara non-simbiotik contohnya: Azotobacter dan Azospirillum.
3.2.
Saran
Berdasarkan pembahasan dan
kesimpulan dapat kami sarankan kepada petani agar dapat menjaga
kelestarian alam supaya mikroba
penambat N dapat terjaga kelestariannnya.
DAFTAR
PUSTAKA
Agroekoteknologi. “Penambatan Nitrogen”.
Diakses
dari: http://agroteknologi.web.id/penjelasan-mengenai-penambatan-nitrogen/. Diakses tanggal 15 Mei 2016.
Dominiquel. 2015. “Pengertian Penambatan Nitrogen”.
Diakses
dari: http://dominique122.blogspot.co.id/2015/05/pengertian-penambatan nitrogen.html. Diakses tanggal
15 Mei 2016.
Anonym. 2013. “Bakteri Penambat
Nitrogen”. Diakses
dari: http://hindut89.blogspot.co.id/2013/02/bakteri-penambat-nitrogen-n.html. Diakses tanggal 15 Mei 2016.
Anonim. “Penambat Nitrogen”. Diakses dari: https://www.academia.edu/3997189/6._BAKTERI_PENAMBAT_NITROGEN. Diakses tanggal 15 Mei 2016.