RANGKUMAN

BAKTERI PELARUT FOSFAT Acetobacter, Aspergilus, Bacillus, Flavobacterium,

Micrococcus, Pseudomonas, Staphylococcus, Escherichia, dan Paracoccus

Fermentasi Acetobacter-Saccharomyces (FAS)/kombucha

bakteri tanah yang dapat melarutkan fosfat sehingga dapat diserap oleh tanaman;

mengubah fosfat tidak larut dengan cara mensekresikan asam organik seperti asam format, asetat, propianate, laktat, glikolat, fumarat, dan suksinat.

PERAN BAKTERI PELARUT FOSFAT metabolisme vitamin D;

memperbaiki pertumbuhan akar tanaman dan meningkatkan serapan hara;

mampu mensekresi asam organik sehingga akan menurunkan pH tanah;

memecahkan ikatan pada beberapa bentuk senyawa fosfat untuk meningkatkan ketersediaan fosfat dalam larutan tanah.

AZOTOBACTER

mikroba penambat nitrogen yang menkonversi nitrogen bebas/N2 menjadi ammonium/NH4

+) melalui reduksi elektron dan protonasi dinitrogen

Azotobacter chroococcum, Azotobacter agilis, Azotobacter vinelandii, Azotobacter beijernckii, Azotobacter nigricans, Azotobacter paspali, Azotobacter armenicus, Azospirillum irakensi, serta Azotobacter salinestris.

FUNGSI AZOTOBACTER memproduksi hormon sekaligus memfiksasi N2 setara dengan

20 - 40 kg N ha-1 sehingga mampu menurunkan kebutuhan pupuk nitrogen sebesar 25 50%;

memproduksi vitamin B (tiamin, riboflavin), sitokinin, giberelin, auksin, eksopolisakarida (EPS) dan berbagai macam asam organik yang mempunyai peran penting dalam merangsang pertumbuhan bulu-bulu akar

mampu menambat nitrogen dengan jumlah yang cukup tinggi;

membantu meningkatkan perkecambahan biji, tegakan dan pertumbuhan tanaman;

memproduksi antibiotik yang menghambat perkembangan beberapa jamur pathogen dalam lapisan tanah yang dapat menyebabkan kematian persemaian.

Mekanisme kerja Azotobacter

1) fiksasi nitrogen, penyediaan nitrogen terkombinasi untuk tanaman,

2) produksi zat-mirip-fitohormon yang mengubah perkembangan dan morfologi tanaman, serta

3) reduksi bakteri nitrat (meningkatkan akumulasi nitrogen pada tanaman normal).

Azotobacter mampu meningkatkan kadar Nitrat (NO3

-) tanah pada tanah inceptisol.

Azotobacter : bakteri non-simbiotik yang resisten terhadap merkuri (gen mer operon) dan dapat berperan sebagai bioakumulator merkuri, sehingga dapat menjadi agen bioremediasi lingkungan yang tercemar merkuri.

Kelimpahan Azotobacter dalam tanah bergantung pada pupuk yang diberikan, spesies tanaman yang ditanam, dan bervariasi selama musim tanam.

Plant Growth Promoting Rhizobacteria = PGPR atau Rhizobacter

Azotobacter chroococcum

Fungsi :

perangsang pertumbuhan tanaman;

melindungi bagian tanaman di atas tanah terhadap penyakit virus, jamur dan bakteri dengan resistensi sistemik terinduksi (ISR);

mempercepat perkecambahan (merangsang pertumbuhan akar dan tunas),

meningkatkan kadar khlorofil daun,

meningkatkan toleransi tanaman terhadap kekeringan dan garam,

dapat menunda penuaan daun.

CENDAWAN MIKORIZA ARBUSKULA (CMA) Glomus sp,. Gigaspora sp., Acaulospora sp., Entrophospora

dan Scutellospora

Mikoriza Arbuskula merupakan cendawan yang bersimbiosis dengan akar tanaman.

Mikoriza Vesikular Arbuskular (MVA) : cendawan yang bersimbiosis dengan akar tanaman yang mampu meningkatkan serapan unsur hara dan meningkatkan efisiensi penggunaan air tanah sehingga mempunyai laju pertumbuhan vegetatif yang lebih cepat dan resisten terhadap serangan pathogen.

Organisme yang mendominasi dan sangat penting di dalam tanah, berisikan 5-50% dari total biomassa di dalam tanah

Arbuskula : hifa yang masuk ke sel korteks tanaman inang dan berkembang sampai bercabang-cabang seperti pohon dengan cabang yang kecil dan berdiameter satu micron; tempat terjadinya pertukaran hara antara tanaman inang, akar yang terinfeksi tidak membesar

Endomikoriza (Zigomicota) : lebih banyak dan memiliki induk yang luas; melindungi tanah terhadap salinitas.

Ektomikoriza (Basidiomicota, Ascomicota dan Zigomicota : lebih sedikit dan umumnya pada tumbuhan hutan; meningkatkan aliran air dengan membuka pembatas antara tanah dan akar, meningkatkan penyerapan nutrisi P dan Zn, membantu mobilisasi dari unsur P dan N dari lingkungan sekitar menuju akar tanaman.

HIFA EKSTERNAL

Berperan menyerap hara (P) dan air.

Unsur lain yang dapat dipengaruhi serapannya adalah N, K, Zn, Cl, Fe, Mo dan B.

Peningkatan serapan P terjadi karena mikoriza dapat menurunkan afinitas titik ambang konsentrasi terendah untuk serapan fosfor.

Jaringan hifa ekstrenal mengeluarkan enzim fosfatase di dalam tanah sehingga mampu melepaskan P yang terfiksasi oleh ion Al dan Fe. P organik dalam tanah dapat menjadi tersedia bagi tanaman sesudah dihidrolisis oleh enzim fosfatase.

SIFAT HIDUP MIKORIZA Biotrof obligat = tidak dapat melestarikan pertumbuhan

dan reproduksinya bila terpisah dari tanaman inang.

Simbiosis mutualisme antara cendawan dan akar tanaman: cendawan yang membantu proses fotosintesis dan tanaman akan meningkatakan akses mineral dan nutrisi.

Simbiosis mutualisme antara mikoriza dan bintil akar : mikoriza menyediakan P untuk fiksasi N, dan meningkatkan produksi hormon (auksin dan sitokinin) yang dapat mendukung pertumbuhan akar sehingga meningkatkan aktifitas bakteri Rhizobium untuk membentuk bintil akar. sedangkan bintil akar menyediakan N untuk pertumbuhan dan perkembangan tanaman.

Inokulasi mikoriza dapat meningkatkan jumlah bintil akar.

Tanah dengan kandungan logam yang tinggi banyak berkoloni dengan mikoriza.

FUNGSI MIKORIZA mampu meningkatkan serapan unsur hara N, P

dan, K;

meningkatkan efisiensi penggunaan air tanah;

meningkatkan nilai tegangan osmotik sel-sel tanaman pada tanah yang kadar airnya cukup rendah, sehingga tanaman dapat melangsungkan kehidupannya serta mampu meningkatkan laju pertumbuhan vegetatif dan produksi tanaman;

meningkatkan penyerapan nutrisi tanaman dan menghasilkan hormon-hormon pertumbuhan seperti auksin dan giberelin.

CMA mampu meningkatkan pH tanah dan memperbaiki tingkat kesuburan tanah :

aktifitas dan metabolisme CMA menghasilkan dan melepaskan senyawa-senyawa organik yang berperan dalam mengikat kation-kation logam penyebab kemasaman tanah sehingga pH meningkat.

Senyawa-senyawa organik mampu mengikat kation-kation di dalam kompleks jerapan, sehingga konsentrasi kejenuhan basa menjadi tinggi, dan pH tanah menjadi naik.

Dapat memantapkan agregat dan struktur tanah;

akar dan hifa cendawan berfungsi sebagai jaring yang mengumpulkan mineral tanah, bahan organik dan lain sebagainya;

eksudat seperti polisakarida dan glomalin (glikoprotein yang dihasilkan hifa fungi) menyediakan perekat bagi partikel-partikel tanah yang terpisah untuk menjadi terjaring.

Tiga proses pembentukan agregat tanah oleh cendawan mikoriza 1. hifa CMA secara fisik menjerat partikel tanah

primer;

2. akar tanaman dan hifa cendawan mikoriza arbuskular menciptakan kondisi yang memungkinkan terbentuknya mikroagregat di dalam tanah; dan

3. akar tanaman dan hifa CMA menjerap dan menangkap mikroagregat dan makroagregat yang berukuran lebih kecil ke dalam makroagregat yang lebih besar.

Mekanisme penyerapan P oleh CMA Kolonisasi mikoriza mengubah morfologi akar dengan menginduksi

hipertrofi akar, sehingga mengakibatkan pembesaran sistem akar, dengan demikian luas permukaan akar untuk mengabsorpsi P menjadi lebih besar;

Mikoriza memiliki akses terhadap sumber P-anorganik yang relatif tidak dapat larut (seperti apatit), yang tidak dimiliki oleh akar yang tidak bermikoriza;

Kolonisasi mengubah metabolisme tanaman inang sehingga absorpsi atau pemanfaatan P oleh akar terkolonisasi ditingkatkan, yaitu peningkatan daya absorpsi individu-individu akar;

Hifa dalam tanah mengarbsopsi P dan mengangkutnya ke akar-akar yang dikolonisasi, dimana P ditransfer ke inang bermikoriza, sehingga berakibat meningkatnya volume tanah yang dapat dijangkau oleh sistem akar tanaman;

Daerah akar bermikoriza tetap aktif dalam mengabsorpsi hara untuk jangka waktu yang lebih lama dibandingkan dengan akar yang tidak bermikoriza.

RHIZOBIUM

Rhizobium japonicum, Shinorhizobium sp.

membentuk nodul akar yang akan mengikat nitrogen bebas dari udara sehingga dapat mensuplai kebutuhan nitrogen pada tanaman (umumnya tanaman legume).

Simbiosis mutualisme : Rhizobium mengikat nitrogen bebas yang berada di udara menjadi ammonia yang akan diubah menjadi asam amino dan selanjutnya menjadi senyawa nitrogen yang diperlukan tanaman untuk berkembang, sedangkan tanaman inang memberikan karbohidrat (glukosa dan sukrosa) sebagai energy kepada Rhizobium.

Pembentukan nodul akar

tanaman inang mengeluarkan senyawa protein spesifik (inducer) yang dikenal oleh bakteri;

bakteri mengeluarkan senyawa lipo-oligosakarida (nod factor),

Bakteri menginfeksi buluh akar; terjadi ketidakcocokan substrat sehingga bakteri memperbanyak diri membentuk hypa-hypa (bakteroid) untuk penetrasi masuk kedalam akar.

Sel akar yang terinfeksi akan membengkak dan terbentuk bintil-bintil yang di dalamnya terbentuk struktur antara sel inang dan bakteroid yang dilapisi leghemoglobin (berfungsi sebagai pengikat oksigen).

PERAN RHIZOBIUM

Rhizobium sp. ditemukan dapat memproduksi IAA.

Nodul efektif mampu menghasilkan enzim fosfatase

dapat terlibat dalam perpindahan nutrien dari tanah;

mensintesis zat pengatur tumbuh tanaman dalam jumlah banyak;

memproteksi tumbuhan dari bahaya fitopatogen dengan mencegah atau melakukan pengontrolan;

memperbaiki struktur tanah dan bioremidiasi lahan yang terkena polusi yang beracun dari logam berat dan melakukan degradasi senyawa xenobiotic.

Proses fiksasi nitrogen dilakukan dengan konversi enzim dari molekul nitrogen ke ammonia, yang dikatalisisasi oleh nitrogenase yang mengandung gugus prostetik dengan molybdenum, FeMoCo dan protein Fe.

Tiga mekanisme relasi yang fungsinya saling mendukung sistem regulasi penyerapan nutrisi pada tanaman dengan adanya Rhizobium, yaitu rhizosphere tanah, rhizoplane, dan mekanisme akar itu sendiri.

Diperkirakan dalam setahun, Rhizobium mampu menambat N udara antara 50-600 kg/ha, jika disetarakan dengan pupuk urea menjadi sekitar 100-1300 kg/ha.

Efektifvitas Rhizobium japonicum bergantung pH tanah dan daya saing bakteri dengan parasit yang dikenal dengan nama Rhizobiophage.

Efektifvitas Rhizobium japonicum semakin menurun seiring dengan lamanya waktu bakteri tersebut ada dalam tanah.