BIOTEKNOLOGI PUPUK HAYATI

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

              Penggunaan pupuk buatan secara terus-menerus dapat menyebabkan pencemaran sumber-sumber air yang berarti penurunan kualitas lingkungan. Pupuk buatan yang digunakan selama ini adalah menyebabkan rusaknya struktur tanah akibat pemakaian pupuk buatan yang terus menerus sehingga perkembangan akar tanaman menjadi tidak sempurna. Hal ini juga akan memberi dampak terhadap produksi tanaman yang diusahakan pada tanah yang biasa diberikan pupuk buatan. Begitu juga dari efek sarana produksi terhadap lingkungan telah banyak dirasakan oleh masyarakat petani, penggunaan pupuk buatan yang terus menerus menyebabkan ketergantungan dan lahan mereka menjadi lebih sukar untuk diolah. Oleh sebab itu perlu di cari suatu alternatif yang dapat menghemat atau mengurangi penggunaan pupuk buatan.

            Pupuk hayati adalah mikrobia yang diberikan ke dalam tanah untuk meningkatkan pengambilan hara oleh tanaman dari dalam tanah atau udara. Umumnya digunakan mikrobia yang mampu hidup bersama (simbiosis) dengan tanaman inangnya. Keuntungan diperoleh oleh kedua pihak, tanaman inang mendapatkan tambahan unsur hara yang diperlukan, sedangkan mikrobia mendapatkan bahan organik untuk aktivitas dan pertumbuhannya.

Mikrobia yang digunakan sebagai pupuk hayati (biofertilizer) dapat diberikan langsung ke dalam tanah, disertakan dalam pupuk organik atau disalutkan pada benih yang akan ditanam. Penggunaan yang menonjol dewasa ini adalah mikrobia penambat N, dan mikrobia untuk meningkatkan ketersedian P dalam tanah.

I.2 Rumusan Masalah

1.      Apa yang dimaksud dengan pupuk hayati ?

2.      Bagaimana sejarah perkembangan pupuk hayati ?

3.      Bagaimana mekanisme kerja pupuk hayati ?

4.      Bagaimana pupuk hayati pada bidang pertanian ?

5.      Bagaimana pupuk hayati pada bidang kehutanan ?

6.      Apa keunggulan pupuk hayati ?

I.3 Tujuan

              Tujuan dari penulisan makalah ini adalah agar mahasiswa dapat memahami bagaimana pengertian dan sejarah dari perkembangan pupuk hayati, keunggulan dari pupuk hayati, keunggulan pupuk hayati, serta bagaimana pupuk hayati itu sendiri dalam bidang pertanian dan kehutanan.

BAB II

PEMBAHASAN

II.1 Pengertian Pupuk Hayati

              Istilah pupuk hayati digunakan sebagai nama kolektif untuk semua kelompok fungsional mikroba tanah yang dapat berfungsi sebagai penyedia hara dalam tanah, sehingga dapat tersedia bagi tanaman. Pemakaian istilah ini relatif baru dibandingkan dengan saat penggunaan salah satu jenis pupuk hayati komersial pertama di dunia yaitu inokulan Rhizobium yang sudah lebih dari 100 tahun yang lalu. Pupuk hayati didefinisikan sebagai inokulan berbahan aktif organisme hidup yang berfungsi untuk menambat hara tertentu atau memfasilitasi tersedianya hara dalam tanah bagi tanaman. Memfasilitasi tersedianya hara ini dapat berlangsung melalui peningkatan akses tanaman terhadap hara misalnya oleh cendawan mikoriza arbuskuler, pelarutan oleh mikroba pelarut fosfat, maupun perombakan oleh fungi, aktinomiset atau cacing tanah. Penyediaan hara ini berlangsung melalui hubungan simbiotis atau nonsimbiotis. Kelompok mikroba simbiotis ini terutama meliputi bakteri bintil akar dan cendawan mikoriza. Penambatan N2 secara simbiotis dengan tanaman kehutanan yang bukan legum oleh aktinomisetes genus Frankia di luar cakupan buku ini. Kelompok cendawan mikoriza yang tergolong ektomikoriza juga di luar cakupan baku ini, karena kelompok ini hanya bersimbiosis dengan berbagai tanaman kehutanan. Kelompok endomikoriza yang akan dicakup dalam buku ini juga hanya cendawan mikoriza vesikulerabuskuler, yang banyak mengkolonisasi tanaman-tanaman pertanian.

            Sumber bahan organik dapat berupa kompos, pupuk hijau, pupuk kandang, sisa panen (jerami, brangkasan, tongkol jagung, bagas tebu, dan sabut kelapa), limbah ternak, limbah industri yang menggunakan bahan pertanian, dan limbah kota. Kompos merupakan produk pembusukan dari limbah tanaman dan hewan hasil perombakan oleh fungi, aktinomiset, dan cacing tanah. Pupuk hijau merupakan keseluruhan tanaman hijau maupun hanya bagian dari tanaman seperti sisa batang dan tunggul akar setelah bagian atas tanaman yang hijau digunakan sebagai pakan ternak. Sebagai contoh pupuk hijau ini adalah sisa–sisa tanaman, kacang-kacangan, dan tanaman paku air Azolla. Pupuk kandang merupakan kotoran ternak. Limbah ternak merupakan limbah dari rumah potong berupa tulang-tulang, darah, dan sebagainya. Limbah industri yang menggunakan bahan pertanian merupakan limbah berasal dari limbah pabrik gula, limbah pengolahan kelapa sawit, penggilingan padi, limbah bumbu masak, dan sebagainya. Limbah kota yang dapat menjadi kompos berupa sampah kota yang berasal dari tanaman, setelah dipisah dari bahan-bahan yang tidak

dapat dirombak misalnya plastik, kertas, botol, dan kertas.

              Sejumlah bakteri penyedia hara yang hidup pada rhizosfir akar (rhizobakteri) disebut sebagai rhizobakteri pemacu tanaman (plant growthpromoting rhizobacteria=PGPR). Kelompok ini mempunyai peranan ganda di samping (1) menambat N2, juga; (2) menghasilkan hormon tumbuh (seperti IAA, giberelin, sitokinin, etilen, dan lain-lain); (3) menekan penyakit tanaman asal tanah dengan memproduksi siderofor glukanase, kitinase, sianida; dan(4) melarutkan P dan hara lainnya. Sebenarnya tidak hanya kelompok ini yang memiliki peranan ganda (multifungsi) tetapi juga kelompok mikroba lain seperti cendawan mikoriza. Cendawan ini selain dapat meningkatkan serapan hara, juga dapat meningkatkan ketahanan tanaman terhadap penyakit terbawa tanah, meningkatkan toleransi tanaman terhadap kekeringan, menstabilkan agregat tanah, dan sebagainya, tetapi berdasarkan hasil-hasil penelitian yang ada peranan sebagai penyedia hara lebih menonjol daripada peranan-peranan lain. Pertanyaan yang mungkin timbul ialah apakah multifungsi suatu mikroba tertentu apabila digunakan sebagai inokulan dapat terjadi secara bersamaan.

              FNCA Biofertilizer Project Group (2006) mengusulkan definisi pupuk hayati sebagai substans yang mengandung mikroorganisme hidup yang mengkolonisasi rizosfir atau bagian dalam tanaman dan memacu pertumbuhan dengan jalan meningkatkan pasokan ketersediaan hara primer dan/atau stimulus pertumbuhan tanaman target, bila dipakai pada benih,permukaan tanaman, atau tanah.Pengertian pupuk hayati pada buku ini lebih luas daripada istilah yang dikemukakan oleh Subha Rao (1982) dan FNCA Biofertilizer Project Group (2006).Mereka hanya membatasi istilah pupuk hayati pada mikroba, sedangkan istilah yang dipakai pada buku ini selain melibatkan mikroba juga makrofauna seperti cacing tanah.Bila inokulan hanya mengandung pupuk hayati mikroba, inokulan tersebut dapat juga disebut pupuk mikroba (microbial fertilizer)

Ø  Fungsi dari pupuk hayati :

a)      Soil Regenarator = Pembangkit kembali kehidupan tanah

b)      Feeding the soil that feed the plant = memberikan makanan pada tanah selanjutnya tanah akan memberi makanan pada tanaman.

II.2 Sejarah Perkembangan Pupuk Hayati

              Sejarah penggunaan pupuk pada dasarnya merupakan bagian daripada sejarah pertanian maupun kehutanan. Penggunaan pupuk diperkirakan sudah mulai pada permulaan dari manusia mengenal bercocok tanam >5.000 tahun yang lalu. Bentuk primitif dari pemupukan untuk memperbaiki kesuburan Pupuk Hayati tanah terdapat pada kebudayaan tua manusia di negeri-negeri yang terletak di daerah aliran sungai-sungai Nil, Euphrat, Indus, di Cina, Amerika Latin, dan sebagainya. Lahan-lahan pertanian yang terletak di sekitar aliran-aliran sungai tersebut sangat subur karena menerima endapan lumpur yang kaya hara melalui banjir yang terjadi setiap tahun.

Menurut Simanungkalit (T.T). Bakteri penambat nitrogen rhizobia merupakan pupuk hayati pertama di dunia yang dikenal dan telah dimanfaatkan lebih dari 100 tahun sejak pertama kali digunakan untuk menginokulasi benih kacang-kacangan. Hermann Riegel dan Hermann Wilfarth, dua orang peneliti Jerman yang pertama kali mendemonstrasikan adanya proses penambatan nitrogen secara simbiosis pada tanaman kacang-kacangan yang termasuk Papilionaceae melalui publikasi pada tahun 1888 (Schilling, 1988 dalam Simanungkalit, T.T). Mereka mengadakan percobaan pada oat, buckwheat, rape, pea, serradella, dan lupin dengan menggunakan pasir murni yang sama sekali tidak mengandung nitrogen sebagai medium tumbuh. Kemudian medium tadi ditambah unsur lain yang perlu. Semua tanaman tumbuh sampai nitrogen yang ada di biji habis. Kemudian ke setiap pot ditambahkan sedikit ekstrak tanah permukaan yang keruh, yang mengandung 0,3-0,7 mg nitrogen. Penambahan ekstrak tanah tidak berpengaruh terhadap oat, buckwheat maupun rape, tetapi tanaman tetap pada kondisi “kelaparan nitrogen”. Sebaliknya, ketiga kacang-kacangan (pea, serradella, dan lupin) pulih dari “kelaparan nitrogen”, tiba-tiba menjadi hijau tua dan selanjutnya tumbuh luar biasa baiknya. Mereka membuat kesimpulan bahwa tanaman kacang-kacangan menggunakan nitrogen atmosfir sebagai sumber nitrogen. Bintil terbentuk pada tanaman kacang-kacangan setelah terjadi infeksi oleh mikroorganisme tertentu. Bintil ini tidak hanya menjadi cadangan protein tanaman tetapi pada bintil ini juga terjadi hubungan kausal antara keberadaan bakteri dan penambatan nitrogen.

Pada tanggal 20 September 1886, Hellriegel memberikan presentasi tentang hasil penelitian mereka pada pertemuan ke-59 ilmuwan pengetahuan alam dan dokter Jerman di Berlin. Pada tahun 1930-an dan 1940-an berjuta-juta hektar lahan yang ditanami berbagai tanaman di Uni Soviet diberi inokulan Azotobacter. Inokulan diformulasikan dengan berbagai cara dan disebut sebagai pupuk bakteri Azobakterin. Pupuk bakteri lain yang disebut sebagai fosfobakterin mengandung Bacillus megatherium dan telah digunakan secara luas di Eropa Timur. Bakteri ini diduga menyediakan fosfat yang terlarut dari pool tanah ke tanaman. Tetapi penggunaan kedua pupuk ini kemudian terhenti. Terjadinya krisis energi pada tahun 1970-an telah mendorong kembali perhatian dunia kepada penggunaan pupuk hayati.

 Di Indonesia, pupuk hayati dalam bentuk inokulan bakteri bintil akar telah digunakan untuk menginokulasi kedelai dalam skala besar pada tahun 1981 di daerah-daerah transmigrasi (Jutono, 1982 dalam Simanungkalit, T.T). Padahal pembuatan inokulan skala laboratorium telah dimulai pada tahun 1938 di Plantkundige Institut dan Laboratorium Treub di Bogor. Jamur mikoriza adalah sekelompok jamur tanah yang diketahui dapat berfungsi sebagai pupuk hayati. Sekalipun keberadaan jamur mikoriza sudah diketahui lebih dari 100 tahun yang lalu, namun penggunaannya sebagai pupuk hayati mungkin baru mulai sejak Mosse (1957) mengetahui peran jamur mikoriza dalam penyerapan fosfor oleh tanaman.

Penggunaan pupuk hayati untuk membantu tanaman memperbaiki nutrisinya sudah lama dikenal. Pupuk hayati pertama yang dikomersialkan adalah rhizobia, yang oleh dua orang ilmuwan Jerman, F. Nobbe dan L. Hiltner, proses menginokulasi benih dengan biakan nutrisinya dipatenkan. Inokulan ini dipasarkan dengan nama Nitragin, yang sudah sejak lama diproduksi di Amerika Serikat.

              Di Indonesia sendiri pembuatan inokulan rhizobia dalam bentuk biakan murni rhizobia pada agar miring telah mulai sejak tahun 1938, tapi hanya untuk keperluan penelitian. Sedangkan dalam skala komersial pembuatan inokulan rhizobia mulai di Laboratorium Mikrobiologi, Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta sejak tahun 1981 untuk memenuhi keperluan petani transmigran. Pada waktu itu inokulan diberikan kepada petani sebagai salah satu komponen dalam paket yang diberikan dalam proyek intensifikasi kedelai. Penyediaan inokulan dalam proyek ini berdasarkan pesanan pemerintah kepada produsen inokulan, yang tadinya hanya satu produsen saja menjadi tiga produsen. Inokulan tidak tersedia di pasar bebas, tetapi hanya berdasarkan pesanan. Karena persaingan yang tidak sehat dalam memenuhi pesanan pemerintah ini, dan baru berproduksi kalau ada proyek, mengakibatkan ada produsen inokulan yang terpaksa menghentikan produksi inokulannya, pada hal mutu inokulannya sangat baik.

II.3 Mekanisme Kerja Pupuk Hayati

Bentuk-bentuk inokulan pupuk mikroba yang biasa digunakan adalah biakan agar, biakan cair, biakan kering, biakan kering beku, dan tepung. Inokulan yang digunakan secara luas di lapangan adalah yang berbentuk biakan cair dan tepung. Untuk memudahkan aplikasi dilapangan diperlukan bahan pembawa (carrier). Sebagai bahan pembawa inokulan tepung, dapat digunakan bahan organik seperti gambut, arang, sekam, dan kompos. Untuk bahan pembawa anorganik digunakan bentonit, vermikulit, atau zeolit.

Petani menggunakan pupuk mikroba dengan harapan dapat meningkatkan hasil dan mutu tanaman pada tingkat biaya yang rendah melalui penghematan tenaga kerja dan pupuk kimia. Namun, sering dijumpai bahwa pupuk mikroba yang dijual tidak menunjukan sifat mikrobiologis, artinya mikroorganisme yang terdapat dalam produk tersebut tidak dapat di identifikasi dan komposisinya tidak sesuai dengan yang tertera pada label kemasan. Banyak produk tersebut diiklankan seolah-olah dapat menyelesaikan semua masalah yang dihadapi petani.

Pupuk mikrobiologis bukanlah pupuk biasa yang secara langsung meningkatkan kesuburan tanah dengan menambahkan nutrisi ke dalam tanah. Pupuk mikrobiologis menambahkan nutrisi melalui proses alami, yaitu fiksasi nitrogen atmosfer, menjadikan fosfor bahan yang terlarut, dan merangsang pertumbuhan tanaman melalui sintesis zat-zat yang mendukung pertumbuhan tanaman. Mikroorganisme dalam pupuk mikrobiologis mengembalikan siklus nutrisi alami tanah dan membentuk material organik tanah. Melalui penggunaan pupuk mikrobiologis, tanaman yang sehat dapat ditumbuhkan sambil meningkatkan keberlanjutan dan kesehatan tanah.

1.      Mengikat Nitrogen (N) yang melimpah di udara (74%), sehingga N tersedia bagi tanaman.

2.      Mengikat Pospor (P) dan Kalium (K) yang banyak terdapat di tanah, sehingga P dan K tersedia bagi tanaman.

3.      Mengeluarkan zat Pengatur Tumbuh (Z.P.T) yang diperlukan untuk pertumbuhan tanaman.

4.      Menguraikan sisa-sisa limbah organik tanah untuk dijadikan sumber nutrisi tanaman.

5.      Mengendalikan penyakit tanaman karena berisi mikroorganisme antagonis terhadap tanaman.

II.4 Pupuk Hayati Pada Bidang Pertanian

              Produktivitas pertanian saat ini sebagian besar didukung oleh penggunaan bahan kimia yang intensif. Sayangnya, penggunaan bahan kimia ini tidak dilakukan dengan bijaksana.Pestisida digunakan tanpa aturan dan pupuk anorganik digunakan secara berlebihan.Akibatnya, lingkungan menjadi rusak.Banyak ekosistem di sekitar daerah pertanian telah menjadi mati akibat terjadinya ketidakseimbangan pada rantai makanan. Pada suatu titik, bila tidak ada perubahan paradigma, maka produk pertanian akan bermasalah, kuantitas dan mutunya akan terus semakin menurun.

              Dewasa ini pupuk anorganik menjadi andalan utama dalam mempertahankan dan meningkatkan produktivitas pertanian.Namun, penggunaannya sudah sangat berlebihan dari yang sebenarnya diperlukan oleh tanaman. Dari seluruh jenis pupuk anorganik yang digunakan sebagai input pada pertanian, maka pupuk nitrogen (N) merupakan yang paling banyak dan intensif digunakan petani. Oleh karenanya, pupuk N anorganik inilah yang paling banyak disalahgunakan.

              Untuk mengurangi ketergantungan pada pupuk nitrogen anorganik, diperlukan terobosan baru di bidang pertanian.Ada beberapa pendekatan yang bisa dilakukan antara lain irigasi mikro, pertanian organik, eko-pertanian, dan pemanfaatan bakteri akar pemacu pertumbuhan tanaman (BPPT).Dari pilihan yang tersedia saat ini, maka pemanfaatan BPPT merupakan opsi yang menjanjikan.Selain secara ekonomi sangat menguntungkan, BPPT juga sangat ramah lingkungan sehingga diharapkan peningkatan produktivitas hasil pertanian dapat terus berkesinambungan selamanya.

              Menurut Aeron et al. (2011) ada beberapa jenis mikroba yang berpotensi untuk dimanfaatkan. Bakteri tersebut antara lain Actinoplanes, Agrobacterium, Alcaligens, Amorphosporangium, Arthrobacter, Azospirillum, Azotobacter, Bacillus, Burkholderia, Cellulomonas, Enterobacter, Erwinia, Flavobacterium, Gluconacetobacter, Microbacterium, Micromonospora, Pseudomonas, Rhizobia, Serratia, Streptomyces, Xanthomonas. Bakteri ini hidup baik di daerah rhizosfer, sehingga mereka diberi nama rhizobakteri. Namun, bakteri ini difokuskan pada Azospirillum.

             Azospirillum

              Azospirillum adalah bakteri yang hidup di daerah perakaran tanaman. Bakteri ini berkembang biak terutama pada daerah perpanjangan akar dan pangkal bulu akar. Sumber energi yang mereka sukai adalah asam organik seperti malat, suksinat, laktat, dan piruvat (Hanafiah et al., 2009).

             

             Genus Azospirillum

              Menurut Reis et al. (2011), Azospirillum adalah bakteri gram negatif, termasuk dalam phylum alphaproteobacteria. Bakteri ini hidup pada lingkungan dan tanaman yang beraneka ragam, tidak hanya tanaman agronomi yang penting, seperti sereal, tebu, rumput, tetapi juga pada tanaman lain seperti kopi, buah-buahan dan bunga-bungaan. Azospirillum adalah bakteri aerobik kemoorganotrop non-fermentatif, vibroid dan memproduksi fitohormon, terutama auksin. Mereka menggunakan beberapa sumber karbon terutama gula dan alkohol gula.

              Satu spesies baru berhasil diisolasi dari tanah yang terkontaminasi minyak oleh peneliti Taiwan yang menggunakan nutrisi agar. Spesies tersebut diberi nama A. rugosum. Pada tahun 2009, dua spesies baru berhasil ditemukan lagi, yaitu A. palatum dan A. picis.A. palatum diisolasi dari tanah di China dan A. picis di Taiwan.Terakhir, spesies baru A. thiophilum diisolasi dari Rusia.Walaupun spesies ini memiliki hubungan yang erat dengan spesies Azospirillum lainnya, tetapi spesies ini mampu tumbuh sebagai miksotropik pada kondisi yang mikroaerobik.

             Isolasi Azospirillum spp.

              Menurut Eckert et al. (2001) isolasi Azospirillum spp. dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut. Akar tanaman tertentu dan tanah rhizosfer diambil dari lapangan di mana tanaman tersebut telah tumbuh lama di sana. Akar-akar tanaman dicuci dengan air steril dan kemudian digerus dalam larutan sukrosa 4% dengan menggunakan mortar dan pastel.Wadah kecil (sekitar 10 ml) yang mengandung 5 ml medium NFb semi-solid bebas nitrogen diinokulasi dengan larutan berseri dari gerusan akar atau suspensi tanah rhizosfer.

              Komposisi medium NFb adalah sebagai berikut (L-1): malat (5,0 g), K2HPO4 (0,5 g), MgSO4.7H2O (0,2 g), NaCl (0,1 g), CaCl2.2H2) (0,02 g), bromothymol blue 0,5% dalam KOH 0,2 M (2 mL), larutan vitamin filter steril (1 mL), larutan hara mikro filter steril (2 mL), 1,64 % larutan FeEDTA (4 mL), KOH (4,5 g). Keasaman (pH) disesuaikan menjadi 6,5 dan 1,8 gL-1 agar ditambahkan.

              Larutan vitamin (dalam 100 mL) mengandung biotin (10 mg) dan pyridoxol-HCl (20 mg) dilarutkan pada 100 ⁰C dalam water bath. Larutan hara mikro terdiri dari bahan-bahan sebagai berikut (L-1):CuSO4.5H2O (40 mg), ZnSO4.7H2O (0,12 g), H2BO3 (1,4 g), Na2MO4.2H2O (1,0 g), MnSO4.H2O (1,175 g.

              Setelah inkubasi 3 – 5 hari pada suhu 30 ⁰C, satu lup kultur ditransfer ke dalam medium semi-solid segar. Pemurnian lebih lanjut dilakukan pada NFb (diberi suplemen 50 mg ekstrak ragi per liter) dan medium DYGS setengah konsentrasi pada media agar. Kultur ini dipelihara pada medium DYGS setengah konsentrasi yang mengandung bahan-bahan sebagai berikut (L-1): glukosa (1,0 g), malat (1,0 g), ekstrak ragi (2,0 g), pepton (1,5 g), MgSO4.7H2O (0,5 g), L-asam glutamat (1,5 g) dan pH disesuaikan menjadi 6,0.

Mekanisme Azospirillum dalam Meningkatkan Pertumbuhan Tanaman

              Mekanisme pertama yang diusulkan terhadap pemacuan pertumbuhan tanaman oleh Azospirillum hampir sepenuhnya terkait dengan status nitrogen dalam tanaman, melalui fiksasi biologi atau aktivitas enzim reduktase nitrat. Akan tetapi, mekanisme ini kenyataannya kurang berarti dari sisi agronomi dari yang pernah diharapkan. Dengan demikian, mekanisme lain telah dipelajari dan diusulkan untuk genus mikroba ini, antara lain produksi siderophore, pelarutan fosfat, biokontrol fitopatogen, dan proteksi tanaman terhadap cekaman, seperti salinitas tanah, atau senyawa beracun.

              Namun demikian, salah satu mekanisme yang paling penting adalah kemampuan Azospirillum menghasilkan fitohormon dan ZPT lainnya. Salah satu mekanisme utama yang diusulkan untuk menjelaskan “hipotesis aditif” adalah terkait dengan kemampuan Azospirillum sp. menghasilkan senyawa-senyawa seperti fitohormon. Telah dikenal bahwa sekitar 80% bakteri yang diisolasi dari rhizosfer tanaman mampu memproduksi senyawa IAA. Kemudian, diusulkan bahwa Azospirillum sp. dapat memacu pertumbuhan tanaman melalui ekskresi fitohormon. Saat ini, kita tahu bahwa bakteri ini mampu menghasilkan senyawa-senyawa kimia seperti auksin, sitokinin, giberelin, etilen, dan ZPT lainnya seperti ABA, poliamin (spermidin, spermin, dan cadaverin) dan nitrat oksida.

Aplikasi Azospirillum Di Bidang Pertanian

              Aplikasi Azosprillum dibidang pertanian masih sangat terbatas. Di banyak Negara aplikasi Azospirillum masih dalam skala kecil .Namun demikian, di beberapa negara di Amerika Latin, Azospirillum telah mulai digunakan secara komersial dan dalam skala yang luas.

              Inokulum Azospirillum generasi pertama dalam skala kecil diintroduksi secara perlahan kepada pasar pertanian.Faktor utama yang menghalangi introduksi Azospirillum dalam skala besar adalah hasil yang tidak konsisten dan tidak dapat diprediksi. Kelemahan ini telah diketahui sejak awal dari aplikasi Azospirillum dan menyurutkan minat dari pengguna komersial.Dua puluh tahun evaluasi dari data percobaan lapangan menunjukkan bahwa 60 – 70 % dari seluruh percobaan berhasil dengan peningkatan hasil yang nyata, berkisar antara 5 sampai 30%.Faktor keberhasilan utama adalah aplikasi sel hidup secara hati-hati dan perawatan percobaan dengan benar.Sel-sel bakteri haruslah diambil dari fase eksponen, bukan dari inokulum pada fase stasioner.Walaupun, inokulasi lapangan belum menjadi area utama dari penelitian Azospirillum saat ini, beberapa percobaan lapangan dan rumah kaca akhir-akhir ini, khususnya pada sereal, sekali lagi menunjukkan potensial yang menjanjikan.

              Teknologi ini juga didasarkan pada produk Rhizobium yang diaplikasikan pada penyelubung benih dalam campuran dengan peat atau menggunakan bermacam formulasi larutan yang berbeda.Pada mulanya, hanya A. brasilense dipilih sebagai inokulan. Di Amerika Serikat, satu produk yang disebut Azo-GreenTM, yang diproduksi oleh perusahaan yang bernama Genesis Turfs Forages, direkomendasikan diberikan pada benih untuk meningkatkan perkecambahan, sistem akar, tahan kekeringan, dan kesehatan tanaman. Di Italia, Jerman, dan Belgia, produk lain yang mengandung campuran A. brasilense (strain Cd) dan A. lipoferum (strain Br17) diformulasikan dalam campuran vermikulit atau formula larutan. Nama komersialnya adalah Zea-NitTM dan diproduksi oleh Heligenetics dan mereka merekomendasikan pengurangan 30 – 40 % pupuk N bagi tanaman. Di Prancis, AzoGreenTM lain digunakan pada jagung dengan kenaikan hasil 100%.

              Walaupun keuntungan dari inokulasi dengan Azospirillum sp. telah dijelaskan panjang lebar, upaya untuk mengisolasi strain baru dan mengevaluasi karakteristik terhadap pemacu pertumbuhan tanaman dalam lingkungan yang alami haruslah terus dilakukan untuk mendukung penggunaannya di bidang pertanian sebagai inokulan atau pupuk hayati.

II.5 Pupuk Hayati dalam Bidang Kehutanan

              Berikut adalah beberapa pupuk hayati yang sering digunakan dalam bidang kehutanan.

Ø  M-DeC

              Mikroba perombak merupakan salah satu pupuk hayati yang dapat membantu mempercepat proses pengomposan bahan organik menjadi pupuk organik yang siap diberikan untuk tanaman. M-Dec: merupakan inokulan perombak bahan organik yang mengandung, Trichoderma, sp, Aspergillus sp, dan Trametes sp Manfaat: Mempercepat proses pengomposan sisa-sisa tanaman pertanian (jerami, seresah jagung), perkebunan (tandan kosong kelapa sawit, blotong), dan hortikultura (sampah sayuran), sampah perkotaan (kertas, daun sisa tanaman, potongan rumput), kotoran hewan, sehingga dapat segera menjadikannya bahan organik tanah yang berfungsi menyimpan dan melepaskan hara di sekitar tanaman. Keunggulan: Lama pengomposan dengan M-Dec 2 (dua) minggu untuk menghasilkan kompos yang sudah matang mengurangi imobilisasi hara, alelopati, penyakit, larva insek, biji gulma, volume bahan buangan, dan masalah lingkungan.

Ø  Nodulin

              Untuk meningkatan produktivitas kacang-kacangan diperlukan inokulan bintil akar yang dapat mperbanyak bintil akar dan perkaran tanaman melalui formulasi bahan pembawa alami.

Nudulin: Inokulan bintil akar plus untuk tanaman kacang-kacangan, mengandung Rhizobium sp, Azospirilum dan Bacillus sp. Manfaat: 1) mengandung bakteri bintil akar tanaman kacang-kacangan, yaitu adanya bakteri pelarut fosfat yang berfungsi ganda menyediakan P dan K bagi tanaman dan rizobakteria pemacu tumbuh tanaman, sehingga dapat menghemat pupuk N hingga 100%, dan pupuk P dan K dapat dihemat hingga 50%, 2) merupakan mixed microbial fertilizer asal rizosfir Indonesia. Keunggulan: Nodulin diproses dengan teknologi pengendalian mutu yang ketat sehingga menjamin keunggulan produk, dan didistribusi dengan sistim terpadu agar mutu tetap terjamin unggul di lapangan/petani.

Ø  BioNutrient

              Untuk meningkatkan kualitas pupuk organik dan efisiensi pemupukan diperlukan inokulan penyubur dan penyedia hara bagi tanaman. BioNutrient: merupakan inokulan penyubur tanah dan penyedia hara, untuk tanaman pangan, hortukultura dan perkebunan. Manfaat: Meningkatkan aktivitas mikroba dalam tanah, kesuburan dan kesehatan tanah mendukung produktivitas tanah yang berkelanjutan. Keunggulan: 1) BioNPK (biological nitrogen-phosphorus-potassium fertilizer) mengandung bakteri penambat N2 , pelarut P dan penyedia K, serta penghasil auksin pemacu tumbuh untuk memperkuat dan memperbanyak perakaran, 2) Meningkatkan efisiensi pemupukan N, P, dan K pada tanaman pangan hingga 50% dari dosis rekomendasi, 3) Dapat digunakan untuk meningkatkan kualitas pupuk organik, dan 4) Diproses dengan teknologi maju melalui teknik aseptis mutakhir dan sistem pengendalian mutu yang menjamin keunggulan produk sampai ditingkat pengguna.

Ø  DSA (Dekomposer Super Aktif)

              Dekomposer Super Aktif yang mengandung Trichodermasp  10.20. x 107 propagul/m, Aspergillussp  1,0. x 107 propagul/ml, Trametessp   2,0. x 107 propagul/ml. DSA cocok untuk mempertahankan keunggulan mikroba, mutu terjamin diproses dengan teknologi maju. Mempunyai daya adaftas yang luas. Dapat menghasilkan Zat Pemacu Tumbuh (ZPT) Mampu menghambat/mengurangi penyebaran patogen tanah, dan waktu proses pengomposanya lebih cepat (selama 3 hari).

              DSA merupakan mixed microbial dekomposer untuk meningkatkan efisiensi perombakan bahan organik dan menunjang keberlanjutan produkrivitas tanah, mempercepat waktu proses pengomposan,

Ø  Tithoganic

              Tithoganic merupakan pupuk kandang yang diperkaya dengan bahan mineral dan bahan hijauan Tithonia diversifolia, yang mempunyai kadar hara N, P dan K tinggi. Tithoganic mampu mengefisienkan dosis pupuk organik sampai 50% dengan efek  yang sama,  serta dapat mengurangi penggunaan pupuk an-organik 30%. Kegunaannya adalah Memperbaiki sifat fisik, kimia dan biologi tanah. Menyediakan unsur hara makro N, P,  K, Ca, Mg dan S dan unsur hara mikro Cu, Zn, Mn dan Fe serta hormon tumbuh tanaman.

Ø  Biochar SP 50

              Biochar SP 50 adalah formula pembenah tanah berbahan baku organik berupa biochar atau lebih dikenal sebagai arang yang merupakan hasil konversi dari limbah pertanian yang sulit didekomposisi melalui pembakaran. Keunggulan biochar dapat mengurangi laju emisi CO2, menciptakan habitat yang baik untuk mikroorganisma simbiotik karena mampu menciptakan lingkungan yang bersifat netral khususnya pada tanah-tanah masam serta, bentuknya yang stabil dalam tanah sehingga mampu bertahan dalam waktu yang lama dan berfungsi sebagai cadangan karbon. Kegunaan mampu mempercepat proses pemulihan tanah terdegradasi terutama dalam peningkatan pH, kemampuan memegang air (retensi air), meretensi hara, meningkatkan karbon total tanah (karbon sink) dan KTK tanah.

Ø  Jerandi Super

              Pupuk majemuk yang mengandung lebih dari satu unsu rhara diasumsikan lebih efisien karena mengandung beberapa unsur hara seperti N, P, K, Ca, Mg dan S dan unsur mikro yang memenuhi prinsip keseimbangan hara, kelarutan haranya terkendali dan lebihe konomis. Lebih efektif dan efisien karena komposisi hara disesuaikan dengan kebutuhan tanaman dan karakteristik tanah.Dengan bentuk batangan maka aplikasinya lebih mudah dan lebih praktis.Jerandi Super merupakan pupuk majemuk lengkap khusus diformulasikan berdasarkan kebutuhan hara dan rekomendasi pemupukan untuk tanaman jeruk, sifat-sifat tanah dan kandungan hara daun jeruk.

Ø  Pugam

              Pugam adalah pupuk khusus untuk lahan gambut yang berbahan baku terak baja. Pugam bisa menekan emisi GRK mencapai 47% dgn kematanagn hemik 59% pada gambut saprik, mampu menghemat pemupukan hanya 650kg/ha untuk tanaman jagung, kacang dan padi. Kegunaannya adalah Untuk memperbaiki media perakaran tanaman, memperkuat batang padi serealia, tebu sehingga lebih tahan terhadap penyakit dan lodging, serta mampu menekan emisi GRK, Meningkatkan Unsur pH tanah, menyediakan unsur hara slow release dan memiliki efek residu panjang.

Ø  Beta

              Beta merupakan formula pembenah tanah berbahan dasar organik dan mineral yang telah terbukti dapat mempercepat proses rehabilitasi (pemulihan) tanah terdegradasi. Manfaat Beta adalah memperbaiki sifat-sifat tanah, terutama struktur tanah, kemampuan tanah untuk memegang atau menjerap air, status bahan organik tanah, KTK (kapasitas tukar kation) dan pH tanah. Perbaikan sifat-sifat tanah tersebut akan berdampak terhadap peningkatan produktivitas tanah.

II.6  Keunggulan Bioteknologi Pupuk Hayati  

              Pupuk hayati merupakan salah satu bahan yang sangat penting dalam upaya memperbaiki kesuburan tanah.  Penggunaan pupuk hayati tidak akan meninggalkan residu pada hasil tanaman sehingga aman bagi kesehatan manusia. Selain itu penggunaan pupuk hayati diharapkan dapat meningkatkan kesehatan tanah, memacu pertumbuhan tanaman dan meningkatkan produksi tanaman.

              Berikut adalah beberapa keunggula dari pupuk hayati.

Ø  Meyuburkan tanah

              Pupuk hayati mengandung mikroorganisme yang dapat mendegradasi bahan organik sehingga mampu menyediakan unsur hara yang dapat diserap tanaman dan menghasilkan enzim alami dan vitamin yang bermanfaat untuk meningkatkan kesuburan tanah.

Ø  Meningkatkan aktivitas mikroorganisme tanah

              Pupuk hayati mengandung mikroorganisme lokal (indegenous) unggul. Setiap aplikasi pupuk hayati akan meningkatkan populasi dan aktivitas mikroorganisme ‘baik’ dalam tanah. Mikroorganisme aktif yang terkandung dalam pupuk hayati mampu mensuplai Nitrogen untuk tanaman, melarutkan  senyawa Phosfat (P) dan melepaskan senyawa Kalium (K)  dari ikatan koloid tanah, mengurai residu kimia dan mengikat logam berat, menghasilkan zat pemacu tumbuh alami (Giberellin, Sitokinin, Asam Indol Asestat), menghasilkan asam amino, enzim alami dan vitamin serta menghasilkan zat patogen sebagai pestisida hayati. Mikroorganime yang ditambahkan dalam tanah dapat membantu proses penggemburan tanah dan mengubah zat menjadi bentuk yang dapat diserap oleh tanaman.

              Penggunaan pupuk hayati dapat meningkatkan simbiosis mutualisme antara tanaman dan mikroorganisme yang menguntungkan.Semakin sering mengaplikasikan pupuk hayati ke tanah menyebabkan tanah makin subur dan menyebabkan pemupukan menjadi hemat.

Ø  Meningkatkan daya serap tanah terhadap air

              Penggunaan pupuk hayati secara tepat akan menyebabkan tanah menjadi gembur. Tanah yang gembur akan memiliki pori-pori lebih banyak guna menyalur dan menyimpan air tanah untuk kebutuhan tanaman. Pada saat musim kemarau, tanah mampu menyediakan air.Sementara pada musim hujan, tanah mampu menahan air sehingga resiko erosi dan banjir dapat dikurangi.

Ø  Menyediakan hara mineral bagi tanaman

              Pupuk hayati mengandung unsur hara alami berimbang yang dibutuhkan oleh mikroba tanah dan tanaman.Pupuk hayati mengandung mikroorganisme unggul yang memiliki kemampuan untuk mengubah unsur hara yang tidak dapat diserap tanaman menjadi unsur hara yang tersedia untuk tanaman.

Ø  Meningkatkan kualitas dan kuantitas produksi pertanian

              Penggunaan pupuk hayati dengan segala kemampuan dan kelebihan yang dimiliki oleh mikroorganisme yang dikandungnya dapat meningkatkan kualitas dan kuantitas produksi tanaman pertanian sekaligus menghemat biaya produksi.

Ø  Meningkatkan daya tahan tanaman

              Kandungan hormon tumbuh alami dalam pupuk hayati dapat meningkatkan daya tahan tanaman terhadap serangan penyakit dan hama. Kehadiran jamur Trichoderma dan Aspergillus mampu mengatasi beberapa jenis serangga hama dan patogen penyebab busuk akar.

Ø  Menghasilkan produk sehat dan ramah lingkungan

              Pupuk hayati diproduksi menggunakan bahan baku alami yang diproses secara modern sehingga tidak meninggalkan residu kimia pada tanaman dan aman untuk dikonsumsi. Produk yang dihasilkan dari lahan yang diaplikasikan dengan pupuk hayati lebih sehat, enak dan segar karena bebas residu kimia dan tidak berbahaya buat dikonsumsi. Produk sayuran yang diproduksi menggunakan pupuk hayati EvaGROW biasanya lebih tahan lama jika disimpan pada suhu ruang maupun di dalam suhu dingin.Aplikasi pupuk hayati secara kontinu tidak menimbulkan pencemaran lingkungan dan aman buat petani yang mengaplikasikannya.

Ø  Menghemat Biaya

              Penggunaan pupuk  dan pestisida kimia pada lahan pertanian bukan saja menyebabkan kerusakan pada tanah, tapi dapat menambah beban produksi, karena mahalnya pupuk dan pestisida kimia. Penggunaan pupuk hayati dan memadukannya dengan pupuk dasar kompos/ pupuk organik membuat biaya yang dikeluarkan petani lebih kecil.

              Penggunaan pupuk hayati dapat mengurangi bahkan menghilangkan penggunaan pupuk kimia (Urea, NPK, TSP dan lain-lain). Pada aplikasi pertanian organik, pupuk kimia tidak digunakan sama sekali, sehingga dapat menghemat biaya. Di samping itu penggunaan pestisida kimia harus ditiadakan, sehingga beban petani untuk pengadaan pupuk dan pestisida kimia dapat dikurangi hingga 100%.

BAB III

PENUTUP

Kesimpulan

              Pupuk hayati adalah pupuk yang mengandung mikroorganisme hidup yang ketika diterapkan pada benih, permukaan tanaman, atau tanah, akan mendiami rizosfer atau bagian dalam dari tanaman dan mendorong pertumbuhan dengan meningkatkan pasokan nutrisi utama dari tanaman.

              Sejarah penggunaan pupuk pada dasarnya merupakan bagian daripada sejarah pertanian maupun kehutanan.Penggunaan pupuk diperkirakan sudah mulai pada permulaan dari manusia mengenal bercocok tanam >5.000 tahun yang lalu.Bentuk primitif dari pemupukan untuk memperbaiki kesuburan Pupuk Hayati tanah terdapat pada kebudayaan tua manusia di negeri-negeri yang terletak di daerah aliran sungai-sungai Nil, Euphrat, Indus, di Cina, Amerika Latin, dan sebagainya (Honcamp, 1931).Lahan-lahan pertanian yang terletak di sekitar aliran-aliran sungai tersebut sangat subur karena menerima endapan lumpur yang kaya hara melalui banjir yang terjadi setiap tahun.

              Berikut adalah beberapa keunggulan dari pupuk hayati .

o    Menyeburkan tanah

o    Meningkatkan aktivitas mikroorganisme tanah

o    Meningkatkan daya serap tanah terhadap air

o    Menyediakan hara mineral bagi tanaman

o    Meningkatkan kualitas dan kuantitas produksi pertanian

o    Meningkatkan daya tahan tanaman

o    Menghasilkan produk sehat dan ramah lingkungan

o    Menghemat Biaya

Saran

Agar lebih memahami materi ini, mungkin dengan cara praktek membuat produk bioteknologi pupuk hayati dapat dilakukan.         Untuk lebih mengenal produk dari bioteknologi, bisa dilakukan dengan cara mendata beberapa produk bioteknologi pupuk hayati. Apabila masih belum memahami sepenuhnya, carilah referensi artikel maupun internet.