Peranan, Fungsi, dan Manfaat Mikroorganisme dalam Biofertilizer

Di alam, agen biofertilizer lebih banyak dikerjakan oleh bakteri yang ditakdirkan oleh Tuhan untuk membantu dalam bidang pertanian. Bakteri mampu mengubah dari satu senyawa menjadi senyawa lainnya, sebagai dekomposer, pembusuk sisa-sisa organ tanaman dan hewan yang telah mati.

Peranan keberadaan bakteri Rhizobium sp. yang efektif pada tanaman legume. Bakteri dapat mengurangi kebutuhan nitrogen tanaman karena dapat menyuplainya. Nitrogen yang dapat bias hilang karena pencucian, denitrifikasi, terangkut saat panas. Peran bakteri terjadi saat tanaman dalam kondisi kekurangan N (proses simbiosis).

Faktor-faktor yang mempengaruhi keberadaan bakteri bintil akar:

• Sumber makanan

Sumber makanan dimanfaatkan oleh bakteri Rhizobium sp. untuk sumber energi, pertahanan sebelum menginfeksi tanaman.

• Mikroorganisme lain

Terutama yang antagonis karena dapat menghalangi infeksi.

• Lingkungan

Berpengaruh terhadap aktivitas fotosintesis untuk menyediakan kebutuhan energy bakteri.

• pH (derajat keasaman)

yakni netral, jangan terlalu asam atau basa.

• Suhu atau Temperatur

Suhu optimumnya yaitu 20-28^OC. tiap organism memiliki suhu optimum yang berbeda-beda.

• Ketersedian air dan unsure hara, berfungsi atau berperan untuk fotosintesis karena fotosintat yang dihasilkan oleh tumbuhan dimanfaatkan oleh bakteri.
  • Senyawa racun yang berasal dari herbisida, fungisida di tanah, tidak disukai bakteri bintil. Dapat berpengaruh terhadap keneradaan bakteri.Sejumlah variasi enzim dihasilkan oleh mikroorganisme tanah selama metabolismenya. Kegiatan total mikroflora tanah merupakan jumlah total sejumlah kegiatan mikroorganisme yang berbeda-beda. Dalam kondisi normal, kegiatan suatu enzim yang dipilih dengan tepat dapat memberikan petunjuk mengenai kegiatan total. Reaksi tipe hidrolisis dan yang terlibat dalam oksidasi-reduksi umumnya digunakan dalam studi mengenai enzim tanah.

Aktivitas bakteri Rhizobium sp

Bakteri-bakteri yang menimbulkan  bendolan pada tanaman leguminosae yaitu bakteri bendolan, dikelompokkan dalam genus Rhizobium. Batang-batng gram negatif ini yang hidup bebas  dalam tanah, tumbuh secara anaerob ketat dengan senyawa organik sebagai nutrien. Sesuai kespesifikan hospes dan ciri-ciri khas lain dapat dibedakan beberapa spesises diantaranya Rhizobium leguminosarum , R.meliloti, R. Trifolii, R.phaseoli, R.lupini, R.japonicum. infeksi tumbuh-tumbuhan terjadi hanya pada rambut akar muda. Bakteri mnerobos masuk pada atau dekat dengan ujung rambt akar dan tumbuh sebagai pipa infeksi sampai ke dasarnya. Pipa infeksi ini yang diliputi oleh membran selulosa kemudian menerobos dinding sel muda dari epidermis dan kulit akar.

Tumbuhan menyerap Nitrogen dalam bentuk amonium (NH₄⁺) atau nitrat (NO₃^–). Bakteri pemfiksasi Nitrogen akan mengubah N₂ menjadi NH₃ (amonia) dengan bantuan suatu kompleks enzim yang disebut nitrogenase, yang mengkatalis keseluruhan reaksi penguraian senyawa tersebut. Selanjutnya amonia mengambil ion Hidrogen dari tanah untuk membentuk Amonium (NH₄⁺). Spesies dari bakteri tersebut hidup pada akar tumbuhan dalam hubungan simbiotik mutualistik karena bakteri menyediakan Nitrogen terfiksasi untuk tumbuhan dan tumbuhan menyediakan karbohidrat serta senyawa organik lain bagi bakteri. Fiksasi Nitrogen simbiotik terutama pada anggota famili legum (polong-polongan). Akar legum memiliki struktur membengkak yang disebut bintil (nodul) yang terdiri dari sel-sel tumbuhan yang mengandung bakteri pemfiksasi Nitrogen dari genus Rhizobium. Di dalam bintil, Rhizobium berbentuk bakteroid yang terkandung di dalam kantung (vesikula) pada sel akar. Dari kerjasama keduanya, terbentuk suatu molekul yang disebut leghemoglobin, yakni suatu protein yang mengandung besi (seperti Hb) yang reversibel mengikat Oksigen untuk respirasi (penghsail ATP) bakteri dalam proses fiksasi Nitrogen. Warna kemerahan pada nodul disebabkan oleh leghemoglobin. Famili tumbuhan selain legum yang diuntungkan oleh fiksasi Nitrogen simbiotik antara lain adalah pakis air Azolla yang bersimbiosis dengan sianobakteri.

Menurut Campbell et al (2003:347), pembentukan nodul (bintil) akar diawali dengan sekresi molekul flavenoid oleh akar tumbuhan yang memasuki akar Rhizobium yang hidup di sekitar akar tersebut. Secara spesifik, molekul sekret itu akan mengaktifkan suatu protein yang mengatur gen, kemudian menghidupkan dan mengaktifkan suatu kelompok gen bakteri yang disebut nod (kependekan dari nodulasi). Produk gen ini adalah enzim yang mengkatalis suatu molekul spesifik spesies yang disebut Faktor Nod yang selanjutnya disekresikan oleh bakteri dan memberikan sinyal kepada akar untuk membentuk benang infeksi yang akan dimasuki oleh Rhizobium  dan mulai membentuk organ baru yaitu bintil akar. Faktor Nod ini menstimulasi tumbuhan itu sendiri untuk menghasilkan bahan yang mirip dengan kitin yang kemungkinan berfungsi sebagai pengatur pertumbuhan, dalam artian pengatur pertumbuhan tumbuhan tertentu dalam perangsangan akar untuk menumbuhkan organ baru, yaitu bintil akar. Gen tumbuhan yang harus diekspresikan supaya bintil itu terbentuk adalah gen yang berfungsi dalam banyak proses perkembangan lainnya pada tumbuhan. Bendolan meriupakan proliferasi pertumbuhan.

Sumber Referensi Pendukung:

Campbell, Reece, Mitchell. 2002. Biologi Jilid 2. Jakarta: Erlangga.

Lay, Bibiana W. dan Sugyo H. 1992. Mikrobiologi. Jakarta: Rajawali Press.

Schlegel, Hans G. dan Karin S. 1994. Mikrobiologi Umum. Yogyakarta: Gadjah    Mada University Press.

Rao, N.S. Subba. 1994. Mikroorganisme Tanah dan Pertumbuhan  Tanaman. Jakarta: Penerbit Universitas Indonesia (UI Depok).