Menambat N Organik Melalui Simbiosis Rhizobium sp.Dengan Tanaman KedelaiOleh : Widi RiswantoPPL Maos A. Latar BelakangSemua yang Tuhan ciptakan tidaklah sia-sia, hanya kadang kita belum tahu tujuan dan manfaatnya. Mahluk hidupyang sangat kecil dan tidak terlihat oleh mata ternyata sangat bermanfaat untuk kehidupan kita.Ada salah satu mikroba yang hidup bersahabat dengan tanaman kacang-kacangan. Mereka rukun, saling berbagi dan saling membantu. Bahkan mereka sangat setia kawan. Mereka adalah Rhizobium sp. yang bersahabat dengan akar kacang-kacangan. Tanaman kacang-kacangan atau legum adalah tanaman yang unik,contoh tanaman ini adalah kedelai. Pada tanaman ini biasanya terdapat bintil-bintil kecil pada akarnya. Di bintil akar inilah sahabat kecil kacang-kacangan hidup. Namanya Rhizobium sp. mahluk kecil ini hidup menumpang di akar kacang-kacangan. Tanaman kacang-kacangan menyediakan tempat tinggal dan memberi makanan untuk sang sahabat, Sebagai gantinya Rhizobium sp. membantu kacang-kacangan untuk mendapatkan sari-sari makanan N (nitrogen) yang berasal dari udara.Nitrogen merupakan salah satu makanan utama tumbuhan. Rhizobium memiliki kemampuan luar biasa yang tidak banyak dimiliki oleh mikroba lain, yaitu kemampuan untuk menambat N langsung dari udara. Seperti kita tahu bahwa kandungan utama udara adalah gas nitrogen (70% ). Meskipun melimpah tanaman tidak bisa langsung menyerap kandungan N dari udara. N harus tetap diserap dari akar, Untunglah ada rhizobium yang membantu tanaman kacang-kacangan mendapatkan N dari udara. Ternyata Persahabatan Rhizobium dengan tanaman kacang-kacangan ini sangat kental sekali. Rhizobium hanya mau bersahabat dengan kacang-kacangan. Di dunia jasad renik ini ada banyak jenis Rhizobium, demikian pula ada banyak jenis kacang-kacangan. Ternyata setiap jenis kacang-kacangan memiliki sahabat Rhizobiumnya sendiri-sendiri dan saling bersimbiosis mutualisme. Misalnya akar kacang kedelai bersimbiosis dengan Rhizobium japonicum. B. Tujuan Simbiosis yang terjadi antara tanaman kacang-kacangan dengan bakteri rhizobium sangan berguna di dunia pertanian. Manfaat tersebut antara lain:? Mengurangi penggunaan pupuk khususnya pupuk N? Menambah kesuburan lahan petanian? Memberi Efek positif bagi tanaman yang akan ditanam selanjutnya. Begitu pentingnya bakteri Rhizobium dalam pertanian, karena dengan adanya bakteri Rhizobium dapat membantu tanaman untuk mengikat nitrogen di dalam tanah sebagai kelangsungan hidup tanaman C. Faktor-faktor yang mempengaruhi keberadaan bakteri bintil akar:1. Sumber makanan (BO dan perakaran)Bahan organik berguna untuk bertahan bagi bakteri rizobium sebelum menginfeksi tanaman.2. Mikroorganisme lain (sbg kompetitor di rizosfir)adanya bakteri lain terutama yang antagonis, dapat menghalangi infeksi rizobium terhadap tanaman leguminosa3. LingkunganCahaya, permukaan luas daun, CO2, (yang mempengaruhi kegiatan fotosintesis) sangat diperlukan karena untuk menyediakan kebutuhan energi bakteri4. pHPH yang baik untuk perkembangan bakteri rhizobium netral – agak basa, maka disarankan tanamkedelai di musim hujan sebaiknya menggunakan pupuk pembenah tanah kapur tani atau dolomit.5. Suhuyang disukai bakteri rhizobium berkisar 20o C s/d 28OC, masing-masing jenis isolat berbeda tanggapnya terhadap suhu.6. Ketersediaan air dan hara untuk fotosintesiskarena fotosintesis yang dihasilkan tanaman dimanfaatkan oleh bakteri7. Senyawa racunyang berasal dari herbisida, fungisida di tanah tidak disukai bakteri bintil akar, dapat berpengaruh terhadap keberadaan bakteri.8. Ketersediaan nutrisiseperti N yang bisa menghambat bintil; P untuk suplay energi; Mo untuk kerja nitrogenase, Fe dan Co utk laghemoglobin dan transfer elektron9. Kesesuian genetik antara bakteri dgn tan (utk keperluan infeksi) D. Mekanisme Infeksi Bakteri Rhizobiuam pada Akar Sebagian besar dari N2 dihasilkan oleh simbiosis Rhizobium. Ada hubungan antara bintil-bintil Leguminose dengan senyawa N2. Tanaman kacang-kacangan akan tetap tumbuh walaupun tidak ada Nitrogen kalau pada akarnya terdapat bintil-bintil ini, bintil-akar timbul karena adanya infeksi bakteri dari dalam tanah di bagian rambut akar . E. Bintil- bintil Akar pada Tanaman LeguminosaBakteri-bakteri yang menimbulkan bintil pada tanaman Leguminosa, yaitu bakteri bintil, dikelompokkan dalam genus Rhizobium. Batang-batang Gram-negatif ini yang hidup bebas dalam tanah, tumbuh secara anaerob ketat dengan senyawa organic sebagai nutrein.Infeksi tumbuh-tumbuhan terjadi hanya pada rambut akar muda. Bakteri menerobos masuk pada ujung rambut akar dan tumbuh sebagai benang, infeksi sampai ke dasarnya. Benang infeksi ini yang diliputi oleh membran selulosa kemudian menerobos dinding sel muda dari epidermis dan kulit akar. Kalau bakteri ini berjumpa dengan sebuah sel tetraploid dan jaringan kulit, maka sel ini dan sel-sel diplois yang ada di sekelilingnya terangsang untuk membelah, benang infeksinya bercabang dan membagi diri pada sel tetraplois. Percabangan ini menyebabkan jaringan kortek membesar yang dapat dilihat sebagai bintil. Bintil-bintil ini merupakan hasil poliferasi jaringan yang terangsang oleh Rhizobium dengan perantara sesuatu faktor pertumbuhan. Bakteri-bakteri ini amat cepat memperbanyak diri, tumbuh menjadi sel dengan bentuk tidak teratur ( bakterod ), dengan volume 10-12 kali lipat dari Rhizobium yang dapat bebas, dan akhirnya terletak dalam sitoplasma sel-sel tumbuh-tumbuhan sebagai sel-sel individual/dalam kelompok yang diselubungi oleh sebuah membrane. (Hans G. Schlegel,1994 ) Tipe bintil akar :1. GlobusCiri: berbentuk bulat, gampang lepas dari akar2. PeanutCiri: berbentuk agak bulat, letaknya terbenam3. Semi GlobusCiri: bentuknya tidak beraturan, permukaannya ada yang kasar dan licin.4. Memanjang5. KoralSeringkali bintil akar terdapat pada tanaman legum yang tumbuh pada tanah berpasir yang kurang subur seperti tanah jenis PMK.Bintil akar tidak selalu tumbuh di pangkal akar, ada juga yang tumbuh di ujung-ujung akar.Tidak selalu bintil akar dihuni oleh bakteri rhizobium yang tepat dan efektif.(Idonkelor.blogspot.com/2009/08/bakteri-rhizobium-pada-legum.html.) F. Fungsi dan Ciri-ciri Bintil Akar yang Efektif Timbulnya pigmen dan di mulainya fiksi N pada saatnya berjalan pararel. Pada pembongkaran pigmen ini menjadi pigmen empedu hijau ( biliverdin ) hilang juga pengikatan N?. Pigmen ini nampaknya terletak dalam ruang antara bakteroid dengan membrane yang menyelubunginya. Pembentukan pigmen ini merupakan hasil khusus dari simbiosis : Gugus prostetiknya yaitu protohem disentris oleh bakteroid, sedangkan bagian proteinnya disentris dengan partisipasi tumbuhan. Leghemoglobin mirip dengan mioglobin, dan dalam bintil zat ini terdapat terutama dalam bentuk oksi, besi (II) dan mempunyai afinitas tinggi terhadap O?. Dapat dianggap bahwa leghemoglobin mempermudah difusi O? dari membrane selubung melalui ruang tanpa konveksi ke permukaan bakteroid, dan demikaian meningkatkan kecepatan transport O? sifat lemoghlobin menjamin bahwa bakteroid mendapat persediaan O? untuk perolehan energy dan pertumbuhan, tanpa menimbulkan tekanan parsial O? terlalu tinggi yang menghambat fiksasi N? oleh bakteroid. ( Sadikin Somaatmadja,1984G. Mekanisme Penambatan Nitrogen oleh Bakteri Bintil Akar Untuk menambat nitrogen, bakteri ini menggunakan enzim nitrogenase, dimana enzim ini akan menambat gas nitrogen di udara dan merubahnya menjadi gas amoniak. Gen yang mengatur proses penambatan ini adalah gen nif (Singkatan nitrogen – fixation). Gen – gen nif ini berbentuk suatu rantai , tidak terpencar kedalam sejumlah DNA yang sangat besar yang menyusun kromosom bakteri, tetapi semuanya terkelompok dalam suatu daerah. Hal ini memudahkan untuk memotong bagian untaian DNA yang sesuai dari kromoson Rhizobium dan menyisipkanya ke dalam mikroorganisme lain (Prentis, 1984). Keuntungan memanfaatkan bakteri rhizobium :1. Tidak mempunyai bahaya atau efek sampingan2. Efisiensi penggunaan yang dapat ditingkatkan sehingga bahaya pencemaran lingkungan dapat dihindari3. Harganya yang relatif murah4. Teknologinya yang sederhana Pada proses isolasi yang kita inginkan adalah memisahkan bakteri yang efektif dari koloninya. Untuk mengetahui efektif atau tidaknya suatu koloni bakteri yang diisolasi maka kita dapat menggunakan media YMA (Yeast Manitol Agar) yang ditambah dengan Bromtimol Red. Selama proses inkubasi setelah inokulasi diharapkan berada di ruang gelap selama beberapa hari sampai bakteri tumbuh. Jika yang bakteri yang tumbuh tersebut berwarna bening atau transparan maka bakteri tersebut efektif dalam memfixasi N dalam bintil akar.Ada 2 jenis bakteri rhizobium yaitu bakteri rhizobium yang menghasilkan senyawa. asam dan ada juga bakteri rhizobium yang menghasilkan senyawa basa. Jenis ini dapat dibedakan dengan melakukan isolasi bakteri rhizobium pada media YMA + BB. Bakteri yang menghasilkan senya asam, warnanya akan berubah menjadi kuning sedangkan bakteri yang menghasilkan senyawa basa, warnanya akan semakin biru. Keberadaan bakteri bintil akar dapat diuji daya infeksi bakteri rhizobium pada akar serta keefektivan kerja bakteri dalam bintil akar terhadap tanaman melalui uji infektivitas dan uji efektivitas. Untuk melakukan uji ini diperlukan koloni bakteri rhizobium yang besar.Terdapat 2 cara dalam menularkan bakteri: 1. Lewat biji.2. Lewat tanah. Indikator infektif atau tidaknya suatu bakteri bintil akar dilihat dari jumlah dan berat bintil. Sedangkan indikator efektivitas bakteri bintil akar berdasarkan berat tanaman dan warna hijau daunnya.Sumber :http://idealfarmer.blogspot.com/2011/12/simbiosis-rhizobium-sp-dengan-tanaman.html