BIOLOGI DAN KESEHATAN TANAH: Biota Penambat Nitrogen

Aspek Mikrobiologis Pengelolaan Nitrogen

Tuntutan untuk meningkatkan produksi pertanian yang semakin tinggi dan semakin menyusutnya lahan pertanian yang subur terkait pengolahan tanah, pemupukan dan tata air sebagai bagian dari sistem pengelolaan lahan harus dilakukan dengan hati-hati dan dalam pengelolaan hara, khususnya nitrogen (N), potensi biologi perlu mendapatkan perhatian yang lebih, baik sebagai sumber N (penambat N₂ udara) maupun dalam menghambat kehilangan N dari lingkungan.

Biota Penambat N (Non-Simbiotik)

Mikroba-mikroba tanah banyak yang berperan di dalam penyediaan maupun penyerapan unsur hara bagi tanaman. Tiga unsur hara penting tanaman, yaitu Nitrogen (N), Fosfor (P), dan Kalium (K) seluruhnya melibatkan aktivitas mikroba. Hara N tersedia melimpah di udara. Kurang lebih 74% kandungan udara adalah N. Namun, N udara tidak dapat langsung dimanfaatkan tanaman. N harus ditambat atau difiksasi oleh mikroba dan diubah bentuknya menjadi tersedia bagi tanaman. Mikroba penambat N ada yang bersimbiosis dan ada pula yang hidup bebas. Mikroba penambat N simbiotik antara lain : Rhizobium sp yang hidup di dalam bintil akar tanaman kacang-kacangan (leguminose). Mikroba penambat N non-simbiotik misalnya: Azospirillum sp dan Azotobacter sp. Mikroba penambat N simbiotik hanya bisa digunakan untuk tanaman leguminose saja, sedangkan mikroba penambat N non-simbiotik dapat digunakan untuk semua jenis tanaman.

Mikrobia penambat nitrogen

Sumber utama N berasal dari gas N2 dari atmosfir. Kadar gas nitrogen di atmosfir bumi sekitar 79%. Walaupun jumlahnya sangat besar tetapi belum dapat dimanfaatkan oleh tanaman tingkat tinggi, kecuali menjadi bentuk yang tersedia. Proses perubahan tersebut (1). Penambatan oleh mikrobia dan jasad renik lain, ada yang hidup simbiotis dengan tanaman-tanaman legum (kacang-kacangan) maupun tanaman non legum, (2). Penambatan oleh jasad-jasad renik yang hidup bebas di dalam tanah atau yang hidup pada permukaan organ tanaman seperti daun, dan (3). Penambatan sebagai oksida karena terjadi pelepasan muatan listrik di atmosfir.

Selama berabad-abad penggunaan legum (kacang-kacangan) dalam pergiliran tanaman serta penggunaan pupuk kandang merupakan cara-cara yang penting dalam penyediaan nitrogen tambahan pada tanaman non legum. Meskipun masih merupakan sumber nitrogen yang besar sumbangannya bagi pertumbuhan tanaman, selama beberapa dekade sekarang ini sumber nitrogen kacang-kacangan dan pupuk kandang makin hari makin menurun peranannya. Jumlah nitrogen yang ditambat oleh rhizobia sangat bervariasi tergantung strain, tanaman inang serta lingkungannya termasuk ketersediaan unsur hara yang diperlukan.

Banyak genus rhizobia yang hanya dapat hidup menumpang pada tanaman inang tertentu (spesifik). Sebagai contoh bakteri yang bersimbiosis dengan kedelai (soybean) umumnya tidak dapat bersimbiosis dengna tanaman alfalfa (medicago). Agar kemampuan menambat nitrogen tinggi maka tanaman inang harus dinokulasi dengan inokulan yang sesuai. Penambatan oleh rhizobia maksimum bila ketersediaan hara nitrogen dalam keadaan minimum. Dianjurkan untuk memberikan sedikit pupuk nitrogen sebagai starter, agar bibit muda memiliki kecukupan N sebelum rhizobia menetap dengan baik pada akarnya. Sebaliknya pemupukan nitrogen dengan jumlah besar (terus menerus) akan memperkecil kegiatan rhizobia sehingga kurang efektif.

Bakteri Penambat Nitrogen

Tipe/Sifat                                         Jenis Mikroorganisme

·         Asimbiotik/Asosiasi:

Bakteri Aerobik                                Azotobacter, Beijerinckia

Bakteri Mikroaerofilik                      Azospirillum, Thiobacillus, Spirillum

Bakteri Fakultatif                             Bacillus, Escherichia, Pseudomonas

Bakteri Anaerobik                            Clostridium, Desulfovibrio

Blue Green                                        Nostoc, Anabaena, Rhodospirillum

Algae/fotosintetik

·         Simbiotik:

Bakteri                                              Rhizobium-Legum

Blue Green Algae                             Anabaena azollae-Azolla

Penambat Nitrogen non-simbiotik:

-Azotobacter, hidup di rhizosfer tanaman di lahan kering

-Clostridium, hidup di tanah tergenang/ tanah sawah

-Azospirillum, hidup di permukaan / dalam akar

-Cyanobacteria, BGA, hidup di tanah tergenang /tanah sawah

Penambat Nitrogen simbiotik:

-Rhizobium- hidup dalam bintil akar leguminosae

-Anabaena azollae-hidup dalam daun Azolla pinnata