Oleh: jeber | Maret 5, 2010

MIKROORGANISME PENAMBAT N ANABAENA AZOLLAE YANG BERSIMBIOSIS DENGAN GANGGANG HIJAU BIRU AZOLLAE

Di kawasan Timur, selatan dan Tenggara asia termasuk Indonesia di mana banyak diusahakan padi sawah, salah satu masalah yang dihadapi adalah kesuburan lahan yang berkelanjutan. Hal ini sangat penting karena saat sekarang yang dipacu adalh produksi yang semakin tinggi dari satu jenis tanaman yaitu padi sawah, dengan target kenaikan produksi untuk setiap tahun. Justru pada lahan sawah di kawasan tersebut, bahan organik tanah dan tingkat nitrogen acapkali terbatas. Untuk mengatasi hal ini dibutuhkan sumber nitrogen alternatif sebagai suplemen pupuk kimia. Sumber nitrogen alternatif ini adalah pupuk hijau. Salah satu sumber N altternatif yang cocok untuk padi sawah adalah Azolla.
Azolla adalah paku air mini ukuran 3-4 cm yang bersimbiosis dengan Cyanobacteria pemfiksasi N2. Simbiosis ini menyebabkan azolla mempunyai kualitas nutrisi yang baik. Azolla sudah berabad-abad digunakan di Cina dan Vietnam sebagai sumber N bagi padi sawah. Azolla tumbuh secara alami di Asia, Amerika, dan Eropa.
Azolla mempunyai beberapa spesies, antara lain Azolla caroliniana, Azolla filiculoides, Azolla mexicana, Azolla microphylla, Azolla nilotica, Azolla pinnata var. pinnata, Azolla pinnata var. imbricata, Azoll rubra.

Anabaena adalah genus cyanobakteria filamentous atau ganggang hijau-biru,ditemukan sebagai plankton. Anabaena diketahui berperan dalam menfiksasi nitrogen, dan Anabaena membentuk hubungan simbiosis dengan tanaman tertentu seperti pakupakuan. terdapat satu dari 4 genera dari cyanobacteria yang menghasilkan neurotoxin,yang membahayakan margasatwa lokal seperti halnya hewan ternak dan hewan peliharaan. Spesies tertentu dari Anabaena telah digunakan dalam pertanaman padi sawah, sebagai penyedia pupuk alami yang efektif.

3. 2  Taksonomi Anabaena

Kingdom                              : Eubacteria

Phylum                                  : Cyanobacteria

Order                                    : Nostocales

British distribution           : Evidently widespread.

World distribution           : Widespread.

Anabaena memiliki heterocysts dan juga berkembang akinetes (dinding sel tebal yang istirahat (dorman) yang dapat bertahan dalam endapan/sedimen selama beberapa tahun. Kadang-kadang trichoma berkumpul dalam getah (musilage), tetapi trichoma tidak secara jelas menegaskan koloni mucilainous terlihar relatif dekat , Nostoc.

Beberapa Species yang diketahui adalah sebagai berikut :

1. Anabaena aequalis

2. Anabaena affinis

3. Anabaena angstumalis

  • Anabaena angstumalis
    • Anabaena angstumalis marchica

4. Anabaena aphanizomendoides

o Anabaena macrospora

o Anabaena macrospora robusta

5. Anabaena azollae

6. Anabaena bornetiana

7. Anabaena catenula

8. Anabaena circinalis

9. Anabaena confervoides

10. Anabaena constricta

11. Anabaena cycadeae

o Anabaena spiroides crassa

o Anabaena spiroides spiroides

12. Anabaena cylindrica

13. Anabaena echinispora

14. Anabaena felisii

15. Anabaena flosaquae

o Anabaena flosaquae flosaquae

o Anabaena flosaquae minor

o Anabaena flosaquae treleasei

16. Anabaena helicoidea

17. Anabaena inaequalis

18. Anabaena lapponica

19 Anabaena laxa

20. Anabaena lemmermannii

21. Anabaena levanderi

22. Anabaena limnetica

23. Anabaena macrospora

24. Anabaena monticulosa

25. Anabaena oscillarioides

26. Anabaena planctonica

27. Anabaena raciborskii

28. Anabaena scheremetievi

29. Anabaena sphaerica

30. Anabaena spiroides

31. Anabaena subcylindrica

32. Anabaena torulosa

33. Anabaena unispora

34. Anabaena variabilis

35. Anabaena verrucosa

36 Anabaena viguieri

37. Anabaena wisconsinense

38. Anabaena zierlingii


3.3 Ekologi Anabaena

Anabaena memiliki kemampuan untuk memfiksasi nitrogen dan dapat kita tersebar luas di dalam air dan juga tanah yang lembab/basah. Spesies tertentu bersimbiosis dengan tanaman tingkat tinggi, seperti Anabaena azollae dalam spesies Azolla (paku air). Beberapa spesies telah berhasil digunakan dalam menyediakan oksigen pada pertanaman padi sawah, penambahannya Sekitar 40 kg nitrogen per hektar per tahun.

Penggunaan Azolla memberikan level tertinggi dari fiksasi nitrogen , dilaporkan sekitar 120 – 310 kg per hektar per tahun (Fay, 1983 dikutip oleh van den Hoek et al., 1995). Seperti halnya cyanobacteria tertentu lainnya, Anabaena juga dapat mengakibatkan kumpulan toksik/racun dalam air. Strains A. flos-aquae menghasilkan racun neuromuscular, anatoxins, dan merupakan hal yang serius, kadang-kadang fatal, berbahaya terhadap peternakan/hewan piaraan meminum air ayng terinfeksi.

3. 4 Fiksasi Nitrogen oleh Alga Hijau-Biru

Interaksi antara simbiosis Anabaena-Azzola berbeda antara berbeda dengan interaksi antara bakteri pembentuk nodula dari tanaman leguminosa. Sangat sedikit yang diketahui cara bagaimana Anabaena dan Azolla mengenal satu sama lain. Anabaena masuk ke dalam jaringan pakis/paku-pakuan melalui ujung titik tumbuh. Fiksasi nitrogen berlangsung dalam sel khusus, yaitu heterocysts. Sel penetrasi Anabaena sangat kecil, heterocysts tidak berkembang sebelum Anabaena telah berkolonisasi dalam jaringan paku-pakuan dan diam dalam cistern intraseluler(H. D.HILL, 1977).

Azolla pada umumnya bayak ditemukan di sawah Asia Tenggara dimana sejumlah besar nitrogen diikat oleh jenis alga ini yang sangat bermanfaat bagi tanaman padi. Simbiosis dan spesies Anabaena yang hidup bebas – seperti alga hijau-biru, juga berhadapan dengan masalah melindungi dirinya melawa oksigen. Proses metabolisme merupakan proses pengambilan surplus oksigen yang ada, dengan kata lain, heterocysts dikelilingi baketria . Berbeda dengan sel vegetatif, heterocysts aktif tertutup oleh lapisan polisakarida yang nampaknya menyediakan nutrisi bagi bakteria. Aktivitas metabolisme baketria mengkonsumsi oksigen lagi, hingga taraf terendah oksigen disekitar heterocysts.

Di bawah kondisi yang terbatas, sel vegetatif berdiferensiasi menjadi heterocysts . heterocysts merupakan sel yang berada di bagian ujung (terminal) yang dikhususkan dalam proses fikasi nitrogen. Interior dari sel ini berupa mikrooxic sebagai akibat dari peningkatan respirasi, tidak aktifnya pembentukan O2 dalam fotosistem II, bentuk/formasi dari penebalan diluar dinding sel. Nitrogenase mengubah dinitrogen menjadi ammonium pada pengeluaran ATP dan keduanya merupakan reduktan yang dihasilkan melalui metabolisme karbohidrat, sebuah proses tambahan, dalam cahaya melalui aktivitas fotosistem (PS) I . Sebagai imbalannya, nitrogen difiksasi dalam heterocysts bergerak ke dalam sel vegetatif , bagian akhir dalam paembentukan asam amino.

Filamentous cyanobacteria (Anabaena azollae) dari rongga dalam daun paku air ubiquitous (Azolla filiculoides) . Yang besar, sel berbentuk aval adalah heterocysts (panah merah), tempat/lokasi fiksasi nitrogen dimana nitrogen atmosfer (N2) dikonversi ke dalam ammonia (NH3). Nodula yang berhubungan dengan kutub (nodula polar) dapat dilihat dalam beberapa heterocysts. Paku air bermanfaat bagi bakterial sebagai patner/inang melalui suplai nitrogen yang dapat digunakan. . Strukture selular dari bakteria ini telah berubah sangat kecil pada seribu juta tahun yang lalu. (http://www.bioimages.org.uk)

Fiksasi nitrogen keahlian dari prokariotik yang luar biasa dimana gas nitrogen atmosfer merupakan (N2) dikombinasikan dengan kedalam bentuk ammonia (NH3). Proses vital ini mendekati proses nitrifikasi (pembentukan amonia dari pemecahan protein) menjadikan nitrogen tersedia untuk tanaman autotrofik dan untuk semua anggota ekosistem. Meskipun Azolla dapat menyerap nitrat dari air, azolla juga dapat menyerap ammonia yang dikeluarkan anabaena dalam lubang/rongga daun.

Studi baru-baru ini menunjukkan tempat sebenarnya terjadi fiksasi nitrogen dalam dinding tebal heterocysts. Sebagai heterocysts dewasa , membran fotosintetik (membran thylakoid) menjadi berubah bentuk atau reticulate bandingkan dengan sel fotosintetik dari Anabaena, dan sel menjadi non fotosintetik (dan tidak memproduksi oksigen). Kenyataan ini penting terutama fiksasi nitrogen memerlukan enzim esensial nitrogenase, dan aktivitas nitrogenase menghambat kehadiran oksigen.

Gambar 12. Azolla dan Anabaena

http://www.botany .Hawaii.edu

\

Penelitian Azolla (Anabaena Azolae)

Kemampuan azolla sebagai sumber penyumbang N. Suatu penelitian internasional di mana Indonesia (Batan) ikut terlibat yang diseponsori oleh Badan Tenaga Atom Internasional (IAEA-Wina) menggunakan 15N menunjuk-kan bahwa Azolla yang bersimbiosis dengan Anabaena azollae dapat memfiksasi N2-udara dari 70 – 90%. N2-fiksasi yang terakumulasi

ini yang dapat digunakan sebagai sumber N bagi padi sawah.
Dari beberapa penelitian diperoleh bahwa laju pertum-buhan Azolla adalah 0,355 – 0,390 gram per hari (di laboratorium) dan 0,144 – 0,860 gram per hari (di lapang). Pada umumnya biomassa Azolla maksimum tercapai setelah 14 –28 hari setelah inokulasi. Dari hasil penelitian Batan diketahui bahwa dengan menginoku-lasikan 200 g Azolla segar per m2 maka setelah 3 minggu, Azolla tersebut akan menutupi seluruh permukaan lahan tempat Azolla tersebut ditumbuhkan. Dalam keadaan ini dapat dihasilkan 30 – 45 kg N/ha berarti sama dengan 100 kg urea. Ditemukan juga bahwa Azolla tumbuh kembang lebih baik pada musim penghujan daripada musim kemarau.
Selain menjadi sumber N yang dapat mengganti pupuk urea sampai 100 kg, keberadaan simbiosis antara mikroorganisme anabaena azolla dan azolla pinnata adalah sebagai akan ternak/hijauan, pakan ikan, terutama ayam dan itik, menekan pertumbuhan gulma, tanaman hias, dan juga sebagai kontrol terhadap perkembangan nyamuk

3.5 Hasil penelitian di Batan
Lapisan Azolla di atas permukaan lahan sawah dapat menghemat penggunaan urea sebesar 50 kg urea/ha, kadangkala bila musim sangat baik Azolla dapat menghemat sampai dengan 100 kg urea/ha.
Aplikasi Azolla untuk menghemat penggunaan pupuk buatan.

Lokasi : Pusakanegara (Pantura)

Perlakuan                                                                            Produksi padi sawah (ton ha-1)

1. Lapisan Azolla + 50 kg urea                                      5

2. Lapisan Azolla + 100 kg urea                                    6

3. Lapisan Azolla + 150 kg urea                                    6,5

4. Tanpa lapisan Azolla + 150 kg urea                       6
Kesimpulan: Optimal pada perlakuan No.2, menghemat 50 kg urea per ha.

About these ads

Responses

  1. sudah bossss…
    nice juga..salam kenal dari bandung!

  2. apa?


Berikan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

Kategori

Ikuti

Get every new post delivered to your Inbox.

%d blogger menyukai ini: