Download - RHYZOBIUM makalah.docx
-
7/26/2019 RHYZOBIUM makalah.docx
1/17
RHYZOBIUM
Pengertian Rhizobium sp.
Rhizobium adalah bakteri bentuk basil bersifat gram negatif yang merupakan
penghuni biasa didalam tanah. Rhizobium adalah bakteri yang bersifat aerob
mikroserofilik!" koloninya ber#arna putih berbentuk sirkular" merupakan penambat
nitrogen yang hidup di dalam tanah dan berasosiasi simbiotik dengan sel akar
legume$ legumino%eae atau disebut &uga 'a%ebeae merupakan tanaman berbunga
yang dikenal sebagai keluarga ka%ang ka%angan. Bakteri ini masuk melalui bulu(bulu
akar tanaman berbuah polongan dan menyebabkan &araingan agar tumbuh berlebih(
lebihan hingga men&adi kutil(kutil. Bakteri ini hidup dalam sel(sel akar dan
memperoleh makanannya dari sel(sel tersebut. Biasanya beberapa spesies
)%tinomy%etes kedapatan bersama(sama dengan Rhizobium sp. dalam satu sel.
Morfologi Rhizobiumdikenal sebagai bakteroid. Rhizobiummenginfeksi akar
legumino%eae melalui u&ung(u&ung bulu akar yang tidak berselulose" karena bakteri
Rhizobium tidak dapat menghidrolisis selulose. Rhizobiumyang tumbuh dalam bintil
akar legumino%eae mengambil nitrogen langsung dari udara dengan aktifitas
bersama sel tanaman dan bakteri" nitrogen itu disusun men&adi senya#aan nitrogen
seperti asam(asam amino dan polipeptida yang ditemukan dalam tumbuh(tumbuhan"
bakteri dan tanak disekitarnya. Baik bakteri maupun legum tidak dapat menambat
nitrogen se%ara mandiri" bilaRhizobiumtidak ada dan nitrogen tidak terdapat
dalam tanah legum tersebut akan mati. Bakteri Rhizobiumhidup dengan menginfeksi
akar tanaman legum dan berasosiasi dengan tanaman tersebut" dengan menambat
nitrogen.
-
7/26/2019 RHYZOBIUM makalah.docx
2/17
Gambar 1.Mekanisme pembentukan bintil akar oleh Rhizobium
Bakteri nitrogen yang hidup bersimbiosis dengan tanaman polong(polonganyaitu Rhizobium leguminosarum" yang hidup dalam akar membentuk nodul atau bintil(
bintil akar. Bakteri nitrogen adalah bakteri yang mampu mengikat nitrogenbebas
dari udara dan mengubahnya men&adi suatu senya#a yang dapat diserap oleh
tumbuhan. Berkat kemampuannya mengikat nitrogen di udara" bakteri(bakteri
http://wapedia.mobi/id/Rhizobium_leguminosarumhttp://wapedia.mobi/id/Nitrogenhttp://wapedia.mobi/id/Nitrogenhttp://wapedia.mobi/id/Rhizobium_leguminosarum -
7/26/2019 RHYZOBIUM makalah.docx
3/17
tersebut berpengaruh terhadap nilai ekonomi tanah pertanian. *elompok bakteri ini
ada yang hidup bebas maupun simbiosis. Bakteri nitrogen yang hidup bebas yaitu
)zotoba%ter %hroo%o%%um" +lostridium pasteurianum" dan Rhodospirillum rubrum.
,umbuhan yang bersimbiosis dengan Rhizobium banyak digunakan sebagai pupuk
hi&au seperti +rotalaria" ,ephrosia" dan Indigofera. )kar tanaman polong(polongan
tersebut menyediakan karbohidrat dan senya#a lain bagi bakteri melalui
kemampuannya mengikat nitrogen bagi akar. -ika bakteri dipisahkan dari inangnya
akar!" maka tidak dapat mengikat nitrogen sama sekali atau hanya dapat mengikat
nitrogen sedikit sekali. Bintil(bintil akar melepaskan senya#a nitrogen organik ke
dalam tanah tempat tanaman polong hidup. engan demikian ter&adi penambahan
nitrogen yang dapat menambah kesuburan tanah.
B. Bakteri Rhizobium sp dan Daur Hidupnya
/umber utama nitrogen adalah nitrogen bebas 01! yang terdapat di
atmosfir" yang takarannya men%apai 234 5olume" dan sumber lainnya yang ada di
kulit bumi dan perairan. 0itrogen &uga terdapat dalam bentuk yang kompleks" tetapi
hal ini tidak begitu besar sebab sifatnya yang mudah larut dalam air.
6ada umumnya deri5at nitrogen sangat penting bagi kebutuhan dasar nutrisi" tetapi
dalam kenyataannya substansi nitrogen adalah hal yang menarik sebagai polutan di
lingkungan. ,er&adinya perubahan global di lingkungan oleh adanya interaksi antara
nitrogen oksida dengan ozon di zona atmosfir. -uga adanya perlakuan pemupukan
fertilization treatment! yang berlebihan dapat mempengaruhi air tanah soil
#ater!" sehingga dapat mempengaruhi kondisi air minum bagi manusia.
Bentuk atau komponen 0 di atmosfir dapat berbentuk ammonia 0H7!"
molekul nitrogen 01!" dinitrit oksida 01O!" nitrogen oksida 0O!" nitrogen
dioksida 0O1!" asam nitrit H0O1!" asam nitrat H0O7!" basa amino R7(0! dan
lain(lain dalam bentuk proksisilnitri. alam telaah kesuburan tanah proses
http://wapedia.mobi/id/Azotobacter_chroococcumhttp://wapedia.mobi/id/Clostridium_pasteurianumhttp://wapedia.mobi/id/Rhodospirillum_rubrumhttp://wapedia.mobi/id/Azotobacter_chroococcumhttp://wapedia.mobi/id/Clostridium_pasteurianumhttp://wapedia.mobi/id/Rhodospirillum_rubrum -
7/26/2019 RHYZOBIUM makalah.docx
4/17
pengubahan nitrogen dapat dilakukan dengan berbagai %ara" yaitu mineralisasi
senya#a nitrogen komplek" amonifikasi" nitrifikasi" denitrifikasi" dan 5olatilisasi
ammonium.
/e¨ah organisme mampu melakukan fiksasi 0 dan 0(bebas akan
berasosiasi dengan tumbuhan. /enya#a 0(amonium dan 0(nitrat yang dimanfaatkan
oleh tumbuhan akan diteruskan ke he#an dan manusia dan kembali memasuki sistem
lingkungan melalui sisa(sisa &asad renik. 6roses fiksasi memerlukan energi yang
besar" dan enzim nitrogenase! beker&a dan didukung oleh oksigen yang %ukup.
*edua faktor ini sangat penting dalam memindahkan 0(bebas dan sedikit simbiosis
oleh organisme.
0itrogenase mengandung protein besi(belerang dan besi(molibdenum" dan
mereduksi nitrogen dengan koordinasi dan transfer elektron dan proton se%ara
kooperatif" dengan menggunakan Mg),6 sebagai sumber energi. *arena pentingnya
reaksi ini" usaha(usaha untuk mengklarifikasi struktur nitrogenase dan
mengembangkan katalis artifisial untuk fiksasi nitrogen telah dilakukan se%ara
kontinyu selama beberapa tahun. Baru(baru ini" struktur pusat aktif nitrogenase
yang disebut dengan kofaktor besi(molibdenum telah ditentukan dengan analisis
kristal tunggal dengan sinar(8. 0itrogen organi% diubah men&adi mineral 0(amonium
oleh mikroorganisasi dan beberapa he#an yang dapat memproduksi mineral tersebut
seperti 9 protozoa" nematoda" dan %a%ing tanah. /erangga tanah" %a%ing tanah"
&amur" bakteri dan aktinbimesetes merupakan biang penting tahap pertama
penguraian senya#a 0(organik dalam bahan organi% dan senya#a 0(kompleks
lainnya. /emua mikroorganisme mampu melakukan fiksasi nitrogen" dan berasosiasi
dengan 0(bebas yang berasal dari tumbuhan. 0itrogen dari proses fiksasi
merupakan sesuatu yang penting dan ekonomis yang dilakukan oleh bakteri genus
Rhizobium dengan tumbuhan :eguminosa termasuk ,rifollum spp" ;yli%ene ma
-
7/26/2019 RHYZOBIUM makalah.docx
5/17
soybean!" =i%iafaba brand bean!" =igna sinensis %o#(pea!" 6is%era sati5am %hi%k(
pea!" dan Medi%ago sati5a lu%erna!.
Bakteri dalam genus Rhizobium merupakan bakteri gram negatif" berbentuk
bulat meman&ang" yang se%ara normal mampu memfiksasi nitrogen dari atmosfer.
Umumnya bakteri ini ditemukan pada nodul akar tanaman leguminosae.
Rhizobiumberasal dari dua kata yaitu Rhizo yang artinya akar dan bios yang berarti
hidup.Rhizobiumadalah bakteri yang bersifat aerob" bentuk batang" koloninya
ber#arna putih berbentuk sirkulasi" merupakan penghambat nitrogen yang hidup di
dalam tanah dan berasosiasi simbiotik dengan sel akar legume" bersifat host
spesifik satu spesies Rhizobium %enderung membentuk nodul akar pada satu spesies
tanaman legume sa&a. Bakteri Rhizobium adalah organotrof" aerob" tidak berspora"
pleomorf" gram negatif dan berbentuk batang. Bakteri rhizobium mudah tumbuh
dalam medium pembiakan organik khususnya yang mengandung ragi atau kentang.
6ada suhu kamar dan pH 2"> ? 2"1.
;enus(genus bakteri yang dapat mengikat nitrogen di udara
ialah )zotoba%ter" +lostridiumdan Rhodospirilium. -uga alga
biru 0osto%dan )nabaenadikenal sebagai pengikat nitrogen. an adanya genus
bakteri yang mampu mengikat nitrogen bebas" akan tetapi hanya dalam dalam hidup
simbiosis dengan tanaman suku :egminosae. ;enus bakteri tersebut ialah Rhizobium"
yang akan dibahas pada makalah ini. Rhizobiumyang terkenal ialah Rhizobium
leguminosorum! adalah basil ;ram negatif yang merupakan penghuni biasa di dalam
tanah. Bakteri ini masuk melalui bulu(bulu akar tanaman berbuah polongan dan
menyebabkan åan tumbuh berlebihan hingga ter&adi bintil(bintil. Bakteri ini
hidup didalam sel akar dan memperoleh makanannya dari sel tersebut. Biasanya
beberapa spesies )%tinomy%etesterdapat bersama(sama denganRhizobiumdalam
satu sel.
-
7/26/2019 RHYZOBIUM makalah.docx
6/17
/enya#a nitrogen yang dibentuk oleh Rhizoium %uku untuk memenuhi kebutuhan
hospes" bahkan ada kelebihan yang dapat dimanfaatkan tanaman lain. ,aman tampak
lebih segar &ika sekitarnya ada tanaman dari suku :eguminosae.
:egum berbintil menyumbang %ukup banyak dalam hal ¨ah nitrogen
terfiksasi ke dalam biosfer. ,umbuhan legum diklasifikasikan menadi 7 subfamili
besar dari famili :eguminoseae9 +aesalinodiae" Mimosoideae dan 6apilionoideae.
,idak semua legum memilki bintil dalam sistem perakarannya dan diketahui pula
bah#a beberapa bentuk pohon tidak memiliki bintil sama sekali. Hampir @>(
@14 :eguminoseaetelah dieriksa hingga saat ini mengenai bintil akarnya" dari
¨ah itu diketahui bah#a @>4 dari Mimosoidaeae" A4 dari +aesalpinoideaedan
A4 dari 6apilinoideaetidak memiliki bintil akar.. Bakteri(bakteri yang termasuk
dalam genus Rhizobiumhidup bebas dalam tanah dan dalam perakaran tumbuh(
tumbuhan legum maupun bukan legum. Calaupun demikian" bakteri Rhizobium dapat
bersimbiosis hanya dengan tumbuh(tumbuhan bukan legum" dengan menginfeksi
akarnya dan membentuk bintil akar didalamnya. 6ada simbiosis dalam bintil akar
legum" legumnya merupakan mitra yang lebih besar sedangkan Rhizobium adalah
partner yang lebih ke%il" sering disebut DmikrosimbionE.
)pabila bintil menua setelah suatu periode fiksasi nitrogen" mulai ter&adi
pembususkan åan dengan membebaskan bentuk aktif Rhizobiumke dalam tanah
yang biasanya berfungsi sebagai sumber inokulum bagi tumbuh(tumbuhan budi daya
berikutnya dari spesies legum tertetu. Bakteri pembentuk bintil terdapat dalam
tanah dan dalam perakaran legum dan bukan legum. ,idak ada medium pilihan yang
telah diramu untuk memisahkanrhizobiumdari tanah. Metode yang dipakai untuk
menaksir rhizobium dalam tanah dengan metode ¨ah yang palng mungkin" ialah
ke%ambah yang ditumuhkan se%ara aseptik diinokulasi dengan suspensi en%er sampel
-
7/26/2019 RHYZOBIUM makalah.docx
7/17
tanah dan kemudian dilan&utkan dengan pengamatan pembentukan bintil diikuti
dengan analisis hasil se%ara statistik. ,anpa leum" populasi rhizobium dalam tanah
akan meurun. Calaupun demikian" diketahui bah#a rhizobium dapat lestari selama
@F sampai G tahun #alaupun rhizobium tidak dapat membentuk spora /ubba"
@FFG9@7!.
Rhizobium lipiidan R. &aponi%umdiketahui se%ara koparatif resisten tehadap
temperatur tanah yang tinggi tidak seperti R. trifoliidan R. meliloti.Meskipun
temperaturnya tinggi" rhizobium tropis dapat membentuk bintil pada )%a%ia"
:otus"dan 6soralesdengan beradaptasi ada rentangan temperaturnya. Rhizobium
lebih mudah terangsang dalam rizosfer legum daripada dalam rizosfer bukan legum.
/uatu legum tertentu %enderung untuk menggalakkan perkembangbiakan bakteri
yang mampu menginfeksinya lebih banyak daripada bakteri(bakteri lainnya. :egum
mengekskresikan se¨ah besar substansi ke dalam rizosfer" terutama gula" asam
amino dan 5itamin seperti misanya biotin da asam pantotenat #alaupun &arang &uga
tiamin. Bi&i(bi&i legum menghasilkan antibiotik yang dapat berdifusi se%ara aktif
terhadap bakteri bintil.
Mikroorganisme tanah seperti bakteri" fungi" a%tinomy%etes&uga
berpengaruh merangsang atau menghambat akti5itas rhizobium" misalnya kegagalan
membentuk bintil di bagian tertentu akibat adanya mikroorganisme antagonistik
terhadap rhizobium di dalam tanah. *easaman tanah dapat men&adi salah satu
faktor yang menyebabkan berkrangnya populasi rhizobium dalam tanah. 6enetralan
tanah dengan kalsium hidroksida atau kalsium karonat mengembalikan kondisi
men&adi menguntungkan bagi pekembangbiakan rhizobium. ,emperatur
mempempengaruhi pertumbuhan maupun kelestarian rhizobium. 'ungisida" herbisida
dan pelindung tanaman yang lain mungkin terbukti bera%un bagi rhizobium dan
-
7/26/2019 RHYZOBIUM makalah.docx
8/17
mengurangi inokulum dalam tanah. *erentanan rhizobium terhadap bahan(bahan
kimia ini berbeda antar spesies yang berbeda.
C. Aplikasi Rhizobium sp. dalam Peningkatan Produktivitas Pertanian
1. ikrobiologi Pertanian
Mikrobiologi pertanian adalah ilmu yang mempela&ari tentang peranan mikroba
dalam bidang pertanian.Mikrobiologi 6ertanian merupakan penggunaan Mikrobiologi
untuk tu&uan meme%ahkan masalah(masalah praktis di bidang pertanian. engan
demikian dapat dirumuskan tugas dari Mikrobiologi 6ertanian adalah mempela&ari
dan memanfaatkan mikrobia sebaik mungkin guna meningkatkan produksi pertanian
baik kuantitas maupun kualitas dan menekan kemungkinan kehilangan produksi
karena berbagai sebab.
Bidang pertanian &uga mempunyai peran dalam penambatan nitrogen"
mikororganisme tersebut adalah baktero fotosintesis" )zotoba%ter" +lostridium
dan Rhizobium!. 6roses penambahan utama terdiri atas dua reaksi yang terpisah"
yaitu
@! pembentukan reduktan"
1! pengikatan gas nitrogen.
),6 diperlukan untuk reaksi pertama yang elektronnya diteruskandari
feredoksin terduksi ke reduktan yang hinggga kini belum diketahui paada reaksi
kedua nitrogen ditambatkan pada protein nitrogenase! yang mengandung
molibdenum" besi dan sulfur" diperlukan untuk pemanfaatan kembali senya#a(
senya#a sulfur untuk pertumbuhan tanaman. 6embentukan H1/ dari penguraian
protein dapat diselesaikan oleh berbagai bakteri heterotrof. ikarenakan pada
dasarnya semua protein mengandung sistein dan metionin ? asam amino yang
mengandung sulfur ? penguraian protein yang lengkap melepaskan sulfur sebagai
-
7/26/2019 RHYZOBIUM makalah.docx
9/17
sulfied. Beberapa kelompok mikroorganisme yang melaksanakan daun sulfur adalah
kelompok bakteri yang berbentuk benang yang melayang.
Bakteri nitrifikasi adalah bakteri(bakteri tertentu yang mampu menyusun
senya#a nitrat dari amoniak yang berlangsung se%ara aerob di dalam tanah.
0itrifikasi terdiri atas dua tahap yaitu9
Oksidasi amoniak men&adi nitrit oleh bakteri nitrit. 6roses ini dinamakan
nitritasi. Oksidasi senya#a nitrit men&adi nitrat oleh bakteri nitrat. 6rosesnya
dinamakan nitratasi.
;ambar 9 Reaksi nitratasi
alam bidang pertanian" nitrifikasi sangat menguntungkan karena
menghasilkan senya#a yang diperlukan oleh tanaman yaitu nitrat. ,etapi sebaliknya
di dalam air yang disediakan untuk sumber air minum" nitrat yang berlebihan tidak
baik karena akan menyebabkan pertumbuhan ganggangdi permukaan air men&adi
berlimpah.
6emanfaatan Mikrobia dalam 6roduksi 6ertanian dilakukan Melalui!
@. 6emeliharaan dan peningkatan kesuburan tanah dengan memanfaatkan mikrobia
yang berperan dalam siklus 0itrogen mikrobia penambat nitrogen" mikrobia
http://wapedia.mobi/id/Gangganghttp://wapedia.mobi/id/Ganggang -
7/26/2019 RHYZOBIUM makalah.docx
10/17
amonifikasi" nitrifikasi" dan denitrifikasi!" 'osfor mikrobia pelarut fosfat!" /ulfur
Mikrobia pengoksidasi sulfur!" dan :ogam(logam 'e" +u" Mn" dan )l!"
1. 6emeliharaan kesehatan tanah dengan memanfaatkan mikrobia penekan organisma
pengganggu tanaman O6,!"
7. 6emulihan kesehatan tanah dengan memanfaatkan mikrobia pendekomposisi $
penyerap senya#a(senya#a toksik terhadap mahluk hidup Bioremediasi!"
G. 6ema%uan pertumbuhan tanaman dengan memanfaatkan mikrobia penghasil
fitohormon.
Pengaruh dan Penerapan Bakteri Rhizobium sp. terhadap ikrobiologi Pertanian
6ada dunia pertanian bakteri rhizobium sp mengikat unsur nitrogen dari
lingkungan sekitar dan menularkan ke tumbuhan" tetapi bagian akar dan &uga pada
bagian tanah pada suatu tanaman. *ebanyakan rhizobium spmenularkan pada
tanaman yang berbi&i 9 %ontohnya sa&a akar pada tanaman kedelai. 6ada tanaman
kedelai tersebut" bakteri rhizobium sp menempel pada bintil akar. an itu membuat
tanaman tersebut tumbuh subur dan untuk melangsungkan hidupnya karena tanaman
tersebut telah terinfeksi oleh bakteri Rhizobium sp.
,umbuhan yang bersimbiosis dengan Rhizobiumbanyak digunakan sebagai
pupuk hi&au seperti +rotalaria" ,ephrosia" dan Indigofera. )kar tanaman polong(
polongan tersebut menyediakan karbohidrat dan senya#a lain bagi bakteri melalui
kemampuannya mengikat nitrogen bagi akar. -ika bakteri dipisahkan dari inangnya
akar!" maka tidak dapat mengikat nitrogen sama sekali atau hanya dapat mengikat
nitrogen sedikit sekali. Bintil(bintil akar melepaskan senya#a nitrogen organik ke
dalam tanah tempat tanaman polong hidup. engan demikian ter&adi penambahan
nitrogen yang dapat menambah kesuburan tanah.
D. Penambatan "itrogen oleh Rhizobium
-
7/26/2019 RHYZOBIUM makalah.docx
11/17
*urang lebih 3>4 dari udara di atmosfer adalah gas nitrogen 01!. 0amun
01 tidak dapat digunakan se%ara langsung oleh sebagian besar organisme.
*ebanyakan organisme menggunakan nitrogen dalam bentuk 0H7 sebagai penyusun
asam amino" protein" dan asam nukleat. 'iksasi nitrogen merupakan proses yang
mengubah 01 men&adi 0H7yang kemudian akan digunakan se%ara biologi. 6roses ini
dapat ter&adi se%ara alamiah oleh mikroba :indemann ;lo5er" @FF3!. Mikroba
yang fungsi utamanya sebagai penyedia unsur nitrogen melalui penambatan nitrogen
atmosfer dapat dibedakan ke dalam dua kelompok yaitu mikroba yang hidup bebas
free(li5ing mi%robes!" artinya beker&a se%ara non(simbiotik atau tidak memiliki
asosiasi spesifik dengan tanaman tertentu" dan mikroba yang melakukan hubungan
simbiotik dengan tanaman tertentu Yu#ono" 1>>A!. /alah satu %ontoh yang saat ini
sudah banyak diteliti adalah hubungan simbiotik Rhizobium dengan tanaman legum.
Rhizobium merupakan bakteri gram negatif" bersifat aerob" tidak membentuk
spora" berbentuk batang dengan ukuran sekitar >"(>"F Jm. Bakteri ini termasuk
famili Rhizobia%eae. Bakteri ini banyak terdapat di daerah perakaran rizosfer!
tanaman legum dan membentuk hubungan simbiotik dengan inang khusus Yu#ono"
1>>A!.
Rhizobium merupakan simbion fakultatif" dapat hidup sebagai komponen
normal dari mikroflora tanah dalam keadaan tidak ada tanaman inang" tetapi tetap
hidup bebas sebagai heterotrof tergantung kehadiran akar tanaman inang. 6opulasi
Rhizobium pada rhizosfer tanaman legum biasa men%apai @>A sel$gram atau lebih
Ri%hards" @F32!. i tanah" bakteri ini hidup bebas dan motil" memperoleh nutrisi
dari sisa organisme yang telah mati. Rhizobium yang hidup bebas tidak dapat
memfiksasi nitrogen dan punya bentuk yang berbeda dari bakteri lain yang
-
7/26/2019 RHYZOBIUM makalah.docx
12/17
ditemukan pada bintil akar tanaman Burdas" 1>>1!. Menurut /uprapto @FFF!" ada
beberapa faktor yang mempengaruhi pertumbuhan Rhizobium" antara lain9 pH tanah"
suhu" sinar matahari" dan unsur hara tanah. Menurut Martani Margino 1>>!"
kebanyakan Rhizobium tumbuh optimum pada pH netral. Reaksi optimum bagi
pertumbuhan dan perkembangan Rhizobium pada pH "(2"> dengan batas
ke%epatan reaksi pada pH 7"1("> pada keadaan asam" dan F">(@>"> pada keadaan
alkali. Meskipun begitu ada beberapa strain Rhizobium yang toleran masam. 6ada
strain ini pertumbuhannya terlihat lebih luas dan mempunyai lendir yang lebih
banyak Klfiati et al." 1>>A!. /uhu tanah &uga sangat mempengaruhi
pertumbuhan bakteri ini. Zahran @FFF!" menyatakan bah#a sebagian besar
Rhizobium memiliki temperatur optimum antara 13(7@o+ dan umumnya tidak dapat
tumbuh pada 72o+. ,emperatur pembatas bagi pertumbuhan bakteri adalah >(>o+
dan temperatur titik kematian pada A>o+(A1o+ /uted&o et al." @FF@!. Rhizobium
yang efektif pada bintil akar mampu memenuhi seluruh atau sebagian kebutuhan 0
bagi tanaman. Berdasarkan kemampuan tersebut Rhizobium memiliki andil yang
%ukup besar dalam peningkatan produkti5itas pertanian terutama ka%ang(ka%angan
)rimurti et al." 1>>>!. alam åan bintil akar bakteri tersebut memfiksasi
nitrogen dan mengubahnya men&adi ammonium yang selan&utnya dimanfaatkan oleh
tanaman. Hal ini menyebabkan kondisi pertumbuhan tanaman berbintil akar lebih
baik dibandingkan tanpa bintil akar Martani Margino" 1>>!.
#pesi$isitas "odulasi Rhizobium
Bakteri Rhizobium hanya dapat bersimbiosis dengan tumbuhan legum dengan
menginfeksi akarnya dan membentuk bintil akar di dalamnya Rao" @FFG!. alam
banyak kasus pemberian inokulan Rhizobium indigenous terkadang tidak efektif
pada tanaman yang diperkenalkan Ri%hards" @F32!. 6rinsip pengelompokan inokulasi
-
7/26/2019 RHYZOBIUM makalah.docx
13/17
silang didasarkan pada kemampuan isolat Rhizobium untuk membentuk bintil akar
pada genus terbatas dari spesies legum yang satu sama lain berkerabat dekat.
/emua Rhizobium yang dapat membentuk bintil akar pada perakaran tipe legum
tertentu se%ara kolektif dimasukkan dalam satu spesies Rao" @FFG!.
Beberapa tingkat spesifisitas dalam nodulasi dan legum dapat disusun dalam
beberapa kelompok" anggota dari salah satu grup biasanya membentuk nodul dengan
legum yang diberikan tetapi kemampuannya untuk memfiksasi 0 adalah suatu fungsi
dari keduanya yaitu tanaman inang dan bakteri itu sendiri Ri%hards" @F32!. ,idak
semua &enis tanaman ka%angan yang diu&i se&auh ini telah membentuk nodul" kira(
kira sekitar @>4 dari &enisnya telah diperiksa. ;enus Rhizobium yang termasuk
famili Rhizobia%eae terdiri dari beberapa spesies legum tapi tidak dengan yang lain.
R. leguminosarum misalnya" mampu membentuk nodul yang efektif pada akar 6isum
sati5um" =i%ia dan :ithyrus" tapi tidak pada ,rifolium" Medi%ago sati5a dan banyak
legum lainnya. R. trifolii membentuk nodul pada berbagai &enis %lo5er tapi tidak pada
6isum sati5um" bean dan lainnya ,abel 1.@!. *elompok dari &enis tanaman yang
berbeda yang mungkin nodul dengan &enis Rhizobium yang sama disebut %ross(
ino%ulation groups Mulder Coldendorp" @FAF!.
ekanisme Pembentukan Bintil Akar
/imbiosis Rhizobium dengan tanaman legum di%irikan oleh pembentukan
bintil akar pada tanaman inang ;ambar 1.1! . 6embentukan bintil akar dia#ali
dengan sekresi produk metabolisme tanaman ke daerah perakaran nod fa%tors!
yang menstimulasi pertumbuhan bakteri" berupa liposakarida Burdas" 1>>1!.
Kksudat akar yang dihasilkan tanaman legum tersebut memberikan efek yang
menguntungkan untuk pembelahan Rhizobium di tanah Mulder Coldendorp"
@FAF!.
-
7/26/2019 RHYZOBIUM makalah.docx
14/17
0odulasi dan fiksasi nitrogen tergantung pada ker&asama dari faktor(faktor
yang berbeda yaitu kehadiran strain Rhizobium yang efektif pada sel akar"
peningkatan ¨ah sel Rhizobium di rizosfer" infeksi akar oleh bakteri"
pertumbuhan" dan akti5itas Rhizobium itu sendiri Mulder Coldendorp" @FAF!.
6elekatan Rhizobium pada rambut akar &uga dapat ter&adi karena pada permukaan
sel Rhizobium terdapat suatu protein pelekat yang disebut rikodesin. /enya#a ini
adalah suatu protein pengikat kalsium yang berfungsi dalam pengikatan kompleks
kalsium pada permukaan rambut akar Yu#ono" 1>>A!. Menurut Yu#ono 1>>A!"
se%ara umum pembentukan bintil akar pada tanaman legum ter&adi melalui beberapa
tahapan9
@. 6engenalan pasangan sesuai antara tanaman dengan bakteri yang diikuti oleh
pelekatan bakteri Rhizobium pada permukaan rambut akar tanaman.
1. In5asi rambut akar oleh bakteri melalui pembentukan benang(benang infeksi
infe%tion thread!.
7. 6er&alanan bakteri ke akar utama melalui benang(benang infeksi.
G. 6embentukan sel(sel bakteri yang mengalami deformasi" yang disebut sebagai
bakteroid" di dalam sel akar tanaman.
. 6embelahan sel tanaman dan bakteri sehingga terbentuk bintil akar.
ekanisme Penambatan "itrogen pada Bintil Akar
6eran utama Rhizobium adalah memfiksasi nitrogen dengan adanya
akti5itas nitrogenase. ,inggi rendahnya akti5itas nitrogenase menentukan banyak
sedikitnya pasokan ammonium yang diberikan Rhizobium kepada tanaman Martani
Margino" 1>>!. )kti5itas nitrogenase Rhizobium ditentukan oleh 1 &enis enzim
yaitu enzim dinitrogenase reduktase dan dinitrogenase. initrogenase reduktase
dengan kofaktor protein 'e berperan sebagai penerima elektron untuk selan&utnya
-
7/26/2019 RHYZOBIUM makalah.docx
15/17
diteruskan ke protein Mo'e" sedangkan enzim dinitrogenase yang memiliki protein
Mo'e berperan dalam pengikatan 01Hughes" @FFA dalam Martani Margino"
1>>!. Ri%hards @FAG! menyederhanakan reaksi penambatan nitrogen pada bintil
akar legum dalam persamaan sebagai berikut9
01 L 3 HL L 3 e( L @A Mg(),6 10H7 L H1 L@A Mg()6 L @A 6i
Menurut )rimurti 1>>>!" kemampuan Rhizobium dalam menambat nitrogen
dari udara dipengaruhi oleh besarnya bintil akar dan ¨ah bintil akar. /emakin
besar bintil akar atau semakin banyak bintil akar yang terbentuk" semakin besar
nitrogen yang ditambat. /emakin aktif nitrogenase semakin banyak pasokan
nitrogen bagi tanaman" sehingga dapat memperbaiki pertumbuhan tanaman Martani
Margino" 1>>!. -umlah 0 1yang dapat difiksasi oleh tanaman legum sangat
ber5ariasi" tergantung pada &enis tanaman legum" kulti5ar" &enis bakteri dan tempat
tumbuh bakteri tersebut dan terutama pH tanah Islami Utomo" @FF!.
Kfisiensi dan efekti5itas dari suatu strain Rhizobium pada bintil akar dapat
diamati dari #arna kemerahan yang tampak pada bintil akar Ri%hards" @F32!.
meninggalkan se¨ah nitrogen untuk tanaman berikutnya. Rhizobium mampu
men%ukupi 3>4 kebutuhan nitrogen tanaman legum dan meningkatkan produksi
antara @>(14. ,anggapan tanaman untuk memfiksasi nitrogen dari udara
tergantung pada kondisi medium tumbuh dan efekti5itas populasi asli /utanto"
1>>1 dalam Rahma#ati" 1>>!.
Peman$aatan Rhizobium sebagai Bio$ertilizer
:ahan yang ditanami dengan tanaman legum terkadang masih membutuhkan
inokulasi tambahan Rhizobium. Bagaimanapun &uga" inokulasi pada tanaman tidak
selalu dapat berkompetisi dengan baik dengan mikroba alami tanah atau terhadap
kondisi tanah yang kurang mendukung pertumbuhan dari strain yang ditambahkan
-
7/26/2019 RHYZOBIUM makalah.docx
16/17
:adha et al." @F33!. *ehadiran mikroba alami yang yang tidak efektif dalam ¨ah
yang besar dapat mengganggu keberhasilan praktek inokulasi. 6ada kondisi yang
kurang menguntungkan seperti yang ter&adi di daerah bertanah masam di /umatera
¨ah dari Rhizobium alami lebih rendah atau tidak ada sama sekali Caluyo et al."
1>>!. /e%ara umum inokulasi dilakukan dengan memberikan biakan Rhizobium ke
dalam tanah agar bakteri berasosiasi dengan tanaman mengikat 01 bebas dari
udara. /eringkali tanah(tanah bekas tanaman legum baik yang diberi inokulasi
maupun tanpa tambahan inokulasi dapat digunakan sebagai sumber inokulan
/uhar&o" 1>>@!. 6raktik pemberian kultur Rhizobium yang disiapkan se%ara
artifisial ke bi&i legum sebelum menyebarkannya dapat &uga dianggap sebagai
inokulasi legum Rao" @FFG!. Inokulan padat dari material seperti kompos" arang dan
5ermi%ulite sudah banyak digunakan sebagai medium pemba#a dalam inokulasi legum.
Beberapa medium pemba#a memiliki kapasitas memegang kelembaban yang tinggi"
menyediakan nutrisi untuk pertumbuhan Rhizobium dan mendukung daya tahan
Rhizobium selama pendistribusian inokulan kepada petani dan setelah inokulasi pada
bi&i Materon Cea5er" @F3G!.
alam penyiapan inokulasi legum" umumnya digunakan tanah gambut yang
digiling halus dan dinetralkan sebagai medium pemba#a. ;ambut dapat diartikan
sebagai tanah organik yang tertimbun se%ara alami dalam keadaan basah berlebihan"
bersifat tidak mampat dan atau hanya sedikit mengalami perombakan 0oortasiah"
1>>@!. ,anah gambut sebagai pemba#a memiliki keuntungan(keuntungan
dibandingkan agar atau tanah. /elain memiliki kapasitas memegang kelembaban yang
tinggi dan kandungan materi organik yang tinggi yang sangat penting untuk
kehidupan naungan kultur bakteri yang lebih baik" tanah gambut meningkatkan
kelestarian sel(sel Rhizobium pada kulit bi&i" terutama di dalam kondisi tanah yang
-
7/26/2019 RHYZOBIUM makalah.docx
17/17
kering Rao" @FFG!. *ompos ,andan *osong /a#it ,*/! merupakan kompos yang
terbuat dari tandan kosong kelapa sa#it yang di%a%ah kemudian disiram dengan
limbah kelapa sa#it %air dan dibiarkan untuk beberapa #aktu.
6roses pengomposannya sendiri bersifat aerobik dan tanpa memerlukan
mikroorganisme tambahan dari luar Ispandi Munip" 1>>!. *ompos masak memiliki
perbandingan +$0 sebesar @ ,abel 1.1! dengan standar rasio +$0 yang efektif
berkisar antara 7>9 @ hingga G>9@. *andungan hara kompos &uga dapat diperkaya
dengan unsur(unsur tertentu sesuai dengan kebutuhan tanaman dan diharapkan
dapat meningkatkan daya hidup Rhizobium.
%a&ablah pertanyaan berikut!
@. Bagaimana mekanisme pemebentukan bintil akar
1. )pa fungsi bintil akanr bagi tanaman
7. Bagiamana %ara memaksimalkan peran bakteri Rhizobium