BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Tanaman Putri Malu
Tanaman putri malu tumbuh liar di pinggir jalan, lapangan terlantar, dan tempat - tempat terbuka yang terkena sinar matahari. Tumbuhan asli Amerika tropis ini dapat di temukan pada ketinggian 1-1200 m, cepat berkembang biak, tumbuh memanjat, atau berbaring, tinggi 0,3 - 1,5 m. Batang bulat, berambut, dan berduri tempel. Daun berupa daun majemuk menyirip genap ganda dua yang sempurna. Jumlah anak daun setiap sirip 5 - 26 pasang. Helaian anak daun berbentuk memanjang sampai lanset ujung runcing, pangkal membundar, tepi rata, permukaan atas dan bawah licin, panjang 6 - 16 mm, lebar 1 - 3 mm, berwarna hijau, umumnya tepi daun berwarna ungu. Jika daun tersebut tersentuh, akan melipat diri . Bunga bulat, berbentuk seperti bola, bertangkai, berwarna ungu. Buah berbentuk polong, pipih, berbentuk garis. Biji bulat dan pipih. (Dalimartha. S, 2003).
2.1.1 Sistematika tumbuhan Putri malu (Mimosa pudica L)
Kingdom : Plantae
Divisi : Spermatophita Kelas : Angiospermae Sub kelas : Dicotyledoneae
Ordo : Fabales
Famili : Mimosaceae Sub Famili : Mimosoideae Genus : Mimosaideae
2.1.2. Bintil akar
Macam asosiasi yang lain antara akar dan tumbuhan tingkat tinggi dan organisme tingkat rendah dijumpai pada leguminosa. Pada akar - akarnya terdapat bintil yang berkembang sebagai akibat penetrasi bakteri pengikat nitrogen (spesies Rhizobium) ke dalam rambut akar. Bakteri tersebut memasuki akar terutama melalui rambut akar. Sambil memperbanyak diri, bakteri tersebut membentuk benang infeksi dengan terkurungnya dalam selubung dari bahan seperti gum. Benang – benang itu menembus ke dalam akar dan merangsang sel – selnya. Jumlah sel dalam bintil meningkat mula – mula karena pembelahan di seluruh massa sel yang bulat itu dan kemudian karena aktivitas daerah meristematik setempat yang tidak dimasuki bakteri. Sel – sel terdiferensiasi itu di daerah sebagain dalam, yaitu zona bakteroid, mengandung bakteri yang dilepaskan dari benang – benang infeksi. Bintil – bintil pada tingkatan itu secara sekilas mirip dengan primordium akar lateral. (Fahn, A., 1991).
Perkembangan bintil akar dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu : 1. Konsentrasi nutrient anorganik
2. Suhu tanah (suhu sekitar 250 – 300
3. Cahaya dan naungan (cahaya yang cukup banyak dapat meningkatkan jumlah bintil sedangkan naungan akan menurunkan berat bintil akar).
C optimum untuk pembentukan bintil dan pada suhu yang lebih rendah atau jauh lebih panas pembentukan bintil akar akan terhambat).
4. Konsentrasi CO2
5. Ketersedian nitrogen di dalam tanah (konsentrasi nitrogen yang tinggi dapat mengurangi jumlah maupun berat bintil akar).(Yuwono.T, 2006).
(konsentrasi karbondioksida yang tinggi dapat meningkatkan jumlah bintil akar).
Selama pertumbuhan bintil, bakteri mengalami transformasi ke bentuk bakteroid yang ukurannya lebih besar daripada aslinya. Transformasi ini berhubungan dengan sintesis leghemoglobin, nitrogenase dan enzim lain yang diperlukan untuk fiksasi N2. waktu
antara infeksi sampai dengan bakteri mampu memfiksasi N2 sekitar 3-5 minggu.
Selama peroide tersebut kebutuhan karbohidrat, nutrien mineral dan asam amino disediakan oleh inang tanpa memperoleh keuntungan. (http://elearning.unej.ac.id).
2.2. Rhizobium sp
Rhizobium adalah salah satu contoh kelompok bakteri yang berkemampuan sebagai
penyedia unsur hara bagi tanaman. Bila bersimbiosis dengan tanaman legume, kelompok bakteri ini akan menginfeksi akar tanaman dan membentuk bintil akar didalamnya. Rhizobium hanya dapat memfiksasi nitrogen atmosfer bila berada di dalam bintil akar dari mitra legumnya. Peranan Rhizobium terhadap pertumbuhan tanaman khususnya berkaitan dengan masalah ketersedian nitrogen bagi tanaman inangnya (Rao, N.S., Subba, 1994).
Bakteri Rhizobium aktif dapat diketahui secara visual dari bintil – bintil bundar di akar tanaman. Bila akar dibelah, didalamnya akan tampak warna kemerahan bila bagian ini dipijit, akan keluar cairan kemerahan. Bakteri Rizobium akan giat mengadakan fiksasi N pada tanah yang kandungan nitrogennya rendah dan akan berkurang pada tanah yang kandungan nitrogennya tinggi. Bakteri Rhizobium mampu bertahan di dalam tanah selama beberapa tahun (Ismawati.E, 2003).
Adapun ciri – ciri umum bakteri Rhizobium adalah merupakan gram negatif, bersifat aerob, berbentuk batang dengan ukuran sekitar 0,5 – 0,9 µm x 1,2 – 3 µm. Bakteri ini termasuk dalam famili Rhizobiaceae. Bakteri ini banyak terdapat di dalam daerah perakaran tanaman legume dan membentuk hubungan simbiotik inang khusus (Yuwono.T, 2006).
Di antara bakteri yang bermanfaat, Rhizobium yang paling banyak digunakan untuk pupuk hayati. Koloni bakteri Rhizobium bersimbiosis dengan tanaman akar leguminosa, membentuk bintil akar yang berperan dalam penyematan nitrogen.
Rhizobum yang berasosiasi dengan tanaman legume mampu menyemat 100 – 300 kg
N/ha dalam satu musim dan meninggalkan sejumlah N untuk tanaman berikutnya. Permasalahan yang perlu diperhatikan adalah efisiensi inokulan Rhizobium untuk jenis tanaman tertentu. Rhizobium mampu mencukupi 80% kebutuhan nitrogen tanaman leguminosa dan meningkatkan produksi antara 10% - 25%. Tanggapan tanaman sangat bervariasi tergantung pada kondisi tanah dan efektivitas populasi asli (Sutanto. R, 2002).
2.3. Simbiosis antara Rhizobium dengan Leguminosa
Simbiosis antara Rhizobium dengan leguminosa dicirikan oleh pembentukan struktur bintil akar pada tanaman inang (leguminosa). Pembentukan bintil akar diawali dengan sekresi produk metabolisme tanaman ke daerah perakaran yang menstimulasi pertumbuhan bakteri. Secara umum tahap pembentukan bintil akar pada tanaman leguminosa terjadi melalui beberapa tahapan, yaitu :
1. Pengenalan pasangan yang sesuai antara tanaman dengan bakteri yang diikuti oleh pelekatan bakteri Rhizobium pada permukaan rambut akar tanaman.
2. Invasi rambut akar oleh bakteri melalui pembentukan benang infeksi 3. Perjalanan bakteri ke akar utama melalui benang infeksi.
4. Pembentukan sel - sel bakteri yang mengalami deformasi, yang disebut sebagai bakteriod, didalam sel akar tanaman.
5. Pembelahan sel tanaman dan bakteri sehingga terbentuk bintil akar.
Peletakan Rhizobium pada rambut akar dapat terjadi karena pada permukaan sel
Rhizobium dan Bradyrhizobium terdapat suatu protein pelekat (adhesion) yang disebut
sebagai rhicadhesin. Rhicadhesin adalah suatu protein pengikat kalsium yang berfungsi dalam pengikatan kompleks kalsium pada permukaan rambut akar. Disamping itu juga terdapat senyawa lain yang berperan dalam pengikatan bakteri yaitu lectin yang merupakan protein yang mengandung karbohidrat.
Penetrasi awal sel bakteri ke dalam rambut akar dilakukan melalui ujung rambut akar. Setelah bakteri melekat, rambut akan menggulung yang disebabkan oleh senyawa yang dikeluarkan oleh bakteri yang disebut sebagai faktor Nod, selanjutnya bakteri memasuki rambut akar dan menginduksi pembentukan benang infeksi yang kemudian tumbuh kearah sel-sel akar. Faktor Nod yang dihasilkan oleh bakteri selanjutnya menstimulasi pembelahan sel – sel tanaman sehingga terbentuk bintil akar (Yuwono.T, 2006).
Bakteri yang terdapat didalam akar kemudian tumbuh secara cepat dan mengalami perubahan bentuk menjadi struktur bercabang yang disebut sebagai
bakteroid. Bakteroid dikelilingi oleh membran sel tanaman yang disebut membran peribakteroid. Pengikatan nitrogen baru dapat terjadi setelah terbentuk struktur bakteroid. Jika tanaman mati maka bintil akar akan rusak sehingga bakteri terlepas keluar dari sel - sel akar tanaman (Yuwono.T, 2006).
2.4. Proses fiksasi nitrogen udara oleh mikroba
Nitrogen hampir 80% udara yang kita hirup tapi tidak dapat kita pakai, begitu juga semua hewan, tumbuhan, jamur, dan hampir semua bakteri. Namun nitrogen dalam bentuk organik merupakan komponen utama tubuh semua makhluk hidup. Protein asam nukleat, vitamin, dan berbagai molekul lain semua mengandung nitrogen. Beberapa spesies bakteri berkemampuan khusus untuk mereduksi atau mengikat N2
udara untuk membentuk ammonia. Ammonia ini adalah suatu produk senyawa nitrogen yang dapat dipakai oleh tumbuhan dan mikroba sebagai bahan pembangun untuk mensintesa asam amino, demikian pula senyawa bernitrogen lain (Jean L.Marx, 1991).
Fenomena fiksasi nitrogen atmosfer dikenal sebagai diazotrofi (diazotrophy) atau penambatan nitrogen secara biologis (biological nitrogen fixation) sehingga mikrobia yang mampu melakukan fiksasi nitrogen disebut sebagai diazotrof (diazotroph) atau penambat nitrogen (Yuwono. T, 2006).
Proses pengikatan nitrogen ini merupakan salah satu dari banyak proses biokimiawi didalam tanah yang memainkan salah satu peranan penting, yaitu mengubah nitrogen atmosfer (N2
1. Mikroorganisme nonsimbiotik, yaitu yang hidup bebas dan mandiri di dalam tanah
atau nitrogen bebas) menjadi nitrogen dalam persenyawaan (nitrogen terikat). Dua organisme terlibat dalam proses ini :
2. Mikroorganisme simbiotik, yaitu yang hidup pada akar tanaman kacang – kacangan.
Besarnya serta pentingnya fiksasi nitrogen hayati dapat di nilai dari perkiraan yang dibuat baru – baru ini yang menyatakan organisme hidup mengikat nitrogen dalam jumlah lebih besar daripada yang dilakukan oleh pabrik diseluruh dunia pada tahun 1974 jumlah nitrogen yang diikat oleh organisme hidup ialah 175 ton, sedangkan yang dihasilkan oleh pabrik hanya 4 juta ton (Pelczar. M, 1998).
2.4.1 Fiksasi nitrogen secara nonsimbiotik.
Fiksasi nitrogen non simbiotik dilakukan oleh Clostridium pasteurium dan
Azotobakter. Clostridium bersifat anaerobik, sedangkan Azotobakter bersifat aerobik.
Kemampuan fiksasi nitrogen Clostridium jauh lebih kuat jika dibandingkan dengan kemampuan fiksasi nitrogen Azotobakter (Budiyanto.A.K, 2002).
2.4.2. Fiksasi nitrogen secara simbiotik oleh Rhizobium
Fiksasi semacam ini dilakukan oleh Rhizobium dengan leguminosae. Sebelum memfiksasi nitrogen, bakteri ini harus tumbuh terlebih dahulu dalam jaringan akar. Infeksi dari sitem jaringan ini oleh bakteri dikaitkan dengan pembentukan benang infeksi yang berkembang menjadi akar rambut. Bakteri pengfiksasi nitrogen kemudian merusak ke dalam jaringan inang melalui benang infeksi inang. Beberapa sel kemudian diinfeksi, sehingga menyebabkan pembengkakan sel dan peningkatan pembelahan sel, sehingga terjadilah pembentukan nodula. Dalam sistem ini terlibat leguminosa, bakteri, dan nodula. Dalam proses ini baik bakteri maupun tanaman mendapatkan keuntungan dari infeksi ini. Bakteri mengubah N2
Menurut Saifuddin Sarif(1986) dalam “Ilmu Tanah Pertanian” jika terdapat bakteri yang mendekati dan menyentuh akar tanaman leguminosa, ada beberapa diantaranya yang masuk kedalam sel – sel tunggal perakaran rambut tanaman. Perkembangan jumlah bakteri ini dapat meningkat dengan cepat karena berlimpahnya bahan makanan yang dengan mudah dicapai dari jaringan tubuh tanaman. Bakteri yang telah masuk membentuk benang – benang dasar pada perakaran. Dengan adanya dari udara menjadi nitrogen yang difiksasi sehingga dapat digunakan tanaman, sedangkan dipihak lain bakteri mendapatkan zat hara dari jaringan tanaman tersebut (Budiyanto.A.K, 2002).
infeksi pada akar tanaman maka disekitarnya akan timbul nodula atau bintil akar, dan disinilah bakteri hidup. Setiap nodula dapat mengandung berjuta – juta bakteri dan sejumlah nitrogen yang berkumpul pada nodula. Tanaman leguminosa mengikat atmosferik melalui akar akarnya dan tidak melalui daun – daunnya. Dalam kedaan pertumbuhannya yang muda, akar – akar tanaman itu berkandungan nitrogen lebih besar. Bakteri Rhizobium dalam penelitian lebih dikenal, yaitu sebagai bakteri yang bersimbiosis dengan akar tanaman kacang – kacangan dengan membentuk nodula (Mulyani. M, 1991).
Untuk memfiksasi nitrogen, bakteri Rhizobium menggunakan enzim nitrogenase, dimana enzim ini akan menambat gas nitrogen di udara dan merubahnya menjadi gas amoniak. Gen yang mengatur proses fiksasi ini adalah gen nif (Singkatan nitrogen – fixation). Gen – gen nif ini berbentuk suatu rantai , tidak terpencar kedalam sejumlah DNA (deoxyribonucleic acid) yang sangat besar yang menyusun kromosom bakteri, tetapi semuanya terkelompok dalam suatu daerah (http://id.answer.yahoo.com).
Reduksi N2 ke NH3 di dalam nodul dari legum dikatalisis oleh enzim Nitrogenase
dalam bakteroid Rhizobium. Enzim ini dipengaruhi oleh oksigen, menyebabkan inaktivasi yang tidak balik. Suatu hal penting yang perlu diperhatikan bila melakukan ekstraksi dan pemurnian enzim ini ialah kondisinya yang anaerobik. Enzim ini terdiri dari 2 protein yang mengkatalisis reduksi N2 (tidak akan mengkatalisis reduksi N2
tanpa yang lainnya), masing-masing dengan berat molekul 222.000 dalton dan 60.000 dalton. Sub unit yang lebih besar tersusun dari 4 sub unit. Protein yang besar juga mengandung 2 atom Molibdenum. Protein yang kecil terdiri dari 2 sub unit yang identik masing-masing mengandung atom besi. Aktivitas Nitrogenase dapat dimonitor menggunakan Sodium dithionite (Na2S2O4) sebagai reduktan. Mg2+ dan ATP
(adenosin triphospate) dibutuhkan untuk reduksi N2 invitro. ADP (Adenosin
diphosphate) yang dihasilkan akan menghambat aktivitas Nitrogenase, oleh karenanya sistem ini harus menggunakan fosforilasi ADP ke ATP ). Dengan kondisi demikian, Nitrogenase mengkatalisis reduksi N2 (N≡N) ke NH3 dan juga asetilen (CH≡CH) dan
HCN (CH≡N). Reduksi asetilen ke etilen yang dapat dipisahkan dengan mudah dari asetilen lewat gas kromatografi, reduksi ini seringkali digunakan untuk mengestimasikan aktivitas Nitrogenase. Nitrogenase juga mendukung reduksi H+ ke
H2 (aktivitas hidrogenase). Nitrogenase dalam bakteroid Rhizobium hanya berfungsi
pada kondisi relatif tanpa oksigen, tetapi reduksi yang setara dengan yang dibutuhkan untuk reduksi N2 dibentuk dari oksidasi aerob terhadap sumber karbon dalam
bakteroid. Pengendalian masuknya oksigen untuk respirasi dicapai dengan adanya protein pembawa O2, leghemoglobin yang memiliki afinitas tinggi terhadap O2, yang
menyediakan bakteroid dengan O2 dan dalam bentuk yang dapat melindungi
Nitrogenase dari kerusakan. (http://elearning.unej.ac.id).
Bintil akar pada tanaman legum berwarna kemerahan seperti haemoglobin. Warna merah pada bintil akar disebabkan oleh adanya pigmen yang disebut Leghemoglobin (LHb) yang mengandung besi. Leghemoglobin hanya ditemukan pada bintil akar yang sehat, sedangkan tanaman yang tidak sehat mempunyai bintil akar berwarna putih karena tidak mempunyai LHb sehingga penambatan nitrogen tidak dapat terjadi pada bintil akar yang tidak sehat semacam itu. LHb berada diluar membran bakteroid. Penelitian menunjukkan bahwa membran bakteroid berperan dalam memisahkan bakteroid dari sistem penyangga oksigen. Konsentrasi LHb dapat digunakan untuk memperkirakan efisiensi bintil akar dalam penambatan nitrogen (N2
(Yuwono. T, 2006) ).
Dalam proses fiksasi nitrogen, baik nitrogenase (protein Mo-Fe) maupun nitrogenase reduktase (protein Fe) bersifat esensial dalam penambatan nitrogen. Protein Fe berintekrasi dengan Mg++sedangkan protein Mo-Fe mengkatalisis reduksi N2 menjadi NH3, H+ menjadi H2 dan mengubah asitetilen menjadi etilen. Selama
penambatan nitrogen, sumber reduktan untuk transfer electron berasal dari ferredoxin atau flavodoxin yang tereduksi. Ferrodoxin yang tereduksi memberikan electron ke frotein Fe sehingga mereduksi protein Mo-Fe dan diikuti oleh pelepasan phosphat anorganik (Pi). kompleks enzim nitrogenase memperoleh energi dari ATP yang
dihasilkan pada saat terjadi proses respirasi. Akhirnya, protein Mo-Fe memberikan electron ke substrat yang dapat direduksi, misalnya N2. Secara umum reaksi
penambatan nitrogen pada bintil akar legume dapat dituliskan dalam persamaan sebagai berikut :
Mg N
++
2 + 16 ATP + 8e- + 10 H+ 2 NH4+ + H2+ + 16 ADP + 16 Pi
Ammonia adalah produk stabil pertama pada proses fiksasi nitrogen. Setelah terbentuk, ammonia kemudian ditransfer melalui membran bakteroid ke sel tanaman yang selanjutnya akan digunakan dalam metabolisme tanaman. (Yuwono. T, 2006)
2.5. Pupuk Hayati
Nama lain pupuk hayati adalah biofertilizer. Ada yang juga menyebutnya pupuk bio. Apapun namanya pupuk hayati bisa diartikan sebagai pupuk yang hidup. Sebenarnya nama pupuk kurang cocok, karena pupuk hayati tidak mengandung hara. Pupuk hayati tidak mengandung N, P, dan K. Kandungan pupuk hayati adalah mikrooganisme yang memiliki peranan positif bagi tanaman. Kelompok mikroba yang sering digunakan adalah mikroba-mikroba yang menambat N dari udara, mikroba yang malarutkan hara (terutama P dan K), mikroba-mikroba yang merangsang pertumbuhan tanaman. (http://isroi.wordpress.com).
Istilah pupuk hayati lebih tepat disebut sebagai inokulan mikrobia, seperti yang dikemukan oleh Rao (1982). Meskipun demikian istilah pupuk hayati sudah lebih dikenal dan sebagai alternatif bagi pupuk kimia buatan (artifical Chemical fertilizer). Mikrobia yang umum digunakan untuk membuat formulasi suatu pupuk hayati adalah kelompok bakteri atau jamur. (Yuwono.T, 2006).
Kelompok mikroba penambat N sudah dikenal dan digunakan sejak lama. Mikroba penambat N ada yang bersimbiosis dengan tanaman dan ada juga yang bebas (tidak bersimbiosis). Contoh mikroba yang bersimbiosis dengan tanaman antara lain adalah Rhizobium sp. Sedangkan contoh mikroba penambat N yang tidak bersimbiosis adalah Azosprillium sp dan Azotobacter sp. (http://isroi.wordpress.com).
Pupuk hayati berbeda dari pupuk kimia buatan, misalnya urea, TSP dan lain - ain, karena dalam pupuk hayati komponen utamanya adalah jasad hidup yang pada
umumnya diperoleh dari alam tanpa ada penambahan kimia, kecuali bahan kimia yang diperlukan untuk mendukung pertumbuhan jasad hidupnya selama dalam penyimpanan. Dalam formulasi pupuk hayati, seringkali bahkan tidak diperlukan bahan – bahan kimia buatan karena bahan – bahan tersebut dapat diganti dengan bahan alami misalnya gambut, kapur alam. Pupuk hayati mempunyai kelebihan dibanding dengan pupuk kimia buatan karena bahan – bahannya berasal dari alam sehingga tidak menimbulkan persoalan pencemaran lingkungan seperti halnya dengan pupuk kimia buatan. (Yuwono.T, 2006).
2.5.1 Jenis – jenis pupuk Hayati
Legin adalah pupuk nitrogen hayati kualitas tinggi, yang berbentuk powder / bubuk yang mengandung bakteri Rhizobium 10.000.000 – 1.000.000.000 sel per gram untuk menginokulasi (menulari) tanaman kacang tanah (Arachis hypogaea) dan Kedelai (Glicine Max). Masa Laku 6 bulan setelah diproduksi. Kemasan dalam polycellonium /aluminium foil berat bersih 30 g (untuk kedelai) dan 150 g (untuk Kacang Tanah)(http://bionutrientproduk.htm).
Bio – Lestari satu kantong standar berisi 40 g untuk pertanaman 2000 m2 atau 200 g/ha. Pupuk ini mengandung populasi sel bakteri penambat N2 non-simbiotik
Rhizobium , dan fungi pelarut fosfat propagul per g bahan pembawa.Penggunaanya
Jangan tercampur dengan pupuk kimia. Pada lahan masam diperlukan pengapuran secukupnya sampai pH 5,5 .Penyimpanan Bio-lestari harus di bawah suhu <200C dan jauh dari sinar .Jangan digunakan lagi bila melebihi masa kadaluwarsa. Rhizoplus satu kantong standard berisi 30 g untuk 2000 m2
Manfaat dan Keunggulan pupuk hayati
, untuk 1 ha diperlukan 5 kantong standard.
• Merangsang pembentukan bintil akar • Meningkatkan daya tambat nitrogen • Meningkatkan P-tersedia dalam tanah • Meningkatkan kesuburan tanah • Meningkatkan efisiensi pemupukan
• Merangsang aktivitas mikroba rizosfer • Memperlebat dan memperkuat perakaran • Memperkokoh dan memperkuat tanaman
• Efektif untuk kacang tanah, kedelai, dan sengon • Tidak mudah terkontaminasi dengan mikroba lain
Keuntungan pupuk hayati
• Menghemat pemakaian pupuk • Menghemat pestisida
• Tidak merusak tanah dan aman lingkungan (http://anekaplanta-wordpress.com)
2. 6 Teknik dasar pembuatan pupuk hayati
Pupuk hayati dibuat dengan menggunakan bebrapa komponen dasar, yaitu (1) mikrobia yang sesuai untuk suatu jenis pupuk hayati (2) medium untuk perbanyakan sek miroba yang akan digunakan, (3) bahan pembawa (carrier) mikrobia, dan (4) bahan pengemas (packaging materials). Suatu pupuk hayati dapat dibuat dengan menggunakan lebih dari satu macam mikrobia yang berbeda, baik berbeda genus/spesiesnya maupun berbeda dalam hal peranannya sebagai pupuk hayati. Sebagai contoh, pupuk hayati dapat dibuat dengan mencampurkan bakteri penambat nitrogen dengan bakteri pelarut phosphat. Selain itu pupuk hayati dapat juga dibuat dengan menggunkan satu macam mikrobia dari suatu spesies tetapi dengan strain yang berbeda. Hal yang paling penting dalam formulasi pupuk hayati yang mengandung lebih dari satu macam mikrobia adalah bahwa mikroba yang digunakan tidak boleh mempunyai sifat antagonistik satu sama lain, artinya mikrobia – mikrobia tersebut tidak saling menekan atau membunuh. Oleh karena itu jika kita akan membuat pupuk hayati yang terdiri atas lebih dari satu macam mikroba semacam ini maka terlebih dahulu harus dilakukan pengujian sifat antagonisme mikrobia – mikrobia tersebut. Hal ini dapat dilakukan dengan menumbuhkan mikrobia – mikrobia yang berbeda tersebut dalam satu medium yang sama, kemudian dianalisis pertumbuhannya untuk melihat apakah semua mikrobia dapat tumbuh dengan optimal jika berada bersama – sama (Yuwono. T, 2006)
Mikrobia yang akan dikemas sebagai pupuk hayati terlebih dahulu harus ditumbuhkan dalam medium yang sesuai sehingga dapat dihasilkan jumlah sel yang tinggi. Kebutuhan nutrisi dalam medium perbanyakan sel bervariasi dengan macam mikroba yang digunkan. Oleh karena itu setiap spesies mikrobia memerlukan medium dengan komposisi yang spesifik, meskipun beberapa kelompok mikrobia yang berbeda dapat ditumbuhkan dalam medium yang sama. Oleh karena itu jika pupuk hayati dibuat dengan menggunkanan campuran mikroba yang berbeda, maka sebaiknya masing – masing mikrobia ditumbuhkan secara terpisah dalam medium yang paling Sesuai. Secara umum produksi inokulan yang akan digunakan sebagai pupuk hayati meliputi beberapa tahapan, yaitu :
1. Isolasi dan skrining mikrobia yang akan digunakan sebagai pupuk hayati 2. Perbanyakan mikrobia dalam medium yang sesuai.
3. Pencampuran dengan bahan pembawa (carrier) 4. Pengemasan (Yuwono. T, 2006).
2.7 Tekhnik kultivasi dan perbanyakan Rhizobium
Rhizobium pada umumnya dipelihara dengan menumbuhkan dalam medium padat
Yeast Extract Manitol Agar (YEMA). Untuk menjaga kemampuan fisiologisnya agar tidak mengalami penurunan, maka Rhizobium harus diremakajan secara berkala. Kultur yang dipelihara inilah yang digunakan sebagai kultur induk yang digunakan sebagai inokulum untuk perbanyakan yang akan diformulasi sebagai pupuk hayati. Komposisi medium Yeast Extract Manitol Agar (YEMA) yang umum digunakan untuk pemeliharaan Rhizobium adalah sebagai berikut :
Komponen Berat/Volume K2HPO4 0,5 g MgSO4 0,2 g NaCl 0,1 g Manitol 10,0 g Yeast Extract 1,0 g Akuadest 1000 ml Agar 20 g
Tabel 2.7. Komposisi Medium Yeast Extrak Manitol Agar (YEMA)
Selain medium dengan komposisi seperti diatas, beberapa peneliti atau produsen inokulan Rhizobium menggunakan medium dengan komposisi yang bervariasi . perbanyakan medium dilakukan dengan menumbuhkan bakteri dalam medium cair dalam skala volume yang disesuikan dengan kapasitas produksi inokulan.
Perkembangbiakan dilakukan dengan menggunakan fermentor besar dengan ragam alat pengaturan, misalnya pH, oksigen terlarut, suhu dan shaker (penggojok). Selai itu perbanyakan dapat juga dilakukan dengan menggunkan fermentor yang lebih sederhana yaitu menggunakan tabung erlenmeyer meskipun tanpa peralatan khusus. Jika perbanyakan dilakukan dengan menggunakan tabung erlenmeyer, maka harus dilakukan penggojokan dengan alat penggojok (shaker) secara teratur yang dapat diatur kecepatannya. Medium yang digunakan untuk perbanyakan sama dengan yang digunakan untuk pemeliharaan kultur tetapi tanpa menggunkan agar. Meskipun medium cair dengan komposisi seperti diatas sudah cukup untuk perbanyakan
Rhizobium, namun pengalaman menunjukkan bahwa penggunaan medium biphasik
dapat menghasilkan biomassa sel yang lebih banyak. Medium biphasik adalah medium yang terdiri dari atas dua fase yaitu medium fase padat (medium yang ditambah dengan agar) yang ada dibagian bawah tabung erlenmeyer. Diatas medium padat lalu dituangkan medium fase cair dengan komposisi cair dengan komposisi sama dengan medium padat tetapi tanpa agar.
Kultur cair Rhizobium yang sudah dibuat selanjutnya dicampur dengan bahan pembawa (carrier material). Bahan pembawa yang dapat digunakan untuk Rhizobium ada beberapa macam, namun idealnya dengan karakteristik :
1. Mempunyai kemampuan menahan air yang tinggi 2. Tidak toksik terhadap mikroba
3. Mendukung pertumbuhan mikroba
4. Secara umum steril atau mudah disterilkan 5. Bahan mudah diperoleh dengan harga murah 6. Mempunyai daya lekat terhadap benih
7. Secara kimiawi mempunyai komposisi yang seragam 8. Mudah didegradasi, tidak mencemari lingkungan 9. Mudah melepaskan mikroba jika digunakan ditanah
10. Mudah dicampur dan dikemas.
Beberapa bahan pembawa yang dapat diguanakan untuk formulasi inokulan rhizobia antara lain gambut, lignit, arang, zeolit dan lain – lain. Setelah dicampur dengan bahan pembawa, campuran Rhizobium dengan bahan pembawa tersebut kemudian dikemas. Inokulan yang sudah dikemas selanjutnya dapat dibawa ketempat penggunaan atau dipasarkan (Yuwono. T, 2006).
2.8 Uji Untuk membedakan Rhizobium dari kerabat dekatnya Agrobaktesrium
Mungkin terlihat bahwa beberapa galur Rhizobium yang keefektifannya berbeda – beda, yang seringkali berkaitan dengan genus kerabatnya Agrobakterium, dipisahkan dari tanaman yang sama. Jelas sekali bahwa pemisahan lebih lanjut isolat semacam itu menjadi langkah penting.
Medium Congo Merah ; telah diketahui bahwa pada medium agar yang dibubuhi congo merah (2,5 ml dari larutan 1 % per liter agar manitol berekstrak khamir), rhizobia akan membentuk koloni yang putih bening, berkilauan , menonjol dan lebih kecil dengan tepi keseluruhan utuh yang berbeda denagan koloni
Agrobakterium yang berwarna merah (Rao, N.S., Subba, 1994).
2.9. Bentonit
Bentonit merupakan salah satu jenis lempung yang banyak terdapat dibeberapa wilayah di Indonesia, diantaranya terdapat di sebahagaian besar daerah Nusa Tenggara, Sulawesi, Jawa Barat, Jawa Tengah, Yogyakarta, Jawa Timur, Sumatera Selatan, Jambi dan Sumatera Utara. Di Sumatera Utara bentonit ini banyak ditemui di daerah Pangkalan Berandan, Kab. Simalungun, Kab. Karo dan sekitarnya. Bentonit adalah sejenis lempung yang mengandung mineral montmorilonit yang bersifat plastik. Rumus umum bentonit adalah Al2O34SiO2.H2O. Bentonit dikenal ada dua
macam, yaitu : Na Bentonit dan Ca Bentonit. Jenis natrium bentonit dapat digunakan dalam industri lumpur bor yaitu sebagai lumpur pembilas dalam pemboran minyak
bumi, gas alam, dan uap panas bumi dan dapat digunakan pada minyak kelapa sawit, industri kimia farmasi (Soedjoko, 1987).
Jenis kalsium – magnesium pada industri penyaringan lilin, minyak kelapa, industri besi baja yaitu sebagai perekat pasir cetak dalam proses pengecoran baja, industri kimia sebagai katalisator, zat pemutih, zat penyerap, pengisi, lateks dan tinta cetak (Soedjoko, 1987).
Berdasarkan hasil uji laboratorium, analisa terhadap contoh bentonit yang diambil langsung di lapangan, maka diperoleh komposisi bentonit adalah Kalsium oksida (CaO) 0,23 %, Magnesium Oksida (MgO) 0.98 %, Alumunium Oksida (Al2O3) 13,45 %, Ferri Oksida (Fe2O3) 2,18 %, Slika (SiO2) 74,9 %, K2O 1,72 %g.
H2O 4 % (Proyek Kerja Dinas Pertambangan Sumatera Utara, 1999/2000).
Pemakaian bentonit terutama untuk kebutuhan industri perminyakan sebagai lumpur pemboran dan industri makanan ternak dan pupuk, semakin besar luas permukaannya maka makin besar pula zat – zat yang terbawa atau melekat pada bentonit. Sehingga sifat ini dimanfaatkan sebagai bahan pembawa (Carrier) (Soedjoko, 1987).
Selain bahan pembawa utama, biasanya juga ditambahkan beberapa bahan lain, misalnya kapur dan lempung yang fungsinya antara lain untuk megatur pH-nya supaya sesuai dengan pH yang dibutuhkan oleh Rhizobia serta untuk memperoleh tekstur bahan inokulan yang baik , mudah dikemas dan digunakan (Yuwono. T, 2006).
2.10. Aktivitas air (Aw)
Aktivitas air adalah kebutuhan air untuk pertumbuhan mikroorganisme atau aktivitas kimia air. Bakteri termasuk jenis bakteri yang tumbuh dengan cepat apabila keadaan sekitarnya memungkinkan. Masing – masing jenis mikroorganisme membutuhkan jumlah air yang berbeda untuk pertumbuhannya. Kebanyakan bakteri nonhalofilik mempunyai tingkat pertumbuhan maksimum pada kisaran nilai Aw 0,980 - 0,997,
bakteri halofilik masih dapat tumbuh pada nilai Aw
Organisme
0,750. Aktivitas air minimal beberapa jenis mikroorganisme tertentu:
Aw minimal
Sebagian besar bakteri 0,90
