HUBUNGAN MIKROORGANISME DENGAN TANAMAN

I.            PENDAHULUAN

Mikroorganisme adalah organisme uniseluler berukuran  sangat kecil, (< 1 mm) sehingga untuk mengamatinya diperlukan alat bantu penglihatan (Kusnadi, et al., 2003). Faktor fisiko kimia lingkungan, termasuk salinitas  mempengaruhi keberadaan mikroorganisme dimana suatu mikroorganisme memiliki kemampuan beradaptasi yang tinggi terhadap lingkungannya dalam melangsungkan aktivitas kehidupan meliputi pertumbuhan, menghasilkan energi dan bereproduksi (Darkuni, 2001).

Mikroorganisme meliputi bakteri, yeast, kapang, jamur, prokariota, protista dan alga uniseluler (Brock et al., 1994). Salah satu habitat mikroorganisme adalah akar tanaman (rhizosfer) (Brock et al., 1994). Rhizosfer kaya akan eksudat yang dikeluarkan oleh tanaman melalui proses sekresi akar. Kandungan eksudat antara lain adalah karbohidrat, asam amino, asam organik, enzim dan senyawa-senyawa lain (Hoagland et al., 1985; Cheema  et al., 2008). Mikroorganisme memanfaatkan eksudat melalui proses dekomposisi. Dekomposisi eksudat oleh mikroorganisme menghasilkan energi dan senyawa prekursor. Senyawa prekursor ini dapat dimanfaatkan oleh mikroorganisme dan tanaman. Oleh karena itu, keberadaan mikroorganisme menjadi salah satu parameter produktivitas tanah (Kartasapoetra et al., 1991). Tanah yang berada dalam kondisi normal mengandung berbagai jenis mikroorganisme (Schlegel dan Schmidt, 1994). 

Mikroorganisme memiliki peranan penting dalam kehidupan (Darkuni, 2001). Menurut Schlegel dan Schmidt  (1994), mikroorganisme berperan dalam proses fermentasi, misalnya  Aspergillus niger, penghasil antibiotik, vektor dalam genetika modern dan peningkat kesuburan tanah melalui fiksasi nitrogen. Contoh bakteri pemfiksasi nitrogen adalah Azetobacter, Clostridium, Rhodospirillum, Nitrosomonas  dan Nitrosococcus (Dwidjoseputro, 2005). Selain itu, mikroorganisme juga berperan sebagai dekomposer yang mendekomposisi bahan organik menjadi materi inorganik sehingga dapat mengurangi kuantitas sampah, menyuburkan tanah dan menjadi sumber nutrisi bagi tumbuhan (Rao, 1994). 

II.          PEMBAHASAN

Tanaman sangat dipengaruhi oleh kesuburan tanah, dan kesuburan tanah tidak hanya bergantung pada komposisi kimiawinya melainkan juga pada ciri alami mikroorganisme yang menghuninya. Cabang ilmu yang mempelajari kehidupan dan kegiatan organisme tersebut dalam tanah disebut Mikrobiologi Tanah.  Mikroorganisme yang menghuni tanah dapat dikelompokkan menjadi : bakteri, actinomycetes, jamur, alga, dan protozoa.

1.     Bakteri

Bakteri adalah kelompok mikroorganisme dalam tanah yang paling dominan dan mungkin meliputi separuh dari biomasa mikroba dalam tanah.

Macam-macam bakteri :

·       Bakteri Heterotrof : bakteri saprofit dan bakteri parasit.

Bakteri methanobacterium omelanski adalah bakteri saprofit yang biasa hidup pada lumpur, yang berperan aktif dalam mengubah merkuri anorganik menjadi merkuri organik. Bakteri ini berfungi melarutkan logam berat.

Bakteri pseudomonas cattleyeae adalah bakteri parasit yang hidup pada tanaman anggrek.

·       Bakteri Autrotrof : bakteri kemoautrotrof dan bakteri fotoautrotrof

Bakteri metanogenik merupakan bakteri kemoautrotrof yang hidup di rawa. Dalam metabolismenya bakteri ini menghasilkan metana dari karbondioksidan dan hidrogen.

Bakteri Nitrosomonas merupakan bakteri fotoautrotrof aerob yang mengambil udara dan oksigen bebas dan memiliki kemampuan untuk memecah gula.

Berdasarkan ada atau tidaknya oksigen, bakteri dibedakan menjadi :

·       Bakteri aerobik : bakteri yang dapat berkembang dengan kondisi beroksigen. Contoh : Nitrosomonas

·       Bakteri anaerobik : bakteri yang dapat berkembang dengan kondisi tidak beroksigen. Contoh : Lactobacillus bulgaricus,Clostridium tetani

·       Bakteri anaerobik fakultatif : bakterinyang dapat berkembang dengan kondisi beroksigen tetapi mampu melakukan fermentasi tanpa adanya oksigen. Contoh : Staphylococci, Corynebacterium, Listeria

Berikut ini adalah macam-macam bakteri yang berhubungan dalam pertumbuhan tanaman :

1)     Rhizobium
Fungsi  rhizobium untuk pertanian  dan  perkebunan adalah untukmenyuburkan tanah. Bakteri  Rhizobium bisa mengikat Nitrogen dari udara. Contohnya adalah Rhizobium leguminosarum yang hidup bersimbiosis dengan akar tanaman kacang-kacangan.

2)     Azospirillum
Bakteri ini memiliki kemampuan menambah N₂ dan menghasilkan fitohormon. Fitohormon adalah hormon tumbuhan yang berupa senyawa organik yang dibuat pada suatu bagian tanaman dan kemudian diangkut ke bagian lain, yang dengan konsentrasi rendah menyebabkan suatu dampak fisiologis. Fitohormon yang dihasilkan berupa auksin, giberelin, sitokinin dan etilen.

3)     Azotobacter

Bakteri dari famili Azotobacteraceae merupakan sebagian besar dari bakteri pemfiksasi nitrogen yang hidup bebas. Bakteri Azotobacteryang diinokulasi dari tanah atau biji dengan Azotobacter efektif meningkatkan hasil tanaman budidaya pada tanah yang dipupuk dengan kandungan bahan organik yang cukup.Sifat Azotobacter ini dapat menjelaskan pengaruh menguntungkan yang dapat diamati pada bakteri ini dalam meningkatkan tingkat perkecambahan biji, pertumbuhan tanaman, tegakan tanaman, dan pertumbuhan vegetatif.

4)     Nitromonas dan Nitrosococcus

Nitromonas dan Nitrosococcus (bakteri nitrit) yang mengoksidasi senyawa amonia menjadi ion nitrit, dapat menyuburkan tanah.

5)     Nitrobacter

Nitrobacter (bakteri nitrat)  dapat mengubah Nitrit (NO₂) yang bersifat racun pada tanaman menjadi nitrat yang dibutuhkan oleh akar tanaman

6)     Clostridium pasteurianum

Clostridium pasteurianum, jenis bakteri yang mampu memfiksasi N2 (nitrogen bebas dari udara) di atmosfer ke dalam tanah, yang kemudian N2 ini akan dimanfaatkan oleh tumbuhan dalam pembentukan protein.

7)     Rhodospirillium rubrum

Rhodospirillium rubrum, bakteri yang mampu memfiksasi N2 di atmosfer ke dalam tanah, yang kemudian akan dimanfaatkan oleh tumbuhan.

2.     Actinomycetes.

Actinobacteria atau Actinomycetes adalah organisme tanah yang memiliki sifat-sifat yang umum dimiliki oleh bakteri dan jamur tetapi juga memiliki ciri khas yang cukup berbeda yang membatasinya menjadi satu kelompok yang jelas berbeda. Bakteri ini pernah diklasifikasi sebagai fungi (jamur, Mycota) karena ada anggotanya yang membentuk berkas-berkas mirip hifa serta menghasilkan  antibiotik. Ketika diketahui memiliki sejumlah ciri bakteri (ukurannya kecil dan dapat diserang virus bakteriofag), kelompok ini pernah dianggap bukan fungi maupun bakteri. Baru setelah pengujian DNA dimungkinkan, kelompok ini diketahui sebagai bakteri.

Kebanyakan Actinobacteria ditemukan di tanah. Sebagian yang lain tinggal di dalam tumbuhan dan hewan, termasuk beberapa patogen seperti Mycobacterium.

Mereka memainkan peranan yang penting dalam dekomposisi materi  organik  seperti  selulosa  dan kitin. Aktivitas ini menambah cadangan hara di dalam tanah dan merupakan bagian penting dari pembentukan humus. Kemampuan Actinobacteria untuk hidup di lingkungan bernutrisi rendah dan untuk mengonsumsi lognoselulosa (lignin dan selulosa, zat-zat penyusun kayu, biasanya sukar dicerna kebanyakan bakteri tanah) menyebabkan Actinobacteria mendominasi kawasan bebatuan karst. Pemberian pupuk kandang yang kaya selulosa akan meningkatkan populasi Aktinobakteri di tanah. Pemupukan amonium atau nitrat yang terus-menerus menekan populasi karena Aktinobakteri tidak suka pH di bawah 6; sebaliknya, pengapuran untuk menaikkan pH juga menaikkan populasinya.

Anggota Actinobacteria kebanyakan aerob, tapi beberapa, seperti  Actinomyces israelii, dapat tumbuh dalam kondisi anaerob. Tidak seperti Firmicutes, kelompok utama lain bakteria Gram positif, Actinobacteria memiliki DNA dengan GC-content yang tinggi dan beberapa jenis Actinobacteria memproduksi  spora eksternal

Contoh dari Actinobacteria yang berhubungan dalam pertumbuhan tanaman yaitu frankia.

Frankia adalah actinomycetes yang mampu menambat nitrogen dan dapat bersimbiosis dengan tanaman. Jenis-jenis Frankia membentuk simbiosis mutualisme dengan akar tumbuhan sehingga membantu pertumbuhan tanaman.

3.     Jamur.

Jamur atau cendawan adalah tumbuhan yang tidak mempunyai  klorofil sehingga bersifat heterotrof. Jamur ada yang uniseluler dan multiseluler. Tubuhnya terdiri dari benang-benang yang disebut hifa. Hifa dapat membentuk anyaman bercabang-cabang yang disebut miselium. Reproduksi jamur, ada yang dengan cara vegetatif ada juga dengan cara generatif. Jamur menyerap zat organik dari lingkungan melalui hifa dan miseliumnya untuk memperoleh makanannya.  Setelah itu, menyimpannya dalam bentuk glikogen. Jamur merupakan konsumen, maka dari itu jamur bergantung padasubstrat yang menyediakan  karbohidrat,  protein, vitamin, dan senyawa kimia lainnya. Semua zat itu diperoleh dari lingkungannya. Sebagai makhluk heterotrof, jamur dapat bersifat parasit obligat, parasit fakultatif, atau saprofit

Cara hidup jamur lainnya adalah melakukan simbiosis mutualisme. Jamur yang hidup bersimbiosis, selain menyerap makanan dari organisme lain juga menghasilkan zat tertentu yang bermanfaat bagi simbionnya. Simbiosis mutualisme jamur dengan tanaman dapat dilihat pada mikoriza, yaitu jamur yang hidup di akar tanaman kacang-kacangan atau pada liken. Jamur berhabitat pada bermacam-macam lingkungan dan berasosiasi dengan banyak organisme.  

Segala faktor lingkungan yang mempengaruhi penyebaran bakteri dan actinomycetes juga mempengaruhi penyebaran jamur dalam tanah. Kualitas dan kuantitas bahan organik yang ada dalam tanah mempunyai pengaruh langsung terhadap jumlah jamur dalam tanah karena kebanyakan jamur itu nutrisinya heterotrofik. Jamur dominan pada tanah yang asam karena lingkungan asam tidak baik untuk bakteri ataupun actinomycetes sehingga jamur dapat memonopoli pemanfaatan substrat alami dalam tanah. Jamur juga ada dalam tanah yang netral atau bersifat basa dan beberapa dapat tetap hidup dalam pH diatas 9,0. Tanah yang baik untuk ditanami mengandung banyak jamur karena jamur bersifat aerobik dan pada kelembaban tanah yang terlalu tinggi jumlahnya menurun.

Secara umum, jamur diklasifikasikan menjadi:

1.     Phycomycetes, anggota Phycomycetes memiliki miselium yang tidak bersekat dan bersel satu serta memiliki kantung dan berisi spora yang disebut sporangia.

2.     Ascomycetes

3.     Basidiomycetes, dan

4.     Fungi Imperfecti

Beberapa contoh dari jamur yang berhubungan dalam pertumbuhan tanaman yaitu:

1)     Chytrdiomycetes

Chytrdiomycetes merupakan cendawan yang hidup terutama dalam air, beberapa anggota dapat ditemukan di atas tanah. Ukurannya mikroskopik. Dinding sel nampak terdiri dari kitin. Di antaranya banyak yang parasit pada ganggang plankton dan tumbuh-tumbuhan air. Yang mempunyai arti ekonomi sebagai parasit pada tumbuhan kultur dapat disebut Synchytrium endobioticum,  penyebeb tumor kentang, Rhizophidium pollinis  Suatu parasit pada tepung sari pinus merupakan onyek yang disukai untuk demonstrasi.

2)          Oomycetes

Oomycetes adalah kelompok cendawan yang hidup dalam air dan tanah, cendawan-cendawan ini aseksual, yang memperkembangkan diri dengan zoospora, Saprolegnia dan Leptomitus terkenal sebagai cendawan air dan hidup dalam air. Peronosporales telah meningkatke hidup di atas tanah. Cendawan ini parasit obligat yang seluruh perkembangannya berlangsung dalam tumbuh-tumbuhan. Meskipun demikian cendawan-cendawan ini masih membentuk zoospora. Termasuk dalam kelompok cendawan ini parasit-parasit yang apling merugikan: Phytophthora infentans sebagai penyebab pembusukan daun dan umbi kentang, dan Plasmopara viticola penyebeb jamur palsu ranting anggur .

3)      Saproglenia

Saproglenia  tersebar luas dan mudah diisolasi dan dikultivasi. Dengan metode umpan dapat dibuat biak pengkayaan cendawan ini kalau diletakkan seekor lalat mati dengan sayap dan kakinya direntangkan ke bawah di atas permukaan air telaga dalam cawan, maka dalam waktu beberapa hari lalat diliputi oleh hifa dan sporangium. Pembentukan sporangium dan melenyapnya zoospora dapat mudah diikuti dengan mikroskop.

Yang menarik perhatian ialah bahwa Saprolegnia dan genus-genus serumpun dijumpai diplani. Terjadi dua tahap kerumunan secara berturut-turut. Zoospora primer yang dikeluarkan oleh sporangium menjadi kista sesudah tahap berkerumun pertama. Kista-kista ini mengeluarkan zoospora kedua yang sesudah masa berkerumun kedua kembali menjadi kista. Baru kemudian kista ini berkecambah dengan suatu pipa kecambah dan membentuk hifa.

Reproduksi seksual terjadi dengan kontak langsung gametangium dan juga kontak anteridium dengan oogon. Sebagian besar  Saproleginiaceae  bersifat hermafrodit atau homotalus. Kopulasi anteridium dengan oogon terjadi pada benda vegetasi sama. Oogon berbentuk bulat, memiliki dinding tebal dan mengandung beberapa telur (oosfer). Anteridium yang lebih kecil dibentuk pada ujung-ujung hifa dan dalam keadaan matang mengikatkan diri pada oogonium secara bersendiri atau beberapa buah. Dari anteridium pipa pembuahan didorong menembus dinding oogon pada oosfer. Hanya satu inti masuk sampai inti telur dan meleburkan diri dengannya menjadi inti zigot yang diploid. Setiap pembuahan tiap oosfer meliputi diri dengan dinding tebal dan menjelma menjadi oospora. Sesudah masa istirahat lama oospora berkecambah dengan sebuah pipa kecambah; pada pristiwa ini terjadi pembelahan reduksi. Pembentukan sporangium mengakhiri siklus perkembangannya.

4)       Zygomycetes.

Nama Zygomycetes (cendawan penghubung) berasal dari jenis perbanyakan diri seksual., terutama pembentukan zigospora. Zoenozigot atau zigospora terjadi oleh peleburan dua gametangium (gametangiogami), yang menghubungkan kedua hifa induk seperti jembatan atau penghubung (junani zygos). Zigomiset merupakan kelompok dari Phycomycetes yang derajat perkembangannya paling tinggi dan beralih ke kehidupan di atas tanah. Cendawan-cendawan ini terbagi lebih lanjut dalam tiga ordo: Mucorales,

5)      Trichoderma

Jamur Trichoderma mempunyai kemampuan untuk meningkatkan kecepatan pertumbuhan dan perkembangan tanaman, terutama kemampuannya untuk menyebabkan produksi perakaran sehat dan meningkatkan angka kedalaman akar (lebih dalam di bawah permukaan tanah). Akar yang lebih dalam ini menyebabkan tanaman menjadi lebih resisten terhadap kekeringan, seperti pada tanaman jagung dan tanaman hias.

Trichorderma sp. merupakan jamur yang paling banyak terdapat di dalam tanah dan bersifat antagonistik terhadap jamur lain. Selain daya adaptasinya luas, Trichorderma mempunyai daya antagonis tinggi dan dapat mengeluarkan racun, sehingga dapat menghambat bahkan mematikam patogen lain.

Mikoparasitisme, jamur Trichoderma merupakan jamur yang bersifat mikoparasit, artinya jamur ini dapat menghambat pertumbuhan patogen dengan parasitisme. Mekanisme yang terjadi Trichoderma dapat melilit hifa mikroba patogen, dan jamur ini juga mengeluarkan enzim yang mampu merombak dinding sel mikroba patogen, sehingga patogen mati.

4.     Alga.

Alga tanah ada di mana-mana di alam asal lembab dan dikenal sinar matahari. Alga ini tampak dengan mata telanjang dalam bentuk hamparan hijau pada permukaan tanah. Dalam hal jumlah alga tidak sebanyak jamur, bakteri atau actinomycetes. Secara morfologi, alga mungkin berselsatu atau berbentuk benang dan termasuk dalam famili Chiorophyceae (alga hijau) dan Cyanophyceae (alga hijau-biru). Bentuk lain seperti diatomjuga ada dalam kondisi lingkungan tertentu. Karena adanya klorofil dalam selnya, alga bersifat fotoautrof dan mengambil karbon dioksida dari atmosferdan mengeluarkan oksigen. Alga juga diketahui terdapat di bawah permukaan tanah dan di luar jangka sinar matahari. Walaupun demikian, jumlahnya tidaklah sebanyak alga yang ada di permukaan dan mekanisme kelestariannya juga tidak terlalu jelas. Beberapa dari alga hijau yang umumnya terdapat ditanah india termasuk dalam genus : Chlorella, Chalmydomonas, Chlorochytrium, Chlorococcum, Protosiphon dan Oedogonium.

Alga hijau-biru mengandung sebuah pigmen yang dikenal sebagai fikosianin selain klorofil yang memberi warna khusus hijau-biru ke organisme-organisme tersebut. Alga hijau-biru yang dominan di tanah india termasuk genus : Chroococcus, Aphanocapsa, Lyngbya, Oscillatoria, Phornidium,Microcoleus, Cylindrospermum, Anabaena, Nostoc, Scytonema dan Fischerella.

Beberapa alga hijau-biru memiliki sel-sel khusus yang dikenal sebagai heterosista yang terlibat dalam fiksasi nitrogen. Tanah sawah padi yang tergenang air memberikan lingkungan yang ideal untuk pertumbuhan alga hijau-biru tertentu dan peranan alga demikian itu dalam fiksasi nitrogen dibahas di bagian lain dari buku ini.

Beberapa contoh dari alga yang berhubungan dalam pertumbuhan tanaman yaitu:

1)     Nostoc commune,

Nostoc commune, Perendaman sawah selama musim hujan mengakibatkan Nostoc tumbuh subur dan memfiksasi N₂ dari udara sehingga dapat membantu penyediaan nitrogen yang digunakan untuk pertumbuhan padi.

2)       Anabaena azollae

Anabaena azollae dan anabaena cycadae bersimbiosis dengan Azolla  pinnata dan Cycas rumphii. Simbiosis Anabaena azollae dengan Azolla pinnata sebagai alternatif pupuk Urea, karena simbiosis ini dapat meningkatkan kadar Nitrogen di lahan persawahan. Hidup bersimbiosis dengan Azolla pinnata ( paku air ). Paku ini dapat memfiksasi nitrogen (N₂) di udara dan mengubah menjadi amoniak (NH₃) yang tersedia bagi tanaman.

5.     Protozoa.

Protozoa secara umum dapat dijelaskan bahwa protozoa adalah berasal dari bahasa Yunani, yaitu protos artinya pertama dan zoon artinya hewan. Jadi, protozoa adalah hewan pertama. Protozoa merupakan kelompok lain protista eukariotik. Kadang-kadang antara algae dan protozoa kurang jelas perbedaannya. Kebanyakan Protozoa hanya dapat dilihat di bawah mikroskop. Beberapa organisme mempunyai sifat antara algae dan protozoa. Sebagai contoh algae hijau Euglenophyta, selnya berflagela dan merupakan sel tunggal yang berklorofil, tetapi dapat mengalami kehilangan klorofil dan kemampuan untuk berfotosintesa. Semua spesies Euglenophyta yang mampu hidup pada nutrien komplek tanpa adanya cahaya, beberapa ilmuwan memasukkannya ke dalam filum protozoa. Contohnya strain mutan algae genus Chlamydomonasyang tidak berklorofil, dapat dimasukkan ke dalam kelas Protozoa genus Polytoma. Hal ini merupakan contoh bagaimana sulitnya membedakan dengan tegas antara algae dan protozoa. Protozoa dibedakan dari prokariot karena ukurannya yang lebih besar, dan selnya eukariotik. Protozoa dibedakan dari algae karena tidak berklorofil, dibedakan dari jamur karena dapat bergerak aktif dan tidak berdinding sel, serta dibedakan dari jamur lendir karena tidak dapat membentuk badan buah.

            Protozoa hidup dalam tanah dengan memakan bakteri dari genus-genus Aerobacterum, Bacillus, Eschericia, Micrococus, dan Pseudomonas yang dicernanya didalam protoplasmanya. Protozoa lebih menyukai spesies bakteri tertentu  untuk nutrisinya. Sesungguhnya, kultur Aerobacter disarankan sebagai makanan dasar untuk pemisah dan perbiakan protozoa tanah. Apabila makanan dasar (bakteri) berkurang jumlahnya dalam tanah, protozoa mensista (membentuk sista) agar dapat lestari melawan pengaruh berbahay dari temperatur yang tinggi, kekeringan, penggunaan pestisida, dan sebaginya.

            Protozoa banyak di jumpai pada lapisan batas tanah dan jumlahnya langsung bergantung pada populasi bakteri. Penggunaan bahan pupuk organik meningkatkan jumlah protozoa tanah yang merupakan pencerminan adanya peningkatan jumlah bakteri karena pemakaian bahan organik. Karena studi yang belum banyak dilakukan mengenai protozoa tanah, kita sulit menentukan pengaruh fakrtor-faktor khusus seperti pH dan temperatur terhadap populasi protozoa dalam tanah. Walaupun demikian telah jelas Bahwa protozoa itu banyak sekali dalam tanah dan fungsi utamanya adalah mengatur jumlah bakteri. Tidak diketahui pengaruh asosiatif antara protozoa dengan mikroorganisme tanah lainnya karena alasan yang sederhana yaitu masih sangat sedikit peneliti yang tertrik pada bidang ini, mungkin karena pemisahan dan perbanyakan protozoa tanah melibatkan prosedur yang sangat banyak menyita waktu.

KESIMPULAN

            Mikroorganisme adalah organisme uniseluler berukuran  sangat kecil, (< 1 mm) sehingga untuk mengamatinya diperlukan alat bantu penglihatan (Kusnadi, et al., 2003). Mikroorganisme yang terdapat dalam tanah antara lain sebagai berikut :

1.     bakteri,

2.     actinomycetes,

3.     jamur,

4.     alga, dan

5.     protozoa.

            Tanaman sangat dipengaruhi oleh kesuburan tanah, dan kesuburan tanah tidak hanya bergantung pada komposisi kimiawinya melainkan juga pada ciri alami mikroorganisme yang menghuninya

DAFTAR PUSTAKA

http://satopepelakan.blogspot.com/2010/12/pengaruh-bakteri-pada pertumbuhan.html  (dipost: kamis,9 juni 2012 ; 10.36)

http://www.scribd.com/doc/52909383/BAKTERI-DALAM-TANAH(kamis,9 juni 2012 ; 10.36)

http://digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-9622-1505100040-Chapter1.pdf (kamis,9 juni 2012 ; 10.36)

http://kuliahitukeren.blogspot.com/2011/09/rhizobakteria.html (kamis,9 juni 2012 ; 10.36)