keyword :
Original text
loading… page 1 of 15 1 bab i pendahuluan 1.1 latar belakang saat sekarang tantangan dalam penelitian untuk meningkatkan produksi pangan secara global terutamadi daerah tropik dan subtropik adalah mengembangkan sistem dengan input rendah berkelanjutan dan secara ekonomis dapat menguntungkan pertanaman campuran dengan leguminosa merupakan salah satu alternatif yang dapat ditawarkan nitrogen adalah unsur hara yang esensial untuk nutrisi tanaman nitrogen adalah komponen protein asam nukleat klorofil oleh karena itu unsur nitrogen ini sangat penting dalam pertumbuhan tanaman namun unsure hara n ini umumnya defisiensi di dalam tanah kondisi ini memberi andil menurunnya produksi pertanian di dunia kekurangan unsur nitrogen inidapat disuplai melalui pupuk kimia maupun dari proses penambatan nitrogen secara biologi yaitu suatu proses penambatan n2 atmosfer yang merupakan bentuk tidak tersedia oleh adanya asosiasi tanaman leguminosa dan bakteri tanah yang dikenal dengan rhizobia proses ini makin penting untuk dipertimbangkan karena tidak hanya mengurangi biaya penyediaan energi yang diperlukan dalam pembuatan pupuk kimia tetapi juga merupakan suatu sistem produksi pertanian yang berkelanjutan oleh karena itu mikroba penambat n2 merupakan komponen yang penting dalam system pertanian yang berkelanjutan sustainable agricultural systems walaupun pada kenyataannya terutama di indonesia implementasinya banyak menghadapi kendala yang dapat berupa faktor fisik teknis social kultural pengguna terutama petani page 2 of 15 2 2.1 rumusan masalah a apa pengertian rhizobium b apa itu bakteri rhizobium sp dan daur hidupnya c apa saja aplikasi rhizobium sp dalam peningkatan produktivitas pertanian d apa itu penambatan nitrogen oleh rhizobium e manfaat apa saja dalam rhizobium sebagai biofaltilizer 3.1 tujuan masalah a mengetahui pengertian dari rhizobium b menjelaskan tentang bakteri rhizobium sp dan daur hidupnya c menjelaskan tentang aplikasi rhizobium sp dalam peningkatan produktivitas pertanian d menjelaskan tentang penambatan nitrogen oleh rhizobium e menjelaskan tentang manfaat rhizobium page 3 of 15 3 bab ii pembahasan 1.2 pengertian rhizobium rhizobium adalah basil yang gram negatif yang merupakan penghuni biasa didalam tanah 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 leguminoceae atau disebut juga facebeae merupakan tanaman berbunga yang dikenal sebagai keluarga kacang kacangan bakteri ini masuk melalui bulu-bulu akar tanaman berbuah polongan dan menyebabkan jaraingan agar tumbuh berlebih-lebihan hingga menjadi kutil-kutil bakteri ini hidup dalam sel-sel akar dan memperoleh makanannya dari sel-sel tersebut biasanya beberapa spesies actinomycetes kedapatan bersama-sama dengan rhizobium sp dalam satu sel morfologi rhizobium dikenal sebagai bakteroid rhizobium menginfeksi akar leguminoceae melalui ujung-ujung bulu akar yang tidak berselulose karena bakteri rhizobium tidak dapat menghidrolisis selulose rhizobium yang tumbuh dalam bintil akar leguminoceae mengambil nitrogen langsung dari udara dengan aktifitas bersama sel tanaman dan bakteri nitrogen itu disusun menjadi senyawaan nitrogen seperti asam-asam amino dan polipeptida yang ditemukan dalam tumbuh-tumbuhan bakteri dan tanak disekitarnya baik bakteri maupun legum tidak dapat menambat nitrogen secara mandiri bila rhizobium tidak ada dan nitrogen tidak terdapat dalam tanah legum tersebut akan mati bakteri rhizobium hidup dengan menginfeksi akar tanaman legum dan berasosiasi dengan tanaman tersebut dengan menambat nitrogen gambar 1 rhizobium page 4 of 15 4 bakteri nitrogen yang hidup bersimbiosis dengan tanaman polong-polongan yaitu rhizobium leguminosarum yang hidup dalam akar membentuk nodul atau bintil- bintil akar bakteri nitrogen adalah bakteri yang mampu mengikat nitrogen bebas dari udara dan mengubahnya menjadi suatu senyawa yang dapat diserap oleh tumbuhan berkat kemampuannya mengikat nitrogen di udara bakteri-bakteri tersebut berpengaruh terhadap nilai ekonomi tanah pertanian kelompok bakteri ini ada yang hidup bebas maupun simbiosis bakteri nitrogen yang hidup bebas yaitu azotobacter chroococcum clostridium pasteurianum dan rhodospirillum rubrum 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 2.2 bakteri rhizobium sp dan daur hidupnya sumber utama nitrogen adalah nitrogen bebas n2 yang terdapat di atmosfir yang takarannya mencapai 78 volume dan sumber lainnya yang ada di kulit bumi dan perairan nitrogen juga terdapat dalam bentuk yang kompleks tetapi hal ini tidak begitu besar sebab sifatnya yang mudah larut dalam air pada umumnya derivat nitrogen sangat penting bagi kebutuhan dasar nutrisi tetapi dalam kenyataannya substansi nitrogen adalah hal yang menarik sebagai polutan di lingkungan terjadinya perubahan global di lingkungan oleh adanya interaksi antara nitrogen oksida dengan ozon di zona atmosfir juga adanya perlakuan pemupukan fertilization treatment yang berlebihan dapat mempengaruhi air tanah soil water sehingga dapat mempengaruhi kondisi air minum bagi manusia bentuk atau komponen n di atmosfir dapat berbentuk ammonia nh3 molekul nitrogen n2 dinitrit oksida n2o nitrogen oksida no nitrogen dioksida no2 asam nitrit hno2 asam nitrat hno3 basa amino r3-n dan lain-lain dalam bentuk proksisilnitri dalam telaah kesuburan tanah proses pengubahan nitrogen dapat dilakukan page 5 of 15 5 dengan berbagai cara yaitu mineralisasi senyawa nitrogen komplek amonifikasi nitrifikasi denitrifikasi dan volatilisasi ammonium sejumlah organisme mampu melakukan fiksasi n dan n-bebas akan berasosiasi dengan tumbuhan senyawa n-amonium dan n-nitrat yang dimanfaatkan oleh tumbuhan akan diteruskan ke hewan dan manusia dan kembali memasuki sistem lingkungan melalui sisa-sisa jasad renik proses fiksasi memerlukan energi yang besar dan enzim nitrogenase bekerja dan didukung oleh oksigen yang cukup kedua faktor ini sangat penting dalam memindahkan n-bebas dan sedikit simbiosis oleh organisme nitrogenase mengandung protein besi-belerang dan besi-molibdenum dan mereduksi nitrogen dengan koordinasi dan transfer elektron dan proton secara kooperatif dengan menggunakan mgatp sebagai sumber energi karena pentingnya reaksi ini usaha-usaha untuk mengklarifikasi struktur nitrogenase dan mengembangkan katalis artifisial untuk fiksasi nitrogen telah dilakukan secara 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-x nitrogen organic diubah menjadi mineral n-amonium oleh mikroorganisasi dan beberapa hewan yang dapat memproduksi mineral tersebut seperti protozoa nematoda dan cacing tanah serangga tanah cacing tanah jamur bakteri dan aktinbimesetes merupakan biang penting tahap pertama penguraian senyawa n-organik dalam bahan organic dan senyawa n-kompleks lainnya semua mikroorganisme mampu melakukan fiksasi nitrogen dan berasosiasi dengan n-bebas yang berasal dari tumbuhan nitrogen dari proses fiksasi merupakan sesuatu yang penting dan ekonomis yang dilakukan oleh bakteri genus rhizobium dengan tumbuhan leguminosa termasuk trifollum spp gylicene max soybean viciafaba brand bean vigna sinensis cow-pea piscera sativam chick- pea dan medicago sativa lucerna bakteri dalam genus rhizobium merupakan bakteri gram negatif berbentuk bulat memanjang yang secara normal mampu memfiksasi nitrogen dari atmosfer umumnya bakteri ini ditemukan pada nodul akar tanaman leguminosae 3.2 aplikasi rhizobium sp dalam peningkatan produktivitas pertanian 1 mikrobiologi pertanian page 6 of 15 6 mikrobiologi pertanian adalah ilmu yang mempelajari tentang peranan mikroba dalam bidang pertanian mikrobiologi pertanian merupakan penggunaan mikrobiologi untuk tujuan memecahkan masalah-masalah praktis di bidang pertanian dengan demikian dapat dirumuskan tugas dari mikrobiologi pertanian adalah mempelajari dan memanfaatkan mikrobia sebaik mungkin guna meningkatkan produksi pertanian baik kuantitas maupun kualitas dan menekan kemungkinan kehilangan produksi karena berbagai sebab bidang pertanian juga mempunyai peran dalam penambatan nitrogen mikororganisme tersebut adalah baktero fotosintesis azotobacter clostridium dan rhizobium proses penambahan utama terdiri atas dua reaksi yang terpisah yaitu 1 pembentukan reduktan 2 pengikatan gas nitrogen atp 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 senyawa-senyawa sulfur untuk pertumbuhan tanaman pembentukan h2s dari penguraian protein dapat diselesaikan oleh berbagai bakteri heterotrof dikarenakan pada dasarnya semua protein mengandung sistein dan metionin – asam amino yang mengandung sulfur – penguraian protein yang lengkap melepaskan sulfur sebagai 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 senyawa nitrat dari amoniak yang berlangsung secara aerob di dalam tanah nitrifikasi terdiri atas dua tahap yaitu oksidasi amoniak menjadi nitrit oleh bakteri nitrit proses ini dinamakan nitritasi reaksi nitritasi page 7 of 15 7 oksidasi senyawa nitrit menjadi nitrat oleh bakteri nitrat prosesnya dinamakan nitratasi reaksi nitratasi dalam bidang pertanian nitrifikasi sangat menguntungkan karena menghasilkan senyawa yang diperlukan oleh tanaman yaitu nitrat tetapi sebaliknya di dalam air yang disediakan untuk sumber air minum nitrat yang berlebihan tidak baik karena akan menyebabkan pertumbuhan ganggang di permukaan air menjadi berlimpah pemanfaatan mikrobia dalam produksi pertanian dilakukan melalui 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 2 pengaruh dan penerapan bakteri rhizobium sp terhadap mikrobiologi pertanian pada dunia pertanian bakteri rhizobium sp mengikat unsur nitrogen dari lingkungan sekitar dan menularkan ke tumbuhan tetapi bagian akar dan juga pada bagian tanah pada suatu tanaman kebanyakan rhizobium sp menularkan pada tanaman yang berbiji contohnya saja akar pada tanaman kedelai pada tanaman kedelai tersebut bakteri rhizobium sp menempel pada bintil akar dan itu membuat tanaman tersebut tumbuh subur dan untuk melangsungkan hidupnya karena tanaman tersebut telah terinfeksi oleh bakteri rhizobium sp 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 page 8 of 15 8 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 4.2 penambatan nitrogen oleh rhizobium kurang lebih 80 dari udara di atmosfer adalah gas nitrogen n2 namun n2 tidak dapat digunakan secara langsung oleh sebagian besar organisme kebanyakan organisme menggunakan nitrogen dalam bentuk nh3 sebagai penyusun asam amino protein dan asam nukleat fiksasi nitrogen merupakan proses yang mengubah n2 menjadi nh3 yang kemudian akan digunakan secara biologi proses ini dapat terjadi secara alamiah oleh mikroba lindemann glover 1998 mikroba yang fungsi utamanya sebagai penyedia unsur nitrogen melalui penambatan nitrogen atmosfer dapat dibedakan ke dalam dua kelompok yaitu mikroba yang hidup bebas free-living microbes artinya bekerja secara non-simbiotik atau tidak memiliki asosiasi spesifik dengan tanaman tertentu dan mikroba yang melakukan hubungan simbiotik dengan tanaman tertentu yuwono 2006 salah satu contoh 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 0 5-0 9 μm bakteri ini termasuk famili rhizobiaceae bakteri ini banyak terdapat di daerah perakaran rizosfer tanaman legum dan membentuk hubungan simbiotik dengan inang khusus yuwono 2006 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 populasi rhizobium pada rhizosfer tanaman legum biasa mencapai 106 sel gram atau lebih richards 1987 di 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 ditemukan pada bintil akar tanaman burdas 2002 menurut suprapto 1999 ada beberapa faktor yang mempengaruhi pertumbuhan rhizobium antara lain ph tanah suhu sinar matahari dan unsur hara tanah menurut martani margino 2005 kebanyakan rhizobium tumbuh optimum pada ph netral reaksi optimum bagi pertumbuhan dan perkembangan rhizobium pada ph 5 5-7 0 page 9 of 15 9 dengan batas kecepatan reaksi pada ph 3 2-5 0 pada keadaan asam dan 9 0-10 0 pada keadaan alkali meskipun begitu ada beberapa strain rhizobium yang toleran masam pada strain ini pertumbuhannya terlihat lebih luas dan mempunyai lendir yang lebih banyak elfiati et al 2006 suhu tanah juga sangat mempengaruhi pertumbuhan bakteri ini zahran 1999 menyatakan bahwa sebagian besar rhizobium memiliki temperatur optimum antara 28- 31oc dan umumnya tidak dapat tumbuh pada 37oc temperatur pembatas bagi pertumbuhan bakteri adalah 0-50oc dan temperatur titik kematian pada 60oc-62oc sutedjo et al 1991 rhizobium yang efektif pada bintil akar mampu memenuhi seluruh atau sebagian kebutuhan n bagi tanaman berdasarkan kemampuan tersebut rhizobium memiliki andil yang cukup besar dalam peningkatan produktivitas pertanian terutama kacang-kacangan arimurti et al 2000 dalam jaringan bintil akar bakteri tersebut memfiksasi nitrogen dan mengubahnya menjadi ammonium yang selanjutnya dimanfaatkan oleh tanaman hal ini menyebabkan kondisi pertumbuhan tanaman berbintil akar lebih baik dibandingkan tanpa bintil akar martani margino 2005 5.2 pemanfaatan rhizobium sebagai biofertilizer lahan yang ditanami dengan tanaman legum terkadang masih membutuhkan inokulasi tambahan rhizobium bagaimanapun juga 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 ladha et al 1988 kehadiran mikroba alami yang yang tidak efektif dalam jumlah yang besar dapat mengganggu keberhasilan praktek inokulasi pada kondisi yang kurang menguntungkan seperti yang terjadi di daerah bertanah masam di sumatera jumlah dari rhizobium alami lebih rendah atau tidak ada sama sekali waluyo et al 2005 secara umum inokulasi dilakukan dengan memberikan biakan rhizobium ke dalam tanah agar bakteri berasosiasi dengan tanaman mengikat n2 bebas dari udara seringkali tanah-tanah bekas tanaman legum baik yang diberi inokulasi maupun tanpa tambahan inokulasi dapat digunakan sebagai sumber inokulan suharjo 2001 praktik pemberian kultur rhizobium yang disiapkan secara artifisial ke biji legum sebelum menyebarkannya dapat juga dianggap sebagai inokulasi legum rao 1994 inokulan padat dari material seperti kompos arang dan vermiculite sudah banyak digunakan sebagai medium pembawa dalam inokulasi legum beberapa medium pembawa memiliki kapasitas memegang kelembaban yang page 10 of 15 10 tinggi menyediakan nutrisi untuk pertumbuhan rhizobium dan mendukung daya tahan rhizobium selama pendistribusian inokulan kepada petani dan setelah inokulasi pada biji materon weaver 1984 dalam penyiapan inokulasi legum umumnya digunakan tanah gambut yang digiling halus dan dinetralkan sebagai medium pembawa gambut dapat diartikan sebagai tanah organik yang tertimbun secara alami dalam keadaan basah berlebihan bersifat tidak mampat dan atau hanya sedikit mengalami perombakan noortasiah 2001 tanah gambut sebagai pembawa memiliki keuntungan-keuntungan dibandingkan agar atau tanah selain 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 biji terutama di dalam kondisi tanah yang kering rao 1994 kompos tandan kosong sawit tks merupakan kompos yang terbuat dari tandan kosong kelapa sawit yang dicacah kemudian disiram dengan limbah kelapa sawit cair dan dibiarkan untuk beberapa waktu proses pengomposannya sendiri bersifat aerobik dan tanpa memerlukan mikroorganisme tambahan dari luar ispandi munip 2005 kompos masak memiliki perbandingan c n sebesar 15 tabel 2.2 dengan standar rasio c n yang efektif berkisar antara 30 1 hingga 40 1 kandungan hara kompos juga dapat diperkaya dengan unsur- unsur tertentu sesuai dengan kebutuhan tanaman dan diharapkan dapat meningkatkan daya hidup rhizobium page 11 of 15 11 bab iii penutup 1.3 kesimpulan nitrogen n adalah unsur hara yang esensial untuk nutrisi tanaman pupuk kimia n mempengaruhi keseimbangan siklus n global dan kemungkinan mencemari air tanah meningkatkan n2o nitrit monooksida yang merupakan salah satu gas rumah kaca green house gas seperti diketahui hanya sekitar 40 – 60 pupuk kimia n yang diberikan pada tanaman dapat diserap oleh tanaman tersebut dan sisanya akan berada di alam dan berpotensi menjadi polutan mytton 1990 pencucian leaching dari nitrat yang tidak terserap akan mencemari sungai maupun air tanah dan emisi gas n2o yang dihasilkan proses denitrifikasi menyumbangkan gas rumah kaca tersebut rogers dan whitman 1991 2.3 saran penulis mengakui bahwa dalam penulisan makalah ini jauh dari kata sempurna untuk itu penulis meminta saran dan kritikan yang bersifat membangun agar dalam penulisan makalah selanjutnya dapat lebih baik dari sekarang page 12 of 15 12 daftar pustaka anonymous 2010 bakteri-menguntungkan http www.anneahira.com diakses 15 maret 2013 anonymous 2009 klasifikasi-mikroba-klasifikasi-dan-peranan-mikroba-dalam-kehidupan http zaifbio.wordpress.com diakses 15 maret 2013 anonymous 2008 probiotik-penggantiantibiotikdalam.html http yudij.blogspot.com diakses 16 maret 2013 page 13 of 15 13 makalah penambatan n oleh rhizobium makalah ini diajukan guna memenuhi tugas kelompok mata kuliah keanekaragaman hayati dosen pengampu ir hadi supriyo m.si disusun oleh 1 dimas gusti ramadhan 2012 41 001 2 musthofa afifi 2012 41 002 3 bernadenta careca radix 2012 41 003 4 aminullah ibrahim 2012 41 004 5 hery setyono 2012 41 005 program studi agroteknologi fakultas pertanian universitas muria kudus 2013 page 14 of 15 14 kata pengantar puji syukur kehadirat allah swt atas rahmat dan hidayah-nya sehingga makalah yang berjudul penambatan n oleh rhizobium ini dapat diselesaikan tepat pada waktunya penyusun menyadari bahwa dalam penulisan makalah ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak oleh karena itu dalam kesempatan ini kami menyampaikan terima kasih kepada 1 ir hadi supriyo m.si selaku dosen pengampu mata kuliah keanekaragaman hayati yang telah membimbing kepada kami semua 2 orang tua yang telah membantu penyusun dalam hal moral dan moril 3 semua pihak yang tidak dapat penyusun sebutkan satu persatu yang telah membantu penyusunan makalah ini semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi kita semua sehingga dapat menambah pengetahuan para pembaca penyusun menyadari dalam penulisan makalah ini masih jauh dari kesempurnaan untuk itu penyusun mohon maaf atas kesalahan yang penyusun lakukan penyusun mengharapkan kritik dan saran yang membangaun dari pembaca sebagai acuan bagi penyusun dalam membuat makalah yang lebih baik lagi kudus maret 2013 penyusun ii page 15 of 15 15 daftar isi halaman judul i kata pengantar ii daftar isi iii bab i pendahuluan 1.1 latar belakang 1 2.1 rumusan masalah 2 3.1 tujuan masalah 2 bab ii pembahasan 1.2 pengertian rhizobium 3 2.2 bakteri rhizobium sp dan daur hidupnya 4 3.2 aplikasi rhizobium dalam peningkatan produktifitas pertanian 5 4.2 penambatan nitrogen oleh rhizobium 8 5.2 manfaat rhizobium sebagai biofaltilizer 9 bab iii penutup 1.3 kesimpulan 11 2.3 saran 11 daftar pustaka 12 iii 15 of 15 displaying keanekaragaman hayati siap print.docx
No comments:
Post a Comment