Mengenal 3 Bakteri Penangkap Nitrogen Dari Udara

Jenis tanaman legum yang bersimbiosis dengan Rhizobium untuk memfiksasi Nitrogen dari udara.
Foto: Pixabay.com

Tanikita.com - Organisme penambat nitrogen dari udara adalah jenis mikroba atau bakteri yang memiliki kemampuan untuk mengubah nitrogen atmosfer (N2) menjadi bentuk yang dapat digunakan oleh tanaman, seperti amonia (NH3) atau senyawa nitrogen lainnya. Proses ini disebut fiksasi nitrogen.

Salah satu contoh organisme penambat nitrogen dari udara yang paling terkenal adalah Rhizobium. Rhizobium hidup dalam hubungan simbiotik dengan akar tanaman polong-polongan, seperti kacang-kacangan dan kedelai. Bakteri ini menempati akar tanaman dalam bentuk struktur yang disebut nodul. Rhizobium mengambil nitrogen dari udara dan mengubahnya menjadi amonia yang dapat digunakan oleh tanaman. Sebagai imbalannya, tanaman memberikan bakteri karbohidrat yang dihasilkan melalui fotosintesis.

Selain Rhizobium, ada juga jenis bakteri bebas tanah seperti Azotobacter dan Azospirillum yang memiliki kemampuan fiksasi nitrogen. Mereka dapat hidup di sekitar akar tanaman dan secara aktif mengubah nitrogen atmosfer menjadi bentuk yang dapat dimanfaatkan oleh tanaman.

Organisme penambat nitrogen dari udara ini sangat penting dalam siklus nitrogen dan membantu meningkatkan kesuburan tanah. Dengan melakukan fiksasi nitrogen, mereka memberikan sumber nutrisi yang penting bagi tanaman, mengurangi kebutuhan pupuk nitrogen sintetis, dan meningkatkan produktivitas pertanian secara berkelanjutan.

1. Rhizobium

Rhizobium adalah genus bakteri yang termasuk dalam keluarga Rhizobiaceae. Bakteri ini terkenal karena kemampuannya dalam fiksasi nitrogen dan membentuk hubungan simbiotik dengan akar tanaman legum, seperti kacang-kacangan, kedelai, alfalfa, dan lainnya.

Proses simbiosis antara Rhizobium dan tanaman legum dimulai ketika bakteri tersebut menginfeksi akar tanaman dan membentuk struktur khusus yang disebut nodul. Di dalam nodul, Rhizobium mengubah nitrogen atmosfer (N2) menjadi bentuk yang dapat digunakan oleh tanaman, seperti amonia (NH3). Selama proses ini, tanaman memberikan karbohidrat hasil fotosintesis sebagai sumber energi bagi bakteri.

Kehadiran Rhizobium dalam hubungan simbiotik ini memberikan manfaat bagi kedua belah pihak. Tanaman legum mendapatkan pasokan nitrogen yang diperlukan untuk pertumbuhan dan perkembangannya, sementara Rhizobium mendapatkan nutrisi dan tempat tinggal yang aman di dalam nodul tanaman.

Rhizobium juga memiliki variasi strain yang spesifik untuk berbagai jenis tanaman legum. Misalnya, Rhizobium leguminosarum meliloti terkait dengan tanaman legum Medicago sativa (alfalfa), sedangkan Rhizobium japonicum berhubungan dengan Glycine max (kedelai).

Penerapan praktis dari hubungan simbiotik Rhizobium dengan tanaman legum adalah penggunaan bakteri Rhizobium sebagai biofertilizer dalam pertanian. Biofertilizer ini dapat membantu meningkatkan produktivitas pertanian secara berkelanjutan dan mengurangi penggunaan pupuk nitrogen sintetis.

2. Azotobacter

Azotobacter adalah genus bakteri yang memiliki kemampuan fiksasi nitrogen atmosfer. Bakteri ini ditemukan dalam tanah dan lingkungan yang kaya akan bahan organik. Azotobacter dapat hidup secara bebas tanpa membentuk hubungan simbiotik dengan tanaman tertentu.

Azotobacter memiliki kemampuan untuk mengambil nitrogen atmosfer (N2) dari udara dan mengubahnya menjadi senyawa nitrogen yang dapat digunakan oleh tanaman, seperti amonia (NH3). Proses ini dikenal sebagai fiksasi nitrogen. Bakteri ini menggunakan enzim nitrogenase yang memungkinkan mereka mengubah nitrogen atmosfer menjadi bentuk yang dapat dimanfaatkan.

Selain fiksasi nitrogen, Azotobacter juga memiliki peran penting dalam siklus nitrogen dan menjaga keseimbangan nutrisi di tanah. Mereka membantu mendekomposisi bahan organik menjadi senyawa nitrogen yang dapat diambil oleh tanaman. Azotobacter juga dapat meningkatkan kualitas tanah dengan memproduksi senyawa organik, vitamin, dan hormon pertumbuhan.

Azotobacter sering digunakan sebagai biofertilizer dalam pertanian. Biofertilizer Azotobacter ini dapat diberikan ke tanah untuk meningkatkan ketersediaan nitrogen bagi tanaman. Penggunaan Azotobacter sebagai biofertilizer dapat membantu mengurangi ketergantungan pada pupuk nitrogen sintetis dan mengurangi dampak negatif lingkungan yang disebabkan oleh penggunaan pupuk kimia.

Namun, perlu dicatat bahwa efektivitas Azotobacter sebagai biofertilizer dapat bervariasi tergantung pada kondisi lingkungan dan interaksi dengan organisme lain di dalam tanah. Oleh karena itu, penggunaan biofertilizer Azotobacter perlu dipertimbangkan secara cermat sesuai dengan kebutuhan tanaman dan kondisi pertanian yang spesifik.

3. Azospirillum

Azospirillum adalah genus bakteri yang juga memiliki kemampuan untuk fiksasi nitrogen atmosfer. Bakteri ini ditemukan dalam tanah, terutama di sekitar akar tanaman non-legum seperti rumput dan tanaman paku-pakuan.

Azospirillum bekerja dengan membentuk hubungan mutualistik dengan tanaman. Bakteri ini mengkolonisasi zona perakaran tanaman dan membantu meningkatkan ketersediaan nitrogen bagi tanaman. Mereka mengubah nitrogen atmosfer (N2) menjadi bentuk yang dapat dimanfaatkan oleh tanaman, seperti amonia (NH3) dan senyawa nitrogen lainnya. Proses ini memberikan tanaman sumber nitrogen tambahan yang dapat meningkatkan pertumbuhan dan produktivitas tanaman.

Selain fiksasi nitrogen, Azospirillum juga memberikan manfaat lain bagi tanaman. Mereka membantu meningkatkan penyerapan nutrisi lain, seperti fosfat, serta memproduksi senyawa pertumbuhan dan hormon tumbuhan yang dapat merangsang pertumbuhan akar dan perkembangan tanaman secara keseluruhan.

Penerapan praktis dari Azospirillum dalam pertanian adalah penggunaannya sebagai biofertilizer atau pupuk hayati. Biofertilizer Azospirillum dapat diaplikasikan ke tanah atau diberikan pada benih sebelum penanaman. Dengan menggunakan Azospirillum sebagai biofertilizer, dapat meningkatkan ketersediaan nitrogen bagi tanaman non-legum, mengurangi kebutuhan akan pupuk nitrogen sintetis, dan meningkatkan kualitas tanah.

Namun, penting untuk memperhatikan bahwa efektivitas Azospirillum sebagai biofertilizer dapat bervariasi tergantung pada kondisi lingkungan, keberadaan nutrisi yang cukup, dan jenis tanaman yang ditanam. Oleh karena itu, penting untuk memperhatikan dosis yang tepat, pengaplikasian yang benar, dan kondisi pertanian yang sesuai untuk memaksimalkan manfaat dari penggunaan Azospirillum sebagai biofertilizer.

Manfaat Bakteri Penambat Nitrogen bagi Pertanian

Bakteri penambat nitrogen dari udara, seperti Rhizobium, Azotobacter, dan Azospirillum, memberikan beberapa manfaat penting dalam konteks pertanian dan keberlanjutan lingkungan. Berikut adalah beberapa manfaat utama dari bakteri penambat nitrogen dari udara:

1. Fiksasi Nitrogen: Bakteri penambat nitrogen memiliki kemampuan untuk mengubah nitrogen atmosfer menjadi bentuk yang dapat dimanfaatkan oleh tanaman. Ini memberikan sumber nitrogen tambahan yang penting bagi tanaman untuk pertumbuhan dan perkembangannya.

2. Pengurangan Ketergantungan pada Pupuk Nitrogen Sintetis: Dengan adanya bakteri penambat nitrogen, penggunaan pupuk nitrogen sintetis dapat dikurangi. Hal ini membantu mengurangi biaya produksi pertanian dan dampak negatif lingkungan yang terkait dengan penggunaan pupuk kimia.

3. Peningkatan Kesuburan Tanah: Bakteri penambat nitrogen juga berkontribusi pada peningkatan kesuburan tanah. Proses fiksasi nitrogen dan pelepasan senyawa nitrogen oleh bakteri meningkatkan ketersediaan nutrisi bagi tanaman. Selain itu, bakteri ini juga berkontribusi pada dekomposisi bahan organik dan perbaikan struktur tanah, yang mempengaruhi kesuburan tanah secara keseluruhan.

4. Meningkatkan Pertumbuhan dan Produktivitas Tanaman: Dengan menyediakan sumber nitrogen yang cukup, bakteri penambat nitrogen membantu meningkatkan pertumbuhan dan produktivitas tanaman. Tanaman yang memiliki akses yang baik ke nitrogen akan memiliki daun yang lebih hijau, pertumbuhan yang lebih baik, dan hasil yang lebih tinggi.

5. Meningkatkan Ketersediaan Nutrisi Mikroba: Bakteri penambat nitrogen juga berinteraksi dengan organisme mikroba lainnya di tanah, mempengaruhi keanekaragaman dan aktivitas mikroba tanah. Ini dapat meningkatkan ketersediaan nutrisi mikroba dan proses biologis lainnya yang penting untuk kesehatan tanah dan pertumbuhan tanaman.

6. Pertanian Berkelanjutan: Penggunaan bakteri penambat nitrogen dari udara sebagai biofertilizer mendukung pendekatan pertanian berkelanjutan. Mengurangi penggunaan pupuk nitrogen sintetis dan meningkatkan efisiensi penggunaan nitrogen melalui fiksasi nitrogen membantu menjaga keseimbangan nutrisi dalam ekosistem pertanian dan mengurangi dampak negatif lingkungan.

Penting untuk dicatat bahwa efektivitas bakteri penambat nitrogen dapat bervariasi tergantung pada faktor-faktor seperti kondisi tanah, spesies tanaman, dan lingkungan. Oleh karena itu, penggunaan biofertilizer berbasis bakteri penambat nitrogen perlu diperhatikan dengan hati-hati dan disesuaikan dengan kondisi spesifik pertanian.

***