Kemampuan Fungi Pelarut Fosfat Asal Gambut Dalam Melarutkan P Dari Berbagai Sumber Setelah Tiga Tahun
TINJAUAN PUSTAKA
Unsur Hara Fosfor (P)
Unsur fosfat (P) adalah unsur esensial kedua setelah N yang berperan
penting dalam fotosintesis dan perkembangan akar. Ketersediaan fosfat
dalam tanah jarang yang melebihi 0,01% dari total P. Sebagian besar bentuk
fosfat terikat oleh koloid tanah sehingga tidak tersedia bagi tanaman. Fosfat
tersebut tidak dapat dimanfaatkan semaksimal mungkin oleh tanaman, karena
fosfat dalam bentuk P-terikat di dalam tanah. Pada tanah-tanah masam, fosfat
akan bersenyawa dalam bentuk-bentuk Al-P, Fe-P, dan occluded-P, sedangkan
pada tanah-tanah alkali, fosfat akan bersenyawa dengan kalsium (Ca) sebagai
Ca-P
membentuk
senyawa
kompleks
yang
sukar
larut
(Suriadikarta dan Simanungkalit, 2006).
Unsur P terdapat pada seluruh sel hidup tanaman. Beberapa fungsi
phosphor adalah membentuk asam nukleat (RNA dan DNA), menyimpan serta
memindahkan energi ATP dan ADP, merangsang pembelahan sel dan membantu
proses asimilasi dan respirasi (Novizan, 2002).
Fosfat di dalam tanah terdapat dalam bentuk fosfat anorganik dan fosfat
organik. Bentuk anorganiknya berupa senyawa-senya-wa Ca-fosfat, Fe-fosfat dan
Al-fosfat. Fosfor organik mengandung senyawa-senyawa yang berasal dari
tanaman dan mikroba dan tersusun dari asam nukleat, fosfolipid dan fitin. Materi
organik yang berasal dari sampah tanaman mati dan membusuk kaya akan
sumber-sumber fosfor organik. Beberapa faktor yang mempengaruhi kelarutan
fosfat alam antara lain konsentrasi H, Ca dan P di dalam larutan, komposisi fosfat
Universitas Sumatera Utara
alam khususnya
adanya substitusi karbonat terhadap P pada apatit, derajat
percampuran antara fosfat alam dan tanah serta tingkat penggunaan fosfat alam
pada tanah (Sutedjo, 1996).
Tanaman menyerap P dalam bentuk ion ortofosfat (H 2 PO 4 -) dan ion
ortofosfat sekunder (HPO 4 2-). Unsur P masih dapat diserap dalam bentuk lain,
yaitu bentuk pirofosfat dan metafosfat, dan kemungkinan unsur P diserap dalam
bentuk senyawa organik yang larut dalam air, misalnya asam nukleat dan fitin. P
yang diserap tanaman dalam bentuk ion anorganik cepat berubah menjadi
senyawa P organik yang mudah bergerak antarjaringan tanaman. Kadar optimal P
dalam tanaman pada saat pertumbuhan vegetative adalah 0,3–0,5% dari berat
kering tanaman (Rosmarkam dan Yuwono, 2002).
Tanah dengan bahan organik yang tinggi, khususnya fraksi aktif dan bahan
organik secara relatif mengikat fosfat dalam tingkat yang rendah. Derajat pengikat
P tinggi terjadi pada pH yang sangat rendah dan sangat tinggi. Sebagaimanapun
pH meningkat dari bawah 5-6, Fe dan Al-P menjadi suatu yang lebih terlarut juga
pada titik pH> 8 dan diatas 6 senyawa Ca-P kelarutannya tinggi. Bahan organik
secara umum memiliki kapasitas yang rendah dalam mengikat ion fosfat
( Brady dan Well, 2002).
Kadar P pada tanah gambut beragam. Sebagian dalam bentuk organik
sehingga memerlukan proses mineralisasi untuk dapat digunakan tanaman.
Keberadaan P pada tanah gambut diketahui mudah hilang atau rendah disebabkan
oleh pencucian. Mekanisme ini di gambarkan oleh kapasitas tukar anion tanah
yang rendah. Namun kadar P relatif tinggi pada lapisan atas dibandingkan lapisan
bawah (Noor, 2001).
Universitas Sumatera Utara
Fosfat alam memiliki sifat tidak larut dalam air tetapi larut dalam kondisi
asam. Faktor yang memengaruhi kelarutan fosfat alam adalah sifat fisik, kimia
fosfat alam, tanah, dan tanaman. Sifat tanah yang menentukan kelarutan fosfat
alam adalah pH tanah. Fosfat alam lebih mudah larut pada tanah yang memiliki
pH rendah, oleh sebab itu fosfat alam tidak sesuai diaplikasikan pada tanah yang
bereaksi netral hingga alkalis. Kadar Ca yang tinggi menghambat kelarutan fosfat
alam, sedangkan tanah yang memiliki kadar Ca dan P yang rendah seperti tanah
ultisol atau oksisol akan mendorong kelarutan fosfat alam sehingga aplikasi fosfat
alam menjadi efektif meningkatkan ketersediaan Ca dan P pada tanaman. Tingkat
kelarutan fosfat alam dapat diketahui melalui pelarutan asam sitrat 2%, amonium
sitrat pH 7, asam format 2%, indeks kelarutan sitrat absolut dalam asam
sitrat terhadap kadar P 2 O 5 pada mineral apatit (Hartatik, 2011).
Ketersediaan Fosfat dalam Tanah
Sifat P dalam tanah tidak mobil karena tingkat ketersediaannya dalam
tanah dipengaruhi oleh: reaksi tanah (pH), kadar Al dan Fe oksida, kadar Ca,
kadar bahan organik, tekstur dan pengelolaan lahan. Fosfat tanah dapat dalam
bentuk P larutan, P labil, P difiksasi oleh Al, Fe atau Ca, dan P organik. Fosfat
dalam larutan dapat berbentuk H2 PO4 ־atau HPO4 2־, tergantung dari kemasaman
R
R
R
R
R
R
larutan (pH). Fosfat tidak tersedia difiksasi oleh Fe dan Al oksida pada tanah
masam, difiksasi Ca pada tanah basa. Bentuk-bentuk tersebut saling terjadi.
keseimbangan, artinya apabila bentuk P tidak tersedia dalam jumlah sedikit akan
terjadi aliran hara P dari bentuk-bentuk yang tidak tersedia (Havlin et al., 1999).
Ketersediaan fosfor tanah untuk tanaman sangat dipengaruhi oleh sifat dan
ciri tanah itu sendiri. Ada beberapa faktor yang turut mempengaruhi ketersediaan
Universitas Sumatera Utara
P tanah, yaitu tipe liat, pH tanah, waktu reaksi, temperatur, dan bahan organik
tanah (Foth, 1994).
Ketersediaan P di kebanyakan tanah maksimum pada rentan pH 6,0.
Fiksasi P terjadi pada tanah-tanah masam dan kapuran atau bereaksi alkalin. Pada
tanah masam (pH rendah), fosfat larut akan bereaksi dengan Fe atau Al larut dan
oksida-oksida hidrusnya, membentuk senyawa sebagai Fe- atau Al-fosfat yang
relatif kurang larut, sehingga tidak dapat di serap oleh tanaman. Sebaliknya pada
tanah-tanah alkalin (pH tinggi) ion
Ca dan senyawa karbonatnya akan
mengendap dengan P larut sebagai mineral Ca-P. Fosforus paling banyak tersedia
pada rentan pH antara 5,5 dan 6,5 (Prasad dan Power, 1997).
Kelarutan senyawa fosfor anorganik secara langsung mempengaruhi
ketersediaan P untuk pertumbuhan tanaman. Kelarutan P dipengaruhi oleh pH
tanah, yaitu pada pH 6-7 untuk tanaman. Jika pH dibawah 6, maka fosfor akan
terikat oleh Fe dan Al. Ketersediaan fosfor umumnya rendah pada tanah asam dan
basa. Pada tanah dengan pH diatas 7, maka fosfor akan diikat oleh Mg dan Ca
(Rosmarkan dan Yuwono, 2000).
Beberapa factor yang mempengaruhi kelarutan fosfat antara lain
konsentrasi H, Ca dan P di dalam larutan, komposisi fosfat alamnya khususnya
adanya subtitusi karbonat terhadap P pada apatit, derajat percampuran antara
fosfat alam dan tanah serta tingkat penggunaan fosfat alam pada tanah. Kelarutan
fosfat alam dalam larutan tanah akan lebih baik jika pH tanah, ca dapat
dipertukarkan dan konsentrasi P di dalam larutan tanah rendah. Pada tanah
masam yang banyak memerlukan P penggunaan fosfat alam dinilai lebih efektif
dan lebih murah dibandingkan bentuk P lainnya, karena pada tanah masam fosfat
Universitas Sumatera Utara
alam lebih reaktif dan lebih murah dibandingkan menggunakan super fosfat
(Chien, 1990 dalam Kasno et al., 2009).
Secara umum faktor-faktor yang memprngaruhi serapan P dalam tanah
ialah: 1)sifat dan jumlah komponen-komponen dalam tanah yang terdiri atas
hidrus oksidasi logam dari besi dan aluminium, tipe liat, kadar liat, koloid-koloid
amorf, dan kalsium karbonat, 2) pH, 3) kation, 4) anion, 5) kejenuhan kompleks
jerapan, 6) bahan organic, 7) suhu, dan 8) waktu reaksi ( Tisdale et al., 1990).
Mikroba pelarut fosfat
Mikroba pelarut fosfat hidup di sekitar perakaran tanaman, mulai
permukaan tanah sampai kedalaman 25cm. Keberadaannya berkaitan dengan
jumlah bahan organik yang akan mempengaruhi populasi serta aktivitasnya dalam
tanah. Mikroba yang hidup dekat daerah perakaran secara fisiologis lebih aktif
dibanding mikroba yang hidup jauh dari daerah perakaran. Keberadaan mikroba
pelarut fosfat beragam dari satu tempat ke tempat lainnya karena perbedaan sifat
biologis mikroba itu sendiri. Terdapat mikroba yang hidup pada kondisi masam
dan ada pula yang hidup pada kondisi netral dan basa, ada yang hipofilik,
mesofilik dan termofilik ada yang hidup aerob maupun anaerob dan beberapa sifat
lain yang bervariasi. Masing-masing mikroorganisme memiliki sifat-sifat khusus
dan kondisi lingkungan optimal yang berbeda-beda yang mempengaruhi
efektivitasnya melarutkan fosfat (Ginting et al., 2006).
Mikroba tanah yang berperan dalam penyediaan unsur hara adalah mikroba
pelarut unsur fosfat (P) dan kalium (K). Kandungan P yang cukup tinggi (jenuh) pada
tanah, sedikit sekali yang dapat digunakan oleh tanaman karena terikat pada mineral
liat tanah. Disinilah peran mikroba pelarut P yang melepaskan ikatan P dari mineral
Universitas Sumatera Utara
liat dan menyediakannya bagi tanaman. Banyak sekali mikroba yang mampu
melarutkan P, antara lain: Aspergillus sp, Penicillium sp, Pseudomonas sp dan
Bacillus megatherium. Mikroba yang berkemampuan tinggi dalam melarutkan P
(Nurtjahyani, 2011).
Mikroba pelarut fosfat berperanan dalam melarutkan fosfat yang terikat
oleh asam organik dan menjaga unsur P yang terlarut tidak hilang dan terikat oleh
asam organik tanah sehingga dapat tersedia bagi tanaman. Mikroba pelarut fosfat
fungi menghasilkan asam organik monokarboksilat seperti asam asetat, asam
formiat, monokarboksil hidroksil seperti asam laktat, asam monokarboksil
ketogluconat (asam oksalat, suksinat dan dikarboksilat hiroksilat sperti asam
malat untuk melarutkan P (Khan et al., 2009). Selain itu fosfat juga dapat
dilarutkan oleh enzim yang dihasilkan mikroba. Lebih lanjut disebutkan bahwa
spesies fungi seperti Aspergillus, dan Penicillium serta bakteri seperti Bacillus,
Rhizobium,
Burkholderia,
Achromobacter,
Agrobacterium,
Micro-coccus,
Aerobacter, Flavobacterium dan Erwinia berkemampuan sebagai pelarut fosfat.
Mikroba pelarut fosfat bersifat menguntungkan karena mengeluarkan
berbagai macam asam-asam organik seperti asam format, asetat, propionate,
laktat,glikolat, fumarat dan asam suksinat. Asam-asam organik ini membentuk
khelat (komplek stabil) dengan kation Al, Fe atau Ca yang mengikat P, sehingga
ion H 2 PO 4
menjadi bebas dari ikatannya dan tersedia bagi tanaman
(Rodriquezz dan Fraga, 2000).
Fungi Pelarut Fosfat
Fungi terbagi menjadi tiga kelompok, yaitu mold, yeast dan mushroom.
Fungi berperan dalam transformasi unsur pokok di dalam tanah dan pembentukan
humus. Fungi tidak mengandung klorofil, sumber energi dan karbon bergantung
Universitas Sumatera Utara
pada bahan organik tanah. Jumlah fungi di dalam tanah bervariasi sekitar 106
individu per gram tanah, tergantung pada kondisi tanah. Faktor yang penting
berhubungan
dengan
aktivitas
fungi
adalah
ketersediaan
makanan
(Brady dan Well, 2002).
Kemampuan fungi pelarut fosfat mampu meningkatkan ketersediaan P
sebesar 26-40% serta dapat di jumpai pada berbagai habitat dan kondisi yang
berbeda dan tahan terhadap kondisi kelembaban dan suhu yang rendah. Pada pH
5−5.5 umumnya di jumpai dominasi fungi, kemasaman (pH) daerah rizosfer
sebagian dikontrol oleh sumber hara nitrogen bagi tanaman. Dekomposisi bahan
organik oleh mikroba cenderung meningkatkan kemasaman tanah akibat asam
organik yang dihasilkan (Clark, 2001).
Gaur et al., (1990) menyatakan bahwa fungi yang dapat menyesuaikan diri
dengan kondisi di sekitarnya akan mudah tumbuh dan cepat berkembang biak, dan
jumlahnya akan lebih banyak. Fungi yang pertumbuhannya lambat membutuhkan
waktu inkubasi yang lama untuk berkembang biak. Efektifitas pelarutan fosfat
sangat dipengaruhi oleh pH, suhu, aerasi, materi organik, dan waktu inkubasi.
Fungi pelarut P mampu meningkatkan kadar fosfat terlarut sebesar 2447% ditanah masam. Jenis jamur yang paling banyak diteliti adalah Aspergillus sp
dan Penicillum sp. Kelompok Penicillum sp mampu melarutkan 26-40% Ca 3 PO 4 .
Asam sitrat yang di hasilkan oleh Aspergillus berperan dalam pelarutan Ca-P
(Lestari dan Saraswati, 1997). Peningkatan konsentrasi P tanaman dipengaruhi
oleh fungi pelarut fosfat dalam menghasilkan substrat sebagai sumber nutrisi,
sedangkan P yang terfiksasi dalam mineral tanah dapat dilepaskan sehingga
terserap oleh tanaman (El-Azouni, 2008).
Universitas Sumatera Utara
Diantara fungi penghuni rizosfer, Aspergillus sp. dan Penicillium sp.
merupakan fungi yang umum ditemukan dan telah diketahui memiliki
kemampuan melarutkan P, sehingga kedua jenis cendawan ini berpotensi untuk
dikembangkan sebagai pupuk hayati yang dapat meningkatkan produktifitas
pertanian. Pelarutan P oleh cendawan dilakukan melalui produksi asam organik.
Salah satu spesies Penicillium, yaitu P. bilaii berperan dalam aktivitas pelarutan P
terikat melalui produksi asam sitrat dan asam oksalat. Selain melarutkan P, A.
niger dan Penicillium sp. merupakan jenis cendawan yang ditemukan sebagai
endosimbion pada Ficus bengalensis. Kolonisasi cendawan ini ditemukan di
berbagai organ dengan frekuensi yang berbeda. Mikrob endosimbion adalah
mikrob yang hidup di dalam jaringan tanaman dan mampu membentuk koloni di
dalam jaringan. Mikroba yang dapat meningkatkan ketersediaan hara bagi
tanaman akan lebih efektif jika berada di dalam jaringan tanaman, sebab unsur
hara
yang
tersedia
dapat
langsung
ditransportasikan
ke
tanaman
(Cunningham dan Kuiack 1992)
Reddy et al., (2002) menemukan bahwa semua isolat Aspergillus yang
diisolasi dari tanah-tanah yang mengandung rizosfer mempunyai kemampuan
untuk melarutkan semua bentuk batuan fosfat alam. Ini adalah laporan pertama
mengenai pelarutan batuan fosfat dengan Aspergillus dan menunjukkan bahwa
fungi dapat berpotensi sebagai pelarut fosfat yang sangan baik ketika
diinokulasikan ke dalam tanah dimana batuan fosfat digunakan sebagai pupuk P.
Aspergillus mampu meningkatkan ketersediaan P pada tanah sebesar 25% dan
mampu melarutkan bentuk-bentuk Ca-P dan Fe-P ( Premono, 1994).
Universitas Sumatera Utara
Pada
umumnya
pertumbuhan
fungi
dipengaruhi
oleh
(Gandjar et al., 2006):
1. Substrat
Substrat merupakan sumber nutrien utama bagi fungi. Nutrien-nutrien baru dapat
dimanfaatkan sesudah fungi mengekskresi enzim-enzim ekstraselular yang dapat
mengurai senyawa-senyawa kompleks dari substrat tersebut menjadi senyawasenyawa yang lebih sederhana.
2. Kelembapan
Faktor ini sangat penting untuk pertumbuhan fungi. Pada umumnya fungi seperti
Aspergillus, Penicillium, Fusarium, dan banyak hyphomycetes lainnya dapat
hidup pada kelembapan nisbi yang lebih rendah, yaitu 80%.
3. Suhu
Berdasarkan suhu kisaran lingkungan yang baik untuk pertumbuhan, fungi dapat
dikelompokkan sebagai fungi psikofril adalah fungi yang dengan kemampuan
untuk tumbuh pada atau dibawah 0-300C. Hanya sebagian kecil spesies fungi yang
psikofril. Fungi mesofil adalah fungi yang tumbuh pada suhu 25-370C, dan
termofil yang mampu tumbuh pada kisaran suhu 40-740C. Fungi dapat tumbuh
baik pada suhu ruangan (22-250C).
4. Derajat keasaman lingkungan
pH substrat sangat penting untuk pertumbuhan fungi, karena enzim-enzim tertentu
hanya akan mengurai suatu substrat sesuai dengan aktivitasnya pada pH tertentu.
Umumnya fungi menyenangi pH di bawah 7,0.
Universitas Sumatera Utara
Mekanisme pelarutan fosfat
Ketersediaan P-organik bagi tanaman dipengaruhi antara lain oleh
aktivitas mikroba. Namun seringkali hasil mineralisasi oleh mikroba, langsung
bersenyawa dengan bagian-bagian anorganik dalam tanah untuk membentuk
senyawa yang relatif sukar larut. Enzim fosfatase berperan utama dalam
melepaskan P dari ikatan Porganik. Enzim ini banyak dihasilkan oleh mikroba
tanah, terutama yang bersifat heterotrof. Aktivitas fosfatase dalam tanah
meningkat dengan meningkatnya C-organik, tetapi juga dipengaruhi oleh pH,
kelembapan, temperatur, dan faktor lainnya. Dalam kebanyakan tanah, total
P-organik sangat berkorelasi dengan C-organik tanah, sehingga mineralisasi P
meningkat dengan meningkatnya total C-organik. Semakin tinggi C-organik dan
semakin tinggi P-organik, maka semakin meningkat immobilisasi P. P-anorganik
dapat diimmobilisasi menjadi P-organik oleh mikroba (Havlin et al,. 1999).
Pelarutan fosfat secara biologis terjadi karena mikroorganisme tersebut
menghasilkan enzim antara lain enzim fosfat dan enzim fitase. Fosfatase
merupakan enzim yang akan dihasilkan apabila ketersediaan fosfat rendah.
Fosfatase diekskresikan oleh akar tanaman dan mikroorganisme, dan di dalam
tanah yang lebih dominan adalah fosfatase yang dihasilkan oleh mikroorganisme
(Joner, et al., 2000 dalam Suriadikarta dan Simanungkalit, 2006). Pada proses
mineralisasi bahan organik, senyawa fosfat organik diuraikan menjadi bentuk
fosfat anorganik yang tersedia bagi tanaman dengan bantuan enzim fosfatase
(Suriadikarta dan Simanungkalit, 2006).
Mikroba pelarut fosfat mensekresikan sejumlah asam organik seperti
asam-asam format, asetat, propionat, laktonat, glikolat, fumarat, dan suksinat
Universitas Sumatera Utara
yang mampu membentuk khelat dengan kation-kation seperti Al dan Fe pada
Ultisol sehingga berpengaruh terhadap pelarutan fosfat yang efektif sehingga P
menjadi tersedia dan dapat diserap oleh tanaman (Rao, 1994).
Mikroorganisme
tanah
berperan
penting
dalam
dinamika
dan
ketersediaan P dalam tanah. Komunitas mikroba mempengaruhi kesuburan tanah
melalui proses dekomposisi, mineralisasi, dan penyimpanan/melepaskan nutrisi.
Mikroorganisme mampu meningkatkan ketersediaan P untuk tanaman melalui
mineralisasi P organik di tanah dan membantu melarutkan fosfat. Fungi pelarut
fosfat (FPF) hanya sekitar 0,1–0,5%. Pelarut fosfat yang unggul dari kelompok
fungi adalah Penicillium dan Aspergillus (Whitelaw, 2000).
Cendawan seperti A. niger dan Penicillium sp. telah diketahui
menghasilkan
asam-asam
organik.
Keduanya
telah
diketahui
mampu
menghasilkan asam organik berupa asam oksalat, asam sitrat asam glukonat, dan
asam suksinat. Asam-asam organik seperti asam sitrat, asam suksinat, dan asam
oksalat dapat menggantikan kedudukan anion P, dan mengelat kation-kation
seperti Ca, Al, dan Fe membentuk senyawa kompleks. Keberadaan Al dapat
membuat mobilisasi P di jaringan akar terhambat (Khan et al., 2009)
Mikroba pelarut fosfat juga memiliki kemampuan dalam mensekresikan
enzim fosfatase yang berperan dalam proses hidrolisasi P organik manjadi P
anorganik (Whitelaw, 2000). Beberapa kelompok fungi juga berperan aktif dalam
melarutkan fosfat dalam tanah antara lain Aspergillus sp. dan Penicillium sp.
mampu melarutkan Al-P dan Fe-P. Penicillium sp. mampu melarutkan 40%
Ca 3 (PO 4 ) 2 ,
sedangkan
Aspergillus
sp.
melarutkan
18%
Ca 3 (PO 4 ) 2
(Chonkar dan Rao, 1967 dalam Elfiati, 2005).
Universitas Sumatera Utara
Mikroorganisme yang termasuk dalam kelompok jamur antara lain:
Aspergillus sp, Penicillium sp, Zerowilia lipolitika, Pseudomonas sp. Hasil
penelitian menyebutkan bahwa fungi mampu melarutkan P dalam bentuk AlPO 4
pada tanah antara 12-162 ppm di medium Pikovskaya yang mengandung sumber
P AIPO 4 yang relatif lebih sukar larut sebesar 27-47% (Yuliana, 2010)
Mikroba pelarut fosfat berperanan dalam melarutkan fosfat yang terikat
oleh asam organik dan menjaga unsur P yang terlarut tidak hilang dan terikat oleh
asam organik tanah sehingga dapat tersedia bagi tanaman. Fungi pelarut fosfat
menghasilkan asam organik monokarboksilat seperti asam asetat, asam formiat,
monokarboksil hidroksil seperti asam laktat, asam monokarboksil ketogluconat
(asam oksalat, suksinat dan dikarboksilat hiroksilat sperti asam malat untuk
melarutkan P. Lebih lanjut disebutkan bahwa spesies fungi seperti Aspergillus,
dan Penicillium (Lestari dan Saraswati, 1997).
Secara garis besar, mekanisme mikroba pelarut fosfat dalam mereduksi
fosfat melalui dua tahapan yaitu secara kimiawi dan secara biologis.
1. Mekanisme pelarutan fosfat secara kimia dimulai saat MPF mengekresikan
sejumlah asam organik berbobot molekul rendah hasil metabolismenya ke dalam
tanah. Asam-asam organik tersebut dapat membentuk kompleks stabil dengan
kation-kation pengikat P di dalam tanah seperti Al dan Fe yang merupakan
pengikat P pada tanah masam. Setiap MPF memiliki kemampuan yang berbeda
secara genetik dalam mengekskresikan jenis dan jumlah asam organik. Efektivitas
asam-asam organik yang dihasilkan tergantung pada kondisi lingkungan mikro di
dalam tanah.
Universitas Sumatera Utara
2. Reduksi fosfat secara biologis terjadi karena mikroorganisme tersebut
menghasilkan enzim antara lain enzim fosfatase. Fosfatase merupakan enzim yang
akan dihasilkan apabila ketersediaan fosfat rendah, apabila ketersediaan fosfat
tinggi maka enzim fosfatase kurang berguna atau produksi mikroba untuk
menghasilkan fosfat tidak efektif (Ginting et al., 2006)
Asam-asam organik melarutkan P pada media dan dalam tanah melalui
mekanisme antara lain: kompetisi anion ortofosfat pada tapak jerapan, perubahan
pH media, pengikatan logam membentuk logam organik dan khelat oleh ligan
organik. Terdapatnya asam-asam organik ini dalam tanah sangat penting artinya
dalam mengurangi ikatan P oleh unsur penjerapannya dan mengurangi daya racun
logam seperti aluminium pada tanah masam. Kecepatan pelarut P dari mineral P
oleh asam organik ditentukan oleh: (1) kecepatan difusi asam organik dari larutan
tanah, (2) waktu kontak antara asam organik dan permukaan mineral, (3) tingkat
dissosiasi asam organik, (4) tipe dan letak gugus fungsi asam organik, (5) affinitas
kimia agen pengkhelat terhadap logam dan (6) kadar asam organik dalam larutan
tanah Urutan kemampuan asam organik dalam melarutkan fosfat adalah asam
sitrat > asam oksalat = asam tartarat = asam malat > asam laktat = asam fumarat =
asam asetat. Asam organik yang mampu membentuk komplek yang lebih mantap
dengan kation logam lebih efektif dalam melepas Al dan Fe mineral tanah
sehingga akan melepas P yang lebih besar. Urutan kemudahan fosfat terlepas
mengikuti ukuran Ca 3 (PO 4 ) 2 > AlPO 4 > FePO 4 (Premono, 1994).
Universitas Sumatera Utara
Unsur Hara Fosfor (P)
Unsur fosfat (P) adalah unsur esensial kedua setelah N yang berperan
penting dalam fotosintesis dan perkembangan akar. Ketersediaan fosfat
dalam tanah jarang yang melebihi 0,01% dari total P. Sebagian besar bentuk
fosfat terikat oleh koloid tanah sehingga tidak tersedia bagi tanaman. Fosfat
tersebut tidak dapat dimanfaatkan semaksimal mungkin oleh tanaman, karena
fosfat dalam bentuk P-terikat di dalam tanah. Pada tanah-tanah masam, fosfat
akan bersenyawa dalam bentuk-bentuk Al-P, Fe-P, dan occluded-P, sedangkan
pada tanah-tanah alkali, fosfat akan bersenyawa dengan kalsium (Ca) sebagai
Ca-P
membentuk
senyawa
kompleks
yang
sukar
larut
(Suriadikarta dan Simanungkalit, 2006).
Unsur P terdapat pada seluruh sel hidup tanaman. Beberapa fungsi
phosphor adalah membentuk asam nukleat (RNA dan DNA), menyimpan serta
memindahkan energi ATP dan ADP, merangsang pembelahan sel dan membantu
proses asimilasi dan respirasi (Novizan, 2002).
Fosfat di dalam tanah terdapat dalam bentuk fosfat anorganik dan fosfat
organik. Bentuk anorganiknya berupa senyawa-senya-wa Ca-fosfat, Fe-fosfat dan
Al-fosfat. Fosfor organik mengandung senyawa-senyawa yang berasal dari
tanaman dan mikroba dan tersusun dari asam nukleat, fosfolipid dan fitin. Materi
organik yang berasal dari sampah tanaman mati dan membusuk kaya akan
sumber-sumber fosfor organik. Beberapa faktor yang mempengaruhi kelarutan
fosfat alam antara lain konsentrasi H, Ca dan P di dalam larutan, komposisi fosfat
Universitas Sumatera Utara
alam khususnya
adanya substitusi karbonat terhadap P pada apatit, derajat
percampuran antara fosfat alam dan tanah serta tingkat penggunaan fosfat alam
pada tanah (Sutedjo, 1996).
Tanaman menyerap P dalam bentuk ion ortofosfat (H 2 PO 4 -) dan ion
ortofosfat sekunder (HPO 4 2-). Unsur P masih dapat diserap dalam bentuk lain,
yaitu bentuk pirofosfat dan metafosfat, dan kemungkinan unsur P diserap dalam
bentuk senyawa organik yang larut dalam air, misalnya asam nukleat dan fitin. P
yang diserap tanaman dalam bentuk ion anorganik cepat berubah menjadi
senyawa P organik yang mudah bergerak antarjaringan tanaman. Kadar optimal P
dalam tanaman pada saat pertumbuhan vegetative adalah 0,3–0,5% dari berat
kering tanaman (Rosmarkam dan Yuwono, 2002).
Tanah dengan bahan organik yang tinggi, khususnya fraksi aktif dan bahan
organik secara relatif mengikat fosfat dalam tingkat yang rendah. Derajat pengikat
P tinggi terjadi pada pH yang sangat rendah dan sangat tinggi. Sebagaimanapun
pH meningkat dari bawah 5-6, Fe dan Al-P menjadi suatu yang lebih terlarut juga
pada titik pH> 8 dan diatas 6 senyawa Ca-P kelarutannya tinggi. Bahan organik
secara umum memiliki kapasitas yang rendah dalam mengikat ion fosfat
( Brady dan Well, 2002).
Kadar P pada tanah gambut beragam. Sebagian dalam bentuk organik
sehingga memerlukan proses mineralisasi untuk dapat digunakan tanaman.
Keberadaan P pada tanah gambut diketahui mudah hilang atau rendah disebabkan
oleh pencucian. Mekanisme ini di gambarkan oleh kapasitas tukar anion tanah
yang rendah. Namun kadar P relatif tinggi pada lapisan atas dibandingkan lapisan
bawah (Noor, 2001).
Universitas Sumatera Utara
Fosfat alam memiliki sifat tidak larut dalam air tetapi larut dalam kondisi
asam. Faktor yang memengaruhi kelarutan fosfat alam adalah sifat fisik, kimia
fosfat alam, tanah, dan tanaman. Sifat tanah yang menentukan kelarutan fosfat
alam adalah pH tanah. Fosfat alam lebih mudah larut pada tanah yang memiliki
pH rendah, oleh sebab itu fosfat alam tidak sesuai diaplikasikan pada tanah yang
bereaksi netral hingga alkalis. Kadar Ca yang tinggi menghambat kelarutan fosfat
alam, sedangkan tanah yang memiliki kadar Ca dan P yang rendah seperti tanah
ultisol atau oksisol akan mendorong kelarutan fosfat alam sehingga aplikasi fosfat
alam menjadi efektif meningkatkan ketersediaan Ca dan P pada tanaman. Tingkat
kelarutan fosfat alam dapat diketahui melalui pelarutan asam sitrat 2%, amonium
sitrat pH 7, asam format 2%, indeks kelarutan sitrat absolut dalam asam
sitrat terhadap kadar P 2 O 5 pada mineral apatit (Hartatik, 2011).
Ketersediaan Fosfat dalam Tanah
Sifat P dalam tanah tidak mobil karena tingkat ketersediaannya dalam
tanah dipengaruhi oleh: reaksi tanah (pH), kadar Al dan Fe oksida, kadar Ca,
kadar bahan organik, tekstur dan pengelolaan lahan. Fosfat tanah dapat dalam
bentuk P larutan, P labil, P difiksasi oleh Al, Fe atau Ca, dan P organik. Fosfat
dalam larutan dapat berbentuk H2 PO4 ־atau HPO4 2־, tergantung dari kemasaman
R
R
R
R
R
R
larutan (pH). Fosfat tidak tersedia difiksasi oleh Fe dan Al oksida pada tanah
masam, difiksasi Ca pada tanah basa. Bentuk-bentuk tersebut saling terjadi.
keseimbangan, artinya apabila bentuk P tidak tersedia dalam jumlah sedikit akan
terjadi aliran hara P dari bentuk-bentuk yang tidak tersedia (Havlin et al., 1999).
Ketersediaan fosfor tanah untuk tanaman sangat dipengaruhi oleh sifat dan
ciri tanah itu sendiri. Ada beberapa faktor yang turut mempengaruhi ketersediaan
Universitas Sumatera Utara
P tanah, yaitu tipe liat, pH tanah, waktu reaksi, temperatur, dan bahan organik
tanah (Foth, 1994).
Ketersediaan P di kebanyakan tanah maksimum pada rentan pH 6,0.
Fiksasi P terjadi pada tanah-tanah masam dan kapuran atau bereaksi alkalin. Pada
tanah masam (pH rendah), fosfat larut akan bereaksi dengan Fe atau Al larut dan
oksida-oksida hidrusnya, membentuk senyawa sebagai Fe- atau Al-fosfat yang
relatif kurang larut, sehingga tidak dapat di serap oleh tanaman. Sebaliknya pada
tanah-tanah alkalin (pH tinggi) ion
Ca dan senyawa karbonatnya akan
mengendap dengan P larut sebagai mineral Ca-P. Fosforus paling banyak tersedia
pada rentan pH antara 5,5 dan 6,5 (Prasad dan Power, 1997).
Kelarutan senyawa fosfor anorganik secara langsung mempengaruhi
ketersediaan P untuk pertumbuhan tanaman. Kelarutan P dipengaruhi oleh pH
tanah, yaitu pada pH 6-7 untuk tanaman. Jika pH dibawah 6, maka fosfor akan
terikat oleh Fe dan Al. Ketersediaan fosfor umumnya rendah pada tanah asam dan
basa. Pada tanah dengan pH diatas 7, maka fosfor akan diikat oleh Mg dan Ca
(Rosmarkan dan Yuwono, 2000).
Beberapa factor yang mempengaruhi kelarutan fosfat antara lain
konsentrasi H, Ca dan P di dalam larutan, komposisi fosfat alamnya khususnya
adanya subtitusi karbonat terhadap P pada apatit, derajat percampuran antara
fosfat alam dan tanah serta tingkat penggunaan fosfat alam pada tanah. Kelarutan
fosfat alam dalam larutan tanah akan lebih baik jika pH tanah, ca dapat
dipertukarkan dan konsentrasi P di dalam larutan tanah rendah. Pada tanah
masam yang banyak memerlukan P penggunaan fosfat alam dinilai lebih efektif
dan lebih murah dibandingkan bentuk P lainnya, karena pada tanah masam fosfat
Universitas Sumatera Utara
alam lebih reaktif dan lebih murah dibandingkan menggunakan super fosfat
(Chien, 1990 dalam Kasno et al., 2009).
Secara umum faktor-faktor yang memprngaruhi serapan P dalam tanah
ialah: 1)sifat dan jumlah komponen-komponen dalam tanah yang terdiri atas
hidrus oksidasi logam dari besi dan aluminium, tipe liat, kadar liat, koloid-koloid
amorf, dan kalsium karbonat, 2) pH, 3) kation, 4) anion, 5) kejenuhan kompleks
jerapan, 6) bahan organic, 7) suhu, dan 8) waktu reaksi ( Tisdale et al., 1990).
Mikroba pelarut fosfat
Mikroba pelarut fosfat hidup di sekitar perakaran tanaman, mulai
permukaan tanah sampai kedalaman 25cm. Keberadaannya berkaitan dengan
jumlah bahan organik yang akan mempengaruhi populasi serta aktivitasnya dalam
tanah. Mikroba yang hidup dekat daerah perakaran secara fisiologis lebih aktif
dibanding mikroba yang hidup jauh dari daerah perakaran. Keberadaan mikroba
pelarut fosfat beragam dari satu tempat ke tempat lainnya karena perbedaan sifat
biologis mikroba itu sendiri. Terdapat mikroba yang hidup pada kondisi masam
dan ada pula yang hidup pada kondisi netral dan basa, ada yang hipofilik,
mesofilik dan termofilik ada yang hidup aerob maupun anaerob dan beberapa sifat
lain yang bervariasi. Masing-masing mikroorganisme memiliki sifat-sifat khusus
dan kondisi lingkungan optimal yang berbeda-beda yang mempengaruhi
efektivitasnya melarutkan fosfat (Ginting et al., 2006).
Mikroba tanah yang berperan dalam penyediaan unsur hara adalah mikroba
pelarut unsur fosfat (P) dan kalium (K). Kandungan P yang cukup tinggi (jenuh) pada
tanah, sedikit sekali yang dapat digunakan oleh tanaman karena terikat pada mineral
liat tanah. Disinilah peran mikroba pelarut P yang melepaskan ikatan P dari mineral
Universitas Sumatera Utara
liat dan menyediakannya bagi tanaman. Banyak sekali mikroba yang mampu
melarutkan P, antara lain: Aspergillus sp, Penicillium sp, Pseudomonas sp dan
Bacillus megatherium. Mikroba yang berkemampuan tinggi dalam melarutkan P
(Nurtjahyani, 2011).
Mikroba pelarut fosfat berperanan dalam melarutkan fosfat yang terikat
oleh asam organik dan menjaga unsur P yang terlarut tidak hilang dan terikat oleh
asam organik tanah sehingga dapat tersedia bagi tanaman. Mikroba pelarut fosfat
fungi menghasilkan asam organik monokarboksilat seperti asam asetat, asam
formiat, monokarboksil hidroksil seperti asam laktat, asam monokarboksil
ketogluconat (asam oksalat, suksinat dan dikarboksilat hiroksilat sperti asam
malat untuk melarutkan P (Khan et al., 2009). Selain itu fosfat juga dapat
dilarutkan oleh enzim yang dihasilkan mikroba. Lebih lanjut disebutkan bahwa
spesies fungi seperti Aspergillus, dan Penicillium serta bakteri seperti Bacillus,
Rhizobium,
Burkholderia,
Achromobacter,
Agrobacterium,
Micro-coccus,
Aerobacter, Flavobacterium dan Erwinia berkemampuan sebagai pelarut fosfat.
Mikroba pelarut fosfat bersifat menguntungkan karena mengeluarkan
berbagai macam asam-asam organik seperti asam format, asetat, propionate,
laktat,glikolat, fumarat dan asam suksinat. Asam-asam organik ini membentuk
khelat (komplek stabil) dengan kation Al, Fe atau Ca yang mengikat P, sehingga
ion H 2 PO 4
menjadi bebas dari ikatannya dan tersedia bagi tanaman
(Rodriquezz dan Fraga, 2000).
Fungi Pelarut Fosfat
Fungi terbagi menjadi tiga kelompok, yaitu mold, yeast dan mushroom.
Fungi berperan dalam transformasi unsur pokok di dalam tanah dan pembentukan
humus. Fungi tidak mengandung klorofil, sumber energi dan karbon bergantung
Universitas Sumatera Utara
pada bahan organik tanah. Jumlah fungi di dalam tanah bervariasi sekitar 106
individu per gram tanah, tergantung pada kondisi tanah. Faktor yang penting
berhubungan
dengan
aktivitas
fungi
adalah
ketersediaan
makanan
(Brady dan Well, 2002).
Kemampuan fungi pelarut fosfat mampu meningkatkan ketersediaan P
sebesar 26-40% serta dapat di jumpai pada berbagai habitat dan kondisi yang
berbeda dan tahan terhadap kondisi kelembaban dan suhu yang rendah. Pada pH
5−5.5 umumnya di jumpai dominasi fungi, kemasaman (pH) daerah rizosfer
sebagian dikontrol oleh sumber hara nitrogen bagi tanaman. Dekomposisi bahan
organik oleh mikroba cenderung meningkatkan kemasaman tanah akibat asam
organik yang dihasilkan (Clark, 2001).
Gaur et al., (1990) menyatakan bahwa fungi yang dapat menyesuaikan diri
dengan kondisi di sekitarnya akan mudah tumbuh dan cepat berkembang biak, dan
jumlahnya akan lebih banyak. Fungi yang pertumbuhannya lambat membutuhkan
waktu inkubasi yang lama untuk berkembang biak. Efektifitas pelarutan fosfat
sangat dipengaruhi oleh pH, suhu, aerasi, materi organik, dan waktu inkubasi.
Fungi pelarut P mampu meningkatkan kadar fosfat terlarut sebesar 2447% ditanah masam. Jenis jamur yang paling banyak diteliti adalah Aspergillus sp
dan Penicillum sp. Kelompok Penicillum sp mampu melarutkan 26-40% Ca 3 PO 4 .
Asam sitrat yang di hasilkan oleh Aspergillus berperan dalam pelarutan Ca-P
(Lestari dan Saraswati, 1997). Peningkatan konsentrasi P tanaman dipengaruhi
oleh fungi pelarut fosfat dalam menghasilkan substrat sebagai sumber nutrisi,
sedangkan P yang terfiksasi dalam mineral tanah dapat dilepaskan sehingga
terserap oleh tanaman (El-Azouni, 2008).
Universitas Sumatera Utara
Diantara fungi penghuni rizosfer, Aspergillus sp. dan Penicillium sp.
merupakan fungi yang umum ditemukan dan telah diketahui memiliki
kemampuan melarutkan P, sehingga kedua jenis cendawan ini berpotensi untuk
dikembangkan sebagai pupuk hayati yang dapat meningkatkan produktifitas
pertanian. Pelarutan P oleh cendawan dilakukan melalui produksi asam organik.
Salah satu spesies Penicillium, yaitu P. bilaii berperan dalam aktivitas pelarutan P
terikat melalui produksi asam sitrat dan asam oksalat. Selain melarutkan P, A.
niger dan Penicillium sp. merupakan jenis cendawan yang ditemukan sebagai
endosimbion pada Ficus bengalensis. Kolonisasi cendawan ini ditemukan di
berbagai organ dengan frekuensi yang berbeda. Mikrob endosimbion adalah
mikrob yang hidup di dalam jaringan tanaman dan mampu membentuk koloni di
dalam jaringan. Mikroba yang dapat meningkatkan ketersediaan hara bagi
tanaman akan lebih efektif jika berada di dalam jaringan tanaman, sebab unsur
hara
yang
tersedia
dapat
langsung
ditransportasikan
ke
tanaman
(Cunningham dan Kuiack 1992)
Reddy et al., (2002) menemukan bahwa semua isolat Aspergillus yang
diisolasi dari tanah-tanah yang mengandung rizosfer mempunyai kemampuan
untuk melarutkan semua bentuk batuan fosfat alam. Ini adalah laporan pertama
mengenai pelarutan batuan fosfat dengan Aspergillus dan menunjukkan bahwa
fungi dapat berpotensi sebagai pelarut fosfat yang sangan baik ketika
diinokulasikan ke dalam tanah dimana batuan fosfat digunakan sebagai pupuk P.
Aspergillus mampu meningkatkan ketersediaan P pada tanah sebesar 25% dan
mampu melarutkan bentuk-bentuk Ca-P dan Fe-P ( Premono, 1994).
Universitas Sumatera Utara
Pada
umumnya
pertumbuhan
fungi
dipengaruhi
oleh
(Gandjar et al., 2006):
1. Substrat
Substrat merupakan sumber nutrien utama bagi fungi. Nutrien-nutrien baru dapat
dimanfaatkan sesudah fungi mengekskresi enzim-enzim ekstraselular yang dapat
mengurai senyawa-senyawa kompleks dari substrat tersebut menjadi senyawasenyawa yang lebih sederhana.
2. Kelembapan
Faktor ini sangat penting untuk pertumbuhan fungi. Pada umumnya fungi seperti
Aspergillus, Penicillium, Fusarium, dan banyak hyphomycetes lainnya dapat
hidup pada kelembapan nisbi yang lebih rendah, yaitu 80%.
3. Suhu
Berdasarkan suhu kisaran lingkungan yang baik untuk pertumbuhan, fungi dapat
dikelompokkan sebagai fungi psikofril adalah fungi yang dengan kemampuan
untuk tumbuh pada atau dibawah 0-300C. Hanya sebagian kecil spesies fungi yang
psikofril. Fungi mesofil adalah fungi yang tumbuh pada suhu 25-370C, dan
termofil yang mampu tumbuh pada kisaran suhu 40-740C. Fungi dapat tumbuh
baik pada suhu ruangan (22-250C).
4. Derajat keasaman lingkungan
pH substrat sangat penting untuk pertumbuhan fungi, karena enzim-enzim tertentu
hanya akan mengurai suatu substrat sesuai dengan aktivitasnya pada pH tertentu.
Umumnya fungi menyenangi pH di bawah 7,0.
Universitas Sumatera Utara
Mekanisme pelarutan fosfat
Ketersediaan P-organik bagi tanaman dipengaruhi antara lain oleh
aktivitas mikroba. Namun seringkali hasil mineralisasi oleh mikroba, langsung
bersenyawa dengan bagian-bagian anorganik dalam tanah untuk membentuk
senyawa yang relatif sukar larut. Enzim fosfatase berperan utama dalam
melepaskan P dari ikatan Porganik. Enzim ini banyak dihasilkan oleh mikroba
tanah, terutama yang bersifat heterotrof. Aktivitas fosfatase dalam tanah
meningkat dengan meningkatnya C-organik, tetapi juga dipengaruhi oleh pH,
kelembapan, temperatur, dan faktor lainnya. Dalam kebanyakan tanah, total
P-organik sangat berkorelasi dengan C-organik tanah, sehingga mineralisasi P
meningkat dengan meningkatnya total C-organik. Semakin tinggi C-organik dan
semakin tinggi P-organik, maka semakin meningkat immobilisasi P. P-anorganik
dapat diimmobilisasi menjadi P-organik oleh mikroba (Havlin et al,. 1999).
Pelarutan fosfat secara biologis terjadi karena mikroorganisme tersebut
menghasilkan enzim antara lain enzim fosfat dan enzim fitase. Fosfatase
merupakan enzim yang akan dihasilkan apabila ketersediaan fosfat rendah.
Fosfatase diekskresikan oleh akar tanaman dan mikroorganisme, dan di dalam
tanah yang lebih dominan adalah fosfatase yang dihasilkan oleh mikroorganisme
(Joner, et al., 2000 dalam Suriadikarta dan Simanungkalit, 2006). Pada proses
mineralisasi bahan organik, senyawa fosfat organik diuraikan menjadi bentuk
fosfat anorganik yang tersedia bagi tanaman dengan bantuan enzim fosfatase
(Suriadikarta dan Simanungkalit, 2006).
Mikroba pelarut fosfat mensekresikan sejumlah asam organik seperti
asam-asam format, asetat, propionat, laktonat, glikolat, fumarat, dan suksinat
Universitas Sumatera Utara
yang mampu membentuk khelat dengan kation-kation seperti Al dan Fe pada
Ultisol sehingga berpengaruh terhadap pelarutan fosfat yang efektif sehingga P
menjadi tersedia dan dapat diserap oleh tanaman (Rao, 1994).
Mikroorganisme
tanah
berperan
penting
dalam
dinamika
dan
ketersediaan P dalam tanah. Komunitas mikroba mempengaruhi kesuburan tanah
melalui proses dekomposisi, mineralisasi, dan penyimpanan/melepaskan nutrisi.
Mikroorganisme mampu meningkatkan ketersediaan P untuk tanaman melalui
mineralisasi P organik di tanah dan membantu melarutkan fosfat. Fungi pelarut
fosfat (FPF) hanya sekitar 0,1–0,5%. Pelarut fosfat yang unggul dari kelompok
fungi adalah Penicillium dan Aspergillus (Whitelaw, 2000).
Cendawan seperti A. niger dan Penicillium sp. telah diketahui
menghasilkan
asam-asam
organik.
Keduanya
telah
diketahui
mampu
menghasilkan asam organik berupa asam oksalat, asam sitrat asam glukonat, dan
asam suksinat. Asam-asam organik seperti asam sitrat, asam suksinat, dan asam
oksalat dapat menggantikan kedudukan anion P, dan mengelat kation-kation
seperti Ca, Al, dan Fe membentuk senyawa kompleks. Keberadaan Al dapat
membuat mobilisasi P di jaringan akar terhambat (Khan et al., 2009)
Mikroba pelarut fosfat juga memiliki kemampuan dalam mensekresikan
enzim fosfatase yang berperan dalam proses hidrolisasi P organik manjadi P
anorganik (Whitelaw, 2000). Beberapa kelompok fungi juga berperan aktif dalam
melarutkan fosfat dalam tanah antara lain Aspergillus sp. dan Penicillium sp.
mampu melarutkan Al-P dan Fe-P. Penicillium sp. mampu melarutkan 40%
Ca 3 (PO 4 ) 2 ,
sedangkan
Aspergillus
sp.
melarutkan
18%
Ca 3 (PO 4 ) 2
(Chonkar dan Rao, 1967 dalam Elfiati, 2005).
Universitas Sumatera Utara
Mikroorganisme yang termasuk dalam kelompok jamur antara lain:
Aspergillus sp, Penicillium sp, Zerowilia lipolitika, Pseudomonas sp. Hasil
penelitian menyebutkan bahwa fungi mampu melarutkan P dalam bentuk AlPO 4
pada tanah antara 12-162 ppm di medium Pikovskaya yang mengandung sumber
P AIPO 4 yang relatif lebih sukar larut sebesar 27-47% (Yuliana, 2010)
Mikroba pelarut fosfat berperanan dalam melarutkan fosfat yang terikat
oleh asam organik dan menjaga unsur P yang terlarut tidak hilang dan terikat oleh
asam organik tanah sehingga dapat tersedia bagi tanaman. Fungi pelarut fosfat
menghasilkan asam organik monokarboksilat seperti asam asetat, asam formiat,
monokarboksil hidroksil seperti asam laktat, asam monokarboksil ketogluconat
(asam oksalat, suksinat dan dikarboksilat hiroksilat sperti asam malat untuk
melarutkan P. Lebih lanjut disebutkan bahwa spesies fungi seperti Aspergillus,
dan Penicillium (Lestari dan Saraswati, 1997).
Secara garis besar, mekanisme mikroba pelarut fosfat dalam mereduksi
fosfat melalui dua tahapan yaitu secara kimiawi dan secara biologis.
1. Mekanisme pelarutan fosfat secara kimia dimulai saat MPF mengekresikan
sejumlah asam organik berbobot molekul rendah hasil metabolismenya ke dalam
tanah. Asam-asam organik tersebut dapat membentuk kompleks stabil dengan
kation-kation pengikat P di dalam tanah seperti Al dan Fe yang merupakan
pengikat P pada tanah masam. Setiap MPF memiliki kemampuan yang berbeda
secara genetik dalam mengekskresikan jenis dan jumlah asam organik. Efektivitas
asam-asam organik yang dihasilkan tergantung pada kondisi lingkungan mikro di
dalam tanah.
Universitas Sumatera Utara
2. Reduksi fosfat secara biologis terjadi karena mikroorganisme tersebut
menghasilkan enzim antara lain enzim fosfatase. Fosfatase merupakan enzim yang
akan dihasilkan apabila ketersediaan fosfat rendah, apabila ketersediaan fosfat
tinggi maka enzim fosfatase kurang berguna atau produksi mikroba untuk
menghasilkan fosfat tidak efektif (Ginting et al., 2006)
Asam-asam organik melarutkan P pada media dan dalam tanah melalui
mekanisme antara lain: kompetisi anion ortofosfat pada tapak jerapan, perubahan
pH media, pengikatan logam membentuk logam organik dan khelat oleh ligan
organik. Terdapatnya asam-asam organik ini dalam tanah sangat penting artinya
dalam mengurangi ikatan P oleh unsur penjerapannya dan mengurangi daya racun
logam seperti aluminium pada tanah masam. Kecepatan pelarut P dari mineral P
oleh asam organik ditentukan oleh: (1) kecepatan difusi asam organik dari larutan
tanah, (2) waktu kontak antara asam organik dan permukaan mineral, (3) tingkat
dissosiasi asam organik, (4) tipe dan letak gugus fungsi asam organik, (5) affinitas
kimia agen pengkhelat terhadap logam dan (6) kadar asam organik dalam larutan
tanah Urutan kemampuan asam organik dalam melarutkan fosfat adalah asam
sitrat > asam oksalat = asam tartarat = asam malat > asam laktat = asam fumarat =
asam asetat. Asam organik yang mampu membentuk komplek yang lebih mantap
dengan kation logam lebih efektif dalam melepas Al dan Fe mineral tanah
sehingga akan melepas P yang lebih besar. Urutan kemudahan fosfat terlepas
mengikuti ukuran Ca 3 (PO 4 ) 2 > AlPO 4 > FePO 4 (Premono, 1994).
Universitas Sumatera Utara