Potensi Rizobakteri Azotobacter dalam Meningkatkan Kesehatan Tanah dalam Pembibitan Tanaman Sayuran

Bioteknologi

Biotechnology

Potensi Rizobakteri Azotobacter

dalam Meningkatkan Kesehatan Tanah dalam Pembibitan Tanaman Sayuran

Potential Rizobakteri Azotobacter
in Improving Soil Health in Vegetable Breeding

Ismi Fatimatus Zahro, Wahyunikha

Program Studi Pendidikan Biologi FKIP Universitas Muhammadiyah Malang

Jl. Tlogomas 246 Malang Telp 464318

ABSTRACT

Soil is a component of the whole ecosystem which is support plant production and determine ecosystem quality. In agriculture, healthy soil represent a balance between physical, chemical and biological factors which is promote optimal plant production, and contribute to conserve water and soil quality. In soil biotechnology, if the objective of microbial inoculation is to enhance soil health then rhizobacteria Azotobacter would be the good choice. This paper describe the capability of Azotobacter as biological agent in soil biotechnology related to biological nitrogen fixation and phytohormones production.

Keywords: Azotobacter, nitrogen fixation, phytohormone, soil health

ABSTRAK

Tanah adalah komponen dari seluruh ekosistem yang mendukung produksi tanaman dan menentukan ekosistem kualitas. Di bidang pertanian, tanah yang sehat merupakan keseimbangan antara faktor fisik, kimia dan biologis yang adalah mempromosikan produksi tanaman yang optimal, dan berkontribusi untuk menghemat air dan kualitas tanah. Dalam bioteknologi tanah, jika tujuan inokulasi mikroba adalah untuk meningkatkan kesehatan tanah kemudian Azotobacter rhizobacteria akan menjadi baik pilihan. Makalah ini menggambarkan kemampuan Azotobacter sebagai agen biologi di bidang bioteknologi tanah terkait untuk fiksasi nitrogen biologis dan produksi phytohormones.

Keywords: Azotobacter, nitrogen fiksasi, phytohormone, kesehatan tanah

Pendahuluan

Tanah adalah sebuah komponen dari keseluruhan ekosistem dan tidak dapat dilepaskan dari kesehatan ekosistem tersebut. Di bidang pertanian, tanah yang sehat memiliki kondisi fisik,kimia dan biologis optimaluntuk produksi tanaman dan memiliki kesanggupan untuk menjaga kesehatan tanaman serta kualitas ekosistem yang mencakup air dan tanah. Dalam sejumlah kondisi, tanah yang sehat mungkinsaja tidak berfungsi sebagai komponen ekosistem yang sehat karena adanya penambahan komponen tanah yang tidak sehat dari luar tanah itu sendiri (Elliott 1998) misalnya penambahan bahan kimia yang berlebihan atau pembuangan limbah toksik. Tanah sehat dan subur merupakan sistem hidup dinamis yang dihuni oleh berbagai organisme (mikro flora, mikro fauna, serta meso dan makro fauna). Organisme tersebut saling berinteraksi membentuk suatu rantai makanan sebagai manifestasi aliran energi dalam suatu ekosistem untuk membentuk tropik rantai makanan (Simarmata et al,2003).

Dalam ekosistem tanah, tropik rantai makanan dimulai dari tropik level pertama, yaitu kelompok organisme (tanaman dan bakteri) produsen yang mampu memanfaatkan sinar matahari sebagai sumber energinya. Selanjutnya diikuti oleh tropik kedua hingga ke tingkat tropik yang tertinggi. Hal ini berarti, bahwa kehadiran suatu organisme akan mempengaruhi keberadaan organisme lain secara langsung maupun tidak langsung. Kesehatan tanah dapat dievaluasi secara kualitatif maupun kuantitatif dengan menggunakan indikator seperti kemampuan tanah sebagai media tumbuh tanaman maupun mikroba (Simarmata et al, 2003).

Secara umum, rizosfir ekosistem tanah yang sehat akan dihuni oleh organisme yang menguntungkan yang memanfaatkan substrat organik dari bahan organik atau eksudat tanaman sebagai sumber energi dan nutrisinya. Sejumlah mikroba memegang peran penting pada tanah yang normal dan sehat, dan merupakan indikator dalam menentukan kualitas tanah. Mikroba tanah berperan dalam proses penguraian bahan organik, melepaskan nutrisi ke dalam bentuk yang tersedia bagi tanaman, dan mendegradasi residu toksik (Sparling 1998).

Selain itu, mikroba juga berperan sebagai agen peningkat pertumbuhan tanaman (plant growth promting agents) yang menghasilkan berbagai hormon tumbuh, vitamin dan berbagai asam-asam organik yang berperan penting dalam merangsang pertumbuhan bulu-bulu akar. Salah satu kelompok organisme yang penting dalam ekosistem tanah dan berperan sebagai agen peningkat pertumbuhan tanaman adalah rizobakteri yaitu bakteri yang hidup di rizosfir tanaman dan mengalami interaksi yang intensif dengan akar tanaman maupun tanah. Kesehatan biologis suatu tanah akan banyak ditentukan oleh dominasi rizobakteri ini atas mikroorganisme patogen sehingga tanaman mendapatkan manfaat yang optimal dari keberadaan rizobakteri non patogen. Azotobacter adalah spesies rizobakteri yang telah dikenal sebagai agen biologis pemfiksasi dinitrogen, diazotrof, yang menkonversi dinitrogen ke amonium melalui reduksi elektron dan protonasi gas dinitrogen. Unsur hara yang membatasi produktivitas tanaman adalah nitrogen sehingga pupuk nitrogen selalu ditambahkan sebagai input dalam produksi tanaman. Untuk menghindari penurunan kesehatan tanaman akibat adanya input bahan kimia, diperlukan input biologis berupa rizobakteri. Penambahan atau inokulasi Azotobacter dengan tujuan untuk meningkatkan ketersediaan nitrogen tanah telah sering  dilakukan namun dengan hasil yang

bervariasi, bahkan kadang-kadang tidak meningkatkan hasil tanaman. Kondisi tersebut sangatlah logis mengingat kontribusi rizobakteri hidup bebas terhadap nitrogen tanah hanya sekitar 15 kg N/ha/tahun yang jauh lebih rendah daripada kontribusi bakteri pemfiksasi nitrogen simbiosis yang mencapai 24-584 kg N/ha/t (Shantharam & Mattoo 1997).

Namun demikian, upaya mempertahankan kesehatantanah dan sekaligus produktivitas tanaman dengan inokulasi Azotobacter perlu dilakukan karena rizobakteri ini berperan sebagai agen peningkat pertumbuhan tanaman melalui produksi fitohormon yang dapat dimanfaatkan oleh tanaman. Selain itu, input rizobakteri dalam suatu sistem pertanian sejalan dengan konsep Mekanisme Pembangunan Bersih (Clean Development Mechanism, CDM) yang penting diupayakan untuk mengurangi emisi gas rumah kaca dan meningkatkan serapan karbon (carbon sequestration) sehingga karbon berada dalm bentuk yang lebih stabil (Murdiyarso 2003).

Pada makalah ini akan dirangkum sejumlah hasil penelitian mengenai aplikasi Azotobacter di pembibitan tanaman sayuran. Tulisan ini bertujuan untuk memperlihatkan kemampuan Azotobacter sebagai agen hayati dalam aplikasi bioteknologi tanah di pembibitan tanaman sayuran, dan dalam mempertahankan kesehatan tanah, dalam hal ini kemampuan tanah sebagai media tumbuh tanaman maupun mikroba, melalui kapasitasnya dalam memfiksasi nitrogen dan produksi fitohormon.

Fiksasi Nitrogen Biologis.

Fiksasi nitrogen adalah proses alam, biologis atau abiotik yang mengubah nitrogen di udara menjadi ammonia (NH₃). Mikroorganisme yang mem-fiksasi nitrogen disebut diazotrof. Mikroorganisme ini memiliki enzim nitrogenaze yang dapat menggabungkan hidrogen dan nitrogen. Reaksi untuk fiksasi nitrogen biologis ini dapat ditulis sebagai berikut :

N2 + 8 H+ + 8 e− → 2 NH3 + H2

Mikro organisme yang melakukan fiksasi nitrogen antara lain : Cyanobacteria, Azotobacteraceae, Rhizobia, Clostridium, dan Frankia. Selain itu ganggang hijau biru juga dapat memfiksasi nitrogen. Beberapa tanaman yang lebih tinggi, dan beberapa hewan (rayap), telah membentuk asosiasi (simbiosis) dengan diazotrof. Selain dilakukan oleh mikroorganisme, fiksasi nitrogen juga terjadi pada proses non-biologis, contohnya sambaran petir. Lebih jauh, ada empat cara yang dapat mengkonversi unsur nitrogen di atmosfer menjadi bentuk yang lebih reaktif :

a.    Fiksasi biologis:

Beberapa bakteri simbiotik (paling sering dikaitkan dengan tanaman polongan) dan beberapa bakteri yang hidup bebas dapat memperbaiki nitrogen sebagai nitrogen organik. Sebuah contoh dari bakteri pengikat nitrogen adalah bakteri Rhizobium mutualistik, yang hidup dalam nodul akar kacang-kacangan. Spesies ini diazotrophs. Sebuah contoh dari hidup bebas bakteri Azotobacter.

b.    Industri fiksasi nitrogen :

Di bawah tekanan besar, pada suhu 600 C, dan dengan penggunaan katalis besi, nitrogen atmosfer dan hidrogen (biasanya berasal dari gas alam atau minyak bumi) dapat dikombinasikan untuk membentuk amonia (NH3). Dalam proses Haber-Bosch, N2 adalah diubah bersamaan dengan gas hidrogen (H2) menjadi amonia (NH3), yang digunakan untuk membuat pupuk dan bahan peledak.

c.    Pembakaran bahan bakar fosil:

Mesin mobil dan pembangkit listrik termal, yang melepaskan berbagai nitrogen oksida (NOx).

d.    Proses lain:

Selain itu, pembentukan NO dari N2 dan O2 karena foton dan terutama petir, dapat memfiksasi nitrogen.

Salah satu inokulan bakteri yang penting untuk meningkatkan ketersediaan nitrogen tanah, dan peningkatan hasil adalah Azotobacter. Kemampuan Azotobacter dalam memfiksasi N2 telah diketahui pertama kali oleh Beijerinck pada tahun 1901 (Page 1986).

Namun demikian peningkatan hasil ini tidak konsisten jika dibandingkan dengan rendahnya kapasitas fiksasi bakteri pemfiksasi nitrogen non simbiotik. Karena itu, diduga terdapat faktor lain yang berperan dalam pengendalian pertumbuhan tanaman seperti produksi fitohormon, pemutusan siklus penyakit maupun hama melalui perubahan karakteristik mikroba, fisik atau kimia tanah, atau melalui peningkatan aktivitas makrofauna tanah seperti cacing tanah (Peoples et al, 1995).

Secara umum, fiksasi nitrogen biologis sebagai bagian dari input nitrogen untuk mendukung pertumbuhan tanaman telah menurun akibat intensifikasi pemupukan anroganik. Penurunan penggunaan pupuk nitrogen yang nyata agaknya hanya dapat dicapai jika agen biologis pemfiksasi nitrogen diintegrasikan dalam sistem produksi tanaman. Sejumlah kajian mengindikasikan bahwa Azotobacter merupakan rizobakteri yang selalu terdapat di tanaman serealia seperti jagung dan gandum (Abbass & Okon 1993a; Abbass & Okon 1993b; Hindersah et al, 2000; Hindersah et al, 2003a) maupun sayuran (Hindersah & Setiawati 1997; Hindersah et al, 2003b).

Dengan demikian akan terjadi sistem asosiatif yang intensif seperti yang diperlihatkan strain Acetobacter dan Herbaspirillum dengan tebu dan Azospirillum dengan gandum (Kennedy et al, 1997).

 Asosiasi ini dirasakan penting mengingat nitrogen adalah unsur hara makro esensial, dan di lain fihak, produksi tanaman di Indonesia akantergantung dari input nitrogen karena umumnya tanah di Indonesia hanya mengandung sedikit nitrogen. Pupuk nitrogen akan tetap berperan penting dalam peningkatan produksi tanaman, namun demikian penggunaannya harus diatur untuk menjamin produktivitas, stabilitas dan keberlanjutan ekosistem pertanian. Oleh karena itu, inokulasi rizobakteri Azotobacter selayaknya dijadikan salah satu faktor dari managemen nitrogen dalam suatu sistem tanam sehingga akan bersifat sinergis dengan input nitrogen lainnya seperti pupuk dan bahan organik yang selanjutnya dapat menjamin kesehatan tanah.

Produksi Fitohormon.

Bentuk dan fungsi tanaman tergantung pada komunikasi antar sel yang dimediasi oleh senyawa kimia yang disebut fitohormon. Di dalam sel, fitohormon berinteraksi dengan protein khusus yang disebut reseptor. Kompleks fitohormon-reseptor ini adalah bentuk fitohormon yang aktif dan efektif dalam jumlah yang sangat kecil, yaitu antara 10-6 sampai 10-8 M. (Taiz & Zeiger 1991).

Hormon tanaman dikelompokkan ke dalam lima grup yaitu auksin, giberelin, sitokinin, etilen dan asam absisat. Tanaman memenuhi kebutuhan akan hormon tumbuh melalui kemampuannya untuk mensintesis ke lima hormon tersebut (Davies 1995) atau mendapatkannya dari rizosfir (Hindersah et al, 2002) maupun filosfir (Werner 1992) sebagai akibat dari aktivitas mikroorganisme dalam mensistesis fitohormon. Kemampuan Azotobacter dalam memproduksi fitohormon sitokinin dan auksin dilaporkan pertama kali oleh Vancura dan Macura pada tahun 1960 (Vancura 1988).

Sampai saat ini sejumlah penelitian telah membuktikan kemampuan rizobakteri Azotobacter. chroococcum, A. beijerinckii, A. paspali maupun A. vinelandii dalam memproduksi fitohormon terutama sitokinin. Taller & Wong (1989) membuktikan adanya sitokinin dari jenis zeatin ribosida (ZR), Zeatin (Z), isopenteniladenosin (2iPR), isopenteniladenin (2iP), metiltiozeatin (MSZ) dan metiltioisopentenil-adenin (MS2iP) yang diekskresikan oleh A. vinelandii. Abbass and Okon (1993b) memperlihatkan bahwa kemampuan A. paspali untuk meningkatkan pertumbuhan tanaman berhubungan dengan kapasitasnya dalam mensistesis factor tumbuh. Sejumlah isolat Azotobacter yang dikulturkan pada suhu kamar maupun 30 0C selama 60 jam mengekskresikan fitohormon sitokinin, atau giberelin ke dalam media pertumbuhan bebas N. Di dalam supernatant kultur cair A. chroococcum, yang diisolasi dari rizosfir jagung, dengan kepadatan 108 cfu/ml terdapat kinetin dan benziladenin-9-glukosida masing-masing dengan konsentrasi 0.0197 dan 0.004 g/ml. Selain sitokinin, analisis khromatografi menunjukkan supernatan mengandung 0.038 g/ml GA5 dan 0.028 g/ml GA7 (Hindersah et al, 2000).  Azotobacter sp., diisolasi dari rizosfir tomat, yang dikulturkan di media bebas N mengekskresikan GA1 sebanyak 13.57 g/mL dan sitokinin sebanyak 10.13g/mL (Hindersah et al, 2001).

Analisis HPLC fase terbalik pada kultur isolat Azotobacter yang diisolasi dari rizosfir bibit lettuce memperlihatkan adanya 0.04 ppm sitokinin, 1.9 ppm GA3, 0.9 ppm GA5 dan 1.0 ppm GA7 tetapi tidak terdeteksi adanya auksin (Hindersah et al, 2003b). Meskipun secara teori pembentukan fitohormon terutama sitokinin dihambat oleh nitrogen tersedia, tetapi suatu isolat Azotobacter dari rizosfir tomat yang dikulturkan selama 72 jam pada suhu kamar di dalam media 3mL/L pupuk organik cair yang mengandung nitrogen kurang dari 1% dapat memproduksi hormon. Dengan kepadatan sel 3.7 x 109 cfu/mL isolat ini mengekskresikan 2.39 g/mL sitokinin, tetapi tidak terdeteksi adanya fitohormon giberelin dan auksin (Hindersah et al, 2002b) Meskipun masih terlihat adanya inkonsistensi kualitas dan kuantitas fitohormon yang diekskresikan, data di atas membuktikan bahwa rizobakteri ini sangat berpotensi untuk dimanfaatkan sebagai sumber fitohormon eksogen tanaman. Kemampuan ini penting untuk dieksplorasi mengingat peran fitohormon yang sangat penting bagi perkecambahan dan perkembangan akar di awal pertumbuhan tanaman.

Pengaruh Inokulasi Azotobacter terhadap Fungsi Tanah sebagai Media Tumbuh Bibit Tanaman Sayuran dan Azotobacter.

 Dalam produksi tanaman sayuran, pembibitan merupakan salah satu tahap penting Pembibitan tanaman sayuran berhubungan dengan fase perkecambahan yang meliputi pertumbuhan dan perkembangan akar pertama (radikula) dan daun pertama (plumula). Secara fisiologis perkecambahan diregulasi oleh cadangan makanan dan fitohormon yang terdapat di dalam biji. Setelah itu, pertumbuhan dan perkembangan akar dan tajuk bibit akan dikendalikan oleh ketersediaan unsur hara di dalam tanah. Secara alami, akar berperan sebagai saluran untuk mensuplai unsur hara dan air dari tanah ke tanaman dan lokasi sintesis dan pertukaran sejumlah hormon tanaman. Dengan demikian pertumbuhan akar yang normal menjamin perkembangan tajuk. Inokulasi rizobakteri Azotobacter pemfiksasi N dan penghasil fitohormon merupakan salah satu input yang dapat memenuhi kebutuhan bibit tersebut. Nitrogen adalah salah satu unsur hara utama yang sangat penting dalam seluruh proses biokimia di tanaman. Di dalam tanah, sumber nitrogen adalah bahan organik, pupuk kandang, sisa tanaman yang terdekomposisi, fiksasi nitrogen biologis, air irigasi dan pupuk anorganik (Laegreid et al, 1999).

Kekurangan nitrogen pada pembibitan seringkali membatasi pertumbuhan dan kualitas bibit. Dalam sistem nutrisi tanaman yang terintegrasi, kesehatan tanah yang berhubungan dengan ketersediaan nitrogen dapat dicapai dengan menyeimbangkan input sumber nitrogen dari pupuk anorganik dan dari mikroorganisme pemfiksasi nitrogen. Dikemukakan oleh Krishnamoorthy (1981), di dalam proses pertumbuhan dan perkembangan tanaman sering ditemukan satu atau lebih fitohormon pada waktu yang bersamaan. Adapun kelompok tanaman yang paling banyak memanfaatkan fitohormon ini menurut Manurung (1987) adalah kelompok tanaman hortikultura, tanaman pangan, tanaman industri, tanaman perkebunan dan tanaman kehutanan. Dengan demikian kemampuan Azotobacter dalam memproduksi hormon sitokinin dan giberelin sangat menguntungkan mengingat kedua fitohormon tersebut berperan dalam perkembangan dan pembelahan sel (Taiz & Zeiger 1991).

Sampai saat ini, Inokulan Azotobacter diperbanyak di dalam kultur cair bebas N yang diaplikasikan dengan cara menyiramkan ke daerah perakaran tanaman. Inokulan cair ini memiliki kelebihan yaitu selama inkubasi untuk memperbanyak sel bakteri, kondisi media yang bebas nitrogen mendorong ekskresi N tersedia hasil fiksasi oleh bakteri ke dalam media dan menginduksi pembentukan fitohormon oleh bakteri. N tersedia dan fitohormon ini, di samping sel bakteri, merupakan komponen penting untuk mempertahankan fungsi tanah sebagai media pertumbuhan tanaman. Sejumlah percobaan yang telah kami lakukan memperlihatkan bahwa

inokulasi Azotobacter pada kecambah tanaman sayuran berumur 1 minggu tidak mengganggu perkembangan akar. Dalam hal ini meskipun Azotobacter menghasilkan fitohormon, diduga tidak terdapat ketidakseimbangan hormonal di media tumbuh yang diperlihatkan dengan pertumbuhan akar yang normal. Tidak terdapat akar yang memendek, maupun menebal dan tidak ditemukan pengurangan panjang maupun densitas bulu akar. Pengaruh positif inokulasi Azotobacter terhadap perkembangan akar dan tajuk bibit terlihat pada hasil percobaan inokulasi pada bibit tomat pada Gambar 1 di atas. (Hindersah et al, 2003c).

Pada percobaan di atas, bibit ditanam di tanah yang mengandung pupuk kandang tanpa penambahan pupuk anorganik. Jelas terlihat bahwa inokulasi berbagai konsentrasi dan dosis Azotobacter dengan nyata memperbaiki perkembangan tajuk dan akar (Gambar 1) dan tinggi tanaman (data tidak diperlihatkan). Dibandingkan dengan tajuk, inokulasi lebih mempengaruhi perkaran seperti yang diperlihatkan pada Gambar 1b.

Peningkatan tinggi pupus dan berat kering tajuk yang sejalan dengan peningkatan konsentrasi dan dosis inokulan juga diperlihatkan pada aplikasi 106 dan 108 cfu/mL Azotobacter dengan dosis 2.5 dan Potensi Azotobacter dalam kesehatan tanah 131 5.0 mL. (Hindersah et al, 2002b). Pada percobaan ini peningkatan pertumbuhan tajuk terhenti pada tanaman yang mendapatkan 5 mL Azotobacter dengan kepadatan sel 108 cfu/mL. Peningkatan yang sama diperlihatkan oleh bibit tanaman selada lettuce (Lacutca sativa L. ) yang diberi supernatan kultur cair Azotobacter seperti terlihat pada Tabel 1 di bawah ini (Hindersah et al, 2002a). Sangat kompleks dan rumit. Kedua proses ini bergantung antara lain pada berbagai hormon yang telah diidentifikasi sebagai IAA, giberelin, sitokinin, etilen dan asam absisat. Walaupun hormon di atas  memiliki fungsi tertentu, pertumbuhan dan perkembangan tanaman merupakan hasil interaksi aktivitas kelima hormon di atas (Taiz & Zeiger 1991). Tidak bisa diabaikan bahwa Azotobacter mendukung fungsi tanah sebagai media pertumbuhan tanaman karena rizobakteri ini memiliki aktivitas lain yang berkenaan dengan kesehatan tanah. Azotobacter juga memproduksi ferrisiderofor (Page 1987) pada kondisi kahat besi; mengakumulasi polimer poli-- hidroksibutirat (pHB) (Page & Knops 1989) yang berperan sebagai cadangan makanan dan merupakan indikator kemampuan rizobakteri ini dalam bioremediasi tanah terkontaminasi minyak, melarutkan fosfat anorganik (Kumar & Narula 1999); memproduksi asam pantotenik dan tiamin pada kondisi adiazotrophic (Martinez-Toledo et al, 1996).

Tabel 1. Pengaruh supernatant A. chroococcum terhadap berat

kering tajuk bibit tanaman selada umur 21 hari setelah

perkecambahan.

Namun demikian, inokulasi Azotobacter pada media tanam bibit sayuran yang tidak mengandung pupuk kandang tidak dapat memperbaiki pertumbuhan bibit seperti yang dibuktikan oleh Kristanti (2002) pada bibit tanaman tomat. Peranan nitrogen dalam pertumbuhan awal tanaman tidak diragukan lagi. Bentuk utama nitrogen di dalam tanah adalah ammonium dan nitrat yang tersedia untuk tanaman serta bahan organik yang harus mengalami dekomposisi sebelum dapat langsung diambil akar tanaman. Adanya penambahan N tersedia dalam bentuk amonium di dalam inokulan Azotobacter meningkatkan daya dukung tanah untuk menyokong pertumbuhan tanaman. Selama pembibitan, jumlah nitrogen yang diperlukan akan jauh lebih kecil daripada yang diperlukan tanaman pada fase pertumbuhan selanjutnya. Agaknya amonium di dalam inokulan, yang akan dikonversi menjadi nitrat saat diinokulasikan ke tanah yang aerob, dapat mencukupi kebutuhan tanaman sayuran selama pembibitan. Fitohormon di dalam inokulan juga berperan meregulasi pertumbuhan bibit. Pertumbuhan dan perkembangan tanaman merupakan proses yang dan melakukan dehalogenasi senyawa senobiotik (Zaborina et al, 1995). Pengaruh inokulasi Azotobacter melalui akar terhadap tinggi tajuk ternyata diperkuat oleh inokulasi  *Nilai dengan huruf yang sama adalah tidak nyata menurut Uji Duncan pada taraf 5%.

Azotobacter melalui filosfir/daun (Hindersah et al,2003b) seperti yang diperlihatkan pada Tabel 2. Isolat yang digunakan mampu menghasilkan hormon giberelin dan sitokinin serta memfiksasi N sehingga inokulasi Azotobacter melalui daun akan meningkatkan kuantitas kedua hormon yang dimanfaatkan tanaman. Nitrogen adalah unsur hara penting dalam sintetis komponen sel yang dapat diabsorpsi tanaman melalui akar dan daun. Peningkatan tinggi dan berat kering tajuk yang lebih tinggi pada tanaman yang mendapatkan inokulasi melalui daun dan akar merupakan konsekuensi logis dari semakin meningkatnya ketersediaan nitogen yang dimediasi oleh kedua isolat. Salah satu tujuan inokulasi adalah meningkatkan populasi mikroorganisme. Azotobacter bukanlah rizobakteri yang dominan di rizosfir. Di rizosfir tanaman sayuran yang tumbuh di tanah-tanah vulkanik, populasi rizobakteri ini hanya berkisar antara 103-104 cfu/g yang jauh lebih kecil daripada populasi ideal bakteri tanah yaitu 106 cfu/mL. Karena itu, inokulasi perlu dilakukan karena terbukti adanya peningkatan populasi di rizosfir sebesar 5-10 kali (Hindersah et al, 2002b; Budiarti 2003) saat bibit tanaman dipindahtanam ke lapangan. Peningkatan ini penting karena selain meningkatkan aktivitas Azotobacter dalam memfiksasi N dan memproduksi hormon, juga akan meningkatkan jumlah sel bakteri mati yang merupakan sumber nitrogen di dalam tanah setelah bakteri tersebut mengalami dekomposisi. Namun demikian, kepekatan dan dosis inokulan yang terlalu tinggi dapat menurunkan populasi di irizosfir dibandingkan dengan tanaman yang tidak mendapatkan inokulasi (Kristanti, 2002, Hindersah et al., 2002a). Penurunan ini berkaitan dengan peningkatan kompetisi nutrisi dan tempat di dalam populasi.

Kajian Religi

Di dalam Al Quran, Allah SWT  telah menyiratkan akan penciptaan makhluk hidup termasuk penciptaan mikroorganisme yang merupakan bagian dari mahluk hidup ciptaan Allah SWT, seperti dalam beberapa ayat yaitu:

QS. An-Nahl Ayat 13

Artinya : dan Dia (menundukkn pula) apa yang Dia ciptakan untuk kamu di bumi ini dengan berlain-lainan macamnya. Sesungguhnya pada yang demikianitu benar-benar terdapat tanda (kekuasaan Allah) bagi kaum yang mengambil pelajaran.

QS. At-Thaha Ayat 6

Artinya : Kepunyaan-Nya lah semua yang ada di Langit, semua yang di bumi, semua yang di antara keduanya dan semua yang dibawah tanah.

QS. Al-Baqarah Ayat 164

Artinya : Sesungguhnya dalam penciptaan langit dan bumi, silih bergantinya malam dan siang, bahtera yang  berlayar di laut membawa apa yang berguna bagi manusia, dan apa yang Allah turunkan dari langit beupa air lalu dengan air itu Dia hidupkan Bumi sesudah mati (kering)-nya dan Dia sebarkan di Bumi itu segala jenis hewan, dan pengisaran angin dan awan yang dikendalikan antara langit dan bumi sungguh (terdapat) tanda-tanda (keesaan dan kebesaran Allah) bagi kaum yang memikirkan.

Dari ayat diatas dapat kita ketahui bahwa Allah SWT telah menciptakan berbagai makhluk hidup yang beraneka ragam dari benda yang bisa dilihat oleh mata secara langsung ataupun benda benda kecil seperti halnya mikroorganisme. Salah satu contoh mikroorganisme yaitu kelompok mikroorganisme yang dapat dimanfaatkan. Allah menciptakan mikroorganisme tentu tidak hanya merugikan bagi kita, tetapi bisa juga menguntungkan apabila kita mau mempelajarinya.

KESIMPULAN

Kemampuan rizobakteri Azotobacter dalam memfiksasi nitrogen menjadi ammonium yang tersedia untuk tanaman dan memproduksi fitohormon merupakan indikator kemampuan rizobakteri ini untuk digunakan sebagai input dalam suatu sistem produksi tanaman yang mengutamakan kesehatan tanah. Inokulasi Azotobacter telah dilakukan di pembibitan tanaman sayuran, dan memperlihatkan potensi rizobakteri ini untuk meningkatkan pertumbuhan perakaran dan tajuk bibit serta mendukung peningkatan populasi Azotobacter di rizosfir.

DAFTAR PUSTAKA

Abbass, Z. & Okon, Y. 1993a. Physiological properties of Azotobacter paspali in culture and the                        rhizosphere. Soil Biol. Biochem. 8: 1061-1073.

Budiarti, Y. 2003. Pengaruh supernatan Azotobcter chroococcum pada N total tanah, serapan N, populasi A. chroococcum, dan pertumbuhan bibit tanaman selada (Lactuca sativa L.) pada Andisols dan Inceptisols. Skripsi. Bandung: Universitas Padjadjaran

Davies, P.J. 1995. The Plant Hormones: Their nature, Occurance, and function. Di dalam Davies, P.J. (ed). Plant Hormones: Physiology, Biochemistry and Molecular Biology. Dordrecht: Kluwer Academic Publisers.

Elliott, E.T. 1998. Rationale for developing bioindicators of soil health. Di dalam Pankhurst, C., Doube, B.M. & Gupta, V.V.S.R. (eds). Biological Indicators of Soil Health. Wallingford: CABI Publishing.

Hindersah, R., Arief, D.H. & Sumarni, Y. 2000. Kontribusi hormonal Azotobcter chroococcum pada pertumbuhan kecambah jagung sistem kultur cair. Prosiding Seminar Nasional Bioteknologi Pertanian.

Hindersah, R., & Setiawati, M.R. 1997. Upaya peningkatan efisiensi pemupukan N pada lahan marjinal dengan metode biologis dengan inikator tanaman tomat. Laporan Penelitian. Bandung: LP-UNPAD.

Hindersah, R., Setiawati, M.R. & Fitriatin, B.N. 2001. Pengaruh supernatan suspensi kultur cair Azotobacter terhadap pertumbuhan bibit tanaman tomat. Laporan Penelitian. Bandung: Lembaga Penelitian Universitas Padjadjaran.

Hindersah, R., Arifin, M. & Rudiwan, Y. 2002a. Pengaruh asam humat dan supernatan Azotobacter chrococcum terhadap pertumbuhan bibit selada (Lactuca Sativa L.) pada Andisol. Makalah disampaikan pada Seminar Tahunan Himpunan Ilmu Tanah di Mataram.

Hindersah, R., Setiawati, M.R. & Fitriatin, B.N. 2002b. Penentuan sumber karbon dan nitrogen untuk meningkatkan kualitas inokulan Azotobacter sebagai pupuk biologis pada pembibitan tomat. Laporan Penelitian. Bandung: Lembaga Penelitian Universitas Padjadjaran.

Hindersah, R., Kalay, A.M. & Setiani Muntalif, B. 2003a. Pemanfaatan lumpur instalasi pengolahan limbah domestik: Studi pendahuluan terhadap pertumbuhan vegetatif jagung manis (Zea mays L. var. saccharata ) dan mikroba tanah. Makalah disampaikan pada Seminar Persatuan Mikrobiologi Indonesia, 29-30 Agustus 2003 di Bandung

Hindersah, R., Setiawati, M.R. & Fitriatin, B.N. 2003b. Inokulasi Azotobacter sp. melalui filosifr dan rizosfir pada pembibitan selada lettuce (Lactuca sativa L.). Laporan Penelitian. Bandung: Lembaga Penelitian Universitas Padjadjaran.

Hindersah, R., Fitriatin, B.N. & Setiawati, M.R. 2003c. Azotobacter application in agricultural soil management. Proceeding International Conference on Environment and urban management.

Kennedy, I.R., Lily L., Pereg-Gerk, Wood, C., Deaker, R., Gilchrist, K. & Katupitiya, S. 1997. Biological nitrogen fixation in non-legumonous field crops: Facilitating the evaluation of an effective association between Azospirillum and wheat. Plant and Soil 194: 65-79

Krishnamoorthy, H.N. 1981. Plant Growth Substances. Haryana Agricultural University Hissar. New Delhi:McGraw-Hill.

Kumar, V. & Narula, N. 1999. Solubilization of inorganic phosphate and growth emergence of wheat as affected by Azotobacter chroococcum Mutans. Biol. Fertil. Soil. 28: 301-307.

Laegreid, M., Bockman, O.C., & Kaarstad, O. 1999. Agriculture, Fertilizers and the Environment. Norsk Hydro ASA: CABI Publishing.

Martinez-Toledo, M.V., Rodelas, B., Salmeron, V., Pozo, C., & Gonzalez-Lopez, J. 1996. production of pantothenic acid and thiamine by Azotobacter vinelandii in a chemically defined medium and a dialyzed soil medium. Biol. Fertil. Soil. 22: 131-137.

Murdiyarso, D. 2003. CDM: Mekanisme Pembangunan Bersih. Jakarta: Penerbit Buku Kompas.