Bakteri Rhizobium yang berada di tanah dapat membuat tanah menjadi gembur adalah penerapan simbiosis

Rhizobium  merupakan mikroba tanah yang mampu mengikat nitrogen bebas diudara menjadi amonia (NH3). Lalu diubah menjadi asam amino. Rhizobium termasuk dalam kelompok Proteobacteria (bakteri nitrogen) yg bersimbiosis dengan tanaman polong2an. Rhizobium mampu bertahan hidup 5 – 10 tahun. Syarat lingkungan yang cocok  yaitu: kaya bahan organik, pH 5.5 – 7.0 dan pertumbuhan kacang2an yang subur.

Manfaat Rhizobium :

1. Simbiosis mutualisme antara tanaman dan bakteri. Yaitu asam amino untuk tanaman dan karbohidrat untuk bakteri.
2. Daya pikatnya nitrogennya 80 - 90%.
3. Meningkatkan produksi antara 10 - 25%
4. Tidak memerlukan lagi pupuk nitrogen
5. Sebagai pupuk hijau misalnya: kacang hijau kacang tanah kedelai clotalaria.

Tujuan Inokulasi Rhizobium :

1. Inokulasi : adalah proses pemberian inokulen bakteri rhizobium sp ke dalam tanah yang digunakan sebagai media tanam tanaman
2. Tujuannya membuat simbiosis antara akar tanaman dengan bakteri sehingga terbentuk bintil-bintil akar.
3. Menyediakan bakteri rhizobium bagi tanah yang belum pernah ditanami tanaman leguminoceae.

Jenis-Jenis Inokulan

1. Inokulan Tanah : berasal dari lahan yang pernah ditanami tanaman leguminoceae.
2. Inokulan Bintil Akar: berupa bintil2 akar yang diambil dari tanaman kedelai. Merendam benih pada larytan bintil akar yg sudah digerus
3. Inokulan Biakan Murni : buatan pabrik berbentuk gel, cairan atau padat. Diaplikasikan pada benih contoh merk. Rhizobin, Rhizhogen, Legin, Nitragin.

Inokulum Tanah:

1. Ambil tanah bekas tanaman leguminoceae
2. Gerus atau tumbuk tanah tersebut sampai halus
3. Basahi benih dgn larutan gula 1% per liter air untuk setiap 10 kg benih hingga lembab.
4. Dosis inokulum tanah 100 gr/kg benih kedelai.
5. Aduk hingga rata lalu keringkan lalu aplikasikan sebelum 6 jam.

Inokulum Tanah:

1. Ambil tanah bekas tanaman leguminoceae
2. Gerus atau tumbuk tanah tersebut sampai halus
3. Basahi benih dgn larutan gula 1% per liter air untuk setiap 10 kg benih hingga lembab.
4. Dosis inokulum tanah 100 gr/kg benih kedelai.
5. Aduk hingga rata lalu keringkan lalu aplikasikan sebelum 6 jam.

Maria Helena Bere, SP

PERANAN RHIZOBIUM

Peranan rhizobium terhadap pertumbuhan tanaman cukup besar. Adapun peranan rhizobium antara lain:

1. Rhizobium mampu menambat Nitrogen mencapai 80 kg N2/ha/thn atau lebih ketika bersimbiosis dengan tanaman kedelai.
2. Inokulan Rhizobium mampu bersimbiosis secara aktif sehingga menghasilkan pertumbuhan tanaman yang lebih baik.
3. Rhizobium mampu menghasilkan hormon pertumbuhan berupa IAA dan giberellin yang dapat memacu pertumbuhan rambut akar, percabangan akar yang memperluas jangkauan akar. Dengan demikian, tanaman dapat menyerap hara lebih banyak sehingga dapat meningkatkan produktivitas tanaman.
4. Rhizobium mampu meningkatkan penyerapan fosfat. Fosfat merupakan hara utama dalam perkembangan akar dan pembentukan polong kedelai.

KEUNTUNGAN MENGGUNAKAN RHIZOBIUM

Penggunaan bakteri  rhizobium pada tanaman kedelai mempunyai beberapa keuntungan. Simbiosis bakteri Rhizobium dengan tanaman kedelai mampu meningkatkan ketersedian unsur hara melalui penambatan unsur Nitrogen dari udara oleh bakteri Rhizobium.  Karena bakteri ini bersimbiosis mutualisme dengan tanaman kedelai, penggunaan bakteri ini tidak mempunyai bahaya atau efek sampingan. Efisiensi penggunaan Rhizobium dapat  ditingkatkan sehingga bahaya pencemaran lingkungan oleh pupuk buatan dapat dihindari.

Aplikasi penggunaan Rhizobium ini membutuhkan biaya yang relatif murah karena penerapannya cukup sekali pada awal tanam. Dan apabila lahan tersebut akan ditanami lagi dengan tanaman kedelai, lahan tersebut tidak perlu lagi diinokulasi dengan Rhizobium karena Rhizobium sudah tersedia di tanah dari bekas tanaman sebelumnya. Teknologinya atau penerapan Rhizobium relatif mudah dan sederhana, yaitu cukup mencampurkan biakan Rhizobium dengan biji kedelai sebelum biji tersebut ditanam.

MEKANISME INFEKSI RHIZOBIUM

Rhizobium menginfeksi tanaman melalui akar tanaman. Langkah awal infeksi  adalah pembentukan koloni  rhizobium pada akar legum sebagai pengenalan terhadap inangnya. Spesies rhizobium yang berbeda, berbeda pula inangnya. Infeksi dimulai dari rambut akar menyebabkan pertumbuhan rambut akar yang keriting akibat dari adanya auksin yang dihasilkan oleh bakteri. Benang infeksi terus berkembang sampai di kortek dan mengadakan percabangan. Percabangan ini menyebabkan jaringan kortek membesar yang dapat dilihat sebaga bintil akar  (Novriani, 2011).

Sampai proses ini infeksi bakteri sensitif terhadap lingkungan yang tidak menguntungkan. Faktor lingkungan seperti suhu, pH, unsur-unsur dan senyawa kimia tertentu pada mumnya mempengaruhi Rhizobium sp disamping mereka ini mempunyai musuh alami yaitu berupa parasit dan bakteri. Suhu optimalnya untuk Rhizobium sp berkisar 18 0 – 26 0 C,  minimal 3 0 C dan maksimal 45 0 C.

Kisaran pH optimal untuk Rhizobium sp adalah sedikit di bawah netral hingga agak alkali. Pada pH 5,5 beberapa strain Rhizobium sp masih dapat hidup.  Pada pH 4,4 kebanyakan  strain Rhizobium sp tidak berkembang dalam tanah dan proses infeksi juga terhambat, tetapi jika pH tanahnya dinaikkan menjadi 5,4 maka infeksi oleh Rhizobium  sp berlansung dan terbentuk bintil akar.

Kelembaban tanah pada tingkat koefisien layu akan menghambat pembentukan bintil akar. Penghambatan pertumbuhan akar dan akar rambut akan menghambat proses infeksi. Disamping itu, kelembaban mempengaruhi  gerakan Rhizobium sp dalam tanah (Perwira, 2014). Ketersedian senyawan racun yang berasal dari herbisida atau fungisida di dalam tanah yang tidak disukai bakteri  bintil akar dapat  mempengaruhi keberadaan Rhizobium (Novriani, 2011).

Pada awal infeksi Rhizobium juga sangat sensitif terhadap ketersediaan kalsium,  sedang setelah mulai pertumbuhan nodul tidak dipengaruhi oleh menurunnya konsentrasi  kalsium. Fosfat juga berpengaruh terhadap nodulasi, ketersediaan fosfat lebih berpengaruh  terhadap nodulasi dan pertumbuhan nodul.  Fosfat merupakan sumber energi di dalam  nodul  akar (Novriani, 2011).

Bintil akar tidak selalu tumbuh di pangkal akar, ada juga yang tumbuh di ujung - ujung  akar. Tidak selalu bintil akar dihuni oleh bakteri rhizobium yang tepat dan efektif. Ciri bintil akar yang efektif adalah bila dibelah melintang akan memperlihatkan warna merah muda hingga kecoklatan di bagian tengahnya.

Waktu antara infeksi sampai dengan bakteri mampu memfiksasi N2 sekitar 3 - 5 minggu. Selama periode tersebut kebutuhan karbohidrat, nutrien mineral dan asam amino  disediakan oleh inang tanpa memperoleh keuntungan (bersifat parasit). Bakteri membentuk  suatu komplek enzim yang dibutuhkan untuk menambat nitrogen. Bentuk bakteri ( rhizobia) dalam satu sel akar yang mengandung nodul aktif ( bila dibelah melintang akan terlihat warna merah muda hingga kecoklatan dibagian tengahnya) disebut bakteroid.

Jumlah Nitrogen sangat mempengaruhi gagal tidaknya pembentukan bintil akar. Menurut Sutanto(2002), tanaman legum akan gagal membentuk bintil akar apabila tanah mengandung nitrogen lebih dari 100 kg N.

Kekurangan Nitrogen pada inang selama fase antara saat infeksi dan awal fiksasi N2 akan mengganggu pembentukan luas daun yang dapat mencukupi penyediaan fotosintat bagi pertumbuhan dan aktivitas nodul. Aktivitas nodul tertinggi (fiksasi N2) diperoleh ketika gabungan Nitrogen dari tanah atau dari pupuk tersedia dalam jumlah yang cukup untuk pertumbuhan vigor tanaman selama minggu - minggu pertama dari perkembangan legume  (Rasti dan Sumarno, 2006).

APLIKASI RHIZOBIUM

Pemberian rhizobium dilakukan pada lahan yang sama sekali belum pernah ditanami  dengan tanaman kedelai. Sumber inokulan dapat berasal dari sediaan yang sudah dijual di Pasaran seperti Legin, Rhizogin, Rhizoplus,  Nodulin ataupun juga berasal dari pertanaman kedelai.  Jumlah Inokulan dalam bentuk Legin sebanyak 30 gram/10 kg benih, Rhizogin sebanyak 37,5 gram/10 kg benih dan Rhizoplus 20 gram / kg benih. Cara inokulasi yaitu  :

1. Basahi benih dengan air sebelum dicampur dengan inokulan.
2. Campurkan inokulan dengan benih secara bertahap agar benih yang telah diinokulasi segera habis di tanam.
3. Keringanginkan benih dan hindarkan dari sinar matahari langsung
4. Tanam benih tidak lebih dari 6 jam setelah pencampuran.

Jika inokulasi dengan menggunakan tanah bekas pertanaman kedelai, jumlah tanah yang dicampurkan sebanyak 2 - 3 kg/10 kg benih. Inokulasi dilakukan dengan cara membasahi  benih dengan air kemudian campurkan dengan tanah inokulan. Segera tanam benih setelah  dilakukan pencampuran.

PENULIS : WIDODO

Pernahkah kalian mencabut tanaman kacang tanah dan melihat akarnya? Jika diamati, pada akar kacang tanah terdapat struktur yang unik jika dibandingkan akar tanaman lainnya. Pada akar kacang tanah seringkali ditemui bintil-bintil akar. Bintil akar tersebut bukan merupakan serangan penyakit atau kelainan pada akar kacang tanah. Akan tetapi, bintil tersebut justru menunjukkan keadaan tanaman yang baik dan sehat.

Bintil akar merupakan hasil simbiosis dari bakteri Rhizobium dengan tanaman kacang-kacangan (Leguminosa). Rhizobium adalah suatu genus dari bakteri gram negatif yang dikenal karena simbiosisnya dengan tanaman Leguminosa seperti kacang tanah, kedelai dan alfalfa (Cegelski dkk., 2009). Simbiosis tersebut menguntungkan baik bagi tanaman maupun bakteri Rhizobium.

Pada simbiosisnya dengan Rhizobium, tanaman Leguminosa berperan dalam menyediakan nutrisi dan lingkungan tumbuh yang baik bagi Rhizobium yang hidup di dalam bintil akar. Nutrisi tersebut berasal dari hasil fotosintesis tanaman Leguminosa. Adapun Rhizobium dapat menyerap nitrogen bebas dari lingkungan dan mengubahnya menjadi bentuk yang dapat dimanfaatkan oleh tanaman. Proses tersebut disebut sebagai fiksasi nitrogen (Anonim, 2015). Karena kemampuannya dalam melakukan fiksasi nitrogen, Rhizobium telah banyak dimanfaatkan sebagai pupuk hayati.

Bintil akar pada tanaman kacang tanah

Sumber gambar: https://www.flickr.com/photos/bigthirstytowels/1801337473

Pupuk Rhizobium dapat berbentuk padat maupun cair. Pupuk ini berisi biang (inokulum) Rhizobium yang nantinya akan menginfeksi akar tanaman Leguminosa dan membentuk bintil akar (Gage, 2004). Dengan adanya bintil akar, tanaman akan lebih optimal dalam menyerap nitrogen. Tanaman tersebut akan menunjukkan ciri pertumbuhan yang lebih baik seperti akar yang lebih panjang, tajuk yang lebih rimbun dan tentunya hasil panen yang lebih banyak.

Rhizobium merupakan suatu genus bakteri yang terdiri dari beberapa spesies. Rhizobium yang digunakan untuk pupuk hayati pada setiap jenis tanaman pun tidak sama spesiesnya.  Hal itu disebabkan oleh simbiosis jenis tanaman Leguminosa tertentu dengan spesies tertentu Rhizobium. Misalnya, Rhizobium tropici bersimbiosis dengan kacang polong, Rhizobium etli dengan alfalfa dan kacang polong serta Rhizobium giardinii dengan tanaman lamtoro (Anonim, 2015). Oleh karena itu, pupuk hayati yang mengandung Rhizobium tropici hanya dapat digunakan untuk memupuk tanaman kacang polong. Begitu pula pada jenis pupuk Rhizobium lainnya.

Pupuk Rhizobium baik digunakan untuk komoditas pertanian, terutama pada pertanian organik karena tidak meninggalkan residu bahan kimia pada tanah. Hal itu menyebabkan tanah menjadi sehat sehingga baik untuk ditanami. Selain itu, permasalahan lingkungan karena kelebihan pupuk kimiawi juga dapat dicegah. Pupuk hayati seperti Rhizobium juga memiliki manfaat untuk memperbaiki struktur tanah. Pupuk hayati dapat membuat tanaman lebih subur karena menjadikan unsur hara tersedia bagi tanaman dan juga mengandung hormon pertumbuhan. Bagi produksi tanaman, pupuk hayati dapat mengurangi biaya produksi karena penggunaannya mengurangi  kebutuhan pupuk kimiawi.

Referensi:

Anonim. 2015. Legume-Rhizobium <https://microbewiki.kenyon.edu/index.php/Legume-Rhizobium>. Diakses pada 1 Desember 2021

Cegelski, L., C.L. Smith dan S.J. Hultgren. 2009. Microbial Adhesion. Environmental Microbiology and Ecology in Encyclopedia of Microbiology (Third Edition). San Fransisco, Academic Press.

Gage, D.J. 2004. Infection and invasion of roots by symbiotic, nitrogen-fixing Rhizobia during nodulation of temperate legumes. Microbiology and Molecular Biology Reviews. 68: 280-2300.

Penulis: Zulfa Rosyidhana, S.P., Pengawas Mutu Hasil Pertanian Ahli Pertama Daerah Istimewa Yogyakarta.