Fiksasi Nitrogen oleh Bakteri yang Hidup Bebas Fiksasi Nitrogen oleh Bakteri Simbiotik

dan kacang-kacangan atau antara bakteri Frankia dengan berbagai jenis tumbuhan pohon dan semak, seperti alder Marx, 1991. Tabel 2.1 Kontribusi nitrogen beberapa tanaman legume berbintil No Sistem Fiksasi N 2 Total kontribusi nitrogen qha 1 Legume tanaman hijau: Sesbania acuelata - Rhizobium 70-120 Leucaena leucocephala - Rhizobium 500-600 Kacang-kacangan - Rhizobium 60-210 Tanaman makanan ternak - Rhizobium 100-300 2 Legume tanaman biji-bijian: Lablab purpureus - Rhizobium 240 Glycine jawanica - Rhizobium 210 3 Non legume: Casuarina equisitifolia - Frankia 100 Alnus – Frankia 30-300 4 Tanaman lain: Azolla – Anabaena 25-190 Rumput-rumputan - Azospirillium 15-100 Sumber: Ghai dan Thomas 1989

2.5.1. Fiksasi Nitrogen oleh Bakteri yang Hidup Bebas

Bakteri yang hidup bebas dan memiliki kemampuan untuk memfiksasi nitrogen molekular dapat dibedakan menjadi organisme aerob obligat, aerob fakultatif, dan anaerob. Bakteri aerob obligat termasuk dalam genus-genus Azotobacter, Beijerinckia, Derxia, Archromobacter, Mycobacterium, Arthrobacter dan Bacillus. Bakteri anerob fakultatif antara lain termasuk dalam genus-genus Aerobacter, Klebsiella dan Pseudomonas. Bakteri pemfiksasi nitrogen yang anaerob diwakili oleh genus-genus Clostridium, Chlorobium, Chromatium, Rhodomicrobium, Rhodopseudomonas, Rhodospirillum, Desulfovibrio dan Methanobacterium. Pada beberapa dari genus- genus ini, fiksasi nitrogen terjadi secara fotoautotrof yang ditunjukkan oleh adanya pigmen fotosintetik dalam sel-sel mereka seperti misalnya pada genus Rhodopseudomonas yang cukup dikenal. Sedangkan genus Desulfovibrio memfiksasi nitrogen dalam proses mereduksi sulfat Rao, 1994 Kebanyakan bakteri pemfiksasi nitrogen yang hidup bebas mampu mengikat sejumlah besar nitrogen di bawah kondisi laboratorium. Bagaimanapun, di dalam Universitas Sumatera Utara tanah biasanya terdapat kekurangan karbohidrat yang dapat dipakai sebagai persediaan energi yang dibutuhkan untuk reduksi nitrogen menjadi ammonia, yang kemudian menjadi protein. Oleh karena itu, bakteri pengikat nitrogen ini memiliki peranan yang penting dalam penyediaan nitrogen di tempat-tempat seperti padang rumput, hutan, dan daerah tundra Tortora, 2001.

2.5.2. Fiksasi Nitrogen oleh Bakteri Simbiotik

Bakteri-bakteri simbiotik ini memegang peranan yang penting dalam pertumbuhan tanaman untuk menghasilkan buah. Anggota dari genus-genus Rhizobium, Bradyrhizobium, dan genus-genus lainnya yang menginfeksi akar tanaman leguminosa seperti kacang kedelai, kacang tanah, kacang polong, kacang hijau, alfalfa, dan semanggi. Rhizobia khususnya beradaptasi dalam spesies tanaman leguminosa membentuk bintil-bintil akar. Nitrogen difiksasi melalui proses simbiosis antara tumbuhan dan bakteri. Tumbuhan melengkapi kondisi anaerob dan nutrisi pertumbuhan untuk bakteri, dan bakteri mengikat nitrogen untuk sintesis protein tumbuhan Tortora, 2001 Interaksi antara Rhizobium dan tanaman bersifat spesifik. Ini berarti bahwa Rhizobium yang efektif untuk satu tanaman leguminosa tertentu belumlah tentu efektif untuk tanaman leguminosa yang lainnya. Inokulasi dengan menggunakan Rhizobium sebelum biji ditanam sangat dianjurkan. Hal ini dikarenakan tidak semua lahan pertanian mengandung bakteri yang tepat untuk simbiosis yang optimum antara Rhizobium dengan tanaman leguminosa tersebut. Di pasaran galur bakteri yang terpilih disimpan dalam humus yang lembab. Bahan ini kemudian diperciki air sebelum menanam biji tanaman Budiyanto, 2004. Penambat nitrogen simbiotik agaknya jauh lebih penting daripada penambat nitrogen yang hidup bebas dalam keseluruhan penambatan nitrogen di seluruh dunia. Jadi, tanah yang miskin nitrogen dapat diisi kembali dengan ammonia dan nitrat untuk pertumbuhan tanaman dengan penanaman leguminosa, seperti alfalfa, selama 1 tahun. Inilah sebabnya mengapa para petani menggilir tanamannya dari tanaman yang menghabiskan nitrogen seperti jagung sampai tanaman yang mengisi kembali Universitas Sumatera Utara nitrogen seperti kedelai atau alfalfa. Diperkirakan bahwa satu akre alfalfa mungkin menambat 400 pon nitrogen dalam satu musim Volk, 1984. Ada contoh yang sama dari fiksasi nitrogen simbiotik pada tanaman-tanaman nonlegume, seperti pohon alder. Pohon alder diinfeksi secara simbiosis dengan suatu actinomycete Frankia dan membentuk bintil-bintil akar pengikat nitrogen. Sekitar 50 kg nitrogen dapat difiksasi setiap tahun oleh 1 akre pohon alder; sehingga pohon ini memiliki nilai tambah untuk ekonomi hutan Tortora, 2001.

2.6. Bakteri