II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Deskripsi Organisme Perombak Bahan Organik
Di dalam ekosistem, organisme perombak bahan organik memegang peranan penting karena sisa organik yang telah mati diurai menjadi unsur-unsur yang dikembalikan ke dalam tanah (N, P, K, Ca, Mg, dan lain-lain) dan atmosfer (CH4 atau CO2
Pengertian umum yang saat ini banyak dipakai untuk memahami organisme perombak bahan organik atau biodekomposer adalah organisme pengurai nitrogen dan karbon dari bahan organik (sisa-sisa organik dari jaringan tumbuhan atau hewan yang telah mati) yaitu bakteri, fungi, dan aktinomisetes.Perombak bahan organik terdiri atas perombak primer dan perombak sekunder.Perombak primer adalah mesofauna perombak bahan organik, seperti Colembolla, Acarina yang berfungsi meremah-remah bahan
) sebagai hara yang dapat digunakan kembali oleh tanaman, sehingga siklus hara berjalan sebagaimana mestinya dan proses kehidupan di muka bumi dapat berlangsung. Adanya aktivitas organisme perombak bahan organik seperti mikroorganisme dan mesofauna (hewan invertebrata) saling mendukung keberlangsungan proses siklus hara dalam tanah. Mikroorganisme perombak bahan organik digunakan sebagai strategi untuk mempercepat proses dekomposisi sisa-sisa tanaman yang mengandung lignin dan selulosa, selain untuk meningkatkan biomassa dan aktivitas mikroorganisme tanah, mengurangi penyakit, larva insek, biji gulma, volume bahan buangan, sehingga pemanfaatannya dapat meningkatkan kesuburan dan kesehatan tanah yang pada gilirannya merupakan kebutuhan pokok untuk meningkat-kan kandungan bahan organik dalam tanah (Alexander,1977).
organik/serasah menjadi berukuran lebih kecil.Cacing tanah memakan sisa-sisa remah tadi yang lalu dikeluarkan sebagai faeces setelah melalui pencernaan dalam tubuh cacing. Perombak sekunder ialah mikroorganisme perombak bahan organik seperti Trichoderma reesei, T. harzianum, T. koningii, Phanerochaeta
crysosporium, Cellulomonas, Pseudomonas, Thermospora, Aspergillus niger, A. terreus, Penicillium, dan Streptomyces. Adanya aktivitas fauna tanah,
memudahkan mikroorganisme untuk memanfaatkan bahan organik, sehingga proses mineralisasi berjalan lebih cepat dan penyediaan hara bagi tanaman Pupuk Organik dan Pupuk Hayati 213 lebih baik. Umumnya kelompok fungi menunjukkan aktivitas biodekomposisi paling signifikan, dapat segera menjadikan bahan organik tanah terurai menjadi senyawa organik sederhana yang berfungsi sebagai penukar ion dasar yang menyimpan dan melepaskan nutrien di sekitar tanaman (Eriksson,etal., 1989).
2.2 Deskripsi Mikroorganisme Lokal 2.2.1 Mikroorganisme Lokal (MOL)
MOL adalah bahan pengurai untuk membuat pupuk organik berupa kompos atau bokashi.MOL ini sangat banyak sekali manfaatnya, karena sangat berperan penting dalam dunia Pertanian Organik.MOL adalah cairan yang mengandung mikro organisme hasil produksi sendiri dari bahan bahan alami darisekeliling kita (lokal), dimana bahan bahan tersebut tempat yang sebagai media untuk hidup dan berkembangnya mikroorganisme yang berguna dalam mempercepat penghancuran bahan bahan organik (decomposer) atau sebagai tambahan nutrisi bagi tanaman.
Larutan MOL adalah larutan hasil fermentasi yang berbahan dasar dari berbagai sumber daya yang tersedia di setempat. Larutan MOL mengandung unsur hara mikro dan makro dan juga mengandung bakteri yang berpotensi sebagai perombak bahan organik, perangsang pertumbuhan, dan sebagai agens pengendali hama dan penyakit tanaman, sehingga MOL dapat digunakan baik sebagai pendekomposer, pupuk hayati, dan sebagai pestisida organik terutama sebagai fungisida (Purwasasmita, 2009).
MOL yang mengandung unsur hara mikro dan makro dan juga mengandung bakteri yang berpotensi sebagai perombak bahan organik, perangsang pertumbuhan, dan sebagai agens pengendali hama dan penyakit tanaman, sehingga MOL dapat digunakan baik sebagai pendekomposer, pupuk hayati, dan sebagai pestisida organik terutama sebagai fungisida (Purwasasmita, 2009). MOL ini dapat dibuat dengan memanfaatkan bahan-bahan yang ada di sekitar, seperti buah-buahan busuk, limbah sayuran, keong mas dan lain- lain.
MOL merupakan salah satu cara pengembangbiakan mikroorganisme yang akan mampu mendegradasi bahan organik. Bahan pembuatan MOL ini adalah antara lain tempe, tape, dan yoghurt. Mikroorganisme dasar dalam MOL ini adalah Saccharomyces yang berasal dari ragi tape, Rhizopus dari ragi tempe dan
Lactobacillus dari yoghurt. Mikroorganisme ini mempunyai sifat-sifat sebagai
berikut:
a. Sifat amilolitik, mikroorganisme yaitu Saccharomyces akan menghasilkan enzim amilase yang berperan dalam mengubah karbohidrat menjadi volatile
b. Sifat proteolitik, mikroorganisme yaitu Rhizopus akan mengeluarkan enzim protease yang dapat merombak protein menjadi polipeptida, lalu menjadi peptide sederhana dan akhirnya menjadi asam amino bebas, CO2
c. Sifat lipolitik, mikroorganisme yaitu Lactobacillus akan menghasilkan enzim lipase yang berperan dalam perombakan lemak (Ginting, 2009).
dan air.
2.2.2 Bahan MOL
Tiga bahan utama dalam larutan MOL adalah sebagai berikut: (1) Karbohidrat; Bahan ini dibutuhkan bakteri/ mikroorganisme sebagai sumber energi. Untuk menyediakan karbohidrat bagi mikroorganisme bisa diperoleh dari air cucian beras, nasi bekas/ nasi basi, singkong, kentang, gandum, dedak/ bekatul dll. (2) Glukosa; Bahan ini juga sebagai sumber energi bagi mikroorganisme yang bersifat spontan (lebih mudah dimakan mereka). Glukosa bisa didapat dari gula pasir, gula merah, molases, air gula, air kelapa, air nira dll. (3) Sumber Bakteri (mikroorganisme lokal). Bahan yang mengandung banyak mikroorganisme yang bermanfaat bagi tanaman antara lain buah-buahan busuk, sayur-sayuran busuk, keong mas, nasi, rebung bambu, bonggol pisang, urine kelinci, pucuk daun labu, tapai singkong dan buah maja. Biasaya dalam MOL tidak hanya mengandung 1 jenis mikroorganisme tetapi beberapa mikroorganisme diantaranya Rhizobium sp.,
Azospirillium sp., Azotobacter sp., Pseudomonas sp., Bacillus sp. dan bakteri
pelarut phospat(BP4K, 2011).
2.2.3 Jenis - Jenis MOL
Jenis-jenis mikroorganisme yang terdapat pada MOL adalah sebagai berikut :
Rhizopus sp. adalah genus jamur benang yang termasuk filum Zygomycota
ordo Mucorales.Rhizopus sp. mempunyai ciri khas yaitu memiliki hifa yang membentuk rhizoid untuk menempel ke substrat. Ciri lainnya adalah memliki hifa coenositik, sehingga tidak bersepta atau bersekat. Miselium dan Rhizopus sp. yang juga disebut stolon menyebar diatas substatna karena aktivitas dari hifa vegetatif.
Rhizopus sp. bereproduksi secara aseksual dengan memproduksi banyak
sporangiofor yang bertangkai. Sporangiofor ini tumbuh ke arah atas dan mengandung ratusan spora. Sporangiofor ini dipisahkan dari hifa lainnya oleh sebuah dinding seperti septa. Salah satu contohnya spesiesnya adalah
Rhizopusstonolifer yang biasanya tumbuh pada roti basi (Postlethwait dan
Hopson, 2006).
Kapang adalah salah satu golongan Rhizopus sp. yang sangat berperan penting dalam proses pembuatan fermentasi tempe, dan memiliki kemampuan dalam menghasilkan enzim β-glukosidase. Selama proses fermentasi kedelai berlangsung menjadi tempe, isoflavon glukosidase dikonversi menjadi isoflavon aglikon oleh enzim β-glukosidaseyang disekresikan oleh mikroorganisme. Enzim ini selain terdapat di dalam kedelai juga diproduksi oleh mikroorganisme selama proses fermentasi berlangsung dan mampu memecah komponen glukosida menjadi aglikon dan gugus gula (Ewan,et al., 1992). Fermentasi bungkil kedelai memakai Rhizopus sp. yang mampu meningkatkan kandungan protein kasar bungkil kedelai dari 41% menjadi 55%. Asam amino sebesar 14,2% sehingga diduga dapat dipakai untuk alternatif sebagai bahan pemicu pertumbuhan tanaman (Handayani, 2007).
Menurut Lay dan Hastowo (1992), khamir mempunyai peranan penting dalam pembuatan industri makanan. Banyak kegiatan khamir dalam makanan yang dikehendaki untuk dimanfaatkan dalam pembuatan bir, anggur, roti, produk makanan terfermentasi dan sebagai sumber potensial dari protein sel tunggaluntuk fortifikasi makanan ternak. Seperti galur atau strain Sacchoromyces sp. yang hingga saat ini paling banyak digunakan untuk keperluan tersebut. Ragi mampu menghasikan enzim yang dapat mengubah subtrat menjadi bahan lain dengan mendapatkan keuntungan berupa energi. Ragi untuk tape merupakan campuran dari bermacam-macam organisme yang hidup bersama secara sinergetik, dimana umumnya terdapat spesies-spesies dari genus Aspergillus yang dapat menyederhanakan amilum, Saccharomyces sp., Candida sp., dan Hansenula sp. yang dapat menguraikan gula menjadi alkohol dan bermacam-macam zat organik lainnya serta bakteri (Acerobacter sp.) yang menumpang untuk mengubah alkohol menjadi asam cuka (Dwidjoseputro, 1994).
2.3 Pengenalan Fungi
Trichodermasp.
Trichoderma sp.merupakan salah satu fungi yang dapat dijadikan agen
biokontrol karena bersifat antagonis bagi fungi lainnya, terutama yang bersifat patogen.Aktivitas antagonis yang dimaksud dapat meliputi persaingan, parasitisme, predasi, atau pembentukan toksin seperti antibiotik.Untuk keperluan bioteknologi, agen biokontrol ini dapat diisolasi dari Trichoderma dan digunakan untuk menangani masalah kerusakan tanaman akibat patogen.Beberapa penyakit tanaman sudah dapat dikendalikan dengan menggunakan fungi
membunuh patogen sehingga fungi ini sangat cocok digunakan dalam mengelola lahan bekas pertambangan untuk kembali melestarikannya (Tjandrawati, 2003).
Mikroorganisme tanah banyak yang berperan di dalam penyediaan maupun penyerapan unsur hara bagi tanaman.Tiga unsur hara penting bagi tanaman yaitu nitrogen, fosfat, dan kalium seluruhnya melibatkan aktivitas mikroorganisme.Mikroorganisme dapat melarutkan fosfat apabila unsur nitrogen tercukupi.Unsur N harus ditambat oleh mikroba dan diubah bentuknya agar tersedia bagi tanaman.Mikroorganisme penambat N ada yang bersimbiosis dan ada pula yang hidup bebas (non–simbiotik).Mikroorganisme penambat N non– simbiotik dapat digunakan untuk semua jenis tanaman. Mikroorganisme tanah lain yang berperan di dalam penyediaan unsur hara adalah mikroorganisme pelarut fosfat (P) dan kalium (K). Bahan organik banyak mengandung unsur P, namun hanya sedikit atau tidak tersedia bagi tanaman. Unsur P yang terkandung di dalam bahan organik akan dilepaskan oleh mikroorganisme pelarut fosfat dan menyediakannya bagi tanaman. Jenis mikroorganisme yang mampu melarutkan P antara lain Aspergillus sp., dan Penicillium sp. Mikroorganisme yang memiliki kemampuan tinggi dalam melarutkan P umumnya juga memiliki kemampuan yang tinggi dalam melarutkan K (Sumarsih, 2003).
Dari hasil penelitian yang pernah dilakukan terungkap bahwa fungi
Penicillium, Rhizhopus, dan Fusarium memiliki potensi sebagai penghasil glukosa
oksidase dengan aktivitas yang cukup tinggi.Semakin banyak karbohidrat yang dihasilkan dan tersedia di dalam tanah akan meningkatkan laju pertumbuhan sel-sel dan dengan semakin banyak sel-sel–sel-sel baru yang terbentuk maka pertumbuhan
tanaman terutama pertambahan diameter batang akan meningkat (Firman dan Arynantha, 2003).
Manfaat Trichoderma sp. antara lain menghasilkan sejumlah besar enzim ekstraseluler glukanase dan kitinase yang dapat melarutkan dinding sel fungi patogen serta menyerang dan menghancurkan propagul patogen yang ada di sekitarnya. Trichoderma viridae menghasilkan 2 jenis antibiotik yaitu gliotoksin dan viridian yang dapat melindungi tanaman bibit dari serangan penyakit rebah kecambah (Rifai, 1969), aman bagi lingkungan, hewan maupun manusia karena tidak menimbul residu bahan kimia, serta mampu merangsang pertumbuhan tanaman dan meningkatkan hasil produksi tanaman.Secara ekonomi, penggunaan
Trichoderma sp. lebih murah dibandingkan penggunaan pupuk kimia
(Amani, 2008).
Menurut Whitelauw,et al., (1999) dalam Tanjung (2013), mikroba pelarut fosfat di dalam aktivitasnya akan membebaskan sejumlah asam-asam organik. Tanaman dapat menyerap hara fosfat dalam bentuk ion H2PO4
Beberapa mikroorganisme seperti Fusarium sp., Aspergillus sp.,
Rhizopus sp., Trichoderma sp., Mucor sp., dan Bacillus sp. telah digunakan dalam
. Hara fosfat diperlukan dalam proses metabolisme tanaman antara lain untuk merangsang pertumbuhan tanaman, perkembangan akar, pertumbuhan buah, pembelahan sel (pertambahan diameter batang), memperkuat batang, dan meningkatkan ketahanan terhadap rebah. Fungi merombak fosfor organik tanah gambut yang sukar larut menjadi unsur hara fosfor yang dapat dimanfaatkan untuk pertumbuhan karet, fosfor merupakan salah satu unsur utama yang diperlukan tanaman dan memegang peranan penting dalam proses metabolisme.
proses pengomposan.Mikroorganisme ini membantu menyediakan hara Nitrogen (N), Fosfat (F) dan Kalium (K) di tanah secara cepat. Keadaan ini mampu meningkatkan kualitas tanah sehingga kebutuhan nutrisi pada tanaman dapat tersedia, sehingga mampu menjaga kestabilan kelembaban tanah, yang pada akhirnya membantu akar dalam proses penyerapan unsur hara tanah denganlebih cepat. Beberapa jamur yang biasa ditemukan di tanah diantaranya adalah
Penicillium sp., Trichoderma sp., Rhizhopus sp., Humicola sp., Fusarium sp., Phytophthora infestans., dan Aspergillus sp. Jamur tanah merupakan salah satu
mikroorganisme yang paling banyak ditemui di tanah. Kebanyakan jamur bersifat patogen terhadap tanaman (Putri, 2006).
Fusarium sp.
Menurut Soesanto (2002) dalam Dewi (2014), jamur Fusarium sp. mampu hidup pada suhu tanah antara 10- 240C, meskipun hal ini tergantung pula pada isolat jamurnya.Menurut Semangun (1994) dalam Dewi (2014) menyatakan bahwa miselium jamur ini bersekat terutama terdapat di dalam sel, khususnya di dalam pembuluh kayu. Disamping itu jamur ini membentuk miselium yang terdapat diantara sel-sel, yaitu dalam kulit dan di jaringan parenkim di dekat tempat terjadinya infeksi.
Fusarium sp. sangat merugikan, karena jamur ini dapat menyebabkan
tumbuhan mengalami layu patologis yang berakhir dengan kematian (Sunarmi, 2010).Namun, Jamur Fusarium sp.dapat digunakan sebagai agen pengendali gulma secara hayati karena dapat menimbulkan kerusakan pada gulma seperti eceng gondok (Wayanti, 2003).
Daur hidup Fusarium sp.mengalami fase patogenesis dan saprogenesis. Pada fase patogenesis, jamur hidup sebagai parasit pada tanaman inang. Apabila tidak ada tanaman inang, patogen hidup di dalam tanah sebagai saprofit pada sisa tanaman dan masuk fase saprogenesis, yang dapat menjadi sumber inokulum untuk menimbulkan penyakit pada tanaman lain. Penyebaran propagul dapat terjadi melalui angin, air tanah, serta tanah terinfeksi dan terbawa oleh alat pertanian dan manusia (Agrios, 1996).
Aspergillus sp.
Aspergillus sp.danPenicillium sp.termasuk ke dalam golongan jamur
pelarut fosfat. Jamur pelarut fosfat dapat digunakan sebagai pupuk hayati atau biofertilizer yang merupakan hasil dari rekayasa bioteknologi di bidang ilmu tanah.Aspergillus sp.danPenicillium sp. mempunyai kemampuan melarutkan senyawa-senyawa fosfat yang sukar larut menjadi bentuk yang tersedia bagitanaman dengan cara menghasilkan asam-asam organik sehingga ketersediaan P menjadi lebih cepat. Dengan memanfaatkan Aspergillus sp.dan Penicillium sp. maka dapat dilihat dari kelompok jamur mana yang menunjukkan kemampuan melarutkan fosfat yang lebih baik(Juli,et al., 2013).
Penicillium sp.
Fungi ini berperan dalam proses dekomposisi terutama dalam mendekomposisikan serasah, memberikan unsur hara pada tanaman dan membantu pertumbuhan tanaman. Hal ini sesuai dengan penelitian Herman dan Goenadi (1999) yang menyatakan bahwa mikroorganisme seperti Penicillium sp., dan Aspergillus sp., mampu menghasilkan polisakarida yang berguna sebagai
perekat partikel tanah sehingga fungi ini dapat digunakan untuk meningkatkan agregat–agregat tanah agar aerasi tanah menjadi lebih baik, sehingga pertumbuhan tanaman juga akan lebih baik karena terdapat bahan organik bagi tanaman dari hasil pendekomposisian fungi Penicillium sp.
Rhizopus sp.
Jamur Rhizopus merupakan salah satu kelompok mikroorganisme yang telah dilaporkan dapat menginduksi ketahanan tanaman terhadap berbagai penyakit, baik penyakit terbawa tanah maupun penyakit terbawa udara (Hyakumachi & Kubota, 2003).Jamur Rhizopus merupakan salah satu faktor biotik yang dapat menginduksi ketahanan tanaman terhadap penyakit.Jamur rhizosfer membantu pertumbuhan tanaman melalui berbagai mekanisme seperti peningkatan penyerapan nutrisi, sebagai kontrol biologi terhadap serangan patogen, dan juga menghasilkan hormon pertumbuhan bagi tanaman.(Chanway, 1997).
2.4 Bahan Organik
Bahan organik adalah kumpulan beragam senyawa-senyawa organik kompleks yang sedang atau telah mengalami proses dekomposisi, baik berupa humus hasil humifikasi maupun senyawa-senyawa anorganik hasil mineralisasi dan termasuk juga mikrobia heterotrofik dan ototrofik yang terlibat dan berada didalamnya.Kandungan bahan organik (karbon organik) dalam tanah mencerminkan kualitas tanah yang langsung maupun tidak langsung berpengaruh pada kualitas tanah tersebut (Editorial, 2007 dalam Supriyadi, 2008 ).
Bahan organik dalam tanah terstabilkan oleh berbagai proses yang kompleks yang menghalangi dekomposisi termasuk selain karena kualitas senyawa organik, kondisi tanah juga kondisi biologi mikroorganisma. Sifat senyawa termasuk rekalsitran dari molekul organik yang tahan terhadap degradasi oleh mikroorganisma dan enzim, stabilisasi secara kimia karena berbagai interaksi molekul organik, kondensasi permukaan atau serapan, sehingga mengurangi ketersediaan substrat molekul organik dan proteksi secara fisik dari substrat organik oleh dekomposer karena oklusi substrat dalam agregat (Ekshmitt, 2005 dalam Supriyadi 2008).
Peningkatan bahan organik tanah dari tanah yang terdegradasi akan meningkatkan hasil tanaman budidaya karena tiga mekanisme yaitu (1) peningkatan kapasitas air tersedia, (2) peningkatan suplai unsur hara, dan (3)
peningkatan pada struktur tanah dan sifat fisik tanah lainnya (Lal, 2006 dalam Supriyadi, 2008).
Secara umum, proses dekomposisi bahan organik meliputi tiga reaksi utama, yaitu :
(1) Oksidasi enzimatik, yaitu proses oksidasi yang melibatkan mikrobia, hasil utama berupa CO2, air dan energi/panas, seperti reaksi berikut :
(C, 4H) + O2 CO2 + 2H2
(2) Reaksi spesifik berupa mineralisasi dan/atau immobilisasi unsur hara esensial, seperti N,P,S dan lain-lain,
O + energi
(3) Sintesis senyawa-senyawa turunan/baru dari senyawa resisten (Hanafiah, 2010).
2.5 Fungi perombak bahan organik
Fungi terdapat di setiap tempat terutama di darat dalam berbagai bentuk, ukuran, dan warna.Pada umumnya mempunyai kemampuan yang lebih baik dibanding bakteri dalam mengurai sisa-sisa tanaman (hemiselulosa, selulosa, dan lignin).Umumnya mikroba yang mampu mendegradasi selulosa juga mampu mendegradasi hemiselulosa (Alexander, 1977).
Sebagian besar fungi bersifat mikroskopis (hanya bisa dilihat dengan memakai mikroskop); hanya kumpulan miselium atau spora yang dapat dilihat dengan mata.Tetapi fungi dari kelas Basidiomycetes dapat diamati dengan mata telanjang sehingga disebut makrofungi.Makrofungi menghasilkan spora dalam bangunan yang berbentuk seperti payung, kuping, koral atau bola, bahkan beberapa makrofungi tersebut sudah banyak dibudidayakan dan dimakan.Pertumbuhan hifa dari fungi kelas Basidiomycetes dan Ascomycetes (diameter hifa 5–20 µm) lebih mudah menembus dinding sel-sel tubular yang merupakan penyusun utama jaringan kayu.Pertumbuhan pucuk hifa maupun miselium (kumpulan hifa) menyebabkan tekanan fisik dibarengi dengan pengeluaran enzim yang melarutkan dinding sel jaringan kayu.Residu tanaman terdiri atas kompleks polimer selulosa dan lignin (Eriksson,et al., 1989).
Perombakan komponen-komponen polimer pada tumbuhan erat kaitan-nya dengan peranan enzim ekstraseluler yang dihasilkan. Beberapa enzim yangterlibat dalam perombakan bahan organik antara lain adalah β- glukosidase, lignin peroksidase (LiP), manganese peroksidase (MnP), dan lakase, selain kelompok enzim reduktase yang merupakan peng-gabungan dari LiP dan MnP yaitu enzim versatile peroksidase. Enzim-enzim ini dihasilkan oleh Pleurotus eryngii, P.
ostreatus, dan Bjekandera adusta. Selain mengurai bahan berkayu, sebagian besar
fungi menghasilkan zat yang bersifat racun sehingga dapat dipakai untuk mengontrol pertumbuhan/perkembangan organisme pengganggu, seperti beberapa strain Trichoderma harzianum yang merupakan salah satu anggota dari
Ascomycetes, bila kebutuhan C tidak tercukupi akan menghasilkan racun yang
dapat menggagalkan penetasan telur nematoda Meloidogyne javanica (penyebab bengkak akar) sedangkan bila kebutuhan C tercukupi akan bersifat parasit pada telur atau anakan nematoda tersebut. Residu tanaman mengandung sejumlah senyawa organik larut dalam air, seperti asam amino, asam organik, dan gula yang digunakan oleh mikroba untuk proses perombakan. Fungi dari kelas Zygomycetes (Mucorales) sebagian besar sebagai pengurai amilum, protein, dan lemak, hanya sebagian kecil yang mampu mengurai selulosa dan khitin.Beberapa Mucorales seperti Mucor spp. dan Rhizopus spp. mengurai karbohidrat tingkat rendah (monosakarida dan disakarida) yang dicirikan dengan perkecambahan spora, pertumbuhan, dan pembentukan spora yang cepat.(Eriksson,et al., 1989).
