PENGARUH BAKTERI PADA PERTUMBUHAN TANAMAN

Bakteri Sebagai Pengurai

Bakteri saprofit menguraikan tumbuhan atau hewan yang mati, serta sisa-sisa atau kotoran organisme. Bakteri tersebut menguraikan protein, karbohidrat dan senyawa organik lain menjadi CO₂, gas amoniak, dan senyawa-senyawa lain yang lebih sederhana. Oleh karena itu keberadaan bakteri ini sangat berperan dalam mineralisasi di alam dan dengan cara ini bakteri membersihkan dunia dari sampah-sampah organic.

 

Bakteri nitrifikasi

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.

·        Oksidasi senyawa nitrit menjadi nitrat oleh bakteri nitrat. Prosesnya dinamakan 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. N amat penting bagi tanaman karena perannya dalam pembentukan protein. Namun demikian N mudah hilang oleh pencucian, penguapan dll.

Nitgogen banyak dijumpai diatmosfir (± 78%) dari jumlah gas yang ada, namun demikian N atmosfir tidak dapat digunakan langsung oleh sebagian besar tanaman. Mikroba tertentu mampu menambat N gas dan mengubahnya ke dalam senyawa amonium yang akan tersedia bagi tanaman. Mikroba tersebut adalah bakteri bintil akar yang bersimbiose dengan tanaman pepolongan dan bakteri yang hidup bebas seperti Azotobacter, Beijerinckia, Clostridium, Nocardia, Pseudomonas, Rhodospirillum, ganggang hijau biru dll.  Tidak semua m.o tersebut berhasil dibuktikan kemampuannya menambat N, namun telah diketahui bahwa m.o tersebut dapat hidup pada media yang kurang N nya.

Azotobacter adalah bakteri penambat N yang hidup bebas, banyak dijumpai di daerah rizosfer (dalam tanah 20 – 8000 sel/g), pada pH tanah antara 5,9 – 8,4 (tidak jumpai jika pH masam). Pada tanah dimana Azotobacter tidak ditemukan, maka bakteri penambat N yang hidup bebas lainnya dapat dijumpai (ex. Beijerinckia) yang tumbuh aerob pada tanah tropik masam.  Clostridium tumbuh secara anaerob pada kisaran pH antara Azotobacter dengan Beijerinckia.  Pseudomonas spp adalah bakteri penambat N untuk tanah masam.

Azotobacter mendapat banyak perhatian karena dapat diintroduksi masuk ke dalam tanah guna meningkatkan produksi tanaman. Para pakar Rusia melaporkan adanya kenaikan produksi serealia, tembakau dan kapas sebesar 20 % pada tanah yang diinokulasi dengan Azotobacter. Ada 3 spesies yang Azotobacter yang terkenal yaitu A. Chroococcum, A. Vinelandii, dan A. Agite.   Azotobacter adalah organisme penambat N yang hidup bebas yang paling efisien, ia mengoksidasi 1 g gula untuk menambat 5 – 20 mg N. Bakteri ini hanya bertahan di daerah rizosfer dan tidak di daerah bebas akar.  Jumlah inokulan yang diperlukan agar diperoleh hasil yang baik adalah 10⁴ sel bakteri perbiji.  Perlakuan biji dengan Azotobacter dimungkinkan karena ia mampu bermigrasi sepanjang pertumbuhan akar.  Migrasi dan perbanyakannya berlangsung karena stimulasi eksudat akar muda seperti berbagai gula.  Sel – sel bakteri ini tidak memperbanyak diri pada bagian akar yang dewasa.

Inokulasi Azotobacter pada tanaman dimaksudkan untuk meningkatkan produksi, laju pekecambahan, pertumbuhan akar dan perkembangan tanaman (ex. pada tanaman tomat). Pengaruh peningkatan produksi tersebut terjadi akibat Azotobacter dapat menambat N, dapat menghasilkan pemacu tumbuh, dan dapat menghambat patogen tanaman.

Ganggang hijau biru, tumbuh subur pada lapisan permukaan tanah yang cukup cahaya. Ganggang sangat penting untuk padi sawah karena dapat menambat N sebanyak 13 – 70 kg N/ha/th. Dilaporkan oleh Watanabe (1960), padi yang diinokulasi dengan ganggang hijau biru akan memperoleh N 20% lebih banyak dari pada yang tidak diinokulasi.

Rhizobium yang diinokulasikan pada kedelai menaikkan hasil biji sebesar 31% (Norman, 1943), sedangkan Lynch dan Sears ( 1952) menemukan bahwa 89 dari 108 buah unit percobaan kedelai yang menunjukkan bahwa inokulasi meningkatkan hasil produksi.  Umumnya tanah yang tidak mengandung rhizobia memerlukan pre-inokulasi untuk mendapatkan produksi yang tinggi pada tahun-tahun pertama setelah penanaman, sedangkan pada tanah yang secara alami mengandung rhizobia yang efektif, pre-inokulasi hanyalah suatu usaha untuk mengatasi kegagalan produksi.  Tidak semua legum yang berbintil menambat N dengan kadar yang sama. Clover putih dan lucerna yang merupakan pepolongan yang paling efisien dalam nemambat N.

Bakteri Mengikat Oksigen

Bakteri nitrogen adalah bakteri yang mampu mengikat nitrogen bebas dari udara dan mengubahnya menjadi suatu senyawa yang dapat diserap oleh tumbuhan. Karena 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. Bakteri nitrogen yang hidup bersimbiosis dengan tanaman polong-polongan yaitu Rhizobium leguminosarum, yang hidup dalam akar membentuk nodul atau bintil-bintil akar. 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.

Effect of Bacteria on Plants

Bacteria As Decomposers

Saprophyte bacteria outlines of dead plants or animals, as well as the remains of organisms or dirt. The bacteria elaborate proteins, carbohydrates and other organic compounds into CO2, ammonia gas, and other compounds are more modest. Therefore, the presence of these bacteria is important in mineralization in nature and in this way the bacteria clean the world of organic waste.

Nitrifying bacteria

Nitrifying bacteria are certain bacteria that can develop from ammonia nitrate compounds that occur in aerobes in the soil. Nitrification consists of two phases:
• Oxidation of ammonia to nitrite by bacterial nitrite. This process is called nitritasi.
• Oxidation of compounds nitrite to nitrate by bacteria of nitrate. The process is called nitratasi.

In agriculture, nitrification is very beneficial because it produces compounds needed by plants is nitrate. But instead in the water provided for drinking water, excessive nitrate is not good because it will cause the growth of algae in surface water became abundant. N is very important for plants because of its role in the formation of proteins. However, N is easily lost by leaching, evaporation, etc..

Nitgogen many found diatmosfir (± 78%) of the amount of gas there, however, atmospheric N can not be used directly by most plants. Certain microbes can tie up N gas and transform it into ammonium compound that will be available to plants. Microbes are bacteria root nodule symbiosis with plants pepolongan and free-living bacteria such as Azotobacter, Beijerinckia, Clostridium, Nocardia, Pseudomonas, Rhodospirillum, blue green algae, etc.. Not all these mo successfully proven its ability to tie up the N, but has been known that mo can live on less N media.

Azotobacter is a bacterium that lives fastening N-free, many are found in the rhizosphere (the soil 20-8000 cells / g), on soil pH between 5.9 to 8.4 (not met if the pH is acidic). In the land where the Azotobacter was not found, then the bacteria fastening other free-living N can be found (ex. Beijerinckia) which grow aerobic in acidic tropical soil. Anaerobic Clostridium grow in a pH range between Azotobacter with Beijerinckia. Pseudomonas spp are bacteria fastening N to acid soils.

Azotobacter received much attention because it can be introduced into the soil to increase crop production. Russian experts report significant increases in cereal production, tobacco and cotton by 20% in soil inoculated with Azotobacter. There are 3 famous Azotobacter species namely A. Chroococcum, A. Vinelandii, and A. Agite. Azotobacter is a living organism N-free fastening of the most efficient, he oxidize 1 g of sugar to make fast 5-20 mg N. These bacteria survive only in areas not in the rhizosphere and root free zone. The number of inoculant required to obtain a good result was 104 perbiji bacterial cell. Treatment of seeds with Azotobacter possible because he is able to migrate along the root growth. Migration and many stimulation lasted for young root exudates such as various sugars. Cells - the cells of these bacteria do not reproduce themselves at the root of the adult.

Azotobacter inoculation on plant intended to increase production, pekecambahan rate, root growth and development of plants (ex. on tomato plants.) Effect of increase in production occurred as a result Azotobacter can tie up N, can result in hyper growth, and can inhibit plant pathogens.

Blue green algae, thrive on the soil surface layer is quite light. Algae are very important for rice because it can tie up N as much as 13-70 kg N / ha / yr. Reported by Watanabe (1960), rice is inoculated with blue green algae will obtain N 20% more than those not inoculated.
Rhizobium of the inoculation on soybean seed yield increase of 31% (Norman, 1943), while Lynch and Sears (1952) found that 89 of 108 experimental units soybean fruits indicated that inoculation increased production output. Generally, land that does not contain rhizobia require pre-inoculation to obtain high production in the first years after planting, while in the soil that naturally contains rhizobia effective, pre-inoculation is an attempt to overcome the failure of production. Not all legumes that berbintil tie up N with the same content. White Clover and lucerna which is the most efficient pepolongan nemambat N.

Bacteria Oxygen Binding 

Nitrogen bacteria are bacteria that can bind free nitrogen from the air and turn it into a compound that can be absorbed by plants. Because of its ability to bind nitrogen in the air, these bacteria affect the economic value of agricultural land. This group of bacteria that live there freely and symbiosis. Nitrogen free-living bacteria is Azotobacter chroococcum, Clostridium pasteurianum, and Rhodospirillum rubrum. Bacteria that live symbiotic nitrogen plant legumes namely Rhizobium leguminosarum, which live in root nodules or nodule-forming nodules. Rhizobium symbiosis with plants that are widely used as green manure such as Crotalaria, Tephrosia, and Indigofera. The roots of leguminous plants that provide carbohydrates and other compounds to the bacteria through its ability to bind nitrogen to the roots. If the bacteria are separated from their host (root), then the nitrogen can not bind at all or only very little to bind nitrogen. Rash roots release organic nitrogen compounds into the soil where plant life pod. Thus an additional nitrogen can increase soil fertility.