11 glomalin yang diproduksi mikoriza arbuskular merupakan faktor penting dalam
agregasi tanah Rilig 2004. Struktur tanah berhubungan erat dengan ruang pori sama halnya dengan
ukuran agregat. Jumlah dan dimensi ruang pori diantara partikel-partikel tanah sangat penting dalam fungsi struktur tanah, khususnya dari sudut pandang
hubungan air-tanah. Karakteristik kelembaban tanah tergantung pada ukuran dan distribusi pori tersebut Auge 2004. Karena FMA mempengaruhi struktur tanah,
maka dapat diduga bahwa kolonisasi mikoriza arbuskular berpengaruh terhadap retensi kelembaban dan pertumbuhan tanaman, terutama pada tanah-tanah yang
relatif kering. Struktur tanah yang baik mengandung lebih banyak air dibandingkan dengan struktur tanah yang kurang baik atau yang sama sekali tidak baik. Tanah-
tanah bermikoriza secara nyata memiliki kandungan air yang lebih tinggi daripada tanah-tanah tak bermikoriza.
2.3 Pemanfaatan Rizobakteri
Rizobakteri adalah populasi bakteri yang hidup di wilayah perakaran tanaman dan berinteraksi dengan tanaman melalui perakaran tanaman tersebut. Peningkatan
produktivitas tanaman oleh rizobakteri dapat terjadi secara langsung maupun tidak langsung. Mekanisme secara langsung adalah melalui penambatan N
2
, pelarutan mineral seperti fosfor dan kalium, atau melalui produksi fitohormon. Mekanisme
secara tidak langsung adalah melalui produksi senyawa yang dapat mengontrol patogen. Suatu bakteri dapat mempengaruhi pertumbuhan tanaman melalui satu
atau lebih mekanisme. Bakteri ini juga dapat memiliki kemampuan yang berbeda pada waktu yang berbeda selama siklus hidup tanaman Timmusk et al. 2003.
Demikian pula cara suatu rizobakteri mempengaruhi pertumbuhan tanaman berbeda antara satu spesies dengan spesies lainnya. Hingga kini, banyak spesies
rizobakteri yang mampu mengkolonisasi tanaman tebu, jagung, sorgum dan singkong Dobereiner et al. 1997.
2.3.1 Bakteri Penambat N
2
Bakteri penambat N
2
adalah bakteri yang dapat menambat N
2
dari udara dan berinteraksi dengan tanaman, sehingga dapat membantu menyediakan sumber hara
nitrogen bagi tanaman. Disamping itu, bakteri penambat N
2
pada umumnya dapat memproduksi fitohormon yang membantu meningkatkan pertumbuhan tanaman.
Mengingat peranan bakteri penambat N
2
yang sangat besar bagi tanaman, maka bakteri ini dapat dijadikan sebagai salah satu alternatif teknologi untuk membantu
pertumbuhan, meningkatkan produktivitas dan kualitas tanaman terutama pada lahan-lahan marjinal yang kurang subur.
Hasil-hasil penelitian menunjukkan bahwa inokulasi bakteri penambat N
2
seperti Azosprillum dan Azotobacter dapat meningkatkan kadar N dalam daun melalui reaksi nitrogenasi. Azotobacter adalah rizobakteri yang telah dikenal
sebagai agen biologis penambat N
2
yang mampu mengkonversi N
2
menjadi
12
amonium melalui reduksi elektron dan protonisasi gas N
2
. Kemampuan Azotobacter dalam menambat N
2
telah diketahui pertama kali oleh Beijerinck pada
tahun 1901. Kemampuan Azotobacter dalam menambat N
2
memiliki keterbatasan, yaitu rendahnya kapasitas penambatan N
2
oleh Azotobacter karena bakteri tersebut bersifat non simbiotik dengan tanaman. Dari hasil-hasil penelitian, ternyata terdapat
faktor lain yang berperan dalam peningkatan pertumbuhan tanaman oleh Azotobacter yaitu produksi fitohormon, pemutusan siklus hama dan penyakit
melalui perubahan karakteristik mikrob, fisik, kimia tanah, dan atau melalui peningkatan aktifitas makrofauna tanah seperti cacing tanah People et al. 1995.
Hasil penelitian yang dilakukan Joseph et al. 2007 menunjukkan 50 pupuk nitrogen dapat dikurangi penggunaannnya dengan inokulasi Azotobacter sp.
Pada pembibitan, Azotobacter sp. selain mampu menambat N
2
juga mampu mensintesa substansi yang secara biologis aktif seperti vitamin B, Indole-3-acetic
acid IAA dan Gibberelic acid GA dalam kultur murni. Azotobacter sp. dapat meningkatkan perkecambahan biji dan pertumbuhan. Beberapa percobaan yang
dilakukan di daerah beriklim sedang menunjukkan bahwa penambatan N
2
pada tanah yang diinokulasikan dengan Azotobacter sp. menghasilkan kira-kira 10-15 kg
nitrogen ha
-1
tahun
-1
tergantung dari tersedianya sumber karbon Rao 1994. Fitohormon yang dihasilkan oleh Azotobacter sp. seperti IAA, GA, kinetin dan
vitamin B dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman, merangsang perkembangan dan perbanyakan sel-sel lateral, yang pada akhirnya dapat meningkatkan
kemampuan tanaman dalam menyerap hara.
Azosprillum sebagai bakteri penambat N
2
yang hidup bebas dan dapat berasosiasi dengan tanaman rumput-rumputan Gramineae memiliki 4 spesies
yaitu A. lipoferum, A. brasilense, A. amazonese dan A. serapedica. Azosprillum dapat diisolasi dalam medium setengah padat yang mengandung malat. Mikrob
tersebut dapat menghasilkan fitohormon seperti IAA, GA dan kinetin. A. lipoferum dapat menambat N
2
pada beberapa rumput pakan tropis seperti digitaria, panicum, brachiaria, sorgum dan gandum. Percobaan lapangan menunjukkan bahwa
inokulasi biji-biji Sorghum vulgare, Pennisetum americanum dan Eleusine corocana dapat meningkatkan hasil panen biji dan biomassa dalam kondisi
argoklimat yang berbeda-beda di India Rao 1994.
Intensitas pengaruh Azosprillum terhadap tanaman tergantung pada lingkungan dan kondisi tanah, spesies dan kultivar tanaman, serta konsentrasi
optimal inokulum Azosprillum. Pengaruh maksimal dari inokulasi Azosprillum diperoleh dengan kadar inokulan optimal sebesar 10
7
sel per tanaman dan tergantung dari kompetisi populasi di daerah rizosfir serta kandungan bahan
organik tanah Zahera dan Okon 1993.
2.3.2 Bakteri Pelarut Fosfat
Unsur fosfor P adalah unsur esensial kedua setelah N yang berperan penting dalam fotosintesis dan perkembangan akar. Ketersediaan unsur P dalam tanah
jarang yang melebihi 0.01 dari total P. Sebagian besar bentuk P terikat oleh koloid tanah sehingga tidak tersedia bagi tanaman. Kebanyakan lahan sawah di Indonesia
13 telah jenuh P. P tersebut tidak dapat dimanfaatkan semaksimal mungkin oleh
tanaman, karena P berada dalam bentuk terikat dalam tanah, sehingga petani tetap melakukan pemupukan P di lahan sawah walaupun sudah terdapat kandungan P
yang cukup memadai. Adanya pengikatan P tersebut menyebabkan pupuk P yang diberikan tidak efisien, sehingga perlu diberikan dalam jumlah yang tinggi.
Salah satu alternatif untuk meningkatkan efisiensi pemupukan P fosfat adalah dengan memanfaatkan kelompok bakteri yang dapat melarutkan fosfat tidak
tersedia menjadi tersedia, sehingga dapat diserap oleh tanaman. Mikrob yang termasuk ke dalam kelompok bakteri pelarut fosfat antara lain Pseudomonas
striata, P. diminuta, P. fluorescens, P. cerevisia, P. aeruginosa, P. putida, P. denitrificans, P. rathonis, Bacillus polymyxa, B. laevolacticus, B. megatherium,
Thiobacillus
sp., Micrococcus,
Flavobacterium, Escherichia
freundii, Cunninghamella, Brevibacterium
spp., Serratia spp., Alcaligens
spp., Achromobacter spp. dan Thiobacillus sp. Ginting et al. 2007.
Di dalam tanah, fosfat terdapat dalam bentuk organik dan anorganik yang merupakan sumber fosfat penting bagi tanaman. Fosfat organik berasal dari bahan
organik, sedangkan fosfat anorganik berasal dari mineral-mineral yang mengandung fosfat. Pelarutan senyawa fosfat oleh bakteri pelarut fosfat
berlangsung secara kimia dan biologis baik dalam bentuk fosfat organik maupun anorganik. Premono et al. 1992 mengatakan bahwa mikrob pelarut fosfat secara
nyata mampu mengurangi Fe, Mn, dan Cu yang terserap oleh tanaman jagung yang ditanam pada tanah masam, sehingga berada pada tingkat kandungan yang normal.
Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa bakteri pelarut fosfat selain dapat melarutkan fosfat yang terikat dalam mineral tanah menjadi tersedia bagi tanaman,
juga dapat mengatasi keracunan tanaman oleh hara-hara mikro seperti Fe, Mn dan Cu yang berada dalam jumlah berlebihan dalam tanah.
2.4 Produksi Gula dan Kaitannya dengan Fotosintesis
Produksi gula dalam batang tanaman sorgum manis berkaitan dengan proses fotosintesis yang terjadi pada daun tanaman sorgum manis. Rangkaian reaksi
fotosintesis dibagi menjadi dua bagian utama, yaitu reaksi terang dan reaksi gelap. Pada reaksi terang, terjadi konversi energi cahaya menjadi energi kimia dan
menghasilkan oksigen O
2
, sedangkan pada reaksi gelap terjadi seri reaksi siklik yang membentuk gula dari bahan dasar CO
2
dan energi. Proses fotosintesis masih terus dipelajari, karena terdapat sejumlah tahap yang masih belum bisa dijelaskan,
meskipun telah banyak yang diketahui tentang proses tersebut. Proses fotosintesis sangat kompleks karena melibatkan semua cabang ilmu pengetahuan alam, seperti
fisika, kimia dan biologi.
Pada proses fotosintesis CO
2
berdifusi pada konsentrasi tertentu dari atmosfir melalui epidermis menuju kloroplas, tempat terjadinya sebagian besar proses
fotosintesis. Energi yang ditranslokasikan secara biokimiawi digunakan untuk mengasimilasi CO
2
membentuk senyawa-senyawa organik Malkin 2000.
