TINJAUAN PUSTAKA Bakteri Tanah Bakteri merupakan organisme tanah yang paling banyak populasinya di dalam tanah. Bentuk bakteri beragam antara lain bulat (cocci), batang (bacilli), dan spiral. Bakteri juga dapat bersifat pleomorphic yaitu tidak memiliki bentuk yang tetap. Ciri khas bakteri yaitu berdiameter 0,15 4,0 µm, panjang 0,2 50 µm dan mempunyai volume 0,1 5,0 µm 3 (1 ml atau 1 cm 3 mengandung 10 12 µm 3 ). Ukuran bakteri tergantung pertumbuhan sel sedangkan kecepatan metabolisme berbanding terbalik dengan ukuran bakteri. Bakteri yang berukuran kecil memiliki metabolisme yang tinggi dan sebaliknya (Coyne, 1999). Bakteri dapat hidup dimana saja dibandingkan kebanyakan organisme lain karena keanekaragaman sistem metabolisme bakteri. Menghitung jumlah bakteri di tanah sangat sulit karena tidak ada media kultur tunggal yang memadai untuk semua grup. Sekitar 10 8 sampai 10 10 bakteri per gram dari tanah yang dapat dilihat secara langsung. Jumlah bakteri lebih tinggi pada lahan budidaya dibandingkan tanah yang belum ditanami, pada tanah dengan suhu tinggi dibandingkan tanah dengan suhu rendah dan begitu juga pada tanah yang lembab dibandingkan tanah yang kering. Rata-rata berat sel bakteri hanya 1 x 10-12 g (0,001 ng). Meskipun banyak, bakteri mewakili kurang dari 10% biomasa di tanah, sekitar 300 sampai 3000 kg per hektar tergantung pada lingkungannya (Coyne, 1999). Populasi bakteri yang paling banyak dijumpai di dalam tanah adalah dari famili Corynebacteriaceae yang jumlahnya mencapai sekitar 65% dari total populasi bakteri yang terdapat di dalam tanah. Tempat kedua diduduki oleh Bacillus yang populasinya mencapai 25% dari total populasi bakteri tanah.
Sedangkan yang 10% ditempati oleh jenis-jenis Agrobacterium, Azotobacter, Nitrosomonas, Nitrobacter, Rhizobium, Pseudomonas, Achromobacter, Clostridium, dan Sprilum (Hanafiah et al., 2009). Menurut Fitter et al (1985) tingkat pertumbuhan bakteri di rizosfer atau permukaan akar cepat hanya untuk beberapa hari pertama. Penurunan tingkat pertumbuhan bisa disebabkan baik kekurangan zat atau kematian yang disebabkan makrofauna. Azotobacter spp. Genus Azotobacter berbentuk batang atau bulat, terkadang hampir menyerupai ragi, tidak memiliki endospora dan mampu mengikat nitrogen di atmosfir ketika karbohidrat atau sumber energi lainnya tersedia. Tumbuh baik pada media yang kekurangan nitrogen (Breed et al., 1957). Azotobacter memiliki sel-sel yang besar dengan diameter 2 4 µm atau lebih. Mempunyai kemampuan mengubah bentuk dan ukuran sel. Beberapa strain bergerak dengan flagel. Ketika mengikat nitrogen pada media yang mengandung karbohidrat, bakteri ini membentuk kapsul yang luas atau lapisan yang tipis. Azotobacter merupakan bakteri aerob obligat, memiliki enzim nitrogenase yang mengkatalis nitrogen dan mampu tumbuh pada kondisi karbohidrat yang tinggi, alkohol, dan asam organik (Madigan et al., 2009). Azotobacter merupakan bakteri aerob yang memiliki tingkat respirasi tinggi, dan pengikat nitrogen yang paling intensif diselidiki. Bakteri ini menggunakan beberapa senyawa nitrogen, ammonia, nitrat, nitrit, urea dan molekul yang mengandung nitrogen organik. Ketika strain Azotobacter menggunakan nitrogen dari udara, nitrogen yang didapat melebihi 1 mg nitrogen
per mililiter dari media kultur. Efisiensinya diukur dari nitrogen yang difiksasi per satuan dekomposisi gula, cukup rendah, sekitar 5 sampai 20 mg nitrogen difiksasi per gram gula teroksidasi, namun terkadang dapat melebihi 30 mg. Kepadatan Azotobacter biasanya bervariasi dari nol sampai beberapa ribu per gram, dan jarang ditemukan jumlah yang melebihi 10 3 per gram dan bakteri ini banyak ditemukan pada daerah tropis (Alexander, 1977). Berdasarkan percobaan Dachlan et al (2012) konsentrasi Azotobacter sp. secara tunggal berpengaruh sangat nyata terhadap berat gabah berisi permalai. Pemberian Azotobacter sp 50 L ha -1 memperlihatkan berat gabah berisi per malai sebesar 2,21 g berbeda nyata dengan tanpa pemberian Azotobacter sebesar 1,63 g. Ini menunjukkan peningkatan populasi mikroba berkorelasi positif dengan aktivitas fiksasi N 2 di daerah perakaran. Populasi Azotobacter pada daerah perakaran tanaman jati umur 35 tahun sebesar 15,3 x 10 4 / g tanah dan setelah 6 bulan mengalami peningkatan menjadi 20 x 10 4 / g tanah (Dagba et al., 2011) Bacillus spp. Genus Bacillus memiliki sel yang berbentuk batang dan mampu menghasilkan endospora. Bergerak menggunakan flagel atau tidak bergerak sama sekali, beberapa spesies merupakan gram variabel atau gram negatif. Biasanya protein terurai dengan produksi amonia. Karbohidrat umumnya difermentasi dan beberapa menghasilkan gas. Bersifat aerob atau anaerob fakultatif dan katalase positif. Suhu maksimum untuk bertumbuh sangat bervariasi, tidak hanya antar spesies tetapi antar strain dari spesies yang sama (Breed et al., 1957). Jumlah spesies Bacillus terbesar terdapat di dalam tanah, dan beberapa strains sudah diisolasi dari gurun pasir dan daerah kutub. Secara umum, tanah
yang mengandung bahan organik rendah dan terbatasnya flora didominasi oleh B. subtilis, B. licheniformis, dan B. cereus. Berbagai spesies Bacillus dapat tumbuh pada ph 10 atau diatasnya (Harwood, 1989). Aktivitas antibiotik dan sporulasi Bacillus ditemukan pada kondisi ph 7,5 glukosa 3 % dan 0,3 % nitrogen. Alexander (1977) menjelaskan jumlah Bacillus umumnya cukup tinggi, bervariasi sekitar 10 6 sampai 10 7 atau lebih per gram. Menurut Ali dan Rante (2011) jumlah mikrobia yang terdapat pada sampel tanah rizosfer tanaman gingseng jawa menunjukkan bahwa ada 10,91 (106 cfu/g tanah) dan bakteri Bacillus sp. mendominasi populasi kelompok bakteri tersebut Lactobacillus spp. Secara morfologi, genus Lactobacillus berbentuk batang, tipis dan panjang, gram positif. Hampir semua bakteri ini tidak bergerak. Genus Lactobacillus merupakan bakteri aerofilik atau anaerob, namun ada beberapa strains yang dapat berkembang dengan kehadiran udara. Bakteri ini membutuhkan asam amino bervariasi, antara 2 sampai 15, piridoksin, tiamin, riboflavin, biotin, asam folat, dan asam nikotinat (Burrows et al., 1959). Lactobacillus jarang memproduksi pigmen. Pigmen yang dihasilkan berwarna kuning atau orange hingga kuning tua atau merah bata (Breed et al., 1957). Lactobacillus biasanya lebih resistan pada kondisi asam dibandingkan dengan bakteri asam laktat lainnya, dan mampu tumbuh baik pada ph dibawah 4. Karena hal ini, mereka dapat menjadi selektif saat diisolasi dari tanah dengan media asam yang kaya akan karbohidrat (Madigan et al., 2009). Menurut Hardiningsih et al (2005) Lactobacillus yang diberi perlakuan ph rendah (ph 2, ph 2,5 dan ph 3) mampu mempertahankan hidupnya dengan
kerapatan optimal rata-rata antara 0,66-0,71. Berdasarkan percobaan Oyeyiola et al (2013) persentasi frekuensi dari kehadiran bakteri Lactobacillus plantarum pada rhizosphere, rhizosplane, dan non rhizosphere berturut-turut sekitar 2,6%, 0%, 10% pada tanaman Okra berumur 1 minggu, sedangkan pada tanaman Okra berumur 8 minggu sekitar 1,9%, 6,0%, 0%. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Populasi Bakteri Sebagian besar spesies dari bakteri tumbuh baik pada media yang netral, dan umumnya media dikomposisikan dengan ph yang mendekati 7 setelah sterilisasi. Spesies saprofit biasanya menunjukkan toleransi yang lebih besar terhadap perubahan konsentrasi ion hidrogen dibandingkan dengan spesies patogenik. Beberapa spesies dari bakteri mampu tumbuh pada larutan seperti asam dengan ph 1 sedangkan yang lain mampu tumbuh pada media alkali dengan ph 13. Bakteri mampu mengubah konsentrasi ion hidrogen dari lingkungannya, ketika hasil dari respirasi mereka bersifat asam atau basa (Clifton, 1958). Kebutuhan oksigen mikroorganisme terbagi atas empat jenis yaitu obligat aerob, obligat anaerob, mikroaeropilik, dan fakultatif anaerob. Obligat berarti kebutuhan bakteri akan oksigen adalah mutlak, sedangkan fakultatif berarti kebutuhan bakteri akan oksigen tidak mutlak. Mikroorganisme fakultatif fleksibel, organisme ini mempunyai kemampuan memnyelesaikan proses tersebut atau memanfaatkan senyawa (Coyne, 1999). Suhu mengatur semua proses biologi, dan hal ini merupakan faktor penting bagi bakteri. Sebagian besar mikroorganisme merupakan mesofilik dengan suhu optima sekitar 25 hingga 35 o C dan kemampuan untuk tumbuh dari suhu sekitar 15 hingga 45 o C. Spesies tertentu berkembang baik pada suhu
dibawah 20 o C dan disebut psikrofilik. Termofilik merupakan organisme yang tumbuh pada suhu sekitar 45 hingga 65 o C dan beberapa obligat termofilik mampu memperbanyak diri dibawah 40 o C (Alexander, 1977). Bakteri autotrof membutuhkan amonia, nitrit, sulfur atau senyawanya, garam besi, hidrogen, atau bahan anorganik yang dapat dioksidasi bakteri. Bakteri autotrof. Umumnya, bakteri heterotrof mampu memperoleh energi dari oksidasi berbagai senyawa organik seperti karbohidrat, asam lemak, asam amino, alkohol (Clifton, 1958). Kelembaban mengatur aktivitas bakteri dengan 2 cara. Karena air merupakan komponen utama protoplasma, pasokan air yang cukup harus tersedia untuk perkembangan vegetatif. Namun, ketika kelembaban terlalu tinggi, proliferasi mikroba ditekan dengan kelimpahan air. Kerapatan bakteri maksimal ditemukan pada wilayah dengan kelembaban yang cukup tinggi, dan tingkat optimum aktivitas bakteri aerob terdapat pada 50 75 % kapasitas kelembaban tanah. Populasi bakteri pada beberapa jenis tanah sangat berkorelasi dengan kelembaban (Alexander, 1977). Pupuk NPK Komplit Pupuk NPK komplit merupakan gabungan dari tiga unsur yang menjadi penyeimbang kesuburan tanah yaitu kimia, fisika, biologi. Pupuk NPK komplit diformulasikan dengan konsep memadukan keunggulan bahan kimia, organik dan hayati ditambah bahan lain seperti humate acid (Amri dan Anggar, 2015). Bahan baku anorganik yang digunakan diantaranya adalah urea, amonium nitrat, ZA, TSP, SP-36, SSP, FMP, DAP, MAP, KCL, ZK, rock phosphate, kieserite, TE. Bahan baku organik yang digunakan diantaranya adalah rumput
laut, janjang kelapa sawit, ZK organik, guano, zeolit, dolomit, asam humik, enzim dan pupuk hayati yang digunakan adalah Azotobacter sp., Azospirillum sp., Bacillus sp., Aspergillus sp., Lactobacillus sp., Trichoderma sp., dan mikoriza (PT Satya Agrindo Perkasa, 2010). Keunggulan formula bahan pupuk NPK komplit yaitu memiliki unsur hara makro dan mikro lengkap, memiliki kapasitas tukar kation tinggi sehingga pupuk menjadi slow release dan mengurangi leaching, sumber energi bagi mikroba, memperbaiki struktur tanah, menjaga kelembaban tanah, kehadiran mikroba menyebabkan fiksasi N dari udara, menjaga dan mengendalikan penyakit ganoderma (PT Satya Agrindo Perkasa, 2010).