LAPORAN PRAKTIKUM

MIKROBIOLOGI II

Simbiotik Fiksasi Nitrogen dalam Bintil Akar

Oleh :

NAMA: FITRIANY

NIM: 08111004055

KELOMPOK: VIII (DELAPAN)

ASISTEN: AMINAH

LABORATORIUM MIKROBIOLOGI

JURUSAN BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SRIWIJAYA

2014

LAPORAN

PRAKTIKUM MIKROBIOLOGI II

Judul Praktikum : Simbiotik Fiksasi Nitrogen dalam Bintil Akar

Nama/NIM Mahasiswa : Fitriany/08111004055 Kelompok : VIII

Asisten : Aminah Tanggal : 17 April 2014

TUJUAN

Tujuan praktikum ini adalah :

Untuk dapat mampu melakukan percobaan pembentukan bintil akar oleh bakteri yang bersimbiosis dengan tanaman kacang-kacangan, terampil melakukan pengamatan bakteri dalam bintil akar dan dapat memahami mekanisme pembentukan bintil akar oleh bakteri Rhizobium sp pada tanaman kacang.

LANDASAN TEORI

Ada beberapa genera bakteri yang hidup dalam tanah (misalnyaAzetobacter, Clostridium, dan Rhodospirillum) mampu untuk mengikat molekul-molekul nitrogen guna dijadikan senyawa-senyawa pembentuk tubuh mereka, misalnya protein. Jika sel-sel itu mati, maka timbullah zat-zat hasil urai seperti CO2dan NH3(gas amoniak). Sebagian dari amoniak terlepas ke udara dan sebagian lain dapat dipergunakan oleh beberapa genus bakteri (misalnyaNitrosomonasdanNitrosococcus) untuk membentuk nitrit. Nitrit dapat dipergunakan oleh genus bakteri yang lain untuk memperoleh energi daripadanya. Oksidasi amoniak menjadi nitrit dan oksidasi nitrit menjadi nitrat berlangsung di dalam lingkungan yang aerob. Peristiwa seluruhnya disebutnitrifikasi. Pengoksidasian nitrit menjadi nitrat dilakukan olehNitrobacter (Dwidjoseputro 2005: 53)

Bakteri bintil akar kacang-kacangan yang biasa dikenal dengan nama kolektif rhizobia merupakan bakteri tanah yang mampu melakukan penambatan nitrogen udara melalui simbiosis dengan tanaman kacang- kacangan. Penggunaan Rhizobium untuk semua jenis rhizobia masih banyak digunakan pada publikasi di Indonesia, pada hal taksonomi rhizobia sudah banyak berubah. Pada mulanya semua bakteri bintil akar termasuk leguminosarum. Pemanfaatan rhizobia sebagai inokulan pupuk hayati sangat mendukung upaya peningkatan produktivitas tanaman kacang-kacangan, khususnya kedelai di Indonesia. Kesu ksesan inokulasi rhizobia sangat dipengaruhi oleh kesesuaian inokulan rhizobia dengan jenis tanah yang diinokulasi dan faktor kompetisi. Berdasarkan sequen 16S ribosomal RNA, rhizobia dikelompokkan ke dalam tiga genus, yaitu Rhizobium , Bradyrhizobium dan Azorhizobium (Young et al 1991: 3)

Suatu penambatan nitrogen merupakan satu dari banyak proses biokimiawi di dalam tanah yang memainkan salah satu peranan paling penting, yaitu mengubah nitrogen di atmosfer (N2 atau nitrogen bebas) menjadi nitrogen dalam persenyawaan (nitrogen tertambat). Ada dua kelompok mikroorganisme yang terlibat dalam proses ini yaitu mikroorganisme simbiotik dan mikroorganisme non-simbiotik. Mikroorganisme non-simbiotik yaitu mikroorganisme yang hidup bebas dan mandiri di dalam tanah. Sedangkan, mikroorganisme simbiotik yaitu mikroorganisme yang hidup pada akar tanaman kacang- kacangan. Fiksasi nitrogen non-simbiotik telah dipelajari secara ekstensif pada Clostridium pasteurianum dan spesies- spesies Azotobacter (Irianto 2005 : 84).

Persediaan atau kandungan nitrogen di udara memang tinggi, yaitu sekitar 76,5%. Pengikatan nitogen dari udara berlangsung secara terus-menerus, bahkan dapat dikatakan tidak terbatas. Persediaan nitogen di udara berbeda dengan persediaan nitrogen tertentu di dalam tanah. Persediaan nitrogen di dalam tanah terbatas, yang umumnya bertingkatan dari sekitar 0,1% ke 2% dan lebih tinggi pada keadaan-keadaan yang eksepsional (Sutejdo et al 1991: 158).

Ada dua jenis jasad renik utama yang terlibat dalam proses fiksasi nitrogen, yaitu jasad renik non-simbiotik dan jasad renik simbiotik. Selain itu, terdapat juga beberapa bakteri yang secara terbatas melakukan fiksasi nitrogen, antara lain adalah beberapa bakteri dan cendawan, terutama misalnya ganggang hijau-biru. Kapasitas bakteria non-simbiotik mengikat nitrogen atmosferik dan sejumlah nitrogen tertentu, sebagian besar adalah tergantung pada tanah dan konsentrasi tersedianya energi. Sedangkan fiksasi nitrogen melalui kegiatan simbiotik dari tanaman-tanaman leguminosa dan bakteri hidup akan berkembang dalam akar-akar tanaman yang menghasilkan (Sutejdo et al 1991: 158-159).

Dalam bidang pertanian, mikroorganisme dapat digunakan untuk peningkatan kesuburan tanah melalui fiksasi N2, siklus nutrien, dan peternakan hewan.Nitrogen bebas merupakan komponen terbesar udara. Unsur ini hanya dapat dimanfaatkan oleh tumbuhan dalam bentuk nitrat dan pengambilan khususnya melalui akar. Pembentukan nitrat dari nitrogen ini dapat terjadi karena adanya mikroorganisme. Proses nitrifikasi ini dapat ditulis sebagai berikut: 2NH3+ 3O2Nitrosomonas, Nitrosococcus2HNO2+ 2H2O + energy dan 2HNO2+ O2Nitrobacter2HNO3+ energy. Selain itu, mikroorganisme ini juga dapat digunakan sebagai agen pembusuk alami, yang akan mendekomposisi sampah-sampah organik menjadi materi inorganik sehingga dapat mengurangi kuantitas sampah, menyuburkan tanah dan dapat menjadi nutrisi bagi tumbuhan(Dwidjoseputro 2005: 63).

Curah hujan dapat menurunkan kuntitas kecil nitrogen yang diikat dengan daya elektri di atmosfer. Fiksasi secara kimawi (khemis) dan psikokhemis atas nitrogen dapat dilakukan melalui sinar matahari. Selain itu, bakteri fiksasi nitrogen memerlukan sumber-sumber energi yang dapat diperoleh dari kemampuannya dari suatu senyawa-senyawa organik karbon tertentu. Biasanya senyawa-senyawa organik karbon digunakan untuk sintesis sel. Organisme-organisme lainnya berkemampuan memperoleh karbon untuk energi sintesis sel dari tanaman-anaman yang tumbuh (Sutejdo et al 1991: 160).

Bakteri penambat nitrogen itu masuk ke dalam sel- sel tanaman inang melalui benang terinfeksi ini. Beberapa sel tanaman ini menjadi terinfeksi diikuti dengan pembesaran sel serta meningkatnya laju pembelahan sel. Hal ini akan menghasilkan pembentukan nodul pada sistem perakaran. Tanaman kacang- kacangan, bakteri dan bintil akar (Pelzcar dan Chan 2008 : 750).

Tanaman yang bermikoriza yang jumlahnya lebih baik dari tanaman yang bermikoriza. Penyebap utama adalah mikoriza secara efektip dapat meningkatkan penyerapan unsur hara makro maupun mikro,selain itu akar bermikoriza dapat menyerap unsur hara dalam bentuk terikat yang tidak tersedia bagi tanaman.Mamfaat yang dapat di proleh tanaman inang dari aanya asosiasi mikoriza adalah Meningkatkan penyerapan unsur hara,Tahan terhadap serangan patogen,Sebagai konsrfasi tanah (Santosa 1989: 54).

III. CARA KERJA

Pembuatan Inokulum Rhizobium

Diinokulasikan Rhizobium 2-4 ose ke dalam Medium Nutient Broth sebanyak 100 ml. Dihomogenkan dengan super mixer kurang lebih 1 menit. Setelah homogen, inokulum siap untuk digunakan.

Penyiapan Media Tanam dan Penanaman

Dihaluskan tanah dan disteril, setelah dingin dimasukkan ke dalam dua polibag masing-masing 1 kg. Satu polibag diinokulasi dengan inokulum Rhizobium sebanyak 25 m, dan polibag yang kedua tidak diinokulasi dengan Rhizobium. Masing-masing disemai biji kedelai. Disimpan di ruangan terkena cahaya dan dilakukan penyiraman air steril sehingga kelembaban terjaga dan mendukung pertumbuhan.

Pengamatan Bintil Akar

Dilakukan pencabutan setelah penanaman tumbuh daun sempurna sekitar 2 minggu, diamati terbentuknya bintil akar. Dibandingkan antara tanaman yang ditanam pada polibag yang diinokolasi Rhizobium dan yang tidak diinokulasi. Dilakukan perhitungan banyaknya bintil akar yang terbentuk pertanaman. Diambil masing-masing satu bintil akar dari kedua kelompok tanaman tersebut dan dicuci bersih. Selanjutnya dibelah, masing-masing belahan diletakkan di atas gelas objek dan ditekan sehingga pecah. Cairan yang berada di atas gelas objek ditutup dengan gelas penutup dan diamati di bawah mikroskop dengan persebaran bertingkat. Diamati bakteri Rhizobium pada cairan yang berasal dari bintil akar tersebut.

IV. HASIL PENGAMATAN

Tabel 1. Perbandingan Jumlah Bintil Akar pada Tanaman Kedelai yang Diinokulasi Rhizobium dan tidak

Tanaman Kedelai

Jumlah bintil akar/tanaman

Pengamatan Mikroskop

Diinokulasi Rhizobium

5

ada

Tidak diinokulasi Rhizhobium

Tidak ada

IV. PEMBAHASAN

Bintil akar, pada pengamatan simbiotik fiksasi nitrogen dalam bintil akar menunjukkan adanya hubungan antara fiksasi nitrogen dengan bakteri penambat nitrogen. Pada praktikum ini digunakan dua perlakuan pada kedelai yang akan ditanam, yaitu tidak di inokulasi Rhizobium (sebagai kontrol) dan diinokulasi Rhizobium. Akan tetapi, setelah penanaman selama 6 minggu, tidak ada kedelai yang tumbuh. Menurut pernyataan Sutedjo et al (1991: 194), bahwa kedelai dapat tumbuh apabila faktor-faktor seperti keadaan fisik, seperti struktur tanah, aerasi, pengolahan tanah yang mendukung. Pembentukkan bintil yang dihasilkan dari simbiosis dengan bakteri Rhizobium juga dipengaruhi oleh faktor lingkungan speerti suhu, ph, kandungan nitrogen tanah dan atmosfer, nutrisi serta mineral.

Hasil yang didapatkan pada pengamatan bintil akar terdapat bintil akar di dalam satu tanaman Neptunia sp Tetapi, dari bintil akar tersebut, tidak ada satupun yang efektif. Hal ini mungkin disebabkan rentang waktu pencabutan Neptunia sp dengan waktu pengamatan terlalu lama. Menurut Pelzcar dan Chan (2008 : 750), bahwa antara bakteri dan tanaman terdapat spesifikasi tertentu. Tidak semua spesies tanaman dapat melakukan penambatan nitrogen dan menghasilkan nodulasi.

Terbentuknya bintil akar menunjukkan adanya aktivitas fiksasi nitrogen, dimana terjadi simbiosis antara bakteri Rhizobium dengan tanaman leguminoceae. Fiksasi nitrogen simbiotik merupakan simbiosis yang terjadi jika bakteri hidup bersama-sama dengan tanaman leguminoceae di dalam bintil akar. Adapun yang dimaksud dengan fiksasi nitrogen non-simbiotik terjadi apabila antara bakteri heterotropik, tidak hidup bersama-sama dengan tanaman. Hal ini sesuai dengan pernyataan Sutedjo et al (1991: 94), bahwa bakteri yang terlibat pada fiksasi nitrogen simbiotik mendapatkan makanan dari tanaman yang menjadi inangnya. Sebaliknya, kebutuhan tanaman akan nitrogen disediakan oleh bateri tersebut.

Tidak semua bakteri yang hidup bebas dapat menambat nitrogen. Menurut Pelczar dan Chan (2008: 753), bahwa bakteri Rhizobium yang aktif menambat nitrogen adalah selnya berwarna merah muda (pink), berbentuk batang. Bakteri ini hidup dalam akar tanaman Leguminoceae. Pada umumnya, pleomorfik dalam keadaan pertumbuhan yang kurang menguntungkan, motil dengan dua sampai enam flagelum, per/ trikus atau dengan sejumlah flagellum polar atau subpolar. bakteri Rhizobium tidak membentuk spora, gram negatif, kemoorganotrof, aerobik yang mempunyai kemampuan mengikat nitrogen dan udara.

Jumlah bintil akar pada setiap tanaman berbeda dengan tanaman yang lain. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi pertumbuhan Rhizobium pada akar tanaman Leguminoceae, yaitu terdapatnya keseimbangan hormonal di media tumbuh yang diperlihatkan dengan pertumbuhan akar yang normal. Hal ini sesuai dengan pernyataan Pelczar dan Chan (2008: 753), bahwa bila pada akar tanaman terjadi kerusakan atau terdapat penyakit, maka belum tentu bakteri Rhizobium dapat tumbuh dengan baik. Selain itu, diperlukan juga sejumlah bahan-bahan organik dan anorganik untuk membantu pertumbuhan bakteri tersebut. Inokulasi bakteri fiksasi nitrogen seperti Azotobacter tidak dapat memperbaiki pertumbuhan bibit yang tidak mengandung pupuk kandang.

VI. KESIMPULAN

Dari praktikum yang telah dilaksanakan, didapatkan beberapa kesimpulan sebagai berikut :

Bintil akar yang efektif berwarna merah muda.Bakteri Rhizobium terlibat dalam fiksasi nitrogen pada bintil akar.Bintil akar yang didapatkan tidak ada satupun yang efektif .Jumlah bintil akar pada setiap tanaman berbeda dengan tanaman yang lain

DAFTAR PUSTAKA

Dwijoseputro 2005. . Dasar-Dasar Mikrobiologi. Djambatan . Jakarta : XII + 214 hlm.

Irianto. 2005. Menguak Dalam Mikrobiologi. Yrama Widya. Bandung: VII + 126hlm.

Pelczar dan Chan. 2008. Dasar-Dasar Mikrobiologi. UI-Press. Jakarta : xii + 785 hlm.

Santosa,DewiAndreas. 1989. Teknik dan Metode Penelitian Mikoriza Vesikulas Arbuskular.Bogor:Institut Pertanian Bogor

Sutedjo, M.M, et all. 1991. Mikrobiologi Tanah. PT Rineka Cipta. Jakarta : xxi + 447 hlm.

Young, J.P.W., H.L. Downer, & B.D. Eardly. 1991. Phylogeny of the phototrophic rhizobium strain BTAil by polymerase chain reaction- based sequencing of a 16S rRNA gene segment. J. Bacteriol. 173: 2.271-2.277.