Pertumbuhan mikroba pelarut fosfat sangat dipengaruhi oleh kemasaman tanah. Pada tanah masam, aktivitas mikroba didominasi oleh kelompok fungi
sebab pertumbuhan optimum fungi pada pH 5 - 5,5. Sebaliknya, pertumbuhan kelompok bakteri optimum pada pH netral dan meningkat seiring dengan
meningkatnya pH tanah, yaitu berkisar antara 4 - 10,6 Ginting dkk., 2006.
2.5. Fosfat dan Mekanisme Penyerapannya
Fosfat adalah unsur hara kedua yang dibutuhkan setelah nitrogen Schachtman et al., 1998 dalam Handbook Of Microbial Fertilizer, 2006. Fosfat
merupakan 0,2 dari berat kering tanaman. Fosfat berperan dalam pembelahan sel, pembentukan lemak dan albumin, pementukan bunga, buah dan benih,
pematangan hasil panen dan menghilangkan efek kelebihan aplikasi nitrogen, perkembangan akar terutama akar lateral dan serabut, meningkatkan hasil panen
dan meningkatkan resisten terhadap penyakit dan dalam metabolisme melalui suplai energi yang diperlukan untuk proses metabolik Brady and Weil, 2002.
Fosfat diserap tanaman dalam bentuk ion fosfat. Ada dua jenis fosfat di dalam tanah, yaitu fosfat organik dan fosfat anorganik Hardjowigeno, 1992.
Umumnya konsentrasi fosfat anorganik di dalam tanah lebih tinggi dibandingkan fosfat organik. Fosfat anorganik berasal dari fosfat yang berikatan
dengan kalsium, besi dan alumunium serta mineral apatite, dimana mineral tersebut berada pada batuan, seperti fluorapatite, chloroapatite dan hidroksiapatite
yang biasanya sukar larut. Konsentrasi ion di dalam tanah tergantung pada pH tanah. Pada tanah masam, H
2
PO
4
akan lebih dominan dibandingkan dengan
HPO
4 2-
, sedangkan pada pH netral 6-7, kedua ion tersebut tersedia didalam tanah. Pada pH basa, HPO
4 2-
lebih dominan dbandingkan dengan H
2
PO
4
Tan, 1994. Keberadaan fosfat anorganik dipengaruhi oleh keberadaan besi, alumunium dan
kalsium, jumlah dan dekomposisi bahan organik serta aktivitas mikroba Brady and Weil, 2002.
Fosfat organik terdiri atas phytin dan asam nukleat. Phytin dapat diserap langsung oleh tanaman, sedangkan asam nukleat harus dipecah dengan
menggunakan enzim dipermukaan akar. Pada tanah masam, phytin menjadi tidak larut dan tidak tersedia untuk tanaman karena diikat oleh besi dan alumunium.
Keberadaan asam nukleat rendah pada tanah masam yang banyak mengadung montmorilonit, karena dapat diikat oleh montmorilonit Brady and Weil, 2002.
Jumlah fosfat dalam tanah sangat tinggi sekitar 0,1-1 ppm, tetapi sebagian besar berada dalam bentuk yang tidak dapat digunakan oleh tanaman karena
terjadi pengikatan fiksasi oleh aluminium pada tanah masam atau oleh kalsium pada tanah alkalis Hardjowigeno, 1992. Adanya pengikatan-pengikatan fosfat
tersebut menyebabkan pupuk fosfat yang diberikan tidak efisien, sehingga perlu diberikan dalam takaran yang tinggi. Pemberian pupuk fosfat ke dalam tanah,
hanya 15-20 yang dapat diserap oleh tanaman. Hal ini menyebabkan defisiensi fosfat bagi pertumbuhan tanaman Ginting dkk., 2006.
Pelarutan senyawa fosfat berlangsung secara kimia dan biologi. Pada mekanisme pelarutan fosfat secara kimia, mikroba mengeksresikan sejumlah asam
organik dengan berat molekul rendah seperti oksalat, suksinat, tartat, laktat, sitrat, asetat, propionat dan formiat. Meningkatnya asam-asam organik tersebut diikuti
dengan penurunan pH. Perubahan pH berperan penting dalam peningkatan kelarutan fosfat. Selanjutnya, asam-asam organik ini akan bereaksi dengan
pengikat fosfat seperti alumunium dan kalsium membentuk khelat organik yang stabil sehingga mampu membebaskan fosfat yang terikat dan dapat diserap oleh
tanaman Ginting dkk., 2006. Urutan kemampuan asam organik dalam melarutkan fosfat adalah asam
sitrat asam oksalat = asam tartrat = asam malat asam laktat = asam format = asam asetat Isroi, 2007. Sedangkan dalam FNCA Biofertilizer Project 2005,
dijelaskan bahwa asam glikonik yang dihasilkan oleh Pseudomonas sp., Erwinia herbicola, P. cepacia
dan Burkholderia cepacia merupakan agen utama pelarutan fosfat. Asam organik lainnya adalah asam 2 ketoglukonik yang dihasilkan oleh
Rhizobium leguminosarum, R. meliloti dan Bacillus firmus. Bakteri dari strain
Bacillus, Pseudomonas dan Rhizobium merupakan strain yang paling unggul
dalam melarutkan fosfat. Asam organik yang membentuk kompleks yang lebih mantap dengan
kation logam akan lebih efektif dalam melepas Ca dan Al mineral tanah sehingga akan melepas fosfat yang lebih besar. Sedangkan kemudahan fosfat terlepas
mengikuti urutan Ca
3
PO
4 2
AlPO
4
. Kecepatan pelarutan fosfat dari mineral fosfat oleh asam organik ditentukan oleh kecepatan difusi asam organik dari
larutan tanah, waktu kontak antara asam organik dan permukaan mineral, tingkat dissosiasi asam organik, tipe dan letak gugus fungsi asam organik, afinitas kimia
agen pengkhelat terhadap logam dan kadar asam organik dalam larutan tanah Ginting dkk., 2006.
Pelarutan fosfat secara biologi terjadi karena mikroba tersebut menghasilkan enzim fosfatase. Fosfatase adalah enzim yang akan dihasilkan
apabila ketersediaan fosfat rendah. Pada proses mineralisasi bahan organik, senyawa fosfat organik diuraikan menjadi bentuk fosfat anorganik yang tersedia
bagi tanaman dengan bantuan enzim fosfatase. Enzim fosfatase dapat memutuskan fosfat yang terikat oleh senyawa organik menjadi bentuk yang
tersedia Ginting dkk., 2006. Penggunaan mikroba pelarut fosfat dapat berupa kultur murni terdiri dari
satu jenis mikroba maupun kultur campuran terdiri dari beberapa mikroba yang bekerja sama. Sebagai contoh kultur campuran adalah penggunaan Rhizobium,
Bacillus megatherium dan fungi biokontrol Trichoderma spp. Kombinasi tersebut
dapat meningkatkan perkecambahan, pengambilan nutrisi, berat tanaman, jumlah cabang, nodul, hasil polong dan biomassa total jika dibandingkan inokulasi
dengan menggunakan salah satu dari mikroba tersebut atau tanpa inokulasi FNCA Biofertilizer Project, 2005.
2.6. Interaksi Mikroba Tanah dengan Akar Tanaman
