Biologi Organisme Tanah Penambat Nitrogen

Kelompok 5Indy Laily Fitriani (09304241006)Atiah Hestining Tyas (09304241007)

 Pendidikan Biologi Subsidi

Apa yang akan kita pelajari??

• Apakah penambatan nitrogen itu?• Apa saja organisme tanah penambat

nitrogen?• Bagaimanakah biologi organisme

tanah penambat nitrogen?• Apa saja faktor yang mempengaruhi

penambatan nitrogen oleh organisme tanah?

Penambatan Nitrogen

• Penambatan nitrogen proses penambatan nitrogen secara biologi, menyediakan nitrogen untuk ekosistem alam maupun agroekosistem atau pengubahan nitrogen atmosfer (N2 atau nitrogen bebas) menjadi nitrogen dalam persenyawaan (nitrogen terikat).

• Sumber utama N berasal dari gas N2 dari atmosfer (79%), tetapi belum dapat dimanfaatkan oleh tanaman tingkat tinggi, kecuali telah menjadi bentuk yang tersedia.

• Fenomena fiksasi nitrogen atmosfer dapat terjadi melaui diazotrofi (diazotrophy) yaitu penambatan nitrogen secara biologis (biological nitrogen fixation) dengan melibatkan diazotrof (diazotroph) atau penambat nitrogen, yang meliputi berbagai genus bakteri, sianobakteri, dan aktinomisetes.

Penambatan N Non-Simbiotik

Penambatan N2 secara non-simbiotik dilakukan oleh jazad mikro yang mampu mengubah molekul N menjadi nitrogen sel secara bebas tanpa tergantung pada organisme hidup lainnya.

Jazad mikro penambat N2 pada umumnya juga mampu menggunakan amonium, nitrat, dan senyawa nitrogen organik.

• Clostridium jazad mikro bersifat anaerob.

• Beiyerinckia jazad mikro bersifat aerob.

• Azotobacter mengikat nitogen bebas melalui konversi menjadi ammonia.

• Azospirillum sp. mengandung enzim nitrogenase & mampu menambat N secara hayati.

ClostridiumClostridium AzospirillumAzospirillum

AzotobacterAzotobacter BeiyerinckiaBeiyerinckia

Penambatan N Simbiotis

• Penambatan N simbiotis penambatan molekul nitrogen melalui hasil kerja sama mutualisme antara tumbuhan (legum dan tumbuhan lain) dengan sejenis bakteri.

Rhizobium

• Rhizobium bersifat organotrof, aerob, bentuk batang pleomorfi, gram negatif, tidak berspora dan berflagella.

• Bakteri Rhizobium bila masuk ke dalam sistem perakaran legum menyebabkan pembentukan bintil akar.

• Rhizobium yang tumbuh dalam bintil akar legum mengambil langsung nitrogen dari udara.

1. Rhizobium

http://textbookofbacteriology.net/Impact_2.html

Pembentukan Nodul Akar

Pembentukan Nodul Akar

Rhizobia ke permukaan akar tanaman memperbanyak diri menyerang sel-sel dengan cara yang spesifik melibatkan interaksi antar makromolekul terdiri atas karbohidrat (gliko-) protein yang disebut dengan lektin bereaksi dengan senyawa polisakarida asam dari simbion akar melengkung infeksi Rhizobia sampai ke korteks bentuk batang dari bekteri berubah menjadi bentuk ‘pleomorfik’, yaitu seperti tongkat (club-shape) mempengaruhi pembelahan sel-sel akar terbentuk nodula akar berisi bakteroid penambat nitrogen.

Perkembangan nodul akar memerlukan protein leghemoglobin dan protein spesifik nodul (nodoulin). Kedua protein tersebut disintesis oleh akar tanaman.

Pigmen merah leghemoglobin berperan dalam mengambil N di atmosfer. Jumlah leghemoglobin di dalam bintil akar memiliki hubungan langsung dengan jumlah nitrogen yang difiksasi.

2. Frankia

Frankia : bakteri gram positif & aerobik.

Mikroba ini akan membentuk nodul akar bersimbiosis dengan tanaman actinorhizal (tumbuhan dikotil yang tersebar menjadi 4 ordo angiospermae, yaitu Fagales, Cucurbitales, Fabales, dan Rosales).

Pembentukan nodul akar:terjadinya infeksi intraseluler pada rambut akar pembentukan organ primitif simbiotis/ prenodule terjadi infeksi yang disebut masukan interseluler bakteri menembus ekstraseluler akar tumbuh di antara sel epidermis dan korteks pembelahan sel perisikel dan membentuk organ baru berbentuk nodul, yang disebut actinorhizae.

ActinorhizaeActinorhizae

FrankiaFrankia

3. Anabaena

• Anabaena menfiksasi nitrogen dengan membentuk hubungan simbiosis dengan tanaman tertentu seperti paku-pakuan.

• Ex. Anabaena azollae dalam spesies Azolla (paku air).

• Anabaena masuk ke dalam jaringan pakis/ paku-pakuan melalui ujung titik tumbuh.

• Fiksasi nitrogen berlangsung dalam sel khusus, yaitu heterocyst.

Anabaena

http://microbewiki.kenyon.edu

Faktor yang berpengaruh, yaitu:

• Ketersediaan senyawa nitrogenJazad mikro menggunakan amonium, nitrat, dan

senyawa nitrogen organik.• Ketersediaan nutrien organikDalam penambatan nutrigen diperlukan

molibdenum, besi, calsium dan kobalt dalam jumlah yang cukup.

• Sumber energiPenambatan gula sederhana, selulosa, jerami,

atau sisa-sisa tanaman dengan nisbah C/N yang tinggi seringsekali meningkatkan dengan nyata transformasi N.

• pHAzotobacter dan Sianobakteri tergolong sangat

peka pada tanah-tanah dengan pH kurang dari 6,0 sedangkan Beijerinckia tidak peka dan dapat tumbuh dan menambat N2 pada pH 3-9.

• Kelembaban tanahKelembaban tanah sering kali menentukan laju

penambatan nitrogen dan kandungan air optimum tergantung pada tanah yang bersangkutan dan jumlah bahan organik yang tersedia.

• SuhuSuhu optimum bagi penambatan nitrogen adalah

suhu sedang.

Penambatan nitrogen adalah proses penambatan nitrogen secara biologi, menyediakan nitrogen untuk ekosistem alam maupun agroekosistem.

Organisme tanah yang berperan dalam penambatan nitrogen antara lain Rhizobium, Frankia, Anabaena, Rhodospirillum sp., Clostridium, Azotobacter dan Beiyerinckia.

• Biologi organisme tanah penambat nitrogen ini dibedakan menjadi dua, yaitu simbiotis (Rhizobium, Frankia, dan Anabaena) dan non-simbiotis (Rhodospirillum sp., Clostridium, Azotobacter dan Beiyerinckia).

• Faktor-faktor yang mempengaruhi penambatan nitrogen antara lain ketersediaan senyawa nitrogen, ketersediaan nutrient organik, pH, kelembaban tanah, dan suhu.

Daftar Pustaka• Benson & Silvester. 1993. Biology of Frankia Strains, Actinomycete

Cymbionts of Actynorhizal Plants. Diakses dari http://mmbr.asm.org/content/57/2/293.abstract pada tanggal 30 Oktober 2012.

 • Handayanto dan Hairiah. 2007. Biologi Tanah, Landasan

Pengelolaan Tanah Sehat. Yogyakarta: Pustaka Adipura. • Nana Danapriatna. 2010. Biokimia Penambatan Nitrogen oleh

Bakteri Non Simbiotik. Jurnal Agribisnis dan Pengembangan Wilayah (Vol 1, No 2, Juli 2010).

• NN. ____. Biologi Penambatan Nitrogen. Diakses dari http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/17753/4/Chapter%20II.pdf pada tanggal 29 Oktober 2012.

• Tjahjadi Purwoko. 2007. Fisiologi Mikroba. Jakarta: Bumi Aksara.