Mikroba yang Berperan Dalam Penambatan N

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.