BAB I
PENDAHULUAN
Tanah di huni oleh bermacam – macam mikroorganisme, mikroorganisme
seperti bakteri dan jamur sangat mempengaruhi kesuburan tanah, oleh karena itu
mikroorganisme merupakan salah satu aspek penting yang berperan dalam
pembentukan suatu ekosistem. Mikroorganisme tanah juga bertanggung jawab atas
pelapukan bahan organik dan pendahran unsur hara dengan demikian mikroorganisme
mempunyai pengaruh terhadap kualitas kimi dan fisik tanah.
Mikroorganisme yang hidup dalam tanah berperan peting dalam perubahan –
perubahan dalam tanah, salah satunya perubahan bahan organik menjadi bahan
substansi yang menyediakan nutrien bagi pohon – pohon dan tumbuhan yang
terdapat dalam hutan. Tanpa mikroorganisme maka kehidupan dibumi lambat laun
akan lambat. Mikroorganisme yang berperan dalam merubah bahan organik menjadi
substansi itu adalah bakteri, cendawan, alge, protozoa dan virus.
Secara
umum, aktivitas mikroorganisme dalam suatu profil tanah sangat ditentukan oleh
ketersediaan substrat energi dan unsur hara anorganik. Disamping itu
pertumbuhan dan aktivitas mikroorganisme ditentukan oleh sifat fisik dan
kimia tanah. Setiap spesies mikroorganisme mempunyai persyaratan tertentu
untuk pertumbuhannya dan jika lingkungannya tidak sesuai, pertumbuhan atau
aktivitasnya akan menurun sehingga mempengaruhi total populasinya.
Temperatur, mempengaruhi kecepatan semua proses yang terjadi di dalam mikroorganisme.
Denaturasi enzim merupakan pembatas bagi temperatur maksimum, ini sangat
bevariasi diantara m.o sehingga m.o berbeda-beda akan kebutuhannya terhadap
temperatur (maksimum, minimum & optimum) untuk prtumbuhannya. Berdasar
temperatur m.o terbagi atas golongan psikrofil (<50C optimum
serupa mesofil), mesofil (optimum antara 250C dan 370C)
dan termofil (optimum antara 550C dan 650C) .
BAB II
PEMBAHASAN
Pada umumnya biomassa kebanyakan kelompok mikroorganisme menurun
jumlahnya dengan meningkatnya kedalaman tanah, kecuali pada gambut.
Tabel 1.
Distribusi M.O dalam horison dari suatu propil tanah.
Kedalaman (cm)
|
Organisme/g Tanah x 103
|
||||
Bakteri aerob
|
Bakteri anaerob
|
Actinomycetes
|
Fungi
|
Algae
|
|
3 – 8
|
7.800
|
1.950
|
2.080
|
119
|
25
|
20 – 25
|
1.800
|
379
|
245
|
50
|
5
|
35 – 40
|
472
|
98
|
49
|
14
|
0,5
|
65 – 75
|
10
|
1
|
5
|
6
|
0,1
|
135 – 145
|
1
|
0,4
|
-
|
3
|
-
|
Secara
umum, aktivitas m.o dalam suatu profil tanah sangat ditentukan oleh
ketersediaan substrat energi dan unsur hara anorganik. Disamping itu
pertumbuhan dan aktivitas m.o ditentukan oleh sifat fisik dan kimia tanah.
Sifat fisik dan kimia tanah yang berpengaruh:
·
Fisik : Temperatur, tekanan osmotik, tegangan
permukaan, radiasi, kekentalan (viscosity),
fenomena adsorpsi.
·
Kimia : Air, pH, kualitas dan kuantitas hara organik
dan anorganik, udara, senyawa pendorong dan penghambat pertumbuhan, oksidasi
dan reduksi.
Setiap
spesies m.o mempunyai persyaratan tertentu untuk pertumbuhannya dan jika
lingkungannya tidak sesuai, pertumbuhan atau aktivitasnya akan menurun sehingga
mempengaruhi total populasinya.
Temperatur,
mempengaruhi kecepatan semua proses yang terjadi di dalam m.o. Denaturasi enzim
merupakan pembatas bagi temperatur maksimum, ini sangat bevariasi diantara m.o
sehingga m.o berbeda-beda akan kebutuhannya terhadap temperatur (maksimum,
minimum & optimum) untuk prtumbuhannya. Berdasar temperatur m.o terbagi
atas golongan psikrofil (<50C optimum serupa mesofil), mesofil
(optimum antara 250C dan 370C) dan termofil (optimum
antara 550C dan 650C) .
Tekanan
osmotik, pada umumnya m.o mempunyai daya adaptasi yang cukup terhadap tekanan
osmotik dari lingkungan hidupnya. Protoplasma m.o yang normal mempunyai
kadar solute yang lebih tinggi dari tekanan osmotik lingkungan hidupnya. Kedaan
ini menyebabkan kecenderungan air masuk ke sel, sehingga turgor sel dapat
dipertahankan.
Tegangan
permukaan, hal ini berkaitan dengan kelembaban dimana distribusi m.o dalam
tanah tidak merata dan terutama terdapat pada bagian organik dari partikel
tanah yang mengandung cukup air. Dalam hal ini bahan organik sebagai sumber
nutrien dan air berfungsi dalam metabolisme m.o (transpor nutrien dari luar
sel ke dalam sel dan untuk proses metabolisme). Di dalam tanah, m.o umumnya
aktif pada kelembaban > 15 bar (kapasitas lapang 1/3 bar, titik layu 15
bar). Beberapa m.o yang termasuk fungi dan khamir dapat tumbuh pada tekanan
70 bar.
Fenomena
adsorpsi, partikel liat sering berukuran sama dengan ukuran bakteri, bahkan
liat bisa lebih kecil. Bakteri dan liat mempunyai muatan sehingga keduanya
dapat berinteraksi, sebab muatan pada sel dan liat terpolarisasi atau
diperantarai oleh ion metal.
- Air, mempengaruhi aktivitas m.o sebab air
merupakan komponen utama dari protoplasma. Air yang berlebih akan
membatasi pertukaran gas sehingga menurunkan suplay O2,
lingkungan akan menjadi anaerob.
- pH, mempengaruhi tidak saja aktivitas m.o
tetapi juga keragaman spesiesnya. Aktivitas enzim mikroba tergantung
kepada ion H+, oleh karena itu pH tanah mempengaruhinya. Contoh
Streptomyces (Actinomycetes) tidak akan tumbuh pada pH < 7,5.
Pada umumnya kebanyakan m.o tumbuh optimum pada kisaran pH 6 – 8.
Meskipun demikian m.o juga masih dapat tumbuh dengan baik diluar kisaran
pH tersebut. Fungi umumnya lebih tahan terhadap pH masam, bakteri belerang
dapat tumbuh pada pH 0 – 1, sebaliknya Actinomycetes sangat peka terhadap
pH < 5.
- Nutrien (hara), berpengaruh terhadap pertumbuhan
m.o, sebab didalam proses sintesa protein (enzim), m.o dapat terpengaruh
oleh kondisi tersedianya nutrien. Terjadinya perubahan nutrien dapat
menyebabkan perubahan komponen sel (RNA), protein dan kecepatan tumbuh
(medium kaya, medium miskin). Bahan organik dan unsur hara esensial
merupakan bahan yang diperlukan didalam proses metabolisme m.o tanah.
Kecepatan m.o tanah dalam menggunakan bahan organik jika kondisi
lingkungan sesuai maka dengan naiknya kadar bahan organik di dalam tanah
makin besar pula kecepatan dekomposisinya.
Disamping
sifat fisik dan kimia tanah, faktor biologi juga mempengaruhi pertumbuhan m.o,
seperti interaksi antara m.o dan pengaruh tumbuhan tingkat tinggi.
Interaksi
antara mikroorganisme
- Netralisme: tidak terpengaruh satu dengan yang
lain. Ex. Lactobacillus dan Streptococcus.
- Kompetisi : 2 populasi saling berkompetisi untuk
memperoleh sumber makanan yang serupa dalam wadah yang sama. Contohnya :
Kompetisi antara inokulum Rhizobium dengan strain Rhizobium yang terdapat
di dalam tanah.
- Mutualisme: 2 populasi yang saling mempengaruhi
dan menguntungkan satu dengan yang lain. Jika hidup terpisah keduanya
kurang dapat atau tidak dapat mempertahankan diri. Contohnya: Simbiosis antara bakteri penambat N
dengan bakteri fotosintetik (Lactobacillus arabinosus dan Streptococcus
faecalis). Simbiosis antara jamur dan ganggang yang disebut Lichenes.
Rhizobium dengan leguminose.
- Komensalisme: Interaksi yang positif bagi salah
satu populasi, dimana satu spesies mendapat keuntungan sedangkan spesies
lain tidak dirugikan. Spesies yang untung disebut komensal, spesies
yang memberi keuntungan disebut hospes (inang). Komensal tidak
dapat hidup tanpa hospes. Contohnya : Chlorella dapat mendukung
pertumbuhan Pseudomonas. Saccharomyces dengan Acetobacter, dimana
Saccharomyces menghasilkan alkohol yang mutlak bagi Acetobacter.
- Amensalisme (antagonisme): Interaksi dimana salah
satu populasi terhambat sedangkan populasi lain dalam asosiasi tersebut
tidak terpengaruh. Contohnya. Antibiotik yang dihasilkan oleh suatu kultur
menghambat kultur lain. Streptococcus lactis yang menghasilkan asam susu
akan menghambat pertumbuhan Bacillus subtilis. Spesies yang terhambat
pertumbuhannya disebut amensal dan yang menghambat disebut antagonis.
- Sinergisme: 2 spesies hidup bersama dan saling
menguntungkan. Contohnya : Ragi untuk membuat tape yang terdiri atas
beberapa spesies (Aspergillus, Saccharomyces Candida, Hansenula,
Acetobacter). Masing-masing spesies mempunyai kegiatan sendiri sehingga
amilun berubah menjadi gula, menjadi asam organik, alkohol dll.
- Parasitisme: Hanya menguntungkan satu pihak. Contohnya:
Virus yang merupakan parasit pada bakteri. Virus tidak dapat hidup diluar
bakteri atau sel hidup lain.
- Predatorisme: Pemangsa. Contohnya : Amuba
merupakan pemangsa (predator) bakteri. Predator tidak dapat hidup tanpa
mangsa.
Meskipun
demikian, bentuk hubungan seperti di atas sering tidak jelas, sebab ada bentuk
hubungan satu yang merupakan suatu fase untuk berubah menjadi bentuk hubungan
yang lain. Contohnya : Mutualisme pada lichenes dapat berubah menjadi
parasitisme.
Pengaruh
tumbuhan tingkat tinggi
Lingkungan
hidup di daerah sistem akar yang disebut rhizosfer, pada daerah ini kegiatan
biolgi paling aktif. M.o tidak hanya tumbuh baik pada rhizosfir tetapi
juga pada permukaan akar dan bagian tanah yang melekat pada permukaan akar
(rhizoplane)
Tampaknya
akar tanaman sangat mempengaruhi kegiatan bakteri dibandingkan fungi. Bakteri
gram negatif sangat dipengaruhi oleh perakaran. Bakteri gram positif menurun
jumlahnya didaerah perakaran. Pengaruh perakaran terhadap fungi bersifat
selektif. Contohnya: tumbuhan pisang
menghambat pertumbuhan miselium dan spora dari Fusarium oxysporum. Mikroorganisme
di daerah perakaran terjamin hidupnya karena eksudat yang dihasilkan oleh akar
tanaman Contohnya: Asam amino, asam
organik (asetat, laktat, butirat, fumarat, glikolat dll), karbohidrat
(arabinosa, fruktosa, galaktosa, maltosa dll), faktor tumbuh (biotin, inositol,
nikotinat dll), ensim (amilase, fosfatase, dan protease) dan senyawa lain
termasuk sisa-sisa akar yang mati. Contohnya Kapas menghasilkan inositol,
Jagung menghasilkan fosfatase dan protease. Bahan-bahan tersebut berfungsi
sebagai sumber energi, karbon, nitrogen dan faktor tumbuh bagi m.o tanah.
Perlu
diketahui pula bahwa akar tanaman tertentu dapat pula menghasilkan agensia
penghambat pertumbuhan m.o (Contohnya: Penghambat kegiatan bakteri
nitrifikasi). Mikroorganisme di daerah rhizosfer dapat juga mempengaruhi
pertumbuhan tanaman baik maupun pembentukan CO2 dan asam
organik dan anorganik di daerah perakaran oleh m.o dapat berfungsi melarutkan
nutrien anorganik bagi tanaman. Namun kompetisi akan O2 oleh m.o
aerob dan juga pembentukan CO2 dapat mempengaruhi petumbuhan akar
sehingga mengakibatkan kecepatan pengambilan nutrien dan air terhambat.
Beberapa m.o dapat memperbaiki ketersediaan fosfat
bagi tanaman, yaitu dengan melarutkan senyawa yang mengandung fosfat (
Pseudomonas putida, Bacillus megatherium) yang melepaskan orthofosfat dari
P-organik atau anorganik.
Asimilasi Mn, Fe, Zn dan K oleh tumbuhan juga menjadi
lebih baik dengan adanya pertumbuhan bakteri heterotrof. Beberapa bakteri
melakukan asosiasi simbiotik dengan tumbuhan (contohnya Bakteri bintil akar
“Rhizobium”).
Pelarutan P oleh m.o karena adanya asam-asam yang
dihasilkan (contohnya asam α-ketoglukonat oleh bakteri dan asam sitrat
dan oksalat oleh fungi).
Peranan mikroorganisme dalam
pengelolaan tanah
Produktivitas
tanaman sangat erat kaitannya dengan kemampuan tanaman dalam menyerap air dan
unsur hara secara efisien dari tanah. Kegiatan akar ditentukan oleh suatu
kumpulan proses biologi terpadu. Oleh karena itu pendekatan bioteknologi yang
memanfaatkan m.o merupakan pendekatan baru dalam mengatasi berbagai
masalah yang tidak dapat dipecahkan secara efisien dengan menggunakan teknologi
yang ada saat ini.
Pemanfaatan
m.o menawarkan teknik-teknik yang memungkinkan untuk memantapkan agregat tanah,
meningkatkan serapan unsur hara, mengendalikan patogen dalam tanah dan
mempercepat pelapukan limbah organik padat tanpa menimbulkan pencemaran
terhadap lingkungan.
Mikroorganisme pemantap agregat
Stabilitas
agregat pada umumnya meningkat dengan makin banyaknya jumlah m.o
(Lynch,1987). Hal ini dapat dilihat dari penambahan jumlah bakteri (Azotobacter
chroococcum dan Pseudomonas sp.) dan ragi (Lypomyces starkeyi)
yang ternyata meningkatkan stabilitas agregat terhadap kekuatan
air. Sebaliknya tanah yang ditambah jenis jamur (Mucor hiemalis)
menunjukkan hasil yang berbeda.
Pada
jumlah penambahan yang sama, jamur justru menurungkan stabilitas agregat.
Mekanisme ini belum jelas namun suatu hipotesis yang diajukan untuk menerangkan
hal tersebut. Pada kondisi alamiah suatu populasi m.o mengikat pertikel
tanah, peningkatan jumlah m.o mendorong terbentuknya perekatan (cementation)
petikel tersebut. Dengan adanya jamur perekatan ini tidak terjadi, karena
hifa jamur akan menghalangi kontak antara partikel tanah dengan bakteri
disekelilingnya. Namun dalam kondisi yang lain, hifa jamur dapat
melindungi agregat primer yang dibentuk oleh perekatan bakteri untuk membentuk
agregat sekunder. Di alam,bahan perekat yang dijumpai jarang yang berupa
m.o saja, tetapi umumnya berkombinasi dengan ikatan asam organik (Hillel,
1982).
Mikroorganisme pendorong serapan hara
Pemanfaatan
m.o tanah untuk meningkatkan efisiensi serapan hara oleh akar tanaman pada
umumnya melalui peningkatan kelarutan unsur hara yang dibutuhkan tanaman baik
yang berasal dari pupuk maupun yang berasal dari mineral tanah dan atau
peningkatan kemampuan akar menyerap hara. Hal ini berkaitan dengan
bakteri pelarut hara dan yang berkaitan dengan jamur mikoriza.
Pseudomonas sp.
dan Bacillus sp. adalah jenis bakteri yang mampu meningkatkan kelarutan
fosfat dalam tanah. Namun menurut Lynch (1983) jenis yang pertama mampu
mengakumulasi nitrit, sehingga dapat meracuni tanaman. Pseudomonas
fluorescens-putida mampu membentuk koloni di rhizosfer dengan cepat
sehingga dapat meningkatkan hasil kentang, bit gula dan lobak sebanyak 144
%. Pada tanaman kedelai kombinasi antara Pseudomonas putida dan Azospirillum
sp. meningkatkan serapan N dan P. Pemberian bakteri pelarut fosfat juga
meningkatkan laju pertumbuhan bibit lamtoro, meningkatkan ketersediaan fosfat
pada tanah ber pH tinggi >7 dan kadar P tanah tersedia tinggi (95 ppm).
Bacillus sp.
mampu meningkatkan serapan P tanaman pinus 1,5 kali pada tanah yang tidak
dipupuk dan > 8 kali lipat pada tanah yang dipupuk dengan trikalsium
fosfat. Mikroorganisme tertentu juga dapat meningkatkan kelarutan sulfat,
mangan, besi dan silikat. Jenis bakteri yang terlibat dalam pelarutan
masing-masing unsur dapat dilihat pada Tabel 2.
Jamur
mikoriza, mampu memperbaiki nutrisi tanaman seperti P dan
unsur mikro Zn, Cu, dan Fe. Hal ini terjadi melalui percepatan
pertumbuhan akar dengan adanya simbiosis jamur tersebut. Namun demikian
pada kenyataannya, masih
Tabel 2. Beberapa jenis bakteri yang
berperan penting dalam proses pelepasan unsur hara dalam tanah.
Unsur hara
|
Reaksi
|
Jenis bakteri
|
Mn
Fe
S
Si
|
Oksidasi
Oksidasi
Reduksi
Oksidasi
Alterasi
|
Corynebacterium
sp.
Pseudomonas sp.
Citrobacter
freundii
Leptospirillum
sp
Thiobacillus
ferroxidans
Desulfovibrio
desulfuricans
T.
ferroxidans
Sulfolobus
spp
Arthrobacter
Bacillus
Nocardia
Pseudomonas
sp.
|
Sulit
mengembangkan jamur mikoriza VA dalam biakan, sehingga sebagian besar aspek genetiknya
belum dapat diketahui. Jamur mikoriza sangat peka terhadap pH tanah,
sehingga pemanfaatannya secara efektif perlu disertai pengapuran. Serapan
P bibit tanaman kakao dan kelapa sawit meningkat dengan adanya jamur mikoriza
VA.
BAB III
PENUTUP
Mikroorganisme yang hidup dalam tanah berperan peting dalam prubahan –
perunahan dalam tanah, salah satunya perubahan bahan organik menjadi bahan
substansi yang menyediakan nitrien bagi pohon – pohon dan tumbuhan yang
terdapat dalam hutan. Tanpa mikroorganisme maka kehidupan dibumi lambat laun
akan lambat. Mikroorganisme yang berperan dalam merubah bahan organik menjadi
substansi itu adalah bakteri, cendawan, alge, protozoa dan virus.
Air
mempengaruhi aktivitas m.o sebab air merupakan komponen utama dari
protoplasma. Air yang berlebih akan membatasi pertukaran gas sehingga
menurunkan suplay O2, lingkungan akan menjadi anaerob. pH,
mempengaruhi tidak saja aktivitas m.o tetapi juga keragaman spesiesnya.
Aktivitas enzim mikroba tergantung kepada ion H+, oleh karena itu pH
tanah mempengaruhinya. M.o tumbuh optimum pada kisaran pH 6 – 8. Meskipun
demikian m.o juga masih dapat tumbuh dengan baik diluar kisaran pH tersebut.
Fungi umumnya lebih tahan terhadap pH masam, bakteri belerang dapat tumbuh pada
pH 0 – 1, sebaliknya Actinomycetes sangat peka terhadap pH < 5.
Nutrien
(hara), berpengaruh terhadap pertumbuhan m.o, sebab didalam proses sintesa
protein (enzim), m.o dapat terpengaruh oleh kondisi tersedianya nutrien.
Terjadinya perubahan nutrien dapat menyebabkan perubahan komponen sel (RNA),
protein dan kecepatan tumbuh (medium kaya, medium miskin).
DAFTAR PUSTAKA
Irwanto. 2006. Model Kawasan
Hutan. UGM. Yogyakarta.
Notohadiprawiro. 1998. Tanah dan Lingkungan. Direktorat Jendral
Pendidikan. Jakarta
Sumarsih, S. 2003. Mikrobiologi
Dasar. Fakultas Pertanian UPN Veteran Yogyakarta.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar