1. MAKALAH
MIKROBIOLOGI
PERANAN MIKROBA PADA BIDANG PERTANIAN
OLEH:
FITRI WIRNAMASARI(F1D012007)
UTARI(F1D012051)
HARIYADI(F1D012008)
DOSEN:
WELLY DARWIS, Drs. H., MS
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS BENGKULU
2014

2. KATA PENGANTAR
Bismillahhirahmanirahim…
Puji syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena atas petunjuk
dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan makalah ini tepat waktu.
Makalah dengan judul “Peranan Mikroba Pada Bidang Pertanian” ini diajukan untuk
memenuhi salah satu syarat penilaian pada mata kuliah Mikrobiologi semester V.
Tidak lupa penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Drs.Welly Darwis,MS selaku dosen dalam Mata Kuliah Mikrobiologi, yang telah
membimbing penulis dalam penyusunan makalah ini, sehingga hal tersebut dapat
menjadikan sebuah wawasan baru bagi penulis.
2. Teman-temanku seperjuangan dan sepenanggungan serta pihak-pihak lainnya yang
telah membantu dalam penyusunan makalah ini, baik dengan materil maupun non materil.
Penulis sadar bahwa dalam penyusunan makalah ini, masih terdapat kekurangan dan
mungkin jauh dari kesempunaan, penulis pun sadar bahwa kesempurnaan hanyalah milik Allah
SWT. Namun sebagai manusia, kita pun harus berusaha mempersembahkan yang terbaik dalam
hal apapun. Untuk itu, penulis sangat terbuka dalam menerima segala kritik maupun saran
sebagai pembangun agar penulis dapat menyusun makalah dengan lebih baik lagi.
Akhir kata penulis berharap makalah ini agar dapat bermanfaat khususnya bagi penulis dan
juga bermanfaat bagi para pembacanya. Semoga Allah mencatat amal kita untuk memperoleh
ilmu pengetahuan sebagai amal shaleh. Amin...
Bengkulu, 6 September 2014
Penulis
i

3. DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR ...................................................................................................... i
DAFTAR ISI .................................................................................................................... ii
BAB 1. PENDAHULUAN................................................................................................ 1
1.1 Latar Belakang...................................................................................................... 1
1.2 Tujuan ................................................................................................................... 1
1.3 Rumusan Masalah ................................................................................................ 1
1.4 Manfaat................................................................................................................. 2
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ..................................................................................... 3
2.1 Pengertian Mikrobiologi ....................................................................................... 3
BAB III. PEMBAHASAN ............................................................................................... 4
3.1 Sejarah Mikroorganisme ....................................................................................... 4
3.2 Bentuk dan Susunan Mikroorganisme .................................................................. 5
3.3 Pertumbuhan dan Cara Hidup Mikroorganisme.................................................... 8
3.4 Tempat Ditemukannya Mikroorganisme .............................................................. 9
3.5 Peran Mikroorganisme Di Bidang Pertanian ........................................................ 9
3.5.1 Peran Mikroba Tanah Dalam Penyediaan dan Penyerapan Unsur Hara ..... 10
3.5.2 Mikroba Tanah yang Bermanfaat................................................................. 11
3.5.3 Mikroba penambat N .................................................................................. 11
3.5.4 Mikroba Pelarut Fosfat ................................................................................ 13
3.5.5 Jamur Mikoriza Arbuskula (CMA) ............................................................. 14
3.5.6 Strategi Keberhasilan Pemanfaatan Mikroba Tanah ................................... 15
BAB IV. PENUTUP ......................................................................................................... 17
Kesimpulan ............................................................................................................ 17
DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................................... 18
ii

4. BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Bumi adalah rumah (ekologi )bagi makhluk hidup. Makhluk hidup perlu melakukan
adaptasi untuk sintas di bumi ini, sehingga terjadilah interaksi. Interaksi yang terjadi meliputi
factor biotik dan abiotik. Makhluk hidup terdiri dari manusia, hewan, tumbuhan dan jasad renik
(mikroorganisme).
Mikroorganisme memberikan peranan penting bagi kelangsungan hidup di bumi ini.
Contohnya, pada sebuah pohon, pohon tidak akan mengalami pertumbuhan dan perkembangan
yang berarti jika tidak ada mikroba di akar-akarnya yang membantu dalam penyerapan air,
perlindungan terhadap akar, dan sebagainya. Seperti yang kita ketahui jikalau pohon salah satu
penghasil oksigen terbesar di bumi, oksigen sangat penting bagi manusia dari dulu hingga
sekarang, beruntungnya oksigen tak pernah kurang untuk makhluk hidup di bumi ini.
Jadi dapat disimpulkan mikroorganisme (jasad renik) penting untuk kehidupan di bumi
ini. Maka dari itu marilah kita dalami lebih lanjut apa itu mikroorganisme dan apa perannya
terutama di bidang pertanian.
1.2 Tujuan
Untuk mengetahui peranan mikrob dalam bidang pertanian
1.3 Rumusan Masalah
1. Bagaimana sejarah dari mikroorganisme ?
2. Bagaiman bentuk dan susunan pada mikroorganisme?
3. Bagaimana pertumbuhan dan cara hidup mikroorganisme?
4. Dimana saja terdapat mikroorganisme ?
5. Apa saja peran mikroorganisme di bidang pertanian ?
1

5. 1.4 Manfaat
1. Mengetahui asal-muasal ditemukannya mikroorganisme
2. Mengerti bentuk dan susunan mikroorganisme
3. Mengetahui penyebaran mikroorganisme
4. Mengetahui peran mikroorganisme di bidang pertanian dan berita terbarunya.
2

6. BAB 11
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Mikrobiologi
Mikrobiologi adalah ilmu yang mempelajari bentuk, sifat, kehidupan dan penyebaran
jasad hidup yang termasuk mikroba (jasad renik, mikrobia, mikroorganisme). Mikroba berasal
dari kata: micros: kecil/sangat kecil, bios= hidup/kehidupan. bidang ilmu biologi ini mencangkup
salah satu kelompok besar jasah hidup yang mempunyai bentuk dan ukuran sangat kecil, serta
sifat hidup yang berbeda dengan jasad lain umumnya(Suriawiria,1985).
Mikroorganisme memiliki fleksibilitas metabolisme yang tinggi karena mikroorganisme
ini harus mempunyai kemampuan menyesuaikan diri yang besar sehingga apabila ada interaksi
yang tinggi dengan lingkungan menyebabkan terjadinya konversi zat yang tinggi pula. Akan
tetapi karena ukurannya yang kecil, maka tidak ada tempat untuk menyimpan enzim-enzim yang
telah dihasilkan. Dengan demikian enzim yang tidak diperlukan tidak akan disimpan dalam
bentuk persediaan. Enzim-enzim tertentu yang diperlukan untuk perngolahan bahan makanan
akan diproduksi bila bahan makanan tersebut sudah ada. Mikroorganisme ini juga tidak
memerlukan tempat yang besar, mudah ditumbuhkan dalam media buatan, dan tingkat
pembiakannya relatif cepat (Darkuni,2001). Oleh karena aktivitasnya tersebut, maka setiap
mikroorganisme memiliki peranan dalam kehidupan, baik yang merugikan maupun yang
menguntungkan (Iqbal,2008).
3

7. BAB III
PEMBAHASAN
3.1 Sejarah Mikroorganisme
Dunia mikroorganisme terdiri dari lima kelompok organisme : bakteri, protozoa, virus,
algae, dan cendawan mikroskopis. Mikrobiologi dapat dikatakan ilmu yang masih muda. Dunia
jasad renik barulah ditemukan sekitar 300 tahun yang lalu, dan makna sesungguhnya mengenai
mikroorganisme itu barulah dipahami dan dihargai 200 tahun kemudian. Selama 40 tahun
terakhir, mikrobiologi muncul sebagai bidang biologi yang berarti. Kini mikroorganisme
digunakan hamper semua peneliti dalam gejala biologis (Pelczar,1986).
Dunia mikroba walaupun sudah lama dikenal peranannya didalam kehidupan, baru
terbuka secara luas setelah Anthony van Leeuwenhoek (1632-1723) menciptakan mikroskop
sederhananya. Diaktakan sederhana karena mikroskop tersebut hanya terdiri dari satu lensa yang
dapat mencapai perbesaran kurang dari 200 kali. Tetapi dengan adanya mikroskop sederhana
tersebut maka rahasia besar tentang bentuk mikroba yang sebelumnya masih merupakan masalah
misteri , mulai terbuka dan terungkap(Suriawiria,1986).
Dunia mikroba mulai terbuka lagi ketika Louis Pasteur (1822-1895) seorang ahli kimia
Prancis, menemukan prinsip-prinsip dasar yang berkaitan dengan sifat hidup mikroba, antara lain
dalam masalah fermentasi, sehingga banyak masalah dan pertanyaan yang tadinya belum
terjawab setelah penemuan-penemuan Pasteur menjadi jelas(Suriawiria,1986).
Tampil pula peranan penemu lainnya yang berjasa banyak didalam mikrobiologi seperti
Robert Koch (1843-1910) seorang dokter Jerman. Atas penemuan dan hasil penelitiannya,
kemudian kaitan dan peranan mikroba sebagai jasad penyebab penyakit dapat diterangkan secara
jelas. Sehingga salah satu batasan (postulat) yang telah disusunnya saat itu, masih tetap berlaku
sampai sekarang ini, yang umum dikenal dengan nama Postulat Koch(Suriawiria,1986).
Dalam postulat-postulat Koch disebutkan, untuk menetapkan organism sebagai suatu
penyakit, maka organism tersebut harus memenuhi sejumlah syarat berikut.
1. Mikroorganisme yang dicurigai haruslah segera diselidiki agar segera diketahui bila
penyakit sedang berjangkit.
2. Mikrorrganisme itu dapat diambil (diisolasi) dan ditumbuhkan menjadi biakan murni (pure
culture) di laboratorium.
4

8. 3. Jika biakan murni itu disuntikan kepada binatang yang sehat, maka akan menimbulkan
penyakit yang sama.
4. Mikroorganisme yang disuntikkan pada binatang yang sehat tersebut dapat diperoleh
kembali menggunakan prosedur laboratorium(Irianto,2012).
Mengenai perkembangan mikrobiologi dapatlah disimpulkan bahwa mikrobiologi maju
dengan pesat karena hal-hal berikut :
1. Penemuan serta penyempurnaan mikroskop
2. Jatuhnya teori abiogenesis
3. Keyakinan orang bahwa pembusukan itu disebabkan oleh mikroorganisme
4. Bukti yang menunjukkan bahwa penyakit itu disebabkan oleh bibit penyakit(Irianto, 2012).
3.2 Bentuk dan susunan Mikroorganisme
Bentuk umum mikroba terdiri dari satu sel (uniseluler) seperti yang umum didapatkan
pada bacteria, ragi dan mikralge. Dapatt pula berbentuk filament atau serat, yaitu rangkaian sel
yang terdiri dari 2 sel atau lebih yang berbentuk rantai, seperti yang didapatkan pada fungi dan
mikroalge. Bentuk filament pada kenyataannya dapat berupa filament semu kalau hubungan
antar sel satu dengan lainnya tidak ada atau tidak nyata (missal pada beberapa jenis ragi dan
fungi ), dan filament benar kalau hubungan satu dengan lainnya terdapat hubungan yang jelas,
baik hubungan secara morfologis (bentuk) atau secara fisiologis ( fungsi sel), misalnya pada
beberapa jenis fungi dan mikroalge.
Bentuk lain yang perlu diketengahkan adalah koloni, yaitu gabungan dua sel atau lebih
sidalam satu ruang seperti yang didapatkan pada mikroalge. Bentuk jaringan semu yaitu susunan
serat membentuk jaringan seperti yang didapatkan pada fungi, tetapi jaringan tersebut tidak
berfungsi seperti layaknya jaringan yang dimiliki tanaman tinggi atau hewan. Selintas perlu
diketahui bahwa bakteri dan juga mikroalge biru-hijau tidak mempunyai inti yang jelas seperti
halnya terdapat pada jasad hidup lainnya. Sebagai penggantinya ditemukan nukleo-protein.
Bentuk sel mikroba, perlu menengetengahkannya adanya variasi bentuk pada sel bakteri.
Bentuk umum bakteri adalah bulat (kokus), dan batang/bulat memanjang (basil). Dari kedua
bentuk ini didapatkan variasi seperti ,
a. Bakteri berbentuk bulat (Bola)
- Monokokus, pada Neisseria gonorrhoeae, penyebab penyakit kencing nanah
5

9. - Diplokokus, pada Diplococcus penumoniae, penyebab radang paru-paru
- Sarkina
- Streptokokus
- Stafilokokus
b. Bakteri berbentuk batang
- Basilus tinggal, pada Salmonella typhi penyebab penyakit tipus
- Diplobasil
- Streptobasil, pada Bacillus anthracis penyebab penyakit antraks.
c. Bakteri berbentuk melilit
- Spiral, pada Spirillum
- Vibrio, pada Vibrio cholerae penyebab penyakit kolera
- Spirochaeta
Bentuk umum (variasi bentuk) yang kemudian terjadi baik secara tetap ataupun sebagai
bentuk kelainan karena pengaruh lingkungan, untuk tiap kelompok mikroba berbeda-beda.
Bahkan akibat pengaruh lingkungan ini terdapat bentuk involusi yaitu bentuk sementara yang
terjadi karena lingkungan yang berbeda. Missal bentuk bacteria Bacillus megaterium terhadap
kehadiran senyawa karsinogen. Yang normal memiliki bentuk bulat lonjong, sedang yang
terkena pengaruh senyawa tersebut terbentuk hampir bulat atau tidak beraturan. Tetapi bentuk
yang terakhir tersebut adalah bentuk sementara, karena begitu lingkungannya kembali normal,
bentuknya akan kembali ke asal lagi.
Sel mikroba, sebagi contoh umum disini adalah sel bakteri, mempunyai ciri-ciri
morfologis (bentuk luar) dan antomis(bentuk/kandungan dalam) yang unik kalau dibandingkan
dengan sel jasad hidup lainnya.
a. Susunan luar
1. Kapsula
Berupa lapisan mucus (lendir) yang melindungi sel, tersusun oleh hasil metabolism
sel yang disekresikan. Umumnya lapisan ini terdiri dari senyawa kompleks yakni
polisakarida, gula amina, asam gula dan campurannya. Bakteri berkapsul yang
tumbuh dalam susu akan menyebabkan susu tersebut menjadi berlendir.
Fungsi kapsul ialah melindungi sel terhadap kehadiran factor lingkungan yang
merugikan, dan juga bertindak sebagi pengikat sel. Secara khusus, kapsula bagi
6

10. bakteri punya arti yang penting karena erat hubungannya denga pathogenitas suatu
jenis. Jenis pathogen (penyebab penyakit) misalnya, akan turun nilai keganasannya
(virulensinya) kalau kapsul dihilangkan.
2. Flagella/Trikha
Berupa alat pergerakan bakteri yang ditemukan hampir pada semua jenis berbentuk
lengkung dan sebagian yang berbentuk batang. Flagela terdiri dari tiga bagian : tubuh
dasar, struktur seperti kait, dan sehelai filament panjang di luar dinding sel. Flagella
terbuat dari subunit-subunit protein, protein ini yang disebut flagelin.Berukuran
sangat kecil dan tidak terlihat dengan hanya menggunakan mikroskop biasa, rata-rata
ketebalan 0,02-0,1 mikron dengan panjang tidak melebihi panjang selnya. Adapun
prosedur warna khusus yang menggunakan mordan (substansi yang mengikat zat
warna pada suatu permukaan), diameternya dapat diperbesar dengan cukup untuk
membuatnya tampak dibawah mikroskop cahaya. Bukti tak langsung ada flagella
dapat dilihat pada preparat basah adanya pergerakan.
Berdasarkan letaknya flagella pada bakteri dapat dibagi menjadi 4 golongan, yaitu:
- Monopolar-Monotrikha, flagella hanya satu buah terletak pada bagian ujung sel
- Monopolar-Lofotrikha, flagella banyak, tetapi pada salah satu ujung sel saja
- Bipolar-Amfitrikha, tiap-tiap ujung sel terletak satu buah atau satu berkas flagella
- Peritrikha, jumlah flagella sangat banyak dan terletak di semua permukaan sel
3. Dinding sel
Bagian ini selain berperan dalam melindungi sel, juga berpegaruh terhadap bentuk
sel. Sifatnya elastis, terletak di antara kapsula dan membran sitoplasma dengan
susunan kimiawi yang kompleks. Pada umumnya makromolekul dinding sel terdiri
dari bahan mukokompleks, yaitu bahan utama penyusun dinding sel, tersusun oleh
heteropolomer zat gula amino (asetil glukosamin) dan asam asetil muramat dengan
asam amino seperti glutamate, alanin, glisin, diaminopimelat atau lisin.
Fungsi dinding sel yang paling menonjol antara lain :
- Member perlindungan kepada protoplasma
- Berperan didalam reproduksi sel
- Turut mengatur pertukaran zat dari dalam dan luar sel (karena bersifat
seemipermeabel) 7

11. - Mempengaruhi kegiatan metabolisme
4. Pili
Bagian ini sering disebut fimbria, adalah benang-benang halus yang keluar/menonjol
dari dinding sel, yang hanya ditemukan pada bakteri berbentuk batang bersifat Gram
negative. Susunan kimia pili terdiri dari protein yang dinamakan pilia, yaitu
heteropolimer dari 18 asam amino yang bersifat antigenik. Baik pili, flagella/trikha
ataupun kapsula, dapat terlepas dari sel secara mekanik tanpa harus merusak
pertumbuhan ataupun kehidupan jasadnya.
3.3 Pertumbuhan dan cara hidup mikroorganisme
Pertumbuhan bakteri pada umumnya akan dipengaruhi oleh faktor lingkungan. Pengaruh
faktor ini akan memberikan gambaran yang memperlihatkan peningkatan jumlah sel yang
berbedadan pada akhirnya memberikan gambaran pula terhadap kurva pertumbuhannya.
Sedangkan kebutuhan mikroorganisme untuk pertumbuhan dapat dibedakan menjadi dua
kategori, yaitu: kebutuhan fisik dan kebutuhan kimiawi atau kemis. Aspek-aspek fisik dapat
mencakup suhu, pH dan tekanan osmotik. Sedangkan kebutuhan kemis meliputi air, sumber
karbon, nitrogen oksigen, mineral-mineral dan faktor penumbuh.
Terdapat beberapa faktor abiotik yang dapat mempengaruhi pertumbuhan bakteri, antara
lain: suhu, kelembapan, cahaya, pH, AW dan nutrisi. Apabila faktor-faktor abiotik tersebut
memenuhi syarat, sehingga optimum untuk pertumbuhan bakteri, maka bakteri dapat tumbuh dan
berkembang biak.
Bakteri juga memiliki batasan suhu tertentu dia bisa tetap bertahan hidup, ada tiga jenis
bakteri berdasarkan tingkat toleransinya terhadap suhu lingkungannya:
1. Mikroorganisme psikrofil yaitu mikroorganisme yang suka hidup pada suhu yang dingin,
dapat tumbuh paling baik pada suhu optimum dibawah 20oC.
2. Mikroorganisme mesofil, yaitu mikroorganisme yang dapat hidup secara maksimal pada
suhu yang sedang, mempunyai suhu optimum di antara 20oC sampai 50oC
3. Mikroorganisme termofil, yaitu mikroorganisme yang tumbuh optimal atau suka pada
suhu yang tinggi, mikroorganisme ini sering tumbuh pada suhu diatas 40oC, bakteri jenis
ini dapat hidup di tempat-tempat yang panas bahkan di sumber-sumber mata air panas
8

12. bakteri tipe ini dapat ditemukan, pada tahun 1967 di yellow stone park ditemukan bakteri
yang hidup dalam sumber air panas bersuhu 93-94oC.
3.4 Tempat ditemukaannya mikroorganisme
Mikroorganisme dijumpai dimana-mana, disegala lingkungan hidup manusia. Mereka ada
dalam tanah; lingkungan akuatik, berkisar dari aliran air sampai pada lautan; dan atmosfer.
Keadaan lingkungan setempat menentukan ciri-ciri populasi mikroba. Mereka dapat ada dalam
jumlah yang luar biasa besarnya dan dalam keragaman yang luas. Pencarian mikroorganisme
ekstraterestial (luar bumi) . para ilmuwan, ahli filsafat, dan penulis telah berspekulasi tentang
kemungkinan adanya kehidupan ditempat lain dialam semesta ini. Ketika para astronot mendarat
di bulan pada tahun 1969, disiapkan fasilitas yang teliti untuk pemeriksaan mikrobilogis contoh-contoh
tanah bulan dibawa mereka kembali ke bumi. Akan tetapi , pada pemeriksaan yang
ekstensif menyingkap bahwa tidak ditemukannya jasad renik. Dan begitu juga yang terjadi di
planet Mars.
3.5 Peran mikroorganisme di bidang pertanian
Salah satu kriteria yang menjadi syarat pertanian organik adalah tidak menggunakan
bahan artifisial seperti pupuk buatan, insektisida, herbisida, fungisida, hormon tumbuh pada
tanah dan ekosistem(Sharma,2002). Dilain pihak untuk menghasilkan produktivitas tanaman
yang tinggi sebagian besar petani masih menggantungkan harapannya pada pupuk buatan yang
diketahui cepat menunjukkan respon seperti yang diharapkan. Walaupun pupuk buatan dan
pestisida mampu meningkatkan produksi tanaman secara nyata tetapi juga berdampak negatif
terhadap pencemaran lingkungan antara lain kesuburan tanah menurun dengan cepat,
pencemaran air dan tanah, bahaya residu pestisida, penurunan keanekaragaman hayati
(biodiversity), dan ketergantungan pada energy yang tidak dapat diperbaharui meningkat.
Menurut Sharma (2002) upaya mengatasi masalah di atas dapat dilakukan dengan
meningkatkan peran mikroba tanah yang bermanfaat melalui berbagai aktivitasnya yaitu:
- Meningkatkan kandungan beberapa unsur hara di dalam tanah.
- Meningkatkan ketersediaan unsur hara di dalam tanah. Meningkatkan efisiensi penyerapan
unsur hara.
- Menekan mikroba tular tanah patogen melalui interaksi kompetisi.
9

13. - Memproduksi zat pengatur tumbuh yang dapat meningkatkan perkembangan system
perakaran tanaman.
- Meningkatkan aktivitas mikroba tanah heterotrof yang bermanfaat melalui aplikasi bahan
organik.
3.5.1 Peran Mikroba Tanah Dalam Penyediaan dan Penyerapan Unsur Hara
Tanaman dapat menyerap unsur hara melalui akar atau melalui daun. Sebagian besar
unsur hara diserap dari dalam tanah, hanya sebagian kecil yaitu unsur C dan O diambil tanaman
dari udara melalui stomata. Tanaman menyerap unsur hara dari dalam tanah umumnya dalam
bentuk ion (NH4
+, NO3-, H2PO4-, K+,Ca2
+, dll). Unsur hara tersebut dapat tersedia di sekitar akar
tanaman melalui aliran massa, difusi dan intersepsi akar. Sistem perakaran sangat penting dalam
penyerapan unsur hara karena sistem perakaran yang baik akan memperpendek jarak yang
ditempuh unsur hara untuk mendekati akar tanaman. Bagi tanaman yang sistem perakarannya
kurang berkembang, peran akar dapat ditingkatkan dengan adanya interaksi simbiosis dengan
Jamur mikoriza (Douds and Millner, 1999). Selain itu juga menurut Lugtenberg and Kravchenko
(1999) mikroba tanah akan berkumpul di dekat perakaran tanaman (rhizosfer) yang
menghasilkan eksudat akar dan serpihan tudung akar sebagai sumber makanan mikroba tanah.
Bila populasi mikroba di sekitar rhizosfir didominasi oleh mikroba yang menguntungkan
tanaman, maka tanaman akan memperoleh manfaat yang besar dengan hadirnya mikroba
tersebut. Tujuan tersebut dapat tercapai hanya apabila kita menginokulasikan mikroba yang
bermanfaat sebagai inokulan di sekitar perakaran tanaman.
Sebagian besar penyebab kekurangan unsur hara didalam tanah adalah karena jumlah
unsur hara (makro) sedikit atau dalam bentuk tidak tersedia yaitu diikat oleh mineral liat atau
ion-ion yang terlarut dalam tanah. Untuk meningkatkan kuantitas unsur hara makro terutama N
dapat dilakukan dengan meningkatkan peran mikroba penambat N simbiotik dan non simbiotik.
Ketersediaan P dapat ditingkatkan dengan menanfaatkan mikroba pelarut P, karena
masalah pertama P adalah sebagian besar P dalam tanah dalam bentuk tidak dapat diambil
tanaman atau dalam bentuk mineral anorganik yang sukar larut seperti C32HPO4. Jamur mikoriza
dapat pula meningkatkan penyerapan sebagian besar unsur hara makro dan mikro terutama unsur
hara immobil yaitu P dan Cu(Sharma,2002).
10

14. Mikroba tanah juga menghasilkan metabolit yang mempunyai efek sebagai zat pengatur
tumbuh. Bakteri Azotobacter selain dapat menambat N juga menghasilkan thiamin, riboflavin,
nicotin indol acetic acid dan giberelin yang dapat mempercepat perkecambahan bila
diaplikasikan pada benih dan merangsang regenerasi bulu-bulu akar sehingga penyerapan unsur
hara melalui akar menjadi optimal. Metabolit mikroba yang bersifat antagonis bagi mikroba
lainnya seperti antibiotik dapat pula dimanfaatkan untuk menekan mikroba patogen tular tanah
disekitar erakaran tanaman. Untuk memenuhi kebutuhan hidupnya mikroba tanah melakukan
immobilisasi berbagai unsur hara sehingga dapat mengurangi hilangnya unsur hara melalui
pencucian. Unsur hara yang diimobilisasi diubah sebagai massa sel mikroba dan akan kembali
lagi tersedia untuk tanaman setelah terjadi mineralisasi yaitu apabila mikroba mati.
2.5.2 Mikroba Tanah yang Bermanfaat
Peran mikroba tanah dalam siklus berbagai unsur hara di dalam tanah sangat penting,
sehingga bila salah satu jenis mikroba tersebut tidak berfungsi maka akan terjadi ketimpangan
dalam daur unsur hara di dalam tanah. Ketersediaan unsur hara sangat berkaitan dengan aktivitas
mikroba yang terlibat di dalamnya.
2.5.3 Mikroba penambat N
Beberapa reaksi redox dari nitrogen terjadi secara alami hampir eksklusif oleh
mikroorganisme, dan keterlibatan mikrobia di dalam siklus nitrogen mempunyai arti penting.
Secara termodinamis, gas nitrogen, N2, adalah bentuk stabil dari nitrogen, dan itu akan menjadi
bentuk bolak-balik dari nitrogen di bawah kondisi keseimbangan. Dijelaskan bahwa reservoir
utama untuk nitrogen di atas bumi ini adalah di atmospir. Ini berbeda dengan karbon, di mana
atmospir adalah suatu reservoir minor secara relatif (CO2, CH4). Hanya suatu jumlah relative
kecil mikroorganisme bisa menggunakan N2, prosesnya disebut fiksasi nitrogen, pendauran ulang
nitrogen di atas bumi melibatkan sejumlah perubahan bentuk, amoniak dan nitrat.
Bagaimanapun, sebab N2 betul-betul reservoir nitrogen yang terbesar tersedia untuk
mikroorganisme hidup, kemampuan untuk menggunakan N2 arti penting ekologis. Fiksasi
nitrogen dapat juga terjadi secara kimiawi di dalam atmospir, melalui petir, dan suatu jumlah
tertentu fiksasi nitrogen terjadi di dalam industry produksi pupuk nitrogen, sekitar 85% fiksasi
11

15. nitrogen di atas bumi berasal dari proses biologi, sekitar 60% fiksasi nitrogen biologi terjadi di
daratan, dan yang 40% fiksasi nitrogen biologi terjadi di samudra.
Di bawah kebanyakan kondisi, hasil akhir dissimilatory reduksi nitrat adalah N2 atau
N2O, dan konversi nitrat ke gas bahan campuran nitrogen disebut denitrifikasi. Proses ini
dibentuk dari gas N2 secara biologi, dan sebab N2 sangat sedikit digunakan oleh mikroorganisme
dibandingkan nitrat sebagai sumber nitrogen, denitrifikasi adalah suatu proses merugikan karena
memindahkan fiksasi nitrogen dari lingkungan .
Amoniak diproduksi selama dekomposisi dari bahan nitrogen organic (ammonifikasi) dan
terjadi pada pH netral sebagai ion ammonium (NH4). Dibawah kondisi anaerob amoniak adalah
stabil, dan itu bentuk nitrogen mendominasi di dalam sedimen paling anaerob. Di dalam tanah,
sebagian besar amoniak yang dilepaskan oleh dekomposisi aerobik dengan cepat didaur ulang
dan dikonversi ke asam amino didalam tumbuhan. Sebab amoniak mudah menguap, beberapa
kehilangan dapat terjadi dari tanah (terutama tanah sangat bersifat alkali) dengan penguapan, dan
hilangnya amoniak utama pada atmospir terjadi di dalam areal populasi binatang padat (sebagai
contoh, peternakan lembu). Pada suatu basis global, amoniak hanya sekitar 15% nitrogen
dilepaskan ke atmospir, kebanyakan nitrogen dalam wujud N2 atau N2O (berasal dari
denitrifikasi).
Di dalam lingkungan oxic, amoniak dapat dioksidasi ke nitrogen oksida dan nitrat, tetapi
amoniak adalah suatu bahan campuran agak stabil dan katalisator atau agen mengoksidasi kuat
pada umumnya diperlukan untuk reaksi kimia. Bagaimanapun, suatu kelompok khusus bakteri,
bakteri nitrifikasi, adalah katalisator biologi, mengoksidasi amoniak ke nitrat di dalam suatu
proses yang disebut nitrifikasi. Nitrifikasi adalah suatu proses aerobik utama yang terjadi dengan
baik pada tanah pH netral; dapat dihambat oleh kondisi anaerob atau di dalam tanah sangat asam;
bagaimanapun, nitrifikasi dapat terjadi kondisi anaerob jika tingkat nitrat tinggi. Jika material
nitrogen tinggi dalam protein, seperti limbah atau pupuk, ditambahkan kedalam tanah, tingkat
nitrifikasi menjadi meningkat. Walaupun nitrat siap berasimilasi dengan tumbuhan, tapi mudah
larut dalam air dan dengan cepat tercuci dari tanah apabila curah hujan tinggi. Amoniak
anhydrous digunakan secara ekstensif sebagai pupuk nitrogen , bahan kimia yang biasanya
ditambahkan kedalam pupuk, menghalangi proses nitrifikasi. Salah satu penghambat nitrifikasi
umum adalah suatu bahan campuran pengganti pyridine disebut nitrapyrin (2-chloro-6-
trichloromethylpyridine). Nitrapyrin secara spesifik menghalangi langkah pertama dalam
12

16. nitrifikasi, yaitu oksidasi NH3 ke NO2, secara efektif menghambat kedua langkah dalam proses
nitrifikasi. Penambahan penghambat nitrifikasi dapat meningkatkan efisiensi pemupukan dan
membantu mencegah polusi dari pelepasan nitrat dari tanah yang dipupuk.
Komponen utama nitrogen di atas bumi adalah N2, yang mana dapat digunakan sebagai
nitrogen sumber oleh bakteri pengfiksasi nitrogen. Amoniak yang dihasilkan oleh fiksasi
nitrogen atau oleh ammonifikasi dari nitrogen bahan campuran organik dapat berasimilasi ke
bahan organik atau dapat dioksidasi ke nitrat oleh bakteri nitrifikasi. Hilangnya nitrogen dari
biosphere terjadi sebagai hasil denitrifikasi, di mana nitrat dikompersikan kembali ke N2 .
(Madigan et al.2000).
Di dalam tanah kandungan unsur N relatif kecil (<2%), sedangkan di udara kandungan N
berlimpah. Hampir 80% kandungan gas di udara adalah gas N2. Sebagian besar tanaman tidak
dapat memanfaatkan N langsung dari udara, hanya sebagian kecil tanaman legum yang
bersimbiosis dengan bakteri Rhizobium yang dapat memanfaatkan sumber N yang berlimpah
dari udara. Tanaman non legume masih dapat memanfaatkan N dari udara apabila diinokulasi
dengan mikroba penambat N nonsimbiotik. Tabel di bawah ini merangkum jenis mikroba
penambat N non simbiotik yang dapat dimanfaatkan untuk tanaman non legum.
Faktor yang mempengaruhi aktivitas bakteri penambat N :
- Ketersediaan senyawa nitrogen : amonium, nitrat dan senyawa nitrogen organik dapat
dimanfaatkan teiapi dapat menghambat fiksasi nitrogen.
- Ketersediaan nutrisi anorganik : molibdenum, besi, kalsium, dan kobalt.
- Sumber energi: heterotrof: gula sederhana, selulosa, jerami dan sisa tanaman. autotrof:
cahaya matahari
- pH : Azotobacter, Sianobakteri peka terhadap pH<6 Beijerinckia dapat tumbuh pada pH
3-9.
- Kelembaban : Kelembaban yang tinggi menjadi kondisi anaerob
- Suhu : penambatan N optimum pada suhu sedang
2.5.4. Mikroba Pelarut Fosfat
Mikroba peiarut fosfat terdiri dari golongan bakteri dan Jamur. Kelompok bakteri pelarut
fosfat adalah: Pseudomonas, Bacillus, Escherichia, Brevibacterium dan Seralia, sedangkan dari
golongan Jamur adalah : Aspergillus, Penicillium, Culvularia, Humicola dan Phoma. Mikroba
13

17. pelarut fosfat bersifat menguntungkan karena mengeluarkan berbagai macam asam organik
seperti asam formiat, asetat, propional, laktat, glikolat, fumarat, dan suksinat. Asam-asam
organik ini dapat membentuk khelat organik (kompleks stabil) dengan kation Al, Fe atau Ca
yang mengikat P sehingga ion H2PO4 2-, menjadi bebas dari ikatannya dan tersedia bagi tanaman
untuk diserap.
Bakteri pengoksidasi sulfur (Thiobacillus) dan pengoksidasi ammonium (Nitrosomonas)
dapat pula mengeluarkan asam anorganik (asam sulfat dan asam nitrit) yang dapat mengkhelat
kation Ca dari Ca3(P04)2- menjadi HPO4
2- yang dapat diserap tanaman. Beberapa spesies jamur
dari genus Aspergillus mempunyai kemampuan yang lebih tinggi dalam melarutkan fosfat terikat
dibandingkan dengan bakteri. Hal ini memberi peluang yang baik untuk dikembangkan di daerah
tropis yang tanahnya masam, karena jamur menyukai lingkungan pertumbuhan yang bersifat
masam.
2.5.5. Jamur Mikoriza Arbuskula (CMA)
Mikoriza yang secara harfiah berarti "jamur akar" dan mengacu pada asosiasi yang
simbiotik yang ada antara jamur dan akar tumbuhan. Mungkin akar dari mayoritas dari tumbuhan
terestrial adalah mycorrhizal. Ada dua kelas umum mikoriza; ektomikoriza, di mana sel jamur
membentuk suatu bungkus pelindung luas di sekitar bagian luar dari akar dengan hanya sedikit
penetrasi ke dalam jaringan akar dan ericoid mikoriza, di mana miselium jamur ditempelkan di
dalam jaringan akar.
Ektomikoriza ditemukan sebagian besar di dalam pohon hutan terutama pohon jarum,
pohon besar dan pohon oak yang banyak dikembangkan pada hutan daerah temperata. Di dalam
suatu hutan, hampir setiap akar pohon memiliki mikoriza. Sistem perakaran dari suatu pohon
yang ada mikorizanya dapat menginfeksi akar yang pendek dan akar yang panjang, Akar pendek
memiliki karakteristik cabang dikotom, menunjukkan tipe pelindung jamur sedangkan akar
panjang pada umumnya tidak terkena infeksi. Kebanyakan jamur mikoriza tidak menyerang
selulosa dan serasah daun tetapi sebagai gantinya menggunakan karbohidrat sederhana untuk
pertumbuhan dan pada umumnya mempunyai kebutuhan akan satu atau lebih vitamin, mereka
memperoleh nutrisi dari sekresi akar. Mikoriza jamur tidak pernah ditemukan secara alami
kecuali bersama-sama akar dan karenanya dapat dipertimbangkan symbiosis obligat. Jamur ini
menghasilkan substansi pertumbuhan tanaman dengan induksi perubahan morfologi di dalam
14

18. akar, menyebabkan dibentuk akar bercabang dikotom pendek. Di samping hubungan erat antara
jamur dan akar, ada sedikit spesifik jenis dilibatkan, satu jenis cemara dapat membentuk
mikoriza dengan lebih dari 40 jenis jamur.
Efek yang diuntungkan pada tumbuhan dari jamur mikoriza, terbaik diamati pada lahan
miskin, di mana pohon yang tumbuh dengan subur ada mikoriza, tetapi tidak ada mikroriza tidak
ada pertumbuhan. Kapan pohon ditanam di padang rumput yang luas, yang mana biasanya
kekurangan suatu inokulum jamur, pohon yang secara artifisial diinokulasi pada saat penanaman,
tumbuh jauh lebih dengan cepat dibanding pohon yang tidak diinokulasi. Mikoriza tumbuhan
bisa menyerap nutrisi dari lingkungannya lebih efisien di banding dengan pengerjaan non-mikoriza.
Penyerapan nutrisi dapat ditingkatkan dengan semakin besar area permukaan yang
disajikan oleh miselium jamur (Madigan et al., 2000).
CMA menginfeksi hampir 95 % semua tanaman (crop plant). Simbiosis ini bersifat
mutualistik, jamur mendapatkan karbohidrat dari tanaman dimana aliran nutrisi diregulasi oleh
tanaman inang. Fotosintat tanaman inang diabsorpsi jamur, khususnya pada arbuskula yang
mempunyai luas permukaan kontak yang besar antara jamur dengan tanaman inang. Fungsi
CMA dalam meningkatkan pertumbuhan tanaman adalah : sebagai fasilitator dalam penyerapan
berbagai unsur hara, pengendali hayati penyakit tular tanah, penekan stress abiotik (kekeringan,
salinitas, logam berat) dan sebagai penstabil tanah (stabilator agregat tanah).
CMA yang menginfeksi akar tanaman akan membentuk hifa internal di dalam sel
epidermis dan korteks akar, arbuskula terbentuk di dalam korteks akar, dan hifa eksternal berada
di luar akar tanaman. Genus Glomus dan Acaulospora membentuk vesikula yang terbentuk pada
hifa interkalar atau apikal yang mengandung lemak dan berfungsi sebagai cadangan makanan.
Jamur Gigaspora dan Scutellospora tidak membentuk vesikula. Hifa eksternal sangat penting
dalam penyerapan unsur hara karena panjang hifa eksternal dapat mencapai beberapa kali
panjang akar sehingga memperluas permukaan akar dalam menyerap larutan nutrisi dalam tanah
(Douds and Millner, 1999).
2.5.6. Strategi Keberhasilan Pemanfaatan Mikroba Tanah
Keberhasilan peningkatan peran mikroba tanah yang bermanfaat untuk meningkatkan
pertumbuhan dan hasil suatu tanaman perlu ditunjang langkah berikut:
15

19. 1. Seleksi isolat unggul. Isolat yang diperoleh harus diseleksi keunggulannya dengan menguji
efektivitas terhadap pertumbuhan tanaman. Seleksi bakteri penambat N dapat melalui uji
kuantitas N yang ditambatnya dengan metode reduksi asetilen. Mikroba pelarut fosfat
diseleksi berdasarkan pelarutan P tidak larut secara kualitatif (zona bening) dan kuantitatif
(jumlah P tersedia/terlarut). CMA diseleksi berdasarkan besarnya derajat infeksi pada akar
atau peningkatan serapan P tanaman dibanding kontrol.
2. Perbanyakan isolat yang unggul sebagai inokulan dalam carrier /pembawa yang cocok.
Populasi mikroba yang akan digunakan sebagai produk inokulan harus tinggi (>108 CFU/ g
media) atau inokulan mikoriza mengandung spora >50 buah/gram carrier.
3. Viabilitas mikroba tetap tinggi pada saat diaplikasikan. Kontrol viabilitas perlu dilakukan
selama masa penyimpanan produk inokulan. Pada umumnya kualitas inokulan yang sudah
dikemas akan menurun setelah masa simpan 6 bulan.
4. Aplikasi dilapangan harus tepat baik waktu, dosis dan caranya. Inokulasi mikroba yang
bermanfaat akan lebih efektif bila dilakukan bersamaan dengan penanaman benih sehingga
mikroba tersebut akan segera mengkolonisasi benih yang berkecambah. Dosis yang
digunakan harus sesuai dengan anjuran pada kemasannya. Dosis yang tepat dapat mendukung
keberhasilan dominasi mikroba introduksi di rhizosfer tanaman. Cara pemberian inokulan
selain bersamaan dengan benih (seed inoculation) dapat pula dilakukan di pembibitan
(seedling inoculation).
16

20. BAB IV
PENUTUP
4.1 Kesimpulan
1. Peran mikroba tanah yang bermanfaat pada bidang pertanian melalui berbagai
aktivitasnya yaitu, meningkatkan kandungan beberapa unsur hara di dalam tanah,
meningkatkan ketersediaan unsur hara di dalam tanah, meningkatkan efisiensi
penyerapan unsur hara, menekan mikroba tular tanah patogen melalui interaksi
kompetisi, memproduksi zat pengatur tumbuh yang dapat meningkatkan perkembangan
system perakaran tanaman, meningkatkan aktivitas mikroba tanah heterotrof yang
bermanfaat melalui aplikasi bahan organik.
2. Mikroba tanah juga menghasilkan metabolit yang mempunyai efek sebagai zat pengatur
tumbuh. Bakteri Azotobacter selain dapat menambat N juga menghasilkan thiamin,
riboflavin, nicotin indol acetic acid dan giberelin yang dapat mempercepat
perkecambahan bila diaplikasikan pada benih dan merangsang regenerasi bulu-bulu akar
sehingga penyerapan unsur hara melalui akar menjadi optimal.
3. Mikroba pelarut fosfat terdiri dari golongan bakteri dan Jamur. Mikroba pelarut fosfat
bersifat menguntungkan karena mengeluarkan berbagai macam asam organik seperti
asam formiat, asetat, propional, laktat, glikolat, fumarat, dan suksinat.
4. Fungsi CMA dalam meningkatkan pertumbuhan tanaman adalah : sebagai fasilitator
dalam penyerapan berbagai unsur hara, pengendali hayati penyakit tular tanah, penekan
stress abiotik (kekeringan, salinitas, logam berat) dan sebagai penstabil tanah (stabilator
agregat tanah).
5. Mikroba tanah bermanfaat untuk meningkatkan pertumbuhan dan hasil suatu tanaman.
17

21. DAFTAR PUSTAKA
Douds D.D and Patricia D Millner. 1999. Biodiversity Of Arbuscular Mycorrhizal Fungi In
Agroecosystems. Agriculture, Ecosystems and Environment. Vol 74. Hal 77-93
Iqbal Ali, 2008. Peran Mikroorganisme Dalam Kehidupan. Penerbit Angkasa Bandung:
Bandung
Irianto, Koes. 2012. Menguak dunia mikroorganisme jilid I. Penerbit Yrama Widya. Bandung
Lugtenberg B.J.J and Lev V Kravchenko. 1999. Tomato Seed And Root Exudate Sugars:
Composition, Utilization By Pseudomonas Biocontrol Strains And Role In Rhizosphere
Colonization. Enviromental Microbiology. Vol 1 (5). Hal 439-446.
Madigan, M.T; J.M. Martinko and J. Parker.,2000. Biology of Microorganisms. Eighth edition.
Prentice Hall. International. Inc.
Sharma, A. K.2002. Organic farming. Central Arid Zone Research institute Jodhpur. Agrobios.
India
Suriawiria, Unus. 1985. Pengantar mikrobiologi umum. Penerbit Angkasa Bandung: Bandung
18