Rhizombium dan Pemanfaatannya di Bidang Pertanian

Bakteri Rhizobium merupakan salah satu jenis bakteri penambat nitrogen yang mampu bersimbiosis dengan tanaman, terutama pada tanaman leguminosae. Untuk memanfaatkan simbiosis bakteri rhizobium dengan tanaman leguminosae dalam konsep pertanian organik berkelanjutan, dibutuhkan pemahaman mengenai proses asosiasi antara rhizobium dengan tanaman inang.

Kebanyakan bakteri rhizobium hidup dalam akar tanaman, terutama tanaman leguminosae yang menjadikan hubungan ini sebagai bentuk simbiosis mutualisme. Bakteri melakukan penetrasi ke dalam akar tanaman melalui akar serabut dan kulit akar-akar halus, kemudian melakukan fiksasi atau penambatan terhadap nitrogen bebas di udara dan membentuk bintil akar. Karena itulah, bakteri ini dalam dunia pertanian disebut juga sebagai bakteri bintil akar. Nitrogen bebas di udara yang telah diikat oleh bakteri tersebut kemudian dilepas menjadi bentuk tersedia di dalam tanah.

Tanaman inang akan mendapatkan tambahan nitrogen yang dihasilkan dari proses fiksasi tersebut sehingga dapat dimanfaatkan untuk menopang pertumbuhannya. Pada saat yang sama, tanaman inang juga akan memberikan karbohidrat yang merupakan sumber energi utama bagi bakteri rhizobium. Secara umum, dalam kondisi yang optimal, potensi penambatan nitrogen oleh rhizobium berkisar antara 90-100 kg per hektar. Namun, dalam beberapa penelitian, potensi penambatan nitrogen dapat mencapai 160 kg per hektar. Angka ini tergolong sangat tinggi, mengingat pemupukan nitrogen yang dibutuhkan oleh tanaman secara umum berkisar antara 120-180 kg nitrogen per hektar. Dengan potensi tersebut, penggunaan bakteri rhizobium dalam konsep pertanian organik mampu mencukupi kebutuhan nitrogen setara dengan 217 kg pupuk urea. Efektifitas penambatan nitrogen oleh rhizobium dalam pertanian organik dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya adalah strain bakteri, jumlah tanaman kalsium aktif, kondisi tanaman inang, kelembaban, suhu, dan kondisi lingkungan lain.

Bakteri rhizobium dapat dikenali secara visual dengan adanya bintil akar pada tanaman kacang-kacangan. Jika bintil akar tersebut dibelah, terdapat warna kemerahan, dan jika dijepit atau ditekan, akan keluar cairan berwarna kemerahan. Fiksasi nitrogen terbesar oleh bakteri yang bersimbiosis dengan tanaman leguminosae terjadi pada fase generatif, yaitu sekitar 88%, sedangkan sisanya terjadi pada vase vegetatif. Bakteri ini juga akan melakukan penambatan nitrogen secara optimal jika kondisi tanah di areal pertanaman miskin kandungan nitrogen. Sehingga pemupukan nitrogen justru akan mengurangi efektifitas serapan nitrogen oleh bakteri rhizobium. 

Bakteri dapat bertahan di dalam tanah selama beberapa tahun, sehingga pola penanaman berseling dengan tanaman kacang-kacangan dapat meningkatkan penambatan nitrogen dari waktu ke waktu. Aplikasi rhizobium untuk menunjang program pertanian organik perkelanjutan dapat dilakukan dengan menggunakan produk-produk inokulasi bakteri rhizobium yang sudah banyak beredar di pasaran.

Untuk meningkatkan peran bakteri, maka bibit kacang-kacangan yang akan ditanam terlebih dahulu dicampur dengan inokulasi rhizobium. Agar lebih efektif, pencampuran dapat dilakukan dengan merendam bibit kacang-kacangan, ke dalam air bersih (bukan air PDAM), kemudian ditiriskan beberapa saat. Setelah tuntas, bibit kacang-kacangan tersebut bisa dicampur dengan tepung inokulasi rhizobium. Bibit yang telah dicampur dengan inokulasi rhizobium sebaiknya segera ditanam di lahan.

Kendala yang sering dialami dalam pemanfaatan rhizobium melakukan fiksasi nitrogen adalah kondisi pH tanah yang terlalu rendah. pH tanah yang rendah, atau asam, tidak cocok sebagai lingkungan hidup bakteri. Untuk mengatasi kendala tersebut, harus dilakukan pengapuran pada lahan pertanian yang akan ditanami kacang-kacangan.

Faktor-faktor yang mempengaruhi keberadaan bakteri bintil akar:

1. Sumber makanan (BO dan perakaran), untuk bertahan sebelum menginfeksi tanaman.
2. Mikroorganisme lain (sbg kompetitor di rizosfir), terutama yang antagonis, karena dapat menghalangi infeksi
3. Lingkungan, yang mempengaruhi kegiatan fotosintesis untuk menyediakan kebutuhan energi bakteri (cahaya, luas daun, CO2, pembentukan biji/ fase generatif)
4. pH, yang dikehendaki netral – agak basa,
5. Suhu, yang disukai 20-28oC, masing-masing jenis isolat berbeda tanggapnya terhadap suhu
6. Ketersediaan air dan hara untuk fotosintesis, karena fotosintesis yang dihasilkan tanaman dimanfaatkan oleh bakteri
7. Senyawa racun, yang berasal dari herbisida, fungisida di tanah tidak disukai bakteri bintil, dapat berpengaruh terhadap keberadaan bakteri, salinitas
8. Ketersediaan nutrisi, seperti N yang bisa menghambat bintil; P untuk supali energi; Mo untuk kerja nitrogenase, Fe dan Co utk laghemoglobin dan transfer elektron
9. Kesesuian genetik antara bakteri dgn tan (utk keperluan infeksi)

Pemanfaatan Rhizobium dalam produksi pertanian dilakukan:      

1. Pemeliharaan dan peningkatan kesuburan tanah dengan memanfaatkan mikrobia yang berperan dalam siklus Nitrogen (mikrobia penambat nitrogen, mikrobia amonifikasi, nitrifikasi, dan denitrifikasi), Fosfor (mikrobia pelarut fosfat), Sulfur (Mikrobia pengoksidasi sulfur), dan Logam-logam (Fe, Cu, Mn, dan Al),
2. Pemeliharaan kesehatan tanah dengan memanfaatkan mikrobia penekan organisma pengganggu tanaman (OPT),
3. Pemulihan kesehatan tanah dengan memanfaatkan mikrobia pendekomposisi / penyerap senyawa-senyawa toksik terhadap mahluk hidup (Bioremediasi),
4. Pemacuan pertumbuhan tanaman dengan memanfaatkan mikrobia penghasil fitohormon.

Pengaruh dan Penerapan Bakteri Rhizobium terhadap Mikrobiologi PertanianPada dunia pertanian bakteri rhizobium mengikat unsur nitrogen dari lingkungan sekitar dan menularkan ke tumbuhan, tetapi bagian akar dan juga pada bagian tanah pada suatu tanaman. Kebanyakan rhizobium menularkan pada tanaman yang berbiji : contohnya saja akar pada tanaman kedelai. Pada tanaman kedelai tersebut, bakteri rhizobium menempel pada bintil akar. Dan itu membuat tanaman tersebut tumbuh subur dan untuk melangsungkan hidupnya karena tanaman tersebut telah terinfeksi oleh bakteri Rhizobium.

Tumbuhan yang bersimbiosis dengan Rhizobium banyak digunakan sebagai pupuk hijau seperti Crotalaria, Tephrosia, dan Indigofera. Akar tanaman polong-polongan tersebut menyediakan karbohidrat dan senyawa lain bagi bakteri melalui kemampuannya mengikat nitrogen bagi akar. Jika bakteri dipisahkan dari inangnya (akar), maka tidak dapat mengikat nitrogen sama sekali atau hanya dapat mengikat nitrogen sedikit sekali. Bintil-bintil akar melepaskan senyawa nitrogen organik ke dalam tanah tempat tanaman polong hidup. Dengan demikian terjadi penambahan nitrogen yang dapat menambah kesuburan tanah.

Kembali ke : Mikoriza (klik disini)

Daftar Pustaka

Arsyad, F. 2011. http://chylenzobryn.blogspot.co.id/2011/02/tanaman-transgenik.html (akses 17 Oktober 2016)

Rizki, 2013. Bahan Ajar Bioteknologi (dipakai untuk lingkungan sendiri) STKIP PGRI Sumatera Barat. Padang.

Kurniawati, N., 2013. http://www.tanijogonegoro.com/2013/09/peran-bakteri-rhizobium.html (akses 17 Oktober 2016)

http://alamtani.com/pupuk-organik.html (akses 17 Oktober 2016)

http://ilmuagroteknologi.blogspot.co.id/2013/09/bioteknologi-pertanian.html

http://www.ebiologi.com/2015/11/bioteknologi-pertanian-dalam-bidang-pertanian.html

http://www.zonabiokita.web.id/2015/12/dampak-positif-dan-negatif-rekayasa.html

http://pertanian.pontianakkota.go.id/artikel/23-tanaman-transgenik-solusi-atau-polusi.html

http://alfi-nur.blogspot.co.id/2013/02/tanaman-transgenik.html

http://balittanah.litbang.pertanian.go.id/ind/index.php/en/produk-mainmenu-28/pupuk-hayati-mainmenu-39

http://www.petanihebat.com/2014/03/peranan-mikoriza-bagi-tanaman.html

http://budisma.net/2014/10/pengertian-mikoriza.html

Kembali ke materi:

Bioteknologi Industri Pertanian (klik disini)

1.       Produksitanaman transgenik (klik disini)

a.       Proses Perakitan Tanaman Transgenik (klik disini)

b.       ContohTanaman Transgenik (klik disini)

c.       Dampaknegatif Produk transgenik (klik disini)

2.       Mikroorganismeyang berperan dalam rekayasa genetika tumbuhan (klik disini)

a.       Agrobacteriumdan Peranannya dalam Transfer Gen (klik disini)

b.       ProsesTransformasi Gen oleh Agrobacteriumtumefaciens (klik disini)

c.       TransferT-DNA oleh A. Tumefaciens ke dalam sel tanaman (klik disini)

d.   TanamanKedelai Tahan Penggerek Polong Melalui Transformasi Genetik Gen  Cry 1AB dengan Vektor  Agrobacteriumtumefaciens (klik disini)

3.      IndustriPupuk Organik Fermentasi (klik disini)

Bokashi (klik disini)

4.       Industripupuk hayati (klik disini)

a.       Mikoriza dan Peranannya bagi tumbuhan (klik disini)
b.       Rhizombium dan Pemanfaatannya dibidang Pertanian (klik disini) 

loading...