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/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
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
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
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
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.,
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
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
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 µ m) 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
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,
