LAPORAN PENELITIAN
PRAKTIKUM PENGANTAR ILMU TANAMAN
RHIZOBIUM PADA KACANG-KACANGAN
Tahun akademik 2015-2016
Disusun oleh:
IRMATUSSIYAM (15.141.0018)
PROGRAM STUDI
AGROTEKNOLOGI
FAKULTAS
PERTANIAN( SEMESTER 1 )
UNIVERSITAS PANCA MARGA
KABUPATEN PROBOLINGG0
JALAN
YOS SUDARSO PABEAN DRINGU
TLP.(0335) 422715 Fax(0335) 427923
BAB 1
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Tanaman harus
mengekstraksi kebutuhan nitrogennya dari dalam tanah. Nitrogen adalah unsur
yang diperlukan untuk membentuk senyawa penting di dalam sel, termasuk protein,
DNA dan RNA. Sumber nitrogen yang terdapat dalamtanah, makin lama makin tidak
mencukupi kebutuhan tanaman, sehingga perlu diberikan pupuk sintetik yang
merupakan sumber nitrogen untuk mempertinggi produksi. Keinginan menaikkan
produksi tanaman untuk mencukupi kebutuhan pangan, berakibat diperlukannya
pupuk dalam jumlah yang banyak. Industri pupuk yang ada belum dapat memenuhi
kebutuhan pupuk yang semakin meningkat. Untuk itu perlu dicari pupuk nitrogen
alternatif dan rekayasa gen hijau kelihatannya dapat memberikan harapan untuk
memenuhi kebutuhan pupuk di masa yang akan datang. Udara yang menyelubungi bumi
mengandung gas nitrogen sebanyak 80 %,sebahagian besar dalam bentuk N2 yang
tidak dapat dimanfaatkan. Tanaman dan kebanyakan mikroba tidak mempunyai cara
untuk mengikat nitrogen menjadi senyawa dalam selnya. Tanaman dan mikroba
umumnya mendapatkan nitrogen dari senyawa seperti ammonium (NH4+) dan nitrat
(NO3-). Untuk memanfaatkan nitrogen dalam bentuk gas, pakar bioteknologi
memusatkan perhatiannya pada hubungan antara tanaman dengan jenis mikroba
tertentu yang dapat menambat nitrogen dari udara dan menyusun atom nitrogen
kedalam molekul ammonium, nitrat, atau senyawa lain yang dapat digunakan oleh
tumbuhan.
Tanaman kacang-kacangan
seperti buncis, kedelai, akarnya mempunyai bintil– bintil berisi bakteri yang
mampu menambat nitrogen udara, sehingga nitrogen tanah yang telah diserap
tanaman dapat diganti. Simbiosis antara tanaman dan bakteri saling
menguntungkan untuk kedua pihak. Bakteri mendapatkan zat hara yang kaya energi
dari tanaman inang sedangkan tanaman inang mendapatkan senyawa nitrogen dari
bakteri untuk melangsungkan kehidupannya.Bakteri penambat nitrogen yang terdapat
didalam akar kacang-kacanganadalah jenis bakteri Rhizobium. Beberapa mikroba
tanah seperti Rhizobium, Azaosprillium, Azotobacter mikoriza perombak sellulosa
dan efektif mikroorgnisme dapat dimanfaatkan sebagai biofertilizer pada
pertanian organik.
B. TUJUAN
Tujuan dari penulisan makalah ini adalah :
1.
Mengetahui proses bakteri Rhizobium.
2.
Mengetahui proses pembentukan bintil
akar.
3.
Mengetahui peranan bakteri dalam
peningkatan produksi pertanian
BAB
2
PEMBAHASAN
A. Proses
Bakteri Rhizobium
Bakteri Rhizobium bila
bersimbiosis dengan tanaman legum, kelompok bakteri ini akan menginfeksi akar
tanaman dan membentuk bintil akar di dalamnya. Akar tanaman tersebut
menyediakan karbohidrat dan senyawa lain bagi bakteri melalui kemampuannya
mengikat nitrogen bagi akar. Jika bakteri dipisahkan dari inangnya (akar), maka
tidak dapat mengikat nitrogen sama sekali atau hanya dapat mengikat nitrogen
sedikit sekali. Bintil-bintil akar melepaskan senyawa nitrogen organik ke dalam
tanah tempat tanaman polong hidup. Dengan demikian terjadi penambahan nitrogen
yang dapat menambah kesuburan tanah.Terjadinya bintil akar diawali oleh
interaksi antara tanaman dan bakteri Rhizobia. Akar tanaman mengeluarkan sinyal
yang akan mengaktifkan ekspresi gen dari bakteri yang berperan pada nodulasi.
Setelah adanya sinyal tadi, bakteri (Rhizobia) akan mensintesis sinyal yang
menginduksi pembentukan meristem nodul dan memungkinkan bakteri untuk masuk ke
dalam meristem tersebut melalui proses infeksi. Sinyal‐sinyal kimia yang di sintesis
oleh bakteri itu pada dasarnya merupakan asam amino termodifikasi (homoserin
lakton) yang membawa subtituen rantai asil yang bervariasi yang disebut asil
homoserin lakton (AHL). Melalui pendeteksian dan reaksi terhadap senyawa‐senyawa kimia tersebut
sel‐sel tanaman secara
individu dapat merasakan berapa banyak sel yang mengelilingi mereka.
Interaksi secara
simbiosis terjadi karena adanya pertukaran sinyal antara tumbuhan dan bakteri
(Rhizobia). tanaman mensekresikan senyawa‐senyawa
flavonoid yang gugus fenolnya bersama dengan NodD (protein penggerak) dari
bakteri menginduksi ekspresi dari gen pembentukan noduldari Rhizobia
(nod,nol,noe).Sebagai hasilnya, Rhizobiamemproduksi Nod factors. Induksi Nod
factors direspon oleh tanaman (yang salah satunya) dengan pembentukan nodul.
Proses pembentukan
nodul terjadi melalui beberapa tahap perkembangan yang dimulai dengan
kolonisasi bakteri Rhizobia dan lalu menempel pada rambut akar.
KemudianRhizobia terjebak di dalam lekukan lipatan rambut akar yang kemudian mengakibatkanRhizobia
mencoba masuk melalui dinding sel dengan menyusup dengan membentuk infeksi
(luka). Sel kortikoid tertentu dari tanaman membelah untuk membentuk primordial
nodul dan melalui primordial ini penyusupan sel secara infeksi tumbuh. Pertumbuhan
tersebut lebih lanjut akan membentuk suatu tumor. Di dalam daerah infeksi
tersebut bakteri membelah diri sebelum akhirnya terbentuk nodul dan bakteri
tersebut terdiferensiasi menjadi bakteroid dan mulai mengikat nitrogen
Pada awal respon
tanaman terhadap induksi Nod factors, melibatkan aliran ion yang melewati
membran plasma dan berasosiasi di membran, yang diikuti getaran secara berkala
ion kalsium yang diikuti pembentukan ulang rambut akar dan inisiasi pembelahan
sel kortikoid. Pembentkan bintil akar membutuhkan Nod factors karena apabila
Rhizobia tidak memproduksi Nod factors maka tidak akan terjadi pembentukan
bintil.
B.Proses pembentukan bintil akar pada
kacang-kacangan.
Pembentukan bintil akar
dimulai dengan sekresi produk metabolism tanaman ke daerah perakaran yang
menstimulasi pertumbuhan bakteri. Terjadi interaksi antara akar tanaman dengan
bakteri Rhizobia. Akar tanaman mengeluarkan sinyal yang akan mengaktifkan
ekspresi gen dari bakteri yang berperan pada nodulasi. Bakteri Rhizobia akan
mensintesis sinyal berupa asam amino termodifikasi (homoserin lakton) yang
membawa subtituen rantai asil yang bervariasi yang disebut asil homoserin
lakton (AHL), yang menginduksi pembentukan meristem nodul dan memungkinkan
bakteri untuk masuk ke dalam meristem tersebut melalui proses infeksi.
Interaksi secara simbiosis terjadi karena adanya pertukaran sinyal antara
tumbuhan dan bakteri (Rhizobia). Tanaman mensekresikan senyawa‐senyawa flavonoid yang
gugus fenolnya bersama dengan NodD (protein penggerak) dari bakteri menginduksi
ekspresi dari gen pembentukan nodul dari Rhizobia (nod, nol, noe). Sebagai
hasilnya, Rhizobia memproduksi Nod factors. Induksi Nod factors direspon oleh
tanaman (yang salah satunya) dengan pembentukan nodul. Proses selanjutnya
terjadi kolonisasi bakteri Rhizobia dan lalu menempel pada rambut akar yang
dilanjutkan dengan deformasi (perubahan bentuk) bulu akar yaitu membelok atau
bercabang, sebagai respon terhadap etilen, yang dirangsang oleh IAA. Kemudian
Rhizobia terjebak di dalam lekukan lipatan rambut akar yang kemudian
mengakibatkan Rhizobia mencoba masuk melalui dinding sel dengan menyusup dengan
membentuk infeksi (luka). Pembentukan benang infeksi untuk mentransfer sel-sel
bakteri ke dalam korteks akar. Bakteri menembus dan masuk ke dalam sel-sel
korteks. Selanjutnya terjadi pembentukan meristem nodul dan perluasan nodul
dengan pembelahan sel-sel korteks. Pembesaran sel-sel korteks yang terinfeksi
di bagian dalam nodul. Sel kortikoid tertentu dari tanaman membelah untuk
membentuk primordial nodul dan melalui primordial ini penyusupan sel secara
infeksi tumbuh. Pertumbuhan tersebut lebih lanjut akan membentuk suatu tumor.
Di dalam daerah infeksi tersebut bakteri membelah diri sebelum akhirnya
terbentuk nodul dan bakteri tersebut terdiferensiasi menjadi bakteroid dan
mulai mengikat nitrogen.
C.Peranan bakteri dalam peningkatan produksi
pertanian.
Reaksi nitratasi
Dalam bidang pertanian,
nitrifikasi sangat menguntungkan karena menghasilkan senyawa yang diperlukan
oleh tanaman yaitu nitrat. Tetapi sebaliknya di dalam air yang disediakan untuk
sumber air minum, nitrat yang berlebihan tidak baik karena akan menyebabkan
pertumbuhan ganggang di permukaan air menjadi berlimpah.
Pemanfaatan Rhizobium dalam produksi pertanian
dilakukan:
1. Pemeliharaan dan peningkatan kesuburan
tanah dengan memanfaatkan mikrobia yang berperan dalam siklus Nitrogen
(mikrobia penambat nitrogen, mikrobia amonifikasi, nitrifikasi, dan
denitrifikasi), Fosfor (mikrobia pelarut fosfat), Sulfur (Mikrobia pengoksidasi
sulfur), dan Logam-logam (Fe, Cu, Mn, dan Al),
2.
Pemeliharaan kesehatan tanah dengan memanfaatkan mikrobia penekan
organisma pengganggu tanaman (OPT),
3.
Pemulihan kesehatan tanah dengan memanfaatkan mikrobia pendekomposisi /
penyerap senyawa-senyawa toksik terhadap mahluk hidup (Bioremediasi),
4.
Pemacuan pertumbuhan tanaman dengan memanfaatkan mikrobia penghasil
fitohormon.
2. Pengaruh dan Penerapan Bakteri Rhizobium
terhadap Mikrobiologi PertanianPada dunia pertanian bakteri rhizobium mengikat unsur nitrogen dari lingkungan
sekitar dan menularkan ke tumbuhan, tetapi bagian akar dan juga pada
bagian tanah pada suatu tanaman.
Kebanyakan rhizobium menularkan pada tanaman
yang berbiji : contohnya saja akar pada tanaman kedelai. Pada tanaman kedelai
tersebut, bakteri rhizobium menempel pada bintil akar. Dan itu membuat tanaman
tersebut tumbuh subur dan untuk melangsungkan hidupnya karena tanaman tersebut
telah terinfeksi oleh bakteri Rhizobium.
Tumbuhan yang
bersimbiosis dengan Rhizobium banyak digunakan sebagai pupuk hijau seperti
Crotalaria, Tephrosia, dan Indigofera. Akar tanaman polong-polongan tersebut
menyediakan karbohidrat dan senyawa lain bagi bakteri melalui kemampuannya
mengikat nitrogen bagi akar. Jika bakteri dipisahkan dari inangnya (akar), maka
tidak dapat mengikat nitrogen sama sekali atau hanya dapat mengikat nitrogen
sedikit sekali. Bintil-bintil akar melepaskan senyawa nitrogen organik ke dalam
tanah tempat tanaman polong hidup. Dengan demikian terjadi penambahan nitrogen
yang dapat menambah kesuburan tanah.
BAB 3
METODE
PENELITIAN
Tempat
praktikum :1. Di ruang 19
universitas panca marga.
2.BALIT KABI(balai penelitian kacang-kacangan dan
umbi-umbian)
Jalan raya sukapura km-10,Kabupaten Probolinggo
Alat dan bahan:
1.Tanaman kedelai berumur 15,45,60 hari setelah
tanam.
2.Tanaman kacang tanah berumur 15,45,60 hari setelah
tanam.
3.Tanaman kacanh hijau berumur 15,45,60 hari setelah
tanam.
4.Pisau.
BAB 4
DATA
PENGAMATAN
NO
|
NAMA
TANAMAN
|
HASIL
SETELAH TANAM
|
||
15
Hst
|
45
Hst
|
60
Hst
|
||
1.
|
Kedelai
|
-
|
-
|
|
A
|
Warna
bintil
|
-
|
-
|
Coklat
kehitaman
|
B
|
Jumlah
bintil
|
-
|
-
|
64
|
C
|
Letak
bintil
|
-
|
-
|
Bekelompok
|
2.
|
Kacang
tanah
|
|||
A
|
Warna
bintil
|
Merah
muda
|
Merah
muda
|
Coklat
kehitaman
|
B
|
Jumlah
bintil
|
15
|
17
|
46
|
C
|
Letak
bintil
|
Berpencar
|
Berpencar
|
Berkelompok
|
3.
|
Kacang
hijau
|
-
|
||
A
|
Warna
bintil
|
-
|
Merah
muda
|
Hitam
|
B
|
Jumlah
bintil
|
-
|
15
|
36
|
C
|
Letak
bintil
|
-
|
Berpencar
|
Berpencar
|
BAB 5
PENUTUP
A.
Kesimpulan
Bintil pada
tanaman akan tumbuh saat berumur 15 HST
Pada tanaman
berumur 15 dan 45 HST bintil akar mamapu menyerap nitrogen (N)
Bintil akar
sudah tidak efektif menyerap nitrogen (N) saat tanaman berumur 60 HST(hasil
setelah tanam)
Bintil akar yang
berwarna merah muda adalah bintil akar yang aktif menyerap nitrogen sedangkan
bintil akar yang berwarna coklat kehitaman sudah tidak aktif lagi menyerap
nirogen.
Bakteri adalah suatu
mikroorganisme yang memiliki peranan yang merugikan ataupun menguntungkan,
dalah satu bakteri yang menguntungkan adalah bakteri Rhizobium Leguminasorum
yang memiliki peranan penting dalam dunia pertanian, yaitu dapat mengikat N
udara bebas menjadi N yang dibutuhkan oleh tumbuhan.
Bakteri Rhizobium Leguminasorum mengikat N dengan
cara bersimbiosis dengan akar tanaman Leguminosa yang menginfeksi ujung – ujung
bulu akar yang tidak berselullosa , karena bakteri Rhizobium tidak dapat menghidrolisis sellulosa
0 komentar:
Posting Komentar