Tugas Fisiologi Tumbuhan

Tugas Fisiologi Tumbuhan

Potensial Air Tumbuhan Pada Umbi Kentang

(Solanum tuberosum)

Nama   : Marcko Ferdian N.

NRP    : A14080109

Dep/Klmpk : MSL/VI

Sel tumbuhan memiliki ciri fisiologi yang berbeda dengan sel hewan khususnya dengan keberadaan dinding sel pada sel tumbuhan. Dinding sel pada tumbuhan tinggi merupakan matriks yang di dalamnya terdapat rangka, yaitu senyawa selulosa yang berwujud mikrofibril atau benang halus. Matriks pada dinding sel ini tersusun dari beberapa senyawa yaitu hemiselulosa, pektin, plastik biologik, protein dan lemak. Dinding sel secara umum dibedakan menjadi dinding sel primer dan dinding sel sekunder. Perbedaan antara kedua macam dinding ini terletak pada fleksibilitas, ketebalan, susunan mikrofibril dan pertumbuhannya (Istanti, 1999). Seluruh aktivitas sel tumbuhan sangat tergantung dengan keberadaan dinding sel ini. Dinding sel selain berfungsi untuk proteksi isi sel juga berperan sebagai jalan keluar masuknya air, makanan dan garam-garam mineral ke dalam sel. Sel tumbuhan merupakan bagian terkecil dari sistem hidup dan di dalam sistem ini sel-sel saling bergantung. Perilaku sel tidak hanya dipengaruhi oleh keadaan sel itu sendiri tetapi juga sel-sel di sekitarnya dan tumbuhan itu sendiri serta lingkungan luar. Berbagai macam zat seperti makanan, zat mineral, air dan gas bergerak dari sel ke sel dalam bentuk molekul atau partikel.

Lingkungan suatu sel meliputi sel-sel di sekitarnya dan lingkungan luar yang meliputi air, tanah dan udara tempat tumbuh dan hidup tumbuhan tersebut. Sel-sel yang bersinggungan langsung dengan lingkungan luar antara lain sel-sel yang ada di akar, batang dan daun yang kemudian meluas ke suluruh tubuh tumbuhan melalui ruang-ruang dalam sel (Tjitrosomo, 1983: 1). Molekul atau partikel air, gas dan mineral masuk ke dalam sel tumbuhan melalui proses difusi dan osmosis. Melalui proses-proses tersebut tumbuhan dapat memperoleh zat-zat yang diperlukan untuk pertumbuhannya. Proses difusi berlangsung dari daerah yang memilki konsentrasi partikel tinggi ke daerah yang konsentrasi partikelnya rendah. Difusi memiliki peranan penting dalam sel-sel tumbuhan yang hidup. Air masuk ke dalam akar, bergerak dari sel ke sel dan meninggalkan tubuh dalam bentuk uap, semua melalui proses difusi. Gas-gas (O2 dan CO2), unsur-unsur dan bahan bahan makanan masuk ke dalam sel atau di antara sel-sel dan bergerak dari sel ke sel dengan jalan difusi (Tjitrosomo, 1983). Difusi berlangsung karena adanya perbedaan konsentrasi, karena suatu perbedaan terjadi apabila terjadi perubahan konsentrasi dari suatu keadaan ke keadaan yang lain. Selain perbedaan konsentrasi, perbedaan sifat juga dapat menyebabkan difusi (Sasmitamihardja, 1990: 22). Sedangkan osmosis merupakan peristiwa perpindahan air dari daerah yang konsentrasi airnya tinggi ke daerah yang konsentrasi airnya rendah melalui membran semipermeabel. Membran semipermeabel yaitu membran yang hanya mengizinkan lalunya air dan menghambat lalunya zat terlarut. Osmosis sangat ditentukan oleh potensial kimia air atau potensial air yang menggambarkan kemampuan molekul air untuk melakukan difusi (Sasmitamihardja, 1990: 24).

Sel tumbuhan dapat mengalami kehilangan air, apabila potensial air di luar sel lebih rendah daripada potensial air di dalam sel. Jika sel kehilangan air cukup besar, maka ada kemungkinan volume isi sel akan menurun besar sehingga tidak dapat mengisi seluruh ruangan yang dibentuk oleh dinding sel. Artinya, membran dan sitoplasma akan terlepas dari dinding sel, peristiwa ini disebut plasmolisis. Sel yang sudah terplasmolisis dapat disehatkan kembali dengan memasukkannya ke dalam air murni (Tjotrosomo, 1983: 11).

Potensial air adalah potensial kimia air dalam suatu sistem atau bagian sistem. Dinyatakan dalam satuan tekanan dan dibandingkan dengan potensial kimia air murni (juga dalam satuan tekanan) pada tekanan atmosfer dan pada suhu serta ketinggian yang sama potensial murni ditentukan sama dengan nol. Faktor-faktor penghasil gradient yaitu konsentrasi atau aktifitas, suhu, tekanan, efek larutan terhadap potensial kimia pelarut, matriks. Mengukur metode air dengan metode volume jaringan, metode chordate, metode tekanan uap (Salisbury dan Ross, 1995). Hubungan antar potensial air adalah dengan melibatkan peristiwa osmose karena osmose merupakan peristiwa difusi dimana antara 2 tempat tersedianya difusi dipisahkan oleh membran atau selaput. Maka dapat diartikan bahwa dinding sel atau membran protoplasma adalah merupakan membran pembatas antara zat yang berdifusi karena pada umumnya sel tumbuh-tumbuhan tinggi mempunyai dinding sel maka sebagian besar proses fitokimia dalam tumbuh-tumbuhan adalah merupakan proses osmose. Pada fisiologi tanaman adalah hal biasa untuk menunjukkan energi bebas yang di kandung di dalam air dalam bentuk potensial air (ψ). Definisi dari potensial air adalah energi per unit volume air, potensial air berbanding lurus dengan suhunya (Fitter, A.H dan Hay, R.K.M., 1981)

Potensial osmotik merupakan potensial kimia yang disebabkan adanya materi yang terlrut. Potensial osmotik selalu memiliki nilai negatif, hal ini disebabkan karena cenderung bergerak menyebrangi membran semi permeable dari air murni menuju air yang mengandung zat terlarut (Lambers dkk, 1998). Besar jumlah potensial air pada tumbuhan dipengaruhi oelah 4 macam komponen potensial, yaitu gravitasi, matriks, osmotik dan tekanan. Potensial gravitasi bergantung pada air didalam daerah gravitasi . potensial matriks bergantung pada kekuatan mengikat air saat penyerapan. Potensial osmotik bergantung pada hidrostatik atau tekanan angin dalam air (Deragon, 2005).

Air merupakan 85 – 95 % berat tumbuhan herba yang hidup di air. Dalam sel, air diperlukan sebagai pelarut unsur hara sehingga dapat digunakan untuk mengangkutnya; selain itu air diperlukan juga sebagai substrat atau reaktan untuk berbagai reaksi biokimia misalnya proses fotosintesis; dan air dapat menyebabkan terbentuknya enzim dalam tiga dimensi sehingga dapat digunakan untuk aktivitas katalisnya. Tanaman yang kekurangan air akan menjadi layu, dan apabila tidak diberikan air secepatnya akan terjadi layu permanen yang dapat menyebabkan kematian. Terdapat lima mekanisme utama yang menggerakkan air dari suatu tempat ke tempat lain, yaitu melalui proses: difusi, osmosis, tekanan kapiler, tekanan hidrostatik, dan gravitasi. Laju difusi antara lain tergantung pada suhu dan densitas (kepadatan) medium. Gas berdifusi lebih cepat dibandingkan dengan zat cair, sedangkan zat padat berdifusi lebih lambat dibandingkan dengan zat cair. Molekul berukuran besar lebih lambat pergerakannya dibanding dengan molekul yang lebih kecil. Pertukaran udara melalui stomata merupakan contoh dari proses difusi. Pada siang hari terjadi proses fotosintesis yang menghasilkan O2 sehingga konsentrasi O2 meningkat. Peningkatan konsentrasi O2 ini akan menyebabkan difusi O2 dari daun ke udara luar melalui stomata. Sebaliknya konsentrasi CO2 di dalam jaringan menurun (karena digunakan untuk fotosintesis) sehingga CO2 dari udara luar masuk melalui stomata. Penguapan air melalui stomata (transpirasi) juga merupakan contoh proses difusi. Di alam, angin, dan aliran air menyebarkan molekul lebih cepat dibanding dengan proses difusi.

Ketika kita merendam wortel ke dalam larutan garam 10 % maka sel-selnya akan kehilangan rigiditas (kekakuan)nya. Hal ini disebabkan potensial air dalam sel wortel tersebut lebih tinggi dibanding dengan potensial air pada larutan garam sehingga air dari dalam sel akan keluar ke dalam larutan tersebut. Jika diamati dengan mikroskop maka vakuola sel-sel wortel tersebut tidak tampak dan sitoplasma akan mengkerut dan membran sel akan terlepas dari dindingnya. Peristiwa lepasnya plasma sel dari dinding sel ini disebut plasmolisis. Selain itu, gravitasi juga berpengaruh, dimana air bergerak untuk merespon gaya gravitasi bumi, sehingga perlu tekanan untuk menarik air ke atas. Pada tumbuhan herba, pengaruh gravitasi dapat diabaikan karena perbedaan ketinggian pada bagian tanaman tersebut relatif kecil. Pada tumbuhan yang tinggi, pengaruh gravitasi ini sangat nyata. Untuk menggerakkan air ke atas pada pohon setinggi 100 m diperlukan tekanan sekitar 20 atmosfer.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2009. Air Dalam Tumbuhan. http://id.klimatologi.wordpress.com/tag/air-dalam-      tumbuhan.html (terhubung berkala).Diakses Pada Tanggal 22 Mei 2010.

Dwidjoseputro, D. 1978. Pengantar Fisiologi Tumbuhan. Jakarta: PT Gramedia.

Fitter, AH., dan RKM. Hay. 1981. Fisiologi Lingkungan Tanaman.Yogyakarta: Universitas Gajah Mada.

Istanti, Annie; Prasetyo, Triastono I. dan Dwi Listyorini. 1999. Biologi Sel. Malang: FMIPA UM.

Lukyati, Betty, dkk. 199 . Petunjuk Praktikum Fisiologi Tumbuhan. Malang: FMIPA UM.

Sasmitamihardja, Dardjat dan Arbayah H.S. 1990. Dasar-Dasar Fisiologi Tumbuhan. Bandung: FMIPA-ITB.

 Soepardi, G. 1983. Sifat dan Ciri Tanah. Jurusan Tanah Fakultas Pertanian IPB,

            Bogor

Tjitrosomo, Siti Sutarmi. 1987. Botani Umum 2. Bandung: Angkasa.

Read More

Ketika AKU menciptakan langit dan bumi. AKU berfirman dan jadilah.
Ketika AKU menciptakan pria, AKU membentuknya dan meniupkan nafas kehidupan ke lubang hidungnya.
Tetapi engkau, wanita, AKU menghiasmu setelah aku meniupkan nafas kehidupan ke pria karena lubang hidungmu terlalu lembut.

AKU membiarkan pria tertidur dengan nyenyak sehingga AKU dapat dengan sabar dan sempurna membentuk engkau. Pria AKU buat tertidur supaya dia tidak dapat mencampuri.

Dari satu tulang, AKU menghiasmu. AKU memilih tulang yg melindungi kehidupan pria.
AKU memilih tulang rusuk, yg melindungi jantung dan paru2 dan mendukungnya, sebagaimana yg harus kamu lakukan. Dari satu tulang ini, aku membentukmu dengan sempurna dan cantik. Sifatmu adalah seperti tulang rusuk, kuat tetapi lembut dan mudah patah. Engkau menyediakan perlindungan utk organ paling lembut dari pria, hati/jantungnya.Jantungnya adalah pusat dari kehidupannya, paru2nya menggenggam nafas kehidupan. Tulang rusuk akan membiarkan dirinya patah sebelum ia mengijinkan kerusakan terjadi pada jantung. Dukunglah pria sebagaimana tulang rusuk melindungi tubuhnya.

Engkau tidak diambil dari kakinya utk menjadi alasnya, tidak juga diambil dari kepalanya utk menjadi atasannya. Engkau diambil dari sisinya, utk berdiri di sebelahnya dan dipeluk dengan erat. Engkau adalah malaikat-KU yg sempurna. Engkau adalah gadis kecilku yg cantik. Engkau telah tumbuh menjadi wanita yg sempurna, dan mata-KU terpuaskan ketika aku melihat hatimu.

Matamu -- jangan mengubahnya.
Bibirmu sangat cantik ketika mengucapkan doa.
Hidungmu sangat sempurna dlm bentuk.
Tanganmu sangat lembut utk disentuh.
AKU telah memberi perhatian pada wajahmu saat engkau tertidur.
AKU menggenggam hatimu dekat dengan-KU.
Dari semua yg hidup dan bernafas, engkau adalah yg paling mirip dgn AKU.
Adam berjalan bersamaku di hari yg dingin dan dia kesepian. Dia tidak dpt melihat ataupun menyentuh-KU. Dia hanya dapat merasakan-KU. Jadi semua yang AKU ingin Adam berbagi denganku, aku membentuk nya di dalam kamu. Kekuatan-KU, kemurnian-KU, cinta-KU, perlindungan-KU dan dukungan-KU. Engkau adalah istimewa krn engkau adalah perpanjangan tangan-KU.
Pria melambangkan citra-KU - wanita, perasaan-KU.
Bersama2... kalian melambangkan TUHAN yg sejati.

Jadi:
Pria - perlakukan wanita dengan baik. Cintailah dia, hormatilah dia, krn ia lembut. Menyakitinya, berarti engkau menyakiti-KU. Apa yg engkau lakukan kepadanya, engkau melakukan-nya kepada-KU. Jika engkau menghancurkannya, engkau hanya menghancurkan hatimu sendiri, hati BAPA-mu .... yg juga hati BAPA-nya.

Wanita, dukunglah pria.
Dlm kesederhanaan, tunjukkan kepadanya kekuatan perasaan yg telah KU berikan kepadamu.
Dlm kesunyian, tunjukkan kekuatanmu.
Dlm cinta, tunjukkan kepadanya bahwa engkau adalah tulang rusuknya yg melindungi tubuhnya.

Read More

Bidadarimu

ALKISAH, seorang bayi dalam mimpinya bertanya kepada TUHAN, "Ya TUHAN, bagaimana aku bisa hidup di sana,sedangkan tubuhku kecil dan rapuh..??" TUHAN menjawab sambil tersenyum, "AKU akan menugaskan salah seorang dari bidadari_Ku untuk menemani dan menjagamu." karena penasaran, ia berkata, "Bagaimana mungkin TUHAN ada bidadari yang demikian baik, ysng menjagaku secara pribadi sepanjang hari..??"

"Janganlah sedih dan cemas. Bidadarimu kelak akan bernyanyi dan bermain-main bersamamu sepanjang hari. Ia akan mencurahkan cintanya kepadamu dan membuatmu bahagia."

"Tapi, bagaimana aku bisa berbicara dengan mereka, apabila aku tidak tahu apa bahasa mereka..??"

"Oh, bidadarimu akan menceritakan cerita-cerita yang indah dan manis yang belumpernah kamu dengar. Dengan penuh sabar dan kasih sayang bidadarimu akan mengajarkan kepadamu begaimana dapat berkata-kata dan berbicara."

"Lalu, apa yang harus aku lakukan bila aku rindu dan ingin berbicara kepada_Mu TUHAN..?"

"Bidadarimu akan mengajarkan bagaimana kamu bisa berdoa kepada_Ku."

"Oh TUHAN, aku mendengar bahwa di sini banyak orang jahat. Siapa yang akan melindungiku..??"
"Bidadarimu akan membela dan melindungi, meski ia harus mengorbankan nyawanya."

"Tapi, aku sedih karena aku tidak bisa bermain dengan_Mu setiap waktu."

"Bidadarimu akan bercerita dan mengajar kamu bagaimana beribadah kepada_Ku."

Oleh karena tergesa-gesa, ia kembali bertanya, "Oh TUHAN, mohon Engkau berkenan memberi tahu aku siapakah nama bidadari itu..?"
"Nama dari bidadari itu tidak penting. Kelak kamu akan memanggilnya: Ibu."

Sudahkah kita berterima kasih pada Ibu kita..????

Read More

PENGARUH FAKTOR SIMBIOSIS TANAMAN DENGAN AGEN HAYATI DALAM MENANGKAP NITROGEN UNTUK MENINGKATKAN PRODUKSI PERTANIAN

 PENGARUH FAKTOR SIMBIOSIS TANAMAN DENGAN AGEN HAYATI  DALAM MENANGKAP NITROGEN UNTUK MENINGKATKAN PRODUKSI PERTANIAN

OLEH:

Marcko Ferdian Nanariain

134110111

PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

2011

PENDAHULUAN

Latar belakang

Konsep revolusi hijau pada tahun 1950-an sampai 1980-an banyak menggambarkan perubahan mendasar dalam penguasaan dan penggunaan teknologi budidaya pertanian. Di Indonesia , pada era pemerintahan Presiden Soeharto berhasil berswasembada beras selama lima tahun, dari tahun 1984 sampai 1989. Revolusi hijau sendiri terdiri dari empat pilar utama yaitu; penyediaan sistim irigasi, pemakaian pupuk kimia, penggunaan pestisida, dan varietas unggul. Sekilas terlihat program ini berhasil dengan dipanggilnya Presiden Soeharto ke kantor pusat badan pangan dunia FAO di Roma untuk mendapat penghargaan.

Penggunaan pupuk kimia dan pestisida besar-besaran pada era 1980-an membuat tanah-tanah telah jenuh dengan kandungan kimia dari pupuk yang digunakan, dan hama pengganggu tanaman telah resisten terhadap pestisida, sehingga dosis penyemprotan ditambah, akibatnya mikroorganisme penting disekitar daerah pertanian mati.

Istilah back to nature akhir-akhir ini telah sering kita dengar. Banyak aktivis-aktivis lingkungan seperti Green Peace sering menyuarakan penghematan energi dan penggunaan bahan-bahan  serba organik dengan tujuan menyadarkan manusia bahwa dampak kerusakan lingkungan dapat berakibat buruk bagi kehidupan seluruh makhluk. Namun terkadang aktivitas Green Peace berubah anarkis dengan pembajakan kapal-kapal yang kedapatan mengangkut bahan-bahan kimia, atau kapal-kapal minyak yang kedapatan membuang secara sengaja minyak mentah di laut, sehingga mencemarkan ekosistem lautan.

Dampak dari aktivitas penolakan penggunaan bahan kimia ini telah mendorong beberapa negara di dunia untuk mengembangkan dan mendalami perkembangan bioteknologi untuk meningkatkan kesejahteraan rakyat-rakyatnya. Banyak aspek bioteknologi yang membuahkan hasil yang berdaya jual tinggi, dan menjadi sandaran dalam penyelamatan lingkungan dengan alternatif untuk membersihkan lingkungan dari pencemaran bahan kimia atau logam berat yang sulit dibersihkan dengan cara-cara konvensional (Antonius S. 2007).

Peranan organisme dalam tanah bermacam-macam. Ada yang menguntungkaan, merugikan dan ada pula yang tidak berpengaruh sama sekali. Perubahan organik menjadi humus hanya dapat terjadi dengan bantuan organisme dalam tanah. Semakin banyak organisme dalam tanah berarti semakin tinggi kadar air tanah tersebut. Faktor-faktor yang mempengaruhi biota atau kehidupan tanah di antaranya adalah iklim, vegetasi, suhu, kelembaban dan keasaman (Soepardi, 1983).

            Secara umum organisme tanah dikelompokkan menjadi dua macam yaitu fauna dan flora tanah. Fauna tanh merupakan bagian penting dalam ekosistem, termasuk pertanian, karena fauna tanah terlibat dalam berbagai proses tanah antara lain degradasi bahan organik,  mineralisasi unsur hara, pengendalian populasi organisme patogen, memperbaiki struktur tanah dan mencampur bahan organik dengan tanah ( Handayanto dan Hairiah, 2007).

            Masing-masing organisme tanah memiliki ketergantungan berbeda terhadap lingkungan tanah dalam hal pasokan energi dan nutrisi untuk pertumbuhannya. Sebagian besar organisme tanah mendapatkan energi dan nutrisi langsung dari tanah, baik dari bahan mineral, bahan organik atau biomassa hidup dalam tanah. Pemahaman tentang fungsi organisme tanah  dalam ekosistem, yaitu aliran energi dan dekomposisi bahan organik serta siklus unsur hara, diperlukan pemahaman hal-hal yang terkait dengan kebutuhan energi dan nutrisi organisme tanah. Salah satu energi yang dihasilkan dari tanah adalah respirasi tanah.

Tujuan

Pembuatan paper ini bertujuan antara lain untuk :

1.      Memenuhi tugas matrikulasi bagi mahasiswa baru Program Studi Agroteknologi, Fakultas Pertanian, Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Yogyakarta,

2.      Sebagai bahan referensi untuk tugas-tugas tentang pertanian.

PEMBAHASAN

Bioteknologi dikemukakan oleh seorang insinyur berkebangsaan Hongaria, Karl Ereky pada tahun 1917, untuk menggambarkan peningkatan produksi babi dengan bit gula sebagai pakan ternak. Pada dasarnya, biteknologi tidak dapat dipisahkan dengan penggunaan agen biologi atau mikrob untuk membuat produk-produk yang berguna dalam segala bidang ilmu, baik ilmu pertanian dalam arti luas (kehutanan, perkebunan, perikanan, peternakan, teknologi pertanian), kedokteran, dan sebagainya.

Bioteknologi tanah merupakan cabang ilmu pengetahuan yang berbasis teknologi dan mengalami perkembangan yang sangat pesat dalam dua dekade terakhir. Hal ini menunjukkan bahwa salah satu cabang biologi ini cukup penting untuk dipelajari. Fakta atas hubungan antara tanah dengan lingkungan dapat dibahas melalui seberapa besar sumbangsih tanah terhadap pertumbuhan tanaman. Tanah secara edafologi oleh para ahli tanah dipandang sebagai media tumbuh tanaman.(Triwibowo Yuwono 2006)

Aspek terpenting dari bioteknologi adalah memanfaatkan mikrob tanah sehingga menjadi bermanfaat dan keberadaannya diharapkan mampu menjaga kestabilan lingkungan. Manipulasi atas mikrob dapat menghasilkan produk yang bernilai jual dan meningkatkan kualitas suatu lingkungan tertentu dan tentunya sesuai dengan tujuan pengelolaan. Mikrob atau mikroorganisme tanah menempati populasi tertinggi di tanah. Beberapa keuntungan dari mikrob ini yang sering dimanfaatkan oleh ahli bioteknologi tanah adalah kemampuan mikrob dalam mereduksi sulfat, menambat nitrogen bebas udara, menetralisir logam pencemar, dan manfaat lainnya. Keanekaragaman fungsi mikrob tanah dalam perkembangannya dimanfaatkan dengan mengombinasikan mikrob-mikrob untuk tujuan tertentu.Salah satu contoh popular adalah PGPR.

Pengambilan sampel merupakan aktivitas penting yang menandai bermulanya kegiatan pembuatan produk dari mikrob tanah. Ada tiga jenis mikroorganisme yang sering dimanfaatkan ahli bioteknologi untuk keperluan pertanian yaitu: Rhizobium sp, Azospirilum sp, serta mikrob pelarut fosfat (MoPP). Berdasarkan literatur bahwa Rhizobium sp dapat diperoleh dari bintil akar kacang-kacangan dan Azospirillum sp serta MoPP dapat diperoleh dengan pengambilan atas contoh tanah. Rhizobium sp merupakan N₂ Fixing-bacteria yang hidup bersimbiosis dengan bintil akar. Hal ini yang menjadi alasan penting dalam pemilihan bintil akar tanaman legum sebagai bahan praktikum. Azospirilum sp juga merupakan mikroorganisme penambatan N₂ udara. Azospirillum sp hidup di rhizosfer atau daerah sekitar perakaran tetapi tidak bersimbiosis. Sementara itu, MoPP merupakan kelompok mikroorganisme pelarut fosfat yang terdiri dari bakteri maupun fungi. Pengambilan sampel tanah pada kedua kelompok mikrob yang diusahakan ini dilakukan secara komposit di lapangan tempat pengambilan.

Proses produksi mikrob agar menjadi bahan fertilizer membutuhkan suatu proses pengerjaan yang terstruktur. Secara umum pengerjaan dalam laboratorium memiliki runutan: isolasi, pemurnian, pengujian dan pembuatan stock culture, pembuatan fresh culture, pembuatan bioorganic fertilizer, serta uji autentenfikasi atas produk yang telah dibuat.

Tahapan isolasi merupakan tahapan yang pengerjaannya dilakukan setelah pengambilan sampel. Setiap mikroorganisme diisolasi dengan cara berbeda. Rhizobium sp dengan cara sterilisasi, Azospirilumsp dengan cara pengenceran dan MoPP dengan cara agar tuang serta agar gores.

Dalam kompartementasi tanah terlihat bahwa masing-masing organisme (mikroorganisme) memainkan peran penting dalam ekosistem yang terkait dengan aliran energi dan siklus unsur hara. Sebagai akibat dari aktivitas  utama organisme hidup, yaitu tumbuh dan berkembang. Hal ini alamiah dan melimpah di alam. Penambatan nitrogen dan fosfor oleh mikroorganisme tanah sangat berperan penting dalam siklus hara. Penambatan nitrogen dilakukan oleh organisme prokariotik meliputi berbagai genus bakteri, Cyanobacter, maupun aktinomisetes. Penambatan fosfor dilakukan oleh berbagai bakteri dan fungi. Pemurnian merupakan salah satu tahapan dari bioremediasi minyak bumi yang digunakan untuk mendapatkan kultur murni atau biakan murni. Pemurnian dilakukan terhadap isolat mikroorganisme yang telah diisolasi. Pemurnian pada Rhizobium sp menggunakan metode gores dengan media congo red (CR) dan bromthymol blue (BTB). Kultur murni atau fresh culture dilakukan untuk memelihara agar mikrob yang telah diisolasi tetap ada. Kultur murni adalah kultur sel-sel yang mikrobnya berasal dari pembelahan dari satu sel tunggal. Kultur murni harus dilakukan dengan menggunakan alat-alat yang steril dengan metode aseptic untuk mencegah adanya kontaminan. (Hadioetomo, 1993).

Salah satu produk penting mikrob ini adalah biofertilizer. Dalam pembuatannya diperlukan pupuk dan molasses. Pupuk adalah zat hara yang ditambahkan pada tumbuhan agar berkembang dengan baik sesuai genetis dan potensi produksinya. Pupuk dapat dibuat dari bahan organik maupun nonorganik. (Suwarno, 2003). Pupuk organik dapat dibuat dalam bermacam-macam bentuk meliputi cair, curah, tablet, pelet, briket, atau granul. Pemilihan bentuk ini tergantung dari penggunaan, biaya, dan aspek-aspek lainnya.

Indonesia merupakan negara kepulauan yang berada di daerah tropik sehingga hancuran iklim sangat intensif. Pada tanah-tanah di Indonesia banyak terdapat fauna tanah baik mikrofauna, mesofauna, dan makrofauna. Fauna tanah sangat mempengaruhi kesuburan tanah. Selain itu, mikrofauna tanah dapat menghasilkan enzim-enzim tanah yang sangat bermanfaat bagi kehidupan manusia. Mikroorganisme adalah sumber enzim yang paling banyak digunakan dibanding dengan tanaman dan hewan. Sebagai sumber enzim, mikroorganisme lebih menguntungkan karena pertumbuhannya cepat, dapat tumbuh pada substrat yang murah, lebih mudah ditingkatkan hasilnya melalui pengaturan kondisi pertumbuhan dan rekayasa genetik, serta mampu menghasilkan enzim yang ekstrim. Enzim-enzim tersebut sangat berperan dan bermanfaat bagi tanah, diantaranya enzim selulase yang berguna untuk menghidrolisis selulosa menjadi glukosa. Selain itu ada juga enzim protease dapat memecah protein menjadi asam-asam amino. Dewasa ini industri enzim telah berkembang pesat dan menempati posisi penting dalam bidang industri. Kesadaran masyarakat terhadap masalah lingkungan yang semakin tinggi serta adanya tekanan dari para ahli dan pecinta lingkungan menjadikan teknologi enzim sebagai salah satu alternatif untuk menggantikan berbagai proses kimiawi dalam bidang industri .

Menurut Antonius Suswanto (2007), di bidang pertanian kiat telah menggunakan mikrob sejak abad ke sembilan belas untuk pestisida dan penyuburan tanah melalui bakteri penambat nitrogen, pembersihan limbah beracun (bioremediasi) selama berpuluh-puluh tahun. Bioteknologi mencakup teknik DNA rekombinan, tranfer gen, manipulasi dan tranfer embrio, regenerasi tumbuhan, kultur sel, antibodi dan rekayasa proses biologi. Dengan teknik ini, kita  dapat memindahkan gagasan ke penerapan praktis, misalnya kita telah berhasil mengubah secara genetis sifat tanaman budidaya tertentu untuk meningkatkan daya tahan terhadap hama dan penyakit tertentu, tahan terhadap kekurangan air, dan tanaman yang berumur tanam pendek sehingga dapat dipanen dalam waktu yang relatif singkat. Bioteknologi mempunyai potensi untuk meningkatkan produksi tanaman budidaya, peternakan dan pegolahannya secara biologi, untuk mengembangkan varietas-varietas baru dengan produksi yang lebih tinggi dan lebih bergizi, lebih tahan terhadap serangan hama dan penyakit, serta terhadap keadaan yang merugikan, atau mengurangi kebutuhan terhadap pupuk dan bahan-bahan kimia lainnnya.

Nitrogen merupakan unsur pembentuk senyawa-senyawa penting dalam sel, antara lain; protein, DNA, dan RNA. Sumber nitrogen terbesar dalam udara adalah sekitar 78%, sehingga penambatan untuk mencukupi kebutuhannya di dalam tanah sangat diperlukan bagi tanaman. Selama ini tanaman mendapat suplai nitrogen hanya dari tanah, sehingga lama-kelamaan suplainya habis akibat kompetisi dengan tanaman lainnya. Dengan demikian untuk memenuhi keinginan menaikkan produksi pertanian untuk mencukupi kebutuhan manusia, harus diikuti dengan penambahan pupuk nitrogen dalam jumlah banyak.

Seperti dijelaskan diatas bahwa nitrogen merupakan gas terbesar dalam komposisi udara di bumi hampir 78%, sebagian besar berbentuk N₂ yang tidak dapat dimanfaatkan. Umumnya tanaman mendapat nitrogen dari senyawa ammonium dan nitrat. Untuk memanfaatkan nitrogen, tanaman dan mikrob tertentu dapat menambat dari udara dan menyususn atom nitrogen ke bentuk ammonium dan nitrat, atau senyawa lain yang dapat dimanfaatkan oleh tumbuhan.

Apabila tanaman dipupuk nitrogen  secara tidak merata akan menimbulkan ciri kelebihan dan kekurangan unsur nitrogen. Ciri-ciri tanaman yang kekurangan unsur nitrogen terlihat dari batang yang lunak karena banyak mengandung air, mudah roboh sehingga mudah diserang hama pengganggu. Sedangkana tanaman yang memiliki kelebihan unsur nitrogen akan memiliki ciri batang yang keras seperti kayu karena mengalami penimbunan pati (karbohidrat) pada batang, akibatnya tanaman tidak dapat dipanen keadaan ini sangat merugikan. Tanaman-tanaman yang dapat bersimbiosis dengan bakteri penambat nitrogen tergolong tanaman kacang-kacangan seperti; buncis, kedelai, dan kacang hijau (Phaseolus radiatus). Tanaman-tanaman ini memiliki bintil akar yang mengandung bakteri penambat nitrogen udara, sehingga nitrogen tanah yang telah habis dapat digantikan.

Organisme dalam tanah salah satunya adalah mikroorganisme tanah. Jumlah tiap mikroorganisme tanah sangat bervariasi, ada yang terdiri dari beberapa individu, ada pula yang jumlahnya mencapai jutaan per gram tanah. Seluruh massa mikroorganisme yang hidup di dalam tanah disebut sebagai biomassa mikroba. Biomassa dari mikroba dapat diestimasi dengan pengamatan jumlah karbon, nitrogen, fosfor atau sulfur yang ada dalam mikroorganisme, mikrofauna dan ganggang dalam tanah  

Terdapat beberapa macam mikroorganisme dalam tanah, di antaranya adalah bakteri, jamur, aktinomisetes dan ganggang. Mikroorganisme tersebut mempunyai peran yang berbeda dalam tanah. Penyebaaran mikroorganisme tanah pun berbeda-beda, misalnya penyebaran bakteri. Penyebaran bakteri umumnya lebih beragam bila dibandingkan dengan organisme tanah lainnya. Diperkirakan lebih dari 200 genera bakteri. Bakteri dapat hidup pada tempat yang sebagian organisme lainnya tidak bisa hidup. Hal ini dikarenakan  oleh diversitas dari metabolik dari bakteri ( Handayanto dan Hairiah, 2007).

Berdasarkan ukurannya, fauna tanah dibedakan menjadi tiga yaitu mikrofauna (panjang< 100mikron meter), mesofauna ( panjang 100-<2mikron meter) dan makrofauna ( panjang 2-20mm) (Sohlenius, 1980). Kelimpahan fauna lebih tinggi pada daerah yang tinggi suplai serasahnya dan sumber organik yang tinggi pula (Suharjo, et all , 1993). Ekstraksi fauna tanah dilakukan pada tanah tidak terganggu. Fauna tanah yang terdapat dalam contoh tanah diekstrak dengan metode Berlese Funnel Extraktor. Berlese Funnel Extraktor merupakan alat untuk mengumpulkan dan mengekstrak fauna tanah pada fase aktif dari tanah maupun serasah.

            Diantara kelompok mikroorganisme tanah, bakteri adalah kelompok yang paling banyak diperhatikan. Hal ini menunjukkan bahwa bakteri mempunyai peranan yang sangat penting baik untuk tanah sendiri maupun untuk tanaman. Bakteri merupakan bentuk kehidupan tertua dan sampai sekarang masih ada di tanah maupun di permukaan bumi (Handayanto dan Hairiah, 2007).

            Mikroorganisme lain yang mempunyai peran penting dalam tanah selain bakteri adalah mikoriza. Mikoriza merupakan asosiasi simbiotik antara akar tanaman dengan jamur. Asosiasi akar tanaman dengan jamur ini memberikan manfaat yang sangat baik bagi tanah dan tanaman inang yang merupakan tempat jamur tersebut tumbuh dan berkembang biak (Triwibowo Yuwono, 2006). Penelitian dan pengamatan tentang bakteri, fungi, mikoriza maupun mikroorganisme lain banyak dilakukan dengan alat mikroskop. Alat tersebut dapat lebih memperjelas pada bentuk, struktur tubuh dari mikroorganisme tanah.

Rhizobakteria merupakan kelompok bakteri yang hidup dan berkembang di daerah rizofer tanaman.  Kelompok rhizobakteria ini diketahui dapat merangsang pertumbuhan tanaman sehingga produksi tanaman dapat meningkat.  Hellriegel dan Wilfarth (1889) merupakan peneliti pertama yang melaporkan manfaat dari kelompok bakteri ini dalam meningkatkan pertumbuhan dan produksi tanaman kacang-kacangan, sejak saat itu berkembanglah penelitian-penelitian untuk mencari mikroorganisme yang dapat meningkatkan produksi tanaman. Beberapa kelompok bakteri yang dapat dimanfaatkan untuk meningkatkan produksi tanaman adalah :  Rhizobium bakteri penambat nitrogen yang bersimbiosis dengan kacang-kacangan, Azotobakter, Azospirillum bakteri penambat nitrogen yang tidak bersimbiosis dengan tanaman, Bacillus subtilis, Bacillus polymixa bakteri penghasil senyawa yang dapat melarutkan fosfat tanah. Keuntungan dengan memanfaatkan kelompok mikroorganisme ini diantaranya; tidak mempunyai efek yang membahayakan, dapat mengurangi dampak pencemaran lingkungan jika dilakukan peningkatan efisiensi penggunaannya, ekonomis, dan teknologinya yang sederhana. 

           Potensi penggunaan rizobakteria sebagai inokulan telah banyak mendapat perhatian dari pakar mikrobiologi tanah dan penyakit tanaman, karena sifat dari rizobakteria ini sangat agresif dalam mengkolonisasi akar menggantikan tempat mikroorganisme yang dapat menimbulkan penyakit pada tanaman.  Hubungan antara tanaman dan mikroorganisme terjadi di daerah rizosfer,  mikroorganisme dapat hidup dari substrat yang dikeluarkan oleh tanaman melalui akar ataupun tanaman yang mati, disamping itu dapat juga merangsang pengeluaran unsur hara dari akar dapat menghasilkan senyawa-senyawa yang mempercepat pertumbuhan.

Mikroorganisme penambat nitrogen dibedakan menjadi kelompok bakteri dan kelompok fungi. Bakteri penambat nitrogen (BPN) terdiri dari Rhizobium dan kelompok fungi terdiri dari Mikoriza. Rhizobium terdiri dari Rhizobium sp dan Bradyrhizobium. Rhizobium banyak dibiakan dalam laboratorium-laboratorium tanah. Agar tidak merusak sel bakterinya maka bakteri dimasukkan ke dalam larutan fisiologis. Fungsi larutan ini adalah menjaga agar tekanan osmotik tidak merusak sel atau tekanan osmotik sel sama dengan tekanan osmotik diluar sel, setelah itu bakteri dipindahkan ke dalam wadah yang telah disediakan berisi unsur yang dibutuhkan bakteri untuk hidup, sebelum disemprotkan ke tanah. Ciri Rhizobium sp adalah merupakan bakteri yang bebas hidupnya, berbentuk batang, gram negatif, dan jika hidup dalam bintil akar bersifat anaerobik ( Iswandi Anas 1989). Proses simbiosis yang terjadi yaitu bakteri mandapat eksudat dari tanaman untuk hidupnya sedangkan tanaman mendapat nitrogen. Proses ini dilakukan melalui jaringan pembuluh tanaman xilem dan floem. Xilem mebawa nitrogen ke daun, sedangkan floem membawa gula ke dalam sel bakteri. Simbiosis seperti ini disebut simbiosis mutualisme, dimana keduanya diuntungkan. Hubungan tanaman dengan bakteri dibedakan menjadi tiga yaitu; kekhasan, keinfektifan, dan keefektifan. (Stevenson, F. J. 1986).

Kekhasan bakteri dan tanaman inang terlihat dari banyaknya spesies Rhizibium yang telah dicirikan secara morfologi, fisiologi, dan genetik. Ada tanaman yang membiarkan bakteri tertentu masuk ke dalam tubuhnya. Kelompok bakteri tersebut diantaranya adalah; Rhizobium meliloti, Rhizobimu Tripoli, Rhizobium leguminosarium, Rhizobium phaseoli, dan Rhizobium japonicum. Kekhasan Rhizobium ini disebabkan oleh lektin.

Keinfektifan adalah kemampuan bakteri menginfeksi tanaman inang. Sekali bakteri masuk ke dalam tubuh inang melalui rambut akar, bakteri tersebut secara langsung akan terus tumbuh menuju floem dan membentuk bintil, dua hal penting yang terjadi pada proses ini adalah bagi bakteri, pertumbuhannya meningkat, mampu menghasilkan IAA (ZPT) bagi inang. Sedangkan bagi inang, kadar Ca sangat tinggi, kemampuan inang menyediakan karbohidrat bagi bakteri juga meningkat.

Keefektifan adalah kemampuan bakteri dalam mengikat nitrogen bagi tanaman. Ketikata bintil akar terbentuk, maka tanaman dengan bakteri dapat menambat nitrogen sehingga menjadi tersedia bagi tanaman.

Selain kelompok bakteri, kelompok fungi juga mampu bersimbiosis dengan tanaman guna menopang tanaman untuk bertahan hidup, sehingga penggunaan pupuk kimia yang berlebihan dapat diatasi. Mikoriza misalnya adalah fungi yang bersimbiosis dengan tanaman tertentu yang berfungsi meningkatkan pertumbuhan dan produksi tanaman. Keuntungan yang diperoleh tanaman adalah meningkatknya laju atau luas penyerapan nutrisi terutama P (Fosfor), meningkatkan penyerapan ion-ion seperti NO₃^- dan SO₄^-, unsur-unsur tertentu seperti S, Zn, Cu, dan melindungi akar terhadap penyakit tanah, serta meningkatkan toleransi tanaman terhadap tanah garam (saline soil). Keuntungan yang diperoleh fungi adalah karbohidrat tanaman hasil fotosintesis tanaman

Berdasarkan struktur dan cara jamur menginfeksi akar, mikoriza dapat dikelompokan menjadi Ektomikoriza yaitu jamur yang menginfeksi tidak masuk ke dalam sel akar tanaman dan hanya berkembang diantara dinding sel jaringan korteks, akar yang terinfeksi membesar dan bercabang, Endomikoriza yaitu jamur yang menginfeksi masuk ke dalam jaringan sel korteks dan akar yang  terinfeksi tidak membesar. Peranan penting Mikoriza dalam pertumbuhan tanaman adalah kemampuannya untuk menyerap unsur hara baik makro maupun mikro. Selain itu akar yang mempunyai mikoriza dapat menyerap unsur hara dalam bentuk terikat dan yang tidak tersedia bagi tanaman. Hifa eksternal pada Mikoriza dapat menyerap unsur fosfat dari dalam tanah, dan segera diubah menjadi senyawa polifosfat. Senyawa polifosfat kemudian dipindahkan ke dalam hifa dan dipecah menjadi fosfat organik yang dapat diserap oleh sel tanaman. Tanaman yang mempunyai mikoriza cenderung lebih tahan terhadap kekeringan dibandingkan dengan tanaman yang tidak mempunyai mikoriza. Rusaknya jaringan kortek akibat kekeringan dan matinya akar tidak permanen pengaruhnya pada akar yang bermikoriza.  (Wheeler, Volk, 1993).

Setelah priode kekurangan air, akar yang bermikoriza akan cepat kembali normal. Hal ini disebabkan karena hifa jamur mampu menyerap air yang ada pada pori-pori tanah saat akar tanaman tidak mampu lagi menyerap air. Penyerapan hifa yang sangat luas di dalam tanah menyebabkan jumlah air yang diambil akan meningkat.

           Akar tanaman yang terbungkus oleh Mikoriza akan menyebabkan akar tersebut terhindar dari serangan hama dan penyakit.  Infeksi patogen akar akan terhambat, disamping itu mikoriza akan menggunakan semua kelebihan karbohidrat dan eksudat akar lainnya, sehingga tercipta lingkungan yang tidak cocok bagi pertumbuhan patogen. Dipihak lain, jamur mikoriza ada yang dapat melepaskan antibiotik yang dapat mematikan patogen.  Mikoriza dapat mengurangi perkembangan penyakit busuk akar yang disebabkan oleh Phytopthora cinamomi dan dapat juga menekan serangan nematoda bengkak akar. Beberapa hasil penelitian juga menunjukkan bahwa jamur mikoriza dapat menghasilkan hormon seperti sitokinin,  giberalin dan vitamin.

PENUTUP

Kesimpulan

             Lahan pertanian di indonesai telah banyak mengalami suatu masa dimana tanah-tanah pertanian telah jenuh terhadap  pupuk kimia akibat pemberian yang berlebih, sehingga walaupun dengan penambahan berton-ton pupuk, hasilnya tidak maksimal. Hal ini menyebabkan banyak kerugian terhadap petani-petani Indonesia sehingga beban biaya yang harus dikeluarkan juga meningkat. Petisida dan pembasmi hama lainnya yang merupakan hasil sintesis bahan kimiapun membuat hama resisten sehingga dosis penyemprotan ditambah. Kerusakan lingkungan dan gangguan ekosistem yang dihasilkan semakin memperparah keadaan. Dengan pemberian pupuk organik (biofertilizer) pada tanah-tanah pertanian diharapkan mampu mengembalikan kembali kesuburannya, karena aktifitas dari mikroorganisme yang terkandung di dalamnya. Pemberian pupuk organik juga tidak merusak lingkugan dan ekosistem yang ada.

Saran

            Dalam penulisan karya ilmiah ini, masih banyak kekurangan sehingga saran dan masukan dari pembaca sangat diharapkan guna melengkapi semua kekurangan yang ada.

DAFTAR PUSTAKA

Anas, Iswandi.1989. Biologi Tanah dalam Praktek. Bogor: IPB Press.

Anas, I, K, Widyastuti A.A.S.1998. Mikroba Penambat Nitrogen, Pelarut Fosfat dan        Rhizosfer pada Tanah Rawa Kawasan PLG Satu Bandar Lampung.Jakarta.

\

[Anonim]. 2010. Bakteri Proteolitik. [Terhubung Berkala] http://id.wikipedia.org/wiki/Bakteri_proteolitik ( Diakses pada tanggal 4 Oktober 2011)

[Anonim]. 2010. Selulase. [Terhubung Berkala]

           http://id.wikipedia.org/wiki/Selulase ( Diakses pada tanggal 4 Oktober 2011)

Hadioetomo, R.1993. Mikrobiologi Dasar dalam Praktek. PT Grafindo: Jakarta

Hadayanto E, Hairiah K.2007. BiologiTanah. Malang: Pustaka Adipura.

Interaction between Legum Leguminous Plant and Rhizobia Mediated by Nod Factors.

1999. www.glicoforum.gr.jp. (Dikases 6 Oktober 2011).

Nitrogen fixation, Root and Nitrogen – Fixin Bacteria. From Encyclopedia Brtianica on

Line. www.britannica.com. (Diakses tanggal 6 Oktober 2011).

Simarmata, T., Hindersah, R. 2004. Potensi Rizobakteri Azotobacter dalam

Meningkatkan Kesehatan Tanah. Jurnal Natur Indonesia 5(2): 127-133 (2004).

http://www.unsri.ac.id. (Dikases tanggal 10 Oktober 2011).

Suwanto Antonius. 2007. Bioteknologi Molekuler: Mengoptimalkan Manfaat Keanekaragaman Hayati Melalui Teknologi DNA Rekombinan, Pengantar Ilmu Pertanian hal: 35.

Suwarno, U.M Wahjudin. 2003. Kesuburan Tanah. Institut Pertanaian Bogor.

Soepardi, Goeswono.1983. Sifat dan Ciri Tanah. Institut Pertanian Bogor. IPB Press. Bogor

Stevenson, F.J.1986. Cycles of Soil carbon, Nitrogen, Phosporus, Sulphur, Micronutrient.John      Wiley & Sons, New York.380P.

Sharma K. A. 2002. Biofertilizer for Sustainable Agriculture. Central Arid Zone Institue, Jodhpur. India.

Torres, Rubio, M.G. et al. 2000. Isolation of Enterobacteria, Azotobacter sp, and Pseudomonas sp. Producer of indole-3-acetic acid and siderophores, From Colombian Rice Rhizospher. Revista Latino Americana de Microbiologia 42: 171-176.

Wheeler, Volk.1993. Mikrobiologi Dasar. Jakarta: Erlangga.

Yuwono, T. 2006. Bioteknologi Pertanian. Universitas Gadjah mada Yogyakarta. Gadjah Mada University Press.

Read More