PENYEDIAAN N DALAM HUBUNGAN RHIZOBIUM-AKAR LEGUME

PENYEDIAAN N DALAM HUBUNGAN RHIZOBIUM-AKAR LEGUME

Saat pertama kali mempelajari ilmu “pupuk-memupuk”, ada satu hal menarik perhatian saya, bahwa ternyata pemakaian pupuk Nitrogen (Urea, ZA, dsb.) meningkat setiap waktunya dengan pemakaian yang jumlahnya sangat besar. Untuk menghasilkan 1 ton urea dapat menghabiskan 4 barrel bahan bakar, tidak salah kalau harganya terus melambung!. Aplikasi di lapangan lain lagi ceritanya, ternyata setiap kita pakai urea untuk tanaman, hanya sekitar 1/3-nya saja yang benar-benar termanfaatkan, selebihnya sia-sia.Bila dihitung, dalam setiap pemakaiaan 1 ton pupuk urea, kita telah menghamburkan 2,67 barrel bahan bakar. Jumlah yang lumayan besar jika dikonversikan dalam rupiah. Sementara itu, kandungan Nitrogen di alam bebas adalah mencapai 70%, alias jumlah paling berlimpah.

Rhizobium Menyediakan Unsur N bagi Tanaman Kacang-Kacangan

Jumlah Nitrogen yang berlimpah di alam bebas tidak dapat dimanfaatkan langsung oleh tanaman. Sejumlah mikroorganisme dapat memfiksasi N di udara sehingga menjadi bentuk yang dapat tersedia bagi tanaman. Salah satu yang paling terkenal adalah Rizhobium. Rhizobium berasal dari dua kata yaitu Rhizo yang artinya akar dan bios yang berarti hidup. Rhizobium adalah bakteri yang bersifat aerob, bentuk batang, koloninya berwarna putih berbentuk sirkular, merupakan penambat nitrogen yang hidup di dalam tanah dan berasosiasi simbiotik dengan sel akar legume (kacang-kacangan)membentuk bintil akar. Antara akar legume-Rhizobium terjadi kondisi yang saling menguntungkan kehidupan, secara mandiri baik rhizobium maupun akar legume tidak dapat memfiksasi nitrogen. Sifat dari Rhizobium yang menarik adalah sifat “setia” terhadap inangnya, satu jenis Rhizobium hanya dapat menginfeksi spesifik satu jenis tanaman legume. Dari berbagai laporan penelitian menyebutkan bahwa kemampuan fiksasi Rhizobium melebihi mikroorganisme-mikroorganisme pengikat nitrogen lainnya.  Dari fiksasi yang efektif, 50%-75% kebutuhan N tanaman legume akan terpenuhi.

Mekanisme Penambatan Nitrogen

Pengikatan N₂ di udara menjadi ammonium dibantu oleh enzim nitrogenase. Banyaknya N₂ yang diikat tergantung dari kondisi biologi, fisika dan kimia tanah. Salah satu yang terpenting adalah ketersedian C-organik sebagai sumber energi mikroorganisme. Maka dari itu, kemampuan penambatan N₂ bervariasi pada tiap tempat.

Mekanisme penambatan Nitrogen secara biologis dapat digambarkan dengan persamaan berikut ini :

N₂ + 8 H⁺ + 8 e^- + 16 ATP = 2NH₃ + H₂ + 16 ADP + 16 P_i

Dua molekul amonia dihasilkan dari satu molekul gas nitrogen ditambah pasokan elektron dan proton (ion Hidrogen) menggunakan 16 ATP dengan bantuan kompleks enzim nitrogenase. Enzi m ini terdiri dari 2 molekul protein, protein besi dan protein besi-molibdenum. Mula-mula pada saat nitrogen terikat enzim nitrogenasi, protein Fe direduksi oleh electron yang diberikan oleh ferredoksin. Kemudian protein Fe reduksi mengikat ATP dan mereduksi protein Fe-molibdenum, yang memberikan electron pada N₂, sehingga menghasilkan NH=NH. Pada daur berikutnya NH=NH direduksi menjadi H₂N=NH₂ dan selanjutnya direduksi menjadi NH₃.

AZOSPIRILLIUM DAN AZOTOBACTER
Ada bebrapa jenis bakteri penambat nitrogen yang berasosiasi dengan perakaran tanaman. Bakteri yang mempu meningkatkan hasil tanaman tertentu apabila diinokulasikan pada tanah pertanian dapat dikelompokkan atas dua jenis yaitu Azospirillum dan Azotobacter . Azospirillum mempunyai potensi cukup besar untuk dikembangkan sebagai pupuk hayati. Bakteri ini banyak dijumpai berasosiasi dengan tanaman jenis rerumputan, termasuk beberapa jenis serealia, jagung, cantel, dan gandum. Sampai saat ini ada tiga species yang telah ditemukan dan mempunyai kemampuan sama dalam menambat nitrogen, yaitu Azospirillum brasilense, A. lipoferum, dan A. amazonese . Azospirillum merupakan salah satu jenis mikroba di daerah perakaran.

Infeksi yang disebabkan oleh bakteri ini tidak menyebabkan perubahan morfologi perakaran, meningkatkan jumlah akar rambut, menyebabkan percabangan akar lebih berperan dalam penyerapan hara. Keuntungan lain dari bakteri ini, bahwa apabila saat berasosiasi dengan perakaran tidak dapat menambat nitrogen, maka pengaruhnya adalah meningkatkan penyerapan nitrogen yang ada di dalam tanah. Dalam hal ini pemanfaatan bakteri ini tidak berkelanjutaan, tetapi apabila Azospirillum yang berasosiasi dengan perakaran tanaman mampu menambat nitrogen, maka keberadaan nitrogen di dalam tanah dapat dipertahankan dalam waktu yang relatif lebih panjang. Keadaan ini relatif lebih menguntungkan karena dapat mengurangi pasokan pupuk nitrogen. Di samping itu, Azospirillum meningkatkan efisiensi penyerapan nitrogen dan menurunkan kehilangan akibatan pencucian, denitrifikasi atau bentuk kehilangan nitrogen lain. Azotobacter spp. juga merupakan bakteri non-simbiosis yang hidup di daerah perakaran. Dijumpai hampir pada semua jenis tanah, tetapi populasinya relatif rendah. Selain kemampuannya dalam menambat nitrogen, bakteri ini juga menghasilkan sejenis hormon yang kurang lebih sama dengan hormon pertumbudhan tanaman dan menghambat pertumbuhan jenis jamur tertentu. Seperti halnya Azospirillum , Azotobacter dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman melalui pasokan nitrogen udara, pasokan pengatur tumbuh, mengurangi kompetisi dengan mikroba lain dalam menambat nitrogen, atau membuat kondisi tanah lebih menguntungkan untuk pertumbuhan tanaman.
Ada dua pengaruh positif Azotobacter terhadap pertumbuhan tanaman yaitu mempengaruhi perkecambahan benih dan memperbaiki pertumbuhan dtanaman. Peranan bakteri ini terhadap perkecambahan tidak banyak diminati, meskipun demikian cukup banyak penelitian yang mengarah pada peranan Azotobacter dalam meningkatkan daya kecambah benih tanaman tertentu. Kenaikan hasil tanaman setelah diinokulasi Azotobacter sudah banyak diteliti, Di India inokulasi Azotobacter pada tanaman jagung, gandum, cantel, padi, bawang putih, tomat, terong, dan kubis ternyata mampu meningkatkan hasil tanaman tersebut. Apabila Azotobacter dan Azospirillum diinokulasikan secara bersama-sama, maka Azospirillum lebih efektif dalam meningkatkan hasil tanaman. Azospirillum menyebabkan kenaikan cukup besar pada tanaman jagung, gandum dan cantel (Sutanto, 2002)..

Dalam hal ini peningkatan penyediaan unsur hara yang sinergis dengan kaidah hayati terutama dalam bahasan kali ini adalah penambatan gas N2 dalam memenuhi kebutuhan hara tanaman tebu, dapat diguankan strategi yaitu penggunaan Azospirillum

Azospirillum  sp.  merupakan  salah  satu  bakteri  yang  dapat memfiksasi  N  yang  hidup  bebas  di  alam  dan  ditemukan  berasosiasi  dengan tanaman pertanian seperti pada tanaaman tebu. Azospirillum  sp  merupakan   bakteri   tanah penambat   nitrogen   nonsimbiotik.   Bakteri   ini hidup   bebas   di   dalam   tanah,   baik   di   sekitar maupun   dekat   dengan   perakaran.   Potensinya telah   diketahui   oleh   peneliti   memiliki   banyak manfaat   baik   dalam   tanah   maupun   pada tanaman, sehingga banyak diaplikasikan sebagai biofertilizer.  Pada tanaman lain Azospirillum digunakan   sebagai biofertilizer  karena mampu menambat nitrogen (N2) 40-80% dari total nitrogen dalam rotan, dan 30% nitrogen dalam tanaman tebu.