Rhizobium Sebagai Pupuk Hayati

Tanaman Leguminoceae

Makalah Diajukan untuk mengikuti lomba LPIR 2005

Bidang PertanianTingkat SMP/MTs se-Kota Malang

OLEH :Fauzi Dwi SetiawanMuhamad ZulfikriMuhammad Sofyan Lazuardi

MADRASAH TSANAWIYAH NEGERI MALANG IJuni 2005

1

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR ISI…………………………………………………… i

DAFTAR TABEL……………………………………………… ii

ABSTRAK……………………………………………………… iiiBAB I PENDAHULUANA. Latar Belakang…………………………………………………………..

1B. Rumusan Masalah……………………………………………………….

2C. Hipotesis…………………………………………………….…………..

2D. Tujuan Penelitian………………………………………………………..

2

BAB II TINJAUAN PUSTAKAA. Fiksasi Nitrogen Secara Biologi…………………………………………3B. Rhizobium……………………………………………………………….

4

BAB III METODE PENELITIANA. Rancangan Penelitian……………………………………………………

6B. Waktu dan Tempat Penelitian…………………………………………..

6C. Alat dan Bahan………………………………………………………….

6D. Cara Kerja………………………………………………………………

6

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASANA. Hasil Pengamatan………………………………………………………

8B. Pembahasan…………………………………………………………….

9

BAB V PENUTUPA. Kesimpulan…………………………………………………………….

10B. Saran …………………………………………………………………...

10

DAFTAR PUSTAKA…………………………………………

DAFTAR TABEL

2

Tabel

Halaman

4.1 Tinggi kacang polong di tanah yang subur dan kurang subur………

…. 8

4.2 Jumlah daun kacang polong di tanah yang subur dan kurang

subur…… 8

4.3 Jumlah nodul kacang polong di tanah yang subur dan kurang

subur….. 9

ABSTRAK

Lazuardi, Muhammad Sofyan, dkk. 2005. Rhizobium Sebagai Pupuk Hayati pada

Tanaman Leguminoceae

Kata Kunci : Rhizobium, Pupuk Hayati, Tanaman Leguminoceae

Rhizobium adalah salah satu jenis bakteri yang dapat bersimbiosis

mutualisme dengan tanaman polong (Leguminoceae) dengan cara membentuk

bintil pada tanaman polong. Rhizobium sebagai mikro organisme yang terlibat

dalam proses simbiosis tersebut sering disebut dengan mikrosimbion. Sedangkan

tanaman Leguminoceae sebagai makro organisme yang terlibat dalam proses

simbiosis disebut dengan makrosimbion. Sebagaimana simbiosis mutualisme yang

lainnya, pada simbiosis ini kedua jenis kedua jenis makhluk hidup (organisme)

tersebut juga mendapat keuntungan dari proses tersebut.

Rhizobium sebagai mikrosimbion mendapatkan keuntunganberupa tempat

hidup dan karbohidrat sebagai sumber energi untuk melangsungkan

kehidupannya. Sementara itu tanaman Leguminoeae sebagai makrosimbion

memperoleh keuntungan berupa tersedianya senyawa NH3 (amonia) yang berguna

3

sebagai salah satu hara tanaman bahan penyusun protein.

Simbiosis mutualisme ini sangat berguna bagi tanaman Leguminoceae

karena dari simbiosis ini dapat memenuhi sebagian keperluan tanaman

Leguminoceae akan unsur Nitrogen. Nitrogen merupakan salah satu unsur hara

yang diperlukan tanaman dalam jumlah banyak. Simbiosis mutualisme ini dapat

menyediakan 50-75% dari seluruh kebutuhan nitrogen tanaman Leguminoceae

dengan demikian maka ketergantungan tanaman Leguminoceae akan pupuk

nitrogen dari luar menjadi sangat berkurang. Dengan demikian rhizobium sebagai

mikrosimbion dapat berfungsi sebagai pupuk hayati pada tanaman Leguminoceae.

4

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Saat ini dunia pertanian kita menunjukkan suatu kemunduran dibanding

negara tetangga kita. Di dunia buah-buahan kita lebih mengenal buah asing

dibanding buah asal negeri kita sendiri, misalnya durian Bangkok, pepaya

Thailand, apel Washington, jambu Bangkok atau beberapa nama yang lainnya.

Demikian pula pada tanaman pangan, Indonesia yang dulu pernah berstatus

sebagai negara swasembada beras, sekarang merupakan negara pengimpor beras

terbesar. Dan juga tempe ataupun kecap yang kita rasakan sekarang ini, ternyata

kedelai yang merupakan kedua bahan baku kedua jenis makanan tersebut adalah

hasil impor luar negeri. Salah satu penyebab ini semua adalah rendahnya tingkat

pengetahuan masyarakat yang bergerak dibidang pertanian dan rendahnya

kemampuan mereka di bidang ekonomi. Sebagai contoh adanya ketergantungan

petani pada pupuk kimia, menyebabkan hancurnya pertanian ketika ditemukan

permasalahan seputar pupuk, seperti kenaikan harga pupuk, hilangnya pupuk

dipasaran dan dampak negatif akibat penggunaan pupuk kimia secara terus

menerus.

Untuk mengatasi masalah ini kita perlu menetapkan semboyan “Back to

nature” atau kembali ke alam yang dimaksudkan untuk mendorong pemanfaatan

potensi-potensi hayati yang kita miliki untuk menggairahkan kembali dunia

pertanian kita.

Salah satu potensi hayati yang kita miliki adalah bakteri Rhizobium yang

dapat bersimbiosis mutualisme dengan akar tanaman Leguminoceae, sehingga

selama kehidupannya tanaman Leguminoceae dapat menyediakan pupuk bagi

dirinya sendiri atau bagi tanaman di sekitarnya bila tanaman Leguminoceae

ditumpangsarikan dengan tanaman lain dan menyediakan pupuk bagi tanaman

berikutnya bila sisa tanaman Leguminoceae ditambahkan lagi ketanah dan diolah

pada saat pengolahan tanah.

Atas dasar pemikiran diatas, maka Rhizobium diangkat sebagai salah satu

5

sumber pupuk hayati tersusunnya bagi tanaman Leguminoceae.

B. Rumusan Masalah

1. Apakah Rhizobium dapat memacu pertumbuhan tanaman Leguminoceae?

2. Apakah tanaman Leguminoceae ditanah kurang subur dapat menghasilkan

Nitrogen lebih banyak dibanding Leguminoceae di tanah yang subur ?

3. Apakah tanaman Leguminoceae di tanah kurang subur dapat menyamai

tanaman Leguminoceae di tanah subur ?

C. Hipotesis

1. Rhizobium dapat memacu pertumbuhan tanaman Leguminoceae.

2. Tanaman Leguminoceae di tanah kurang subur dapat menghasilkan

Nitrogen lebih banyak daripada tanaman Leguminoceae ditanah subur.

3. Tanaman Leguminoceae di tanah kurang subur tidak dapat menyamai

tanaman Leguminoceae di tanah subur.

D. Tujuan Penelitian

1. Untuk mengetahui pengaruh Rhizobium terhadap pertumbuhan tanaman.

2. Untuk mengetahui pengaruh tanaman Leguminoceae di tanah kurang

subur sebagai penghasil Nitrogen.

3. Untuk mengetahui perbedaan tanaman Leguminoceae di tanah subur dan

kurang subur.

E. Manfaat Penelitian

1. Alternatif penggunaan Rhizobium sebagai pupuk hayati tanaman

Leguminoceae.

2. Sebagai cara untuk mempermudah penanaman tanaman Leguminoceae.

3. Dapat dijadikan sebagai media pembelajaran dan meningkatkan

ketrampilan.

6

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Fiksasi Nitrogen Secara Biologi

Walaupun tumbuhan berbunga harus memperoleh nitrogen dalam bentuk

kombinasi, beberapa oganisme tertentu (terutama bakteri tertentu, banyak

ganggang biru-hijau, dan beberapa jamur) mampu menambat nitrogen bebas, yaitu

dengan menggunakan nitrogen molekuler dari atmosfer sebagai titik awal sintesis

protein dan senyawa oranik nitrogen lain. (Idiyah, 1995)

Hasil akhir proses penambatan ini yang jelas adalah amonia, yang harus

melibatkan diri dalam kombinasi organik melalui jalur metabolisme yang pada

tumbuhan berbunga telah diuraikan. Beberapa organisme yang mampu menambat

nitrogen adalah organisme yang hidup bebas, beberapa mempunyai hubungan

simbiosis dengan organisme lain. Organisme tersebut meliputi marga Azotobacter

(yang tersebar luas disebagian tanah daerah tropik), Clostridium, dan ganggang

biru-hijau dari marga Nostoc, Cylindrospermum dan Anabaena (yang merupakan

penambat nitrogen penting dalam tanah daerah tropik tertentu, terutama di sawah-

sawah). Contoh hubungan simbiosis yang paling umum ialah antara bakteri dan

tumbuhan berbunga yang termasuk suku Leguminose.(Idiyah,1995)

Banyaknya nitrogen yang dapat ditambat oleh sebuah bintil berkolerasi

dengan luas dan kegigihan jaringan-jaringan bakteri pada pusat bintil. Pada galur

Rhizobium yang tidak efektif, yang membentuk bintil tetapi sedikit atau tidak

menambat nitrogen, jaringan bakteri ini kecil dan berumur pendek. Pada galur

yang efektif, yang jaringan bakterinya luas dan barangkali dapat bertahan untuk

beberapa bulan, terjalin suatu hubungan simbiosis.dalam hubungna ini polong-

polongan memberi karbohidrat kepada bakteri, dan bakteri menyediakan nitrogen

yang ditambatnya bagi polong-polongan. Namun hubungan ini rapuh

keseimbangannya, sebab Rhizobium walaupun mudah tumbuh pada biakan murni

yang dibubuhi garam amonium, tidak akan menambat nitrogen kecuali pada

keadaan khusus. Lebih jauh diketahui bahwa penggunaan pupuk nitrogen oada

polong-polongan ternyata menekan perkembangan bintil, jadi mengurangi

penambatan nitrogen. Hasil berbagai percobaan membuktikan bahwa ukuran dan

7

jumlah bintil yang terbentuk pada akar terutama ditentukan oleh perimbangan

karbohidra-nitrogen pada tumbuhan itu. Warna merah jambu pada bintil

merupakan indikasi yang terpercaya akan adanya kegiatan penambatan nitrogen

yang aktif, dan pendugaan spektrofotometri kandungan hemoglobin bintil telah

digunakan sebagai piranti penetuan efisiensi galur Rhizobium.(Idiyah, 1995)

Tanaman polong-polongan ketika masih tumbuh, kadang-kadang

mengeluarkan sebagian(10-20%) nitrogen yang tertambat dalam bintilnya ke

tanah sekitarnya. Hal ini terjadi jika kecepatan fotosintesis sedemikian rupa

sehingga tanaman tidak dapat menggunakan semua nitogen yang tertambat dan

kelebihannya dikeluarkannya. Dengan demikian tanaman polong-polongan

merupakan salah satu alternatif sebagai tanaman tumpang sari.(Idiyah,1995)

Pengikatan nitrogen molekuler (nitrogen dari udara oleh simbiosis

tanaman Leguminose dan Rhizobium merupakan terminal dari suatu rangkaian

yang kompleks. Proses ini meliputi:

1. Multiplikasi bakteri di daerah perakaran.

2. Penempelan bakteri di permukaan akar.

3. Pembengkokan dan percabangan akar.

4. Penarikan bakteri yang sesuai oleh tanaman inang.

5. Pembentukan benang-benang infeksi.

6. Pembetukan nodul.

7. Pengembangan lebih lanjut dari sel terinfeksi.

8. Pembentuken bakteroid.

9. Sintesa nitrogenase dan leghaemoglobin.

B. Rhizobium

Berdasarkan hubungan dengan tanaman, mikroba rhizosfer dapat dibagi

menjadi tiga kelompok, yaitu: 1) kelompok yang menguntungkan, 2) kelompok

yang merugikan, dan 3) kelompok yang netral (Waksman, 1963; Kloepper et al.,

1980). Dalam makalah ini hanya dibahas beberapa mikroba rhizosfer yang

menguntungkan. Mikroba yang dijumpai di daerah rhizosfer juga dapat ditemui di

luar daerah rhizosfer, tetapi populasinya tidak sebanyak di daerah rhizosfer.

Walaupun jenisnya banyak, tetapi semua mikroba rhizosfer bermanfaat. Beberapa

8

jenis mikroba rhizosfer yang penting adalah Rhizobium, Azospirillum, mikroba

pelarut P, Cytophaga, dan Trichoderma. Mikroba ini selama bertahun-tahun telah

menjadi objek penelitian para ahli. Jenis tanaman yang dibudidayakan akan

menentukan mikroba apa yang bermanfaat. Sebagai contoh, Rhizobium sangat

bermanfaat untuk tanaman Leguminosa karena kemampuannya bersimbiosis

dengan tanaman inangnya untuk membentuk bintil akar sebagai tempat

penambatan N2. Oleh karena itu, populasi Rhizobium dapat mendominasi daerah

perakaran tanaman Leguminosa. Begitu pentingnya manfaat Rhizobium ini,

sehingga penelitian ke arah ini cukup intensif dilakukan.

9

BAB III

METODE PENELITIAN

A. Rancangan Penelitian

Penelitian ini menggunakan eksperimen dengan variabel bebas berupa

Rhizobium di dalam tanah sebagai pupuk hayati tanaman polong. Variabel

terikat dalam penelitian ini meliputi jumlah daun, tinggi tanaman dan

jumlah nodul.

B. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilakukan mulai tanggal 15 Mei-7 Juni 2005. Tempat

penelitian di kebun rumah M. Sofyan Lazuardi.

C. Alat dan Bahan

1. Tanah yang banyak mengandung Rhizobium.

2. Tanah yang kurang mengandung Rhizobium.

3. 10 bibit kacang polong.

4. Air.

5. Penggaris.

6. Pensil.

D. Cara Kerja

1. Tanam bibit kacang polong di tanah yang banyak dan kurang

mengandung Rhizobium masing-masing 5 bibit.

2. Rawat setiap hari dengan menyiraminya dengan air.

3. Setelah 20 hari, cabut tanaman tersebut dan amatilah:

• Tinggi tanaman kacang polong ditanah yang mengandung

banyak bakteri Rhizobium dan tanah yang kurang mengandung

bakteri Rhizobium.

• Jumlah daun tanaman kacang polong di tanah yang

mengandung banyak bakteri Rhizobium dan tanah yang kurang

mengandung bakteri Rhizobium.

10

• Jumlah nodul tanaman kacang polong ditanah yang

mengandung banyak bakteri Rhizobium dan tanah yang kurang

mengandung bakteri Rhizobium.

4. Buatlah tabel pengamatan tentang kacang polong.

5. Salinlah data-data yang sudah di amati kedalam tabel tersebut.

11

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Pengamatan

Pada bagian dibawah ini akan diuraikan beberapa hal yang meliputi tinggi

tanaman kacang polong, jumlah daun tanaman kacang polong dan jumlah nodul

tanaman kacang polong ditanah yang mengandung banyak Rhizobium dan sedikit

Rhizobium. Adapun data selengkapnya dari hasil pengamatan disajikan pada

tabel-tabel dibawah ini:

Tabel 4.1 Tinggi Kacang Polong di Tanah Subur dan Kurang Subur

Tanaman Tinggi TanamanTanah subur Tanah kurang subur

A 42,4 cm 25,5 cmB 26,4 cm 23,4 cmC 24 cm 21,4 cmD 21,3 cm 19,5 cmE 20,3 cm 14,4 cm

Rata-rata 26,9 cm 20,84 cm

Tabel 4.2 Jumlah Daun Kacang Polong di Tanah Subur dan Kurang

Subur

Tanaman Jumlah DaunTanah subur Tanah kurang subur

A 56 53B 46 44C 59 28D 36 22E 36 22

Rata-rata 46,6 33,8

Tabel 4.3 Jumlah Nodul Kacang Polong di Tanah Subur dan Kurang

Subur

Tanaman Jumlah NodulTanah subur Tanah kurang subur

A 28 37

12

B 58 57C 37 26D 10 27E 17 20

Rata-rata 30,4 33

B. Pembahasan

Dari hasil analisa data dari tabel di atas menunjukkan bahwa pertumbuhan

kacang polong pada tanah yang mengandung banyak Rhizobium lebih baik

daripada kacang polong pada tanah yang kurang mengandung Rhizobium.

Hal ini ditunjukkan pada rata-rata yang ada pada tabel di atas. Jika seluruh

rata-rata tersebut dijumlah maka rata-rata tanaman kacang polong di tanah yang

banyak mengandung Rhizobium dan subur lebih besar rata-ratanya. Pada tabel

kesatu dan kedua tanaman kacang polong yang hidup di tanah yang subur lebih

besar rata-ratanya dikarenakan tanah tersebut lebih banyak mengandung zat hara

yang diperlukan oleh tanaman kacang polong tersebut. Karena hal itulah tanaman

yang hidup di tanah yang subur dan juga mengandung Rhizobium lebih tinggi

tanaman kacang polongnya dan juga lebih banyak jumlah daunya daripada

tanaman yang hidup di tanah kurang subur dan banyak mengandung Rhizobium.

Tetapi pada rata-rata jumlah nodul lebih banyak yang hidup di tanah yang

kurang subur daripada tanaman yang hidup di tanah yang subur.

Hal ini dikarenakan tanaman kacang polong yang hidup di tanah yang

kurang subur harus bisa hidup dan membuat makanan sendiri di akar. Dan juga

tanaman tersebut menghasilkan nitrogen yang cukup banyak.

BAB V

PENUTUP

A. Kesimpulan

1. Rhizobium dapat memacu pertumbuhan tanaman leguminoceae.

2. Tanaman leguminoceae di tanah yang kurang subur dapat menghasilkan

nitrogen lebih banyak daripada tanaman legumoniceae di tanah yang

13

subur.

3. Kualitas tanaman di tanah yang subur lebih baik daripada tanaman yang

hidup di tanah yang kurang subur karena adanya Rhizobium.

B. Saran

1. Kesuburan tanah perlu dijaga agar keberadaan Rhizobium didalam tanah

dapat dipertahankan sehingga dapat berfungsi sebagai pupuk Nitrogen.

DAFTAR PUSTAKA

Idiyah,Saidatul,dkk.1995.Fisiologi Lanjutan dan Nutrisi.Malang: Universitas

Muhammadiyah Malang

Waksman.1980.Mikroba Rhizosfer Berguna.(online),(http://www.google.com)

diakses 6 Juni 2005

14

Sutirjo.2004.Penulisan Karya Ilmiah SMP dan SMA.Malang:Citra Mentari Group

15