BIOFERTILIZERBIOFERTILIZER

NITROGEN FIXING MICROORGANISMSNITROGEN FIXING MICROORGANISMS PHOSPHAT SOLUBILIZING MICROORGANISMSPHOSPHAT SOLUBILIZING MICROORGANISMS

PLANT GROWTH PROMOTING PLANT GROWTH PROMOTING MICROORGANISMSMICROORGANISMS

Biofertilizer : mikroba yang karena Biofertilizer : mikroba yang karena aktivitasnya mampu meningkatkan aktivitasnya mampu meningkatkan pertumbuhan tanamanpertumbuhan tanaman

Kemasan Biofertilizer : cairan, Kemasan Biofertilizer : cairan, serbuk, butiran (medium serbuk, butiran (medium pembawa/carrier)pembawa/carrier)

Keuntungan : mudah diperbanyak, Keuntungan : mudah diperbanyak, murah, tidak merusak lingkungan murah, tidak merusak lingkungan tanahtanah

Keterbatasan : efektivitas, kondisi Keterbatasan : efektivitas, kondisi fisik lingkungan, kompetisifisik lingkungan, kompetisi

MIKROBA PENAMBAT MIKROBA PENAMBAT NITROGENNITROGEN

SIMBIOTIKSIMBIOTIK NON SIMBIOTIKNON SIMBIOTIK

Organisme yg memiliki kemampuan menambat N2 Organisme yg memiliki kemampuan menambat N2 terutama didapatkan pd prokariot, mencakup 19 group terutama didapatkan pd prokariot, mencakup 19 group bakteribakteri

Mereka tersebar luas diantara eubacteria dan Mereka tersebar luas diantara eubacteria dan cyanobacteria dan termasuk bbrp Streptomycescyanobacteria dan termasuk bbrp Streptomyces

SIMBIOTIKSIMBIOTIK Mikroba penambat N2 simbiotik dibagi dlm bbrp Mikroba penambat N2 simbiotik dibagi dlm bbrp

group termasuk yg berasosiasi dengan daun dan group termasuk yg berasosiasi dengan daun dan nodul akar dari nodul akar dari Alnus, Cycas, Parasponia Alnus, Cycas, Parasponia dan jenis dan jenis LeguminosaLeguminosa

Penentuan taksonomi mikroba penambat N2 Penentuan taksonomi mikroba penambat N2 mencakup sejumlah karakteristik diantaranya mencakup sejumlah karakteristik diantaranya homologi asam nukleat, hibridisasi, melting point, homologi asam nukleat, hibridisasi, melting point, komposisi basa dan pola protein (elektroforesis)komposisi basa dan pola protein (elektroforesis)

Estimasi input untuk penambatan N2 dan Estimasi input untuk penambatan N2 dan untuk hilangnya melalui leaching dan untuk hilangnya melalui leaching dan denitrifikasi dalam skala global sangat sulit denitrifikasi dalam skala global sangat sulit didapatkandidapatkan

Lihat Tabel 4.1.2 dan 4.1.3Lihat Tabel 4.1.2 dan 4.1.3

Estimasi penambatan N2 biologis secara total Estimasi penambatan N2 biologis secara total adl 175 g N x 10 adl 175 g N x 10

DIRECT METHODDIRECT METHOD

Metoda paling tuaMetoda paling tua

Membandingkan total N tanaman Membandingkan total N tanaman antara tanaman legum penambat N dan antara tanaman legum penambat N dan tanaman yg tdk menambat N (non tanaman yg tdk menambat N (non nodulating legume)nodulating legume)

INDIRECT METHODINDIRECT METHOD

Acetylene Reduction (AR) assayAcetylene Reduction (AR) assay

Mudah, simpel, sensitifMudah, simpel, sensitif

SEROLOGISEROLOGI

Teknik serologi untuk identifikasi mikroba Teknik serologi untuk identifikasi mikroba penambat N2 mendasarkan pd karakteristik penambat N2 mendasarkan pd karakteristik antigenik dari dinding sel bakteri dan kandungan antigenik dari dinding sel bakteri dan kandungan seluler lainnya. Mencakup aglutinasi, seluler lainnya. Mencakup aglutinasi, immunodifusi, enzyme-linked immunosorbent immunodifusi, enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) dan immunoflurescenceassay (ELISA) dan immunoflurescence

ANTIBIOTIC RESISTANCEANTIBIOTIC RESISTANCE DNA PROBEDNA PROBE MOST PROBABLE NUMBER (MPN)MOST PROBABLE NUMBER (MPN)

FAKTOR BIOTIK DAN ABIOTIKFAKTOR BIOTIK DAN ABIOTIKPada tanah asam : populasi rendah, kompetisi Pada tanah asam : populasi rendah, kompetisi antar strain tinggi, nodulasi rendah.antar strain tinggi, nodulasi rendah.Faktor tipe tanah dan kandungan air juga Faktor tipe tanah dan kandungan air juga mempengaruhi survival bakteri.mempengaruhi survival bakteri.

LINGKUNGAN RIZOSFIRLINGKUNGAN RIZOSFIRPada tanah tanpa perakaran Rhizobia tumbuh Pada tanah tanpa perakaran Rhizobia tumbuh miskin, kecuali diberi tambahan sumber karbonmiskin, kecuali diberi tambahan sumber karbon

KOMPETISIKOMPETISITerutama terhadap sumberdaya yang samaTerutama terhadap sumberdaya yang samaKompetitor utama adl strain rhizobia yang samaKompetitor utama adl strain rhizobia yang samaFaktor yg mempengaruhi kompetisi: tipe tanah, Faktor yg mempengaruhi kompetisi: tipe tanah, inang, strain dan faktor lingkungan.inang, strain dan faktor lingkungan.

NON SIMBIOTIKNON SIMBIOTIK Mikroba yang dapat menambat nitrogen Mikroba yang dapat menambat nitrogen

udara secara bebas di tanahudara secara bebas di tanah Bakteri : Bakteri : Azotobacter, Azospirillum, Azotobacter, Azospirillum,

Azomonas, Derxia, Clostridium Azomonas, Derxia, Clostridium pasteurianum, Bacillus polymixa, pasteurianum, Bacillus polymixa, Pseudomonas fluorescens, Aerobacter Pseudomonas fluorescens, Aerobacter aerogenes, Diplococcus pneumoniae, aerogenes, Diplococcus pneumoniae, Micrococcus sulfureusMicrococcus sulfureus

Fungi : Fungi : Phoma, Macrosporium commune, Phoma, Macrosporium commune, Cladosporium herbariumCladosporium herbarium

Alga hijau-biru : Alga hijau-biru : Nostoc, Anabaena, Nostoc, Anabaena, Calothrix, AulosiraCalothrix, Aulosira

AzotobacterAzotobacter Sel polimorfik, sel muda bentuk batang pendek dan Sel polimorfik, sel muda bentuk batang pendek dan

biasanya berpasangan, perkembangan selanjutnya biasanya berpasangan, perkembangan selanjutnya mjd bentuk ellip kemudian bulatmjd bentuk ellip kemudian bulat

Sel muda motil dengan satu flagellaSel muda motil dengan satu flagella Dalam kultur dengan temp tinggi dan miskin O2, Dalam kultur dengan temp tinggi dan miskin O2,

sel berbentuk batang panjang (sel berbentuk batang panjang (>> 14 mikron) 14 mikron) seperti spiralseperti spiral

Dalam kultur tua, sel tertutup oleh kapsul tebal Dalam kultur tua, sel tertutup oleh kapsul tebal (sebagai proteksi), pd (sebagai proteksi), pd A. chroococcumA. chroococcum kultur kultur berpigmen coklat/hitam. berpigmen coklat/hitam. A. vinelandii A. vinelandii menghasilkan pigmen fluoresens (hijau kuning)menghasilkan pigmen fluoresens (hijau kuning)

Bersifat aerob, temp 25 – 30 C, sensitif asam, pH Bersifat aerob, temp 25 – 30 C, sensitif asam, pH optimum 7 – 8optimum 7 – 8

Pada kondisi buruk menghasilkan cyst (akumulasi Pada kondisi buruk menghasilkan cyst (akumulasi Poly Poly ββ-hidroxy butyric acid)-hidroxy butyric acid)

Melimpah di lingkungan RizosfirMelimpah di lingkungan Rizosfir Mampu menghasilkan hormon pertumbuhan Mampu menghasilkan hormon pertumbuhan

tanaman (IAA, GA, IBA)tanaman (IAA, GA, IBA)

AzospirillumAzospirillum Melimpah di tanah, rizosfir dan rizoplaneMelimpah di tanah, rizosfir dan rizoplane Sel polimorfik tapi umumnya bentuk Sel polimorfik tapi umumnya bentuk

batang bengkok, motil, Gram negatif, batang bengkok, motil, Gram negatif, mikroaerofilik, mengandung granula PHBmikroaerofilik, mengandung granula PHB

Pd medium cair, flagela tunggal di ujung & Pd medium cair, flagela tunggal di ujung & pd medium padat memiliki bbrp flagela pd medium padat memiliki bbrp flagela sampingsamping

Temperatur optimum 36 CTemperatur optimum 36 C Mampu menghasilkan hormon Mampu menghasilkan hormon

pertumbuhan tanaman (IAA, Sitokinin, GA)pertumbuhan tanaman (IAA, Sitokinin, GA) Species : Species : A. brasilense, A. lipoferumA. brasilense, A. lipoferum

MIKROBA PELARUT FOSFAT MIKROBA PELARUT FOSFAT Tanah dgn kandungan bahan organik tinggi biasanya kaya Tanah dgn kandungan bahan organik tinggi biasanya kaya

akan fosfor anorganikakan fosfor anorganik Superfosfat (tri, triple) adl bentuk umum pupuk fosfatSuperfosfat (tri, triple) adl bentuk umum pupuk fosfat Batuan fosfat mrpk bhn dasar utama produksi pupuk fosfatBatuan fosfat mrpk bhn dasar utama produksi pupuk fosfat Mikroba tanah pelarut fosfat : Mikroba tanah pelarut fosfat : Pseudomonas, Bacillus, Pseudomonas, Bacillus,

XanthomonasXanthomonas, , Penicillium, Aspergillus, Pythium, Phoma, Penicillium, Aspergillus, Pythium, Phoma, Mikoriza (Mikoriza (Glomus, Endogone, Gigaspora)Glomus, Endogone, Gigaspora)

Mikroba menghasilkan enzim fosfatase dan asam2 organik Mikroba menghasilkan enzim fosfatase dan asam2 organik (asam format, a. asetat, a. propionat, a. laktat, a. glikolat, a. (asam format, a. asetat, a. propionat, a. laktat, a. glikolat, a. fumarat, a. suksinat).fumarat, a. suksinat).

Penurunan pH yg tajam diikuti dgn pelarutan P, Penurunan pH yg tajam diikuti dgn pelarutan P, mengakibatkan ion2 Camengakibatkan ion2 Ca2+2+, Mg, Mg2+2+, Fe, Fe2+2+, Al, Al2+2+ akan membentuk akan membentuk khelat/garam dgn asam2 organik, sehingga unsur P bebas khelat/garam dgn asam2 organik, sehingga unsur P bebas menjadi ion fosfatmenjadi ion fosfat

Reaksi Reaksi

HH22 + Al(OH) + Al(OH)22HH22POPO44 Al + HAl + H22POPO44 + 2H + 2H22OOtdk laruttdk larut larutlarut

Unsur P di tanah umumnya sedikit, Unsur P di tanah umumnya sedikit, kebanyakan dlm bentuk tidak tersediakebanyakan dlm bentuk tidak tersedia

Keterbatasan P tanah dipengaruhi oleh pH, Keterbatasan P tanah dipengaruhi oleh pH, pada tanah alkalin kebanyakan P pada tanah alkalin kebanyakan P diendapkan oleh Ca (Cadiendapkan oleh Ca (Ca33POPO44), sedangkan ), sedangkan pada tanah masam terikat oleh Fe dan Alpada tanah masam terikat oleh Fe dan Al

Pemenuhan P tanaman di tanah melalui Pemenuhan P tanaman di tanah melalui pemberian pupuk P, alternatif aplikasi pemberian pupuk P, alternatif aplikasi mikroba pelarut fosfat.mikroba pelarut fosfat.

Isolasi BPF : medium PikovskayaIsolasi BPF : medium Pikovskaya

CaCa33(PO4)(PO4)22 5 g5 gNaClNaCl 0,2 0,2 KClKCl 0,20,2

MgSOMgSO44.7H.7H22OO 0,10,1

MnSOMnSO44.7H.7H22OO 2,52,5

FeSOFeSO44.7H.7H22OO 2,52,5

(NH(NH44))22SOSO44 0,10,1GlukosaGlukosa 1010Yeast ExtractYeast Extract 0,50,5AgarAgar 1515AkuadesAkuades 1000 ml1000 mlpHpH 55

Plant Growth Promoting Plant Growth Promoting MicroorganismsMicroorganisms

Mikroba yang mampu meningkatkan Mikroba yang mampu meningkatkan pertumbuhan tanamanpertumbuhan tanaman

Mekanisme : antagonisme, penghasil plant Mekanisme : antagonisme, penghasil plant growth regulator, pelarut fosfat, siderofor, growth regulator, pelarut fosfat, siderofor, parasitisme, penambat N, produser enzim parasitisme, penambat N, produser enzim pendegradasi makromolekulpendegradasi makromolekul

Umum dimanfaatkan sebagai agensia Umum dimanfaatkan sebagai agensia biofertilizerbiofertilizer

Mikroba : Mikroba : Pseudomonas, Bacillus, Pseudomonas, Bacillus, Rhizobium, Azotobacter, Azospirillum, Rhizobium, Azotobacter, Azospirillum, Trichoderma, Penicillium, Pythium, Trichoderma, Penicillium, Pythium, MikorizaMikoriza