BIOTEKNOLOGI (IPA1651) MIKROBIOLOGI PERTANIAN DAN PETERNAKAN DISUSUN OLEH: PUTU NITA KUSUMA 1713071012 NI PUTU CINTYA RAHMAWATI 1713071014 NI LUH PUTU OKTIYANA RISTA AYUNI 1713071031 NI LUH PUTU ANDIKA 1713071045 KELAS 7B PROGRAM STUDI S1 PENDIDIKAN IPA JURUSAN FISIKA DAN PENGAJARAN IPA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA SINGARAJA 2020 KATA PENGANTAR Puji syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat dan karunia-Nya, penulis dapat menyelesaikan makalah Bioteknologi ini dengan judul Mikrobiologi Pertanian dan Peternakan tepat pada waktunya tanpa halangan yang berarti. Dengan selesainya makalah ini, tentu tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak yang telah memberikan masukan serta bimbingan kepada kami. Untuk itu kami mengucapkan terimakasih kepada: 1. Prof. Dr. Ida Bagus Putu Arnyana, M.Si dan Luh Mitha Priyanka, S.Pd., M.Pd. selaku dosen pengampu mata kuliah Bioteknologi. 2. Orang tua penulis yang telah memberikan dorongan moral maupun material, serta, 3. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, yang telah memberikan bantuan dan dukungan dalam menyelesaikan Makalah ini. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa makalah ini masih jauh dari kata sempurna, baik dari materi maupun lain sebagainya mengingat terbatasnya pengetahuan dan pengalaman penulis. Oleh karena itu, kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan guna untuk menyempurnakan makalah ini. Layaknya sebuah pepatah menyebutkan tiada gading yang tak retak. Singaraja, 20 November 2020 Penulis MIKROBIOLOGI PERTANIAN II DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL ...................................................................................... i KATA PENGANTAR .................................................................................... ii DAFTAR ISI ................................................................................................... iii DAFTAR TABEL .......................................................................................... vi BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ........................................................................................ 1 1.2 Rumusan Masalah ................................................................................... 1 1.3 Tujuan ..................................................................................................... 1 1.4 Manfaat ................................................................................................... 2 BAB II PEMBAHASAN 2.1 Bioteknologi Pertanian ........................................................................... 3 2.2 Peranan Mikroba dan Nutrisi Tumbuhan ............................................... 5 2.3 Bioteknologi Peternakan ......................................................................... 13 2.4 Peranan Mikroba dan Nutrisi Hewan ..................................................... 14 BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan ............................................................................................. 18 3.2 Saran ....................................................................................................... 19 DAFTAR PUSTAKA MIKROBIOLOGI PERTANIAN III DAFTAR TABEL Tabel 1. Jenis Bakteri yang Dapat Menambat N Secara Non Simbiosik ......... 8 MIKROBIOLOGI PERTANIAN IV BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Mikrobiologi adalah ilmu yang mempelajari mikroba. Mikrobiologi adalah salah satu cabang ilmu biologi yang didukung oleh ilmu kimia, fisika, dan biokimia. Mikroorganisme adalah kajian tentang makhluk hidup (organisme) yang berukuran sangat kecil untuk dapat dilihat dengan kasat mata. Mikroorganisme meliputi protozoa, algae (ganggang), fungi (jamur), lichenes, bakteri, dan virus. Keseluruhan mikroorganisme tersebut berpengaruh penting dalam bidang pertanian. Beberapa mikroorganisme dapat menyebabkan penyakit pada tanaman, walaupun demikian jumlahnya jauh lebih sedikit dibandingkan dengan mikroorganisme yang menguntungkan dalam artian berperan dalam memelihara dan meningkatkan kesehatan dan nutrisi tanaman. Mikroorganisme memiliki peranan kunci dalam menjaga, memulihkan, dan meningkatkan kualitas tanah serta memacu pertumbuhan tanaman. Di tanah banyak dijumpai mikroorganisme yang mampu menyediakan Nitrogen, Fosfor, Sulfur, dan unsur-unsur lainnya seperti Fe, Cu, Mn, dan zat pemacu tumbuh bagi tanaman. Terdapat pula mikroorganisme yang mampu menekan populasi, mikroorganisme penyebab penyakit, dan mikroorganisme yang mampu menghilangkan cemaran organik/anorganik. Selain pada bidang pertanian, mikobiologi juga diterapkan pada bidang peternakan. Sudah lazim diketahui bahwa peternakan sangat bergantung pada ketersediaan pakan. Berbagai teknologi telah diterapkan untuk mempertahankan ketersediaan pakan terutama pada musim kering yang panjang bagi ruminansia dan berguna untuk mengoptimumkan kinerja rumen pada hewan ruminansia. Salah satu teknologi yang diterapkan pada bidang nutrisi berupa pakan hewan adalah berupa probiotik. Peran mikoorganisme dalam bidang pertanian dan peternakan ini sangat penting untuk dikaji karena masyarakat Indonesia sebagian besar bergelut dengan dunia pertanian dan pemenuhan konsumsi berasal dari tumbuhan dan hewan. Sehingga pada tulisan ini dibahas mengenai mikroorganisme yang berperan dalam nutrisi tumbuhan dan hewan. 1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang yang telah dipaparkan diatas, rumusan masalah dalam makalah ini sebagai berikut. 1. Bagaimana penerapan bioteknologi pada bidang pertanian? 2. Bagaimana mikroorganisme yang berperan dalam nutrisi tumbuhan? 3. Bagaimana penerapan bioteknologi pada bidang peternakan? 4. Bagaimana mikroorganisme yang berperan dalam nutrisi hewan? 1.3 Tujuan Penulisan Berdasarkan rumusan masalah yang telah dipaparkan diatas, tujuan penulisan makalah ini sebagai berikut. MIKROBIOLOGI PERTANIAN 1 1. Menganalisis dan menjelaskan penerapan bioteknologi pada bidang pertanian. 2. Menganalisis dan menjelaskan mikroorganisme yang berperan dalam nutrisi tumbuhan. 3. Menganalisis dan menjelaskan penerapan bioteknologi pada bidang peternakan. 4. Menganalisis dan menjelaskan mikroorganisme yang berperan dalam nutrisi hewan. 1.4 Manfaat Penulisan 1. Bagi Dosen Pengampu Matakuliah Bioteknologi Dosen pengampu mata kuliah bioteknologi dapat mengetahui tingkat pengetahuan dan wawasan penulis dalam menyusun makalah dan menyajikannya dalam forum ilmiah serta memberikan masukan yang bersifat membangun dan memperkaya wawasan penulis dalam rangka perbaikan dalam penyusunan makalah berikutnya. Selain itu diharapkan pula terdapat hubungan timbal balik dalam memberikan pengetahuan dan koreksi terhadap materi dan informasi yang disajikan dalam makalah ini. 2. Bagi Mahasiswa Mahasiwa diharapkan memiliki pengetahuan dan pemahaman mengenai mikrobiologi pertanian yang nantinya akan dapat memberikan sumbangsih ilmu pengetahuan dalam bidang nutrisi pada tumbuhan dan hewan yang memanfaatkan mikoorganisme. Selain itu materi ini merupakan wawasan menarik untuk dipelajari dan digali lebih lanjut melalui penyusunan makalah ini. MIKROBIOLOGI PERTANIAN 2 BAB II PEMBAHASAN 2.1 Bioteknologi Pertanian Perkembangan biologi molekuler memberikan dampak yang besar terhadap kemajuan berbagai cabang ilmu, termasuk pemuliaan tanaman. Suatu hal yang tidak dapat dipungkiri bahwa perbaikan genetis melalui pemuliaan tanaman konvensional telah memberikan kontribusi yang sangat besar dalam penyediaan pangan dunia. Hal ini ditandai dengan terjadinya peningkatan produksi pangan dunia melalui revolusi hijau. Namun, fakta saat ini telah menunjukkan bahwa ketersediaan pangan masih terancam akibat ledakan penduduk. Kehadiran bioteknologi memberikan harapan baru untuk mengatasi bahaya kelaparan dan kerawanan pangan global. Perbaikan sifat tanaman telah dapat ditangani secara molekuler meskipun masih ada keterbatasannya. Tampaknya, revolusi hijau telah berakhir dan kita menyongsong era revolusi gen melalui bioteknologi. Kemajuan yang dicapai bioteknologi saat ini memungkinkan pemanfaatan yang tak terbatas. Peran keanekaragaman sangat besar mengingat keanekaragaman hayati adalah bahan dasar dari penerapan bioteknologi. Kini melalui rekayaka genetika telah dihasilkan berbagai tanaman transgenik diantaranya sebagai berikut. a) Tanaman Kebal Terhadap Hama dan Penyakit Dengan rekayasa genetika, para ahli bioteknologi menyisipkan gen bakteri Bacillus thuringiensis yang dapat menghasilkan senyawa endotoksin (senyawa racun) pada tanaman budidaya. Tanaman yang telah disisipi gen bakteri tersebut dinamakan tanaman transgenik. Tanaman transgenik tersebut tidak perlu disemprot dengan pestisida untuk menyingkirkan hama dan penyakit yang menyerangnya, karena telah memiliki kemampuan memberantas hama dan penyakit dengan senyawa racun yang dikandungnya. b) Tanaman yang Dapat Memfiksasi Nitrogen Serealia atau tumbuhan rumput-rumputan berbiji merupakan tumbuhan yang menyuplai 50% makanan pokok penduduk dunia. Namun sayangnya, serealia tidak memiliki simbion bakteri di akar-akarnya untuk memfiksasi nitrogen (N2) sehingga kebutuhan nitrogen diperoleh dari penambahan pupuk buatan. Kelebihan pupuk buatan yang diberikan dapat terbilas air dan mencemari air minum yang dikonsumsi manusia di lingkungan sekitarnya. Dengan bioteknologi, para ilmuan mengembangkan tumbuhan yang akarnya dapat bersimbiosis dengan Rhizobium. Ide ini melibatkan gen nif yang dapat mengontrol fiksasi nitrogen. Para ilmuan menyisipkan gen ini pada tumbuhan serealia yang sesuai, bakteri yang berasosiasi dengan tumbuhan serealia, dan plasmit Ti (Tumor Inducing) dari Agrobacterium dan MIKROBIOLOGI PERTANIAN 3 kemudian menginfeksikannya ke tumbuhan yang sesuai dengan bakteri yang telah direkayasa. Ahli biologi memanfaatkan rekayasa genetika untuk mengisolasi gen yang diinginkan kemudian menyisipkannya ke sel organisme lain yang dikehendaki. Dalam penyisipan gen ini para ahli biologi memanfaatkan bakteri Agrobacterium tumefaciens untuk memasukkan gen ke sel-sel tumbuhan. Sel Agrobacterium memiliki DNA yang disebut plasmid Ti. Gen yang dikehendaki disisipkan dulu ke plasmit Ti. Tumbuhan yang diinfeksi Agrobacterium memiliki tumor yang disebabkan oleh Ti. Tumor ini disebut crown gall yang masing-masing mengandung plasmid Ti yang telah disisipi gen. Tumbuhan hasil kultur ini telah memiliki sifat yang berbeda karena telah disisipi gen sehingga sifat tumbuhan menjadi sesuai dengan gen yang disisipkan. c) Padi Transgenik Teknologi DNA rekombinan dapat dimanfaatkan untuk memperoleh tanaman padi transgenik. Contohnya tanaman padi rojolele transgenik yang mampu mengekspresikan laktoferin dan tanaman padi yang tahan terhadap cuaca dingin. Untuk mendapatkan tanaman padi yang tahan terhadap cuaca dingin caranya dengan memasukkan gen tahan dingin dari hewan yang hidup di tempat dingin ke dalam kromosom tanaman padi. d) Tembakau Resistan terhadap Virus Teknologi DNA rekombinan juga dapat dimanfaatkan untuk memperoleh tanaman tembakau yang tahan terhadap virus TMV (Tobacco Mozaic Virus). Teknologi tersebut dikembangkan oleh Beachy, seorang ilmuan dari Universitas Washington (AS). Plasmid Ti digabung dengan gen yang tahan terhadap penyakit TMV, kemudian dimasukkan ke dalam kromosom tembakau. Kromosom tersebut kemudian diperbanyak melalui teknik kultur jaringan. Hasil akhirnya adalah tanaman tembakau tahan terhadap infeksi virus TMV. e) Bunga Anti Layu dan Buah Tahan Busuk Hormon pertumbuhan yang mengakibatkan bunga menjadi layu adalah hormon etilen. Kelayuan pada bunga terjadi akibat adanya gen yang sensitif pada mahkota bunga. Jika gen tersebut diganti dengan gen yang kurang sensitif, kelayuan pada bunga dapat ditunda. Dengan metode ini telah dikembangkan anyelir transgenik yang mampu bertahan segar selama tiga minggu. Sementara itu, anyelir normal hanya mampu bertahan tiga hari. Hormon etilen juga merangsang pematangan buah. Jika aktivitas gen penghasil etilen dapat dihambat melalui rekayasa genetika, maka buah akan tetap segar dalam waktu lama. Contohnya pada tomat Flavr savr yang tahan busuk. MIKROBIOLOGI PERTANIAN 4 f) Tanaman Kapas Anti Serangga Tanaman kapas transgenik anti serangga diperoleh dengan memasukkan gen delta endotoksin Bacillus thuringiensis ke dalam tanaman kapas melalui teknik DNA rekombinan. Selanjutnya, tanaman tersebut akan memproduksi protein delta endotoksin. Protein ini akan bereaksi dengan enzim yang diproduksi oleh lambung serangga. Reaksi ini mengubah enzim tersebut menjadi racun. Dengan demikian, serangga yang memakan tanaman tersebut akan mengalami keracuan kemudian mati. g) Pembuat Pupuk Organik Pupuk organik dibuat dengan memanfaatkan mikroorganisme. Keunggulan teknik tersebut yaitu penggunaan agen biologi untuk mengurangi penggunaan asam organik sehingga dapat mengurangi pencemaran lingkungan dan biaya produksi. Contohnya pupuk super posfat yang dibuat melalui teknik Bio-SP menggunakan mikroorganisme pelarut posfat. 2.2 Peranan Mikroba dalam Nutrisi Tumbuhan (Pupuk Organik) Salah satu kriteria yang menjadi syarat pertanian organik adalah tidak menggunakan bahan artifisial seperti pupuk buatan, insektisida, herbisida, fungisida, hormon tumbuh pada tanah dan ekosistem. Di lain pihak untuk menghasilkan produktivitas tanaman yang tinggi sebagian besar petani masih menggantungkan harapannya ada pupuk buatan yang diketahui cepat menunjukkan respon seperti yang diharapkan. Walaupun pupuk buatan dan pestisida mampu meningkatkan produksi tanaman secara nyata tetapi juga berdampak negatif terhadap pencemaran lingkungan antara lain kesuburan tanah menurun dengan cepat, pencemaran air dan tanah, bahaya residu pestisida, penurunan keanekaragaman hayati (biodiversiti), dan ketergantungan pada energi yang tidak dapat diperbaharui meningkat. Upaya mengatasi masalah diatas dapat dilakukan dengan meningkatkan peran mikroba tanah yang bermanfaat melalui berbagai aktivitasnya yaitu: a) Meningkatkan kandungan beberapa unsur hara di dalam tanah. b) Meningkatkan ketersediaan unsur hara di dalam tanah. c) Meningkatkan efisiensi penyerapan unsur hara. d) Menekan mikroba tular tanah patogen melalui interaksi kompetisi. e) Memproduksi zat pengatur tumbuh yang dapat meningkatkan perkembangan sistem perakaran tanaman. f) Meningkatkan aktivitas mikroba tanah heterotrof yang bermanfaat melalui aplikasi bahan organik. 2.2.1 Peran Mikroba Tanah Dalam Penyediaan dan Penyerapan Unsur Hara Tanaman dapat menyerap unsur hara melalui akar atau melalui daun. Sebagian besar unsur hara diserap dari dalam tanah, hanya sebagian kecil yaitu unsur C dan O diambil tanaman dari udara melalui stomata. Tanaman MIKROBIOLOGI PERTANIAN 5 menyerap unsur hara dari dalam tanah umumnya dalam bentuk ion (NH4+ , NO3-, H2PO4-, K+, Ca2+, dll). Unsur hara tersebut dapat tersedia di sekitar akar tanaman melalui aliran massa, difusi dan intersepsi akar. Sistem perakaran sangat penting dalam penyerapan unsur hara karena sistem perakaran yang baik akan memperpendek jarak yang ditempuh unsur hara untuk mendekati akar tanaman. Bagi tanaman yang sistem perakarannya kurang berkembang, peran akar dapat ditingkatkan dengan adanya interaksi simbiosis dengan jamur mikoriza. Mikroba tanah akan berkumpul di dekat perakaran tanaman (rhizosfer) yang menghsilkan eksudat akar dan serpihan tudung akar sebagai sumber makanan mikroba tanah. Bila populasi mikroba di sekitar rhizosfer didominasi oleh mikroba yang menguntungkan tanaman, maka tanaman akan memperoleh manfaat yang besar dengan hadirnya mikroba tersebut. Tujuan tersebut dapat tercapai hanya apaliba kita menginokulasikan mikroba yang bermanfaat sebagai inokulan di sekitar perakaran tanaman. Sebagian besar penyebab kekurangan unsur hara didalam tanah adalah karena jumlah unsur hara (makro) sedikit atau dalam bentuk tidak tersedia yaitu diikat oleh mineral liat atau ion-ion yang terlarut dalam tanah. Untuk meningkatkan kuantitas unsur hara makro terutama N dapat dilakukan dengan meningkatkan peran mikroba perambat N simbiotik dan non simbiotik. Ketersediaan P dapat ditingkatkan dengan memanfaatkan mikroba pelarut P, karena masalah pertama P adalah sebagaian besar P dalam tanah dalam bentuk tidak dapat diambil tanaman atau dalam bentuk mineral anorganik yang sukar larut seperti C32HPO4-. Jamur mikoriza dapat pula meningkatkan penyerapan Sebagian unsur hara makro dan mikro terutama unsur hara immobile yaitu P dan Cu. Mikroba tanah juga mengahasilkan metabolit yang mempunyai efek sebagai zat pengatur tubuh. Bakteri Acotobacter selain dapat menambah N juga mengahasilkan thiamin, riboflavin, nicotin idol acetic acid dan giberelin yang dapat mempercepat perkecambahan bila diaplikasikan pada benih dan merangsang regenerasi bulu-bulu akar sehingga penyerapan unsur hara melalui akar menjadi optimal. Metabolit mikroba yang bersifat antagonis bagi mikroba lainnya seperti antibiotik dapat pula dimanfaatkan untuk menekan mikoba patogen tular tanah disekitar perakaran tanaman. Untuk memenuhi kebutuhan hidupnya mikroba tanah melakukan immobilisasi berbagai unsur hara sehingga dapat mengurangi hilangnya unsur hara melalui pencucian. Unsur hara yang diimobilisasi diubah sebagai massa sel mikroba dan akan Kembali lagi tersedia untuk tanaman setelah terjadi mineralisasi yaitu apabila mikroba mati. 2.2.2 Mikroba Tanah yang Bermafaat Peran mikroba tanah dalam siklus sebagai unsur hara di dalam tanah sangat penting, sehingga bila salah satu jenis mikroba tersebut tidak berfungsi MIKROBIOLOGI PERTANIAN 6 maka akan terjadi ketimpangan dalam daur unsur hara di dalam tanah. Ketersediaan unsur hara sangat berkaitan dengan aktivitas mikroba yang terlibat di dalamnya. a) Mikroba Penambat Nitrogen Beberapa reaksi redoks dari nitrogen terjadi secara alami hampir eksklusif oleh mikroorganisme, dan keterlibatan mikrobia di dalam siklus nitrogen mempunyai arti penting. Secara termodinamis, gas nitrogen N2+ adalah bentuk stabil dari nitrogen, dan itu akan menjadi bentuk bolak-balik dari nitrogen di bawah kondisi keseimbangan. Dijelaskan bahwa reservoir utama untuk nitrogen di atas bumi ini adalah di atmosfer. Ini berbeda dengan karbon, di mana atmosfer adalah suatu reservoir minor secara relatif (CO2, CH4). Hanya suatu jumlah relatif kecil mikroorganisme bisa menggunakan N2+ prosesnya disebut fiksasi nitrogen, pendauran ulang nitrogen di atas bumi melibatkan sejumlah perubahan bentuk, amoniak dan nitrat. Bagaimanapun, sebab N2 betul-betul reservoir nitrogen yang tersebar tersedia untuk mikroorganisme hidup, kemampuan untuk menggunakan N2 arti penting ekologis. Fiksasi nitrogen dapat juga terjadi secara kimiawi di dalam atmosfer, melalui petir, dan suatu jumlah tertentu fiksasi nitrogen terjadi di dalam industry produksi pupuk nitrogen, sekitar 85% fiksasi nitrogen di atas bumi berasal dari proses biologis, sekitar 60% fiksasi nitrogen biologi terjadi di daratan, dan yang 40% fiksasi nitrogen biologi terjadi di samudra. Di bawah kebanyakan kondisi, hasil akhir dissimilatory reduksi nitrat adalah N2 dan N2O, dan konversi nitrat ke gas bahan campuran nitrogen disebut denitrifikasi. Proses ini dibentuk dari gas N2 secara biologi, dan sebab N2 sangat sedikit digunakan oleh mikroorganisme dibandingkan nitrat sebagai sumber nitrogen, denitrifikasi adalah suatu proses merugikan karena memindahkan fiksasi nitrogen dari lingkungan. Amoniak diproduksi selama dekomposisi dari bahan nitrogen organik (ammonifikasi) dan terjadi pada Ph netral sebagai ion ammonium (NH4). Di bawah kondisi anaerob amoniak adalah stabil, dan itu bentuk nitrogen mendominasi di dalam sedimen paling anaerob. Di dalam tanah, Sebagian besar amoniak yang dilepaskan oleh dekomposisi aerobik dengan cepat di daur ulang dan di konversi ke asam amino dalam tumbuhan. Sebab amoniak mudah menguap, beberapa kehilangan dapat terjadi dari tanah (terutama tanah sangat bersifat alkali) dengan penguapan, dan hilangnya amoniak utama pada atmosfer terjadi di dalam areal populasi binatang padat (sebagai contoh, peternakan lembu). Pada suatu basis global, amoniak hanya MIKROBIOLOGI PERTANIAN 7 sekitar 15% nitrogen dilepaskan ke atmosfer, kebanyakan nitrogen dalam wujud N2 atau N2O (berasal dari denitrifikasi). Di dalam tanah kandungan unsur N relatif kecil (< 2%), sedangkan di udara kandungan N berlimpah. Hampir 80% kandungan gas di udara adalah gas N2. Sebagian besar tanaman tidak dapat memanfaatkan N langsung dari udara, hanya sebagian kecil tanaman leguminosae yang bersimbiosis dengan bakteri Rhizobium yang dapat memanfaatkan sumber N yang berlimpah di udara. Tanaman non leguminosae masih dapat memanfaatkan N dari udara apabila diinokulasi dengan mikroba penambat N nonsimbiotik. Tabel di bawah ini merangkum jenis mikroba penambat N non simbiotik yang dapat dimanfaatkan untuk tanaman non leguminosae. Tabel 1. Jenis Bakteri yang Dapat Menambat N Secara Non Simbiosik Kelompok Bakteri Genus Aerobik Azomonas, Azotobacter, Beijrinckia, Derxia Bacilluis, Enterobacter, Klebsiella, Anaerob fakultatif Azospirillium Clostridium, Desulfotomaculum. Anaerob Desulfotomaculum, Desulfovibrio Fotosintetik: Rhodomicrobium, Rhodopseudomonas, -Unsur nonsulfur: Rhodospirillum -Unsur sufur: Chromatium, Ectothiorhospira i. Chlorobium Anabaena, Anabaenopsis, Aulosira, Calothrix, Nostoc, Cylindrospermum, Fischerella, Suanobakteri Gloeocapsa, Lyngbya, Hapalosiphon, Mastigocladus, Oscillatoria. Faktor yang mempengaruhi aktivitas bakteri penambat N: 1. Ketersediaan senyawa nitrogen : ammonium, nitrat dan senyawa nitrogen organik dapat dimanfaatkan tetapi tidak dapat menghambat fiksasi nitrogen. 2. Ketersediaan nutrisi anorganik : molybdenum, besi, kalsium, aan kobalt. 3. Sumber energi : heterotrof: guh sederhana, selulosa, jerami dan sisa tanaman.autotrof: cahaya matahari 4. Ph : Azotobacter, Sianobakteri peka terhadap Ph < 6. 5. Kelembaban : kelembaban yang tinggi menjadi kondisi anaerob. 6. Suhu : penambatan N optimum pada suhu sedang. b) Mikroba Pelarut Fosfat Mikroba pelarut fosfat terdiri dari golongan bakteri dan jamur. Kelompok bakteri pelarut fosfat adalah Pseudomonas, Bacillus, MIKROBIOLOGI PERTANIAN 8 Escherichia, Brevibacterium dan seralia. Sedangkan dari golongan jamur adalah Aspergillus, Penicillium, Culvularia, Humicola dan Phoma. Mikroba pelarut fosfat bersifat menguntungkan karena mengeluarkan berbagai macam asam organik seperti asam formiat, asetat, propional, laktat, glikolat, fumarate, dan suksinat. Asam-asam organik ini dapat membentuk khelat organik (kompleks stabil) dengan kation Al, Fe atau Ca yang mengikat P sehingga ion H2PO42-, menjadi bebas dari ikatannya dan tersedia bagi tanaman untuk diserap. Bakteri pengoksidasi sulfur (Thiobacillus) dan pengoksidasi ammonium (Nitrosomonas) dapat pula mengeluarkan asam anorganik (asam sulfat dan asam nitrit) yang dapat mengkhelat kation Ca dar Ca3(PO4)2- menjadi HPO42- yang dapat diserap tanaman. Beberapa spesies jamur dari genus Aspergillus mempunyai kemampuan yang lebih tinggi dalam melarutkan fosfat terikat dibandingkan dengan bakteri. Hal ini memberi peluang yang baik untuk dikembangkan di daerah tropis yang tanahnya masam, karena jamur menyukai lingkungan pertumbuhan yang bersifat masam. 2.2.3 Peranan Mikroba sebagai Pestisida Organik 1. Jamur a) Jamur Antagonis Salah satu cara yang mulai dikembangkan untuk mengendalikan patogen dalam pertanian organik yaitu pengendalian secara biologis atau dikenal juga sebagai pengendalian hayati. Cara pengendalian ini sangat mementingkan penekankan patogen dengan memanfaatkan faktor-faktor alami, antara lain tanaman inang, patogen, lingkungan fisik dan gen pengendali hayati. Faktor-faktor ini harus selaras dengan caracara yang lain dan sedikit menimbulkan dampak lingkungan, serta dapat memperbaharui diri sendiri (self renewing impact). Pengendalian hayati adalah pengurangan jumlah inokulum dalam keadaan aktif maupun dorman atau penurunan aktivitas patogen sebagai parasit oleh suatu atau mikroorganisme yang berlangsung secara alami atau melalui manipulasi lingkungan, inang atau antagonis atau dengan introduksi secara massal atau lebih mikroorganisme antagonistik. Agen pengendali hayati potensial meliputi mikroorganisme antagonis, metabolik toksik yang merupakan metabolit-metabolit sekunder tanaman, dan manupulasi tanaman inang. Mikroorganisme antagonis dalam pengendalian hayati terhadap patogen tanaman banyak jenisnya termasuk di dalam bakteri, aktinomycetes, jamur, virus tanaman tingkat tinggi dan predator mikro fauna seperti protozoa, nematoda, collembola dan MIKROBIOLOGI PERTANIAN 9 tungau. Agen pengendali hayati yang terbanyak adalah dari kelompok jamur terutama dari kelompok jamur penghuni tanah. Jamur penghuni tanah ini dikelompokkan dalam dua kelompok besar diantaranya adalah Soil Invader dan Soil Inhabitans. Soil Invader merupakan jamur yang sewaktu-waktu berada dalam taah dan waktu-waktu tertentu jamur ini dapat menginfeksi tanaman inangnya yang terdapat di atas permukaan tanah, sedangkan Soil Inhabits merupakan jamur yang keberadaannya selalu berada di dalam tanah atau menyerang tanaman inangnya pada bagian tanaman yang berada di bawah permukaan tanah. Salah satu mikroorganisme yang sudah banyak diketahui bersifat antagonis terhadap jamur patogen adalah Tricoderma. T. harzianum efektif mengendalikan sclerotia dari jamur Sclerotium rolfsii yang banyak menyebabkan penyakit rebah kecambah pada tanaman inang yang diserangnya. T. polysporum efektif terhadap jamur Fomus annosus. T. viridae dapat memparasit jamur Armillaria mellea. Keunggulan jamur Trichoderma sebagai agensia pengendali hayati dibandingan dengan jenis fungsida sintetik adalah selain mampu mengendalikan jamur patogen dalam tanah, ternyata juga dapat mendorong adanya fase rivitalisasi tanaman. Revitalisasi ini terjadi karena adanya mekanisme interaksi antara tanaman dan agensia aktif dalam memacu hormone pertumbuhan tanaman. b) Jamur Entomopatogen Jamur patogen serangga atau dikenal juga sebagai entopatogen merupakan agensia pengendali hayati yang akhirakhir ini mulai banyak dikembangkan dalam mengendalikan serangga hama. Beberapa contoh entomopatogen yang telah dikembangkan sebagai agensia pengendali hayati adalah Verticillium lecanii, Beauveria bassiana, Metharizium anisopliae, Paecilomyces fumosoroseus. Jamur merupakan salah satu mikroorganisme patogen yang dapat digunakan sebagai agen pengendali karena mempunyai kelebihan diantaranya organisme patogen lain seperti mempunyai kapasitas reproduksi tinggi, siklus hidup yang relative singkat, daya kerja yang relatif spesifik (hanya menyerang serangga tertentu tergantung spesies), cepat menghasilkan spora istirahat yang dapat bertahan lama di alam tanpa adanya inang dan kondisi yang tidak menguntungkan. c) Jamur Nematopatogen Jamur nematopatogen merupakan salah satu agen hayati sebagai alternatif pengendalian nematoda karena jamur tersebut dapat mematikan nematoda dengan cara hida perangkat yang MIKROBIOLOGI PERTANIAN 10 dapat menangkap atau menjerat dan menginfeksi nematoda dengan hifanya. Beberapa genus dari golongan jamur telah diketahui merupakan musuh alami nematoda parasit tanaman antara lain Arthrobotrys sp. Jamur Arthrobotrys sp merupakan salah satu agen hayati yang berpotensi baik dalam mengendalikan serangan Meloidogyne sp dan Pratylenchus brachyurus sebesar 81% - 95%. Jamur penjerat nematoda Arthrobotrys sp adalah agensia hayati yang sangat potensial untuk mengendalikan nematoda parasit tanaman. Arthrobotrys sp merupakan kelompok jamur nematogen yang mempunyai struktur khusus berupa cincin atau jaringan penjerat nematoda, penjerat ini berupa miselium yang dapat memerangkap dan membunuh nematoda. Arthrobotrys sp merupakan salah satu kelompok dari jamur penjerat nematoda (JPN). JPN adalah salah satu kelompok jamur antagonis terhadap nematoda parasit. Jamur ini mempunyai miselium berwarna putih dan bergumpal seperti kapas. Jamur ini banyak ditemukan pada sisa tumbuhan yang membusuk, sampah atau di tanah. Di alam jamur ini bersifat saprofit, akan tetapi pada aktivitasnya sebagai jamur penjerat nematoda, maka jamur ini menjadikan nematoda yang dijeratnya sebagai salah satu sumber makanan. 2. Bakteri a) Bakteri Antagonis Bakteri antagonis banyak ditemukan di sekitar sistem perakaran akar tanaman atau dikenal dengan istilah bakteri rhizosfer. Bakteri rhizosfer dapat ditemukan dalam jumlah yang banyak pada daerah permukaan perakaran, dimana nutrisi disediakan oleh eksudat dan lysates tanaman. Beberapa strain bakteri rizosfer adalah bakteri PGPR, karena pengaplikasiannya dapat menstimulasi pertumbuhan dan meningkatkan daya tahan tanaman pada kondisi yang kurang menguntungkan. Bakteri PGPR dapat diklasifikasikan berdasarkan pada kemampuannya. 1) Biofertilitzer Strain bakteri pengikat nitrogen berasal dari generasi Rhizobium, Sinorhizobium, Mesorhzobium, Bradyrhizibium, Azorhizobium, dan Allorhizobium. Bakteri-bakteri tersebut membentuk simbiosis inang spesifik dengan tanaman-tanaman leguminosae. Simbiosis tersebut dicirikan dengan membentuk nodul pada akar atau batang tanaman dalam responnya terhadap keberadaan bacterium dimana signal molekul MIKROBIOLOGI PERTANIAN 11 Lipooligosacharide sangat berperan di dalam proses tersebut. Bakteri melakukan penetrasi terhadap korteks, menginduksi nodul pada akar, memperbanyak diri dan kemudian berdiferensiasi menjadi bacteroids, yang menghasilkan nitrogenase enzyme complex. Di dalam nodul akar, tanaman membuat oksigen dengan konsentrasi rendah yang diperlukan bakteri untuk merubah atmospheric nitrogen menjadi ammonia. Sedangkan tanaman sebagai penyedia sumber karbon bagi bakteri. 2) Phytostimulation Phytostimulation meningkatkan pertumbuhan tanaman secara langsung. Mekanisme yang terjadi pada penstimulasian perkembangan akar dan hasil tanaman yang disebabkan oleh Azospirillium sp selain dapat mengikat nitrogen, Azospirillium sp, juga dapat menghasilkan phytohormones seperti auksin, sitokinin dan giberelin yang dapat diperlukan bagi pertumbuhan tanaman. 3) Agen Bio Kontrol Tanah supresif mengandung bakteri rizosfer yang dapat mengontrol penyebab penyakit tanaman yang disebabkan oleh jamur atau bakteri. Mekanisme yang terlibat dalam aktifitas bio kontrol ini adalah kompetisi terhadap nutrisi, produksi antifungal metabolites (AFMs) dan induksi ketahanan sistematik (ISR). 3. Virus a) Virus Entomopatogen Virus sebagai bio kontrol sudah banyak digunakan oleh petani. Pengendalian dengan menggunakan virus memiliki beberapa keunggulan diantaranya: 1) Tidak terdapat efek samping terhadap musuh alami hama sasaran, manusia, dan lingkungan 2) Serangga hama yang resisten terhadap suatu insektisida tetap peka terhadap virus. 3) Virus dapat persisten di lapangan, sehingga dapat menyebabkan infeksi pada generasi hama sasaran berikutnya. 4) Tidak meninggalkan residu beracun di alam. Contoh-contoh virus yang telah digunakan sebagai agensia bio kontrol diantaranya yaitu Phthorimae operculella Granulosis Virus (PoGV), Helicoverpa armigera Nuclear Polyhedrosis Virus (HaNVP), Spodoptera exigua Nuclear Polyhedrosis Virus MIKROBIOLOGI PERTANIAN 12 (SeNVP), dan Spodoptera litura Nuclear Polyhedrosis Virus (SlNVP). 4. Nematoda a) Nematoda Entomopatogen Patogen serangga dari golongan nematoda ada dua genus yang telag dikenal yaitu Steinernema dan Heterorhabditis. Kedua genus tersebut memiliki beberapa keunggulan sebagai agensia pengendalian biologi serangga hama dibandingkan dengan musuh alami lain, yaitu daya bunuhnya sangat cepat, kisaran inangnya luas, aktif mencari inang sehingga efektif untuk mengendalikan serangga dalam jaringan, tidak menimbulkan resistensi dan mudah diperbanyak. Nematoda Steinernema sp. memiliki kisaran inang yang cukup luas, tetapi aman bagi vertebrata dan jasad bukan sasaran lainnya. Pada kondisi laboratorium yang optimal Steinernema spp. dapat menginfeksi 200 spesies serangga dari ordo Colcoptera, Lepidotera, Hymenoptera, Diptera, Orthoptera, dan Isoptera. 2.3 Bioteknologi Peternakan Penerapan bioteknologi di bidang peternakan contohnya adalah hewan transgenik dan hormon bovin somatotropin. 1. Hewan Transgenik Hewan yang diberi perlakuan rekayasa genetika disebut hewan transgenik. Pada hewan-hewan tersebut disisipkan gen-gen tertentu yang dibutuhkan manusia. Sebagai contohnya adalah domba transgenik. DNA domba tersebut disisipi dengan gen manusia yang disebut faktor VIII (merupakan protein pembeku darah). Berkat penyisipan gen tersebut, domba menghasilkan susu yang mengandung faktor VIII yang dapat dimurnikan untuk menolong penderita hemofilia. Rekayasa genetika hewan juga dapat membantu melestarikan spesies langka. Sebagai contohnya, sel telur zebra yang sudah dibuahi lalu dibuahi lalu ditanam dalam kuda spesies lain. Spesies lain yang dipinjam rahimnya ini disebut surrogate. Anak zebra akan lahir dari rahim kuda surrogate. Hal yang sama sudah diterapkan pada spesies keledai yang hampir punah di Australia. Teknik pelestarian dengan rekayasa genetika sangat berguna karena: 1) Induk dari spesies biasanya dapat melahirkan anak dari spesies langka 2) Telur hewan langka yang sudah dibuahi dapat dibekukan, lalu disimpan bertahun-tahun, bahkan setelah induknya mati. Jika telah ditemukan surrogate yang sesuai, telur tadi ditransplantasikan. MIKROBIOLOGI PERTANIAN 13 2. Hormon BST (Bovine Somatotropin) Dengan rekayasa genetika juga dapat diproduksi hormon pertumbuhan hewan, yaitu hormon BST (Bovine Somatotropin). Caranya adalah sebagai berikut: 1) Plasmid bakteri E. Coli dipotong dengan enzim endonuklease. 2) Gen somatotropin sapi diisolasi dari sel sapi. 3) Gen somatotropin disisipkan ke plasmid bakteri. 4) Plasmid dimasukkan lagi ke sel bakteri. 5) Bakteri yang menghasilkan BST ditumbuhkan dalam tangki fermentasi. 6) Bovine Somatotropin diambil dari bakteri dan dimurnikan. Hormon BST jika diinjeksikan ke tubuh hewan dapat mendorong pertumbuhan dan meningkatkan produksi susu. BST mengontrol laktasi (pengeluaran susu) pada sapi dengan meningkatkan jumlah sel-sel pada kelenjar susu. Jika hormon yang dibuat dengan rekayasa genetika ini disuntikkan pada hewan, maka produksi susu akan meningkat sampai 20%. Pemakaian BST telah disetujui oleh FDA (Food and Drug Administration), lembaga pengawasan obat dan makanan Amerika Serikat, pada November 1993. Menurut FDA, susu yang dihasilkan melalui perlakuan dengan BST dapat dikonsumsi secara aman. Namun, hal tersebut dilarang di Eropa. Menurut para ahli, penyakit mastitis (radang kelenjar susu) pada hewan yang diberi hormon BST meningkat 70% dibanding yang tidak diberi hormon BST. Pemakaian BST ini, selain untuk meningkatkan produksi susu juga dapat memperbesar ukuran ternak hingga dua kali lipat ukuran normal. Caranya dengan menyuntikkan sel telur yang akan dibuahi dengan hormon ini. Daging dari hewan yang disuntikkan BST kurang mengandung lemak. 3. Sapi Perah dengan Hormon Manusia Teknologi DNA rekombinan mampu menyisipkan gen laktoferin pada manusia yang memproduksi HLF (Human Lactoferrin) pada sapi perah. Dengan penyisipan ini akan dihasilkan sapi yang mampu memperoduksi susu yang mengandung laktoferin. Contohnya sapi Herman. 2.4 Peran Mikroba dalam Nutrisi Hewan Sudah diketahui bahwa peternakan rakyat di indonesia sangat tergantung dengan ketersediaan pakan hijauan atau limbah pertanian. Pada musim kemarau, ketersediaan pakan menjadi sangat terbatas bahkan sampai kekurangan dan kualitas pakan yang ada juga rendah. Hal inilah yang merupakan salah satu penyebab rendahnya peningkatan produksi ternak terutama ternak rumanansia di Indonesia. Kualitas pakan yang rendah biasanya karena bahan pakan pada umumnya berupa limbah pertanian yang mempunyai nilai kecernaan yang rendah. Pemberian pakan rendah kualitasnya juga akan menyebabkan kondisi dan fungsi MIKROBIOLOGI PERTANIAN 14 rumen kurang baik. Oleh ebab itu, berbagai teknologi diperlukan untuk mempertahankan ketersedian pakan terutama pada masa musim kering yang panjang, meningkat kualitas pakan atau mengoptimumkan kerja rumen. Salah satu teknologi yang sudah dikenal sejak lama adalah dengan memafaatkan mikroorganisme. Tujuan utama penambahan mikroorganisme ke dalam pakan yaitu sebagai berikut. a) Mengawetkan pakan atau yang lebih dikenal dengan proses ‘silase’. b) Meningkatan kualitas pakan yang rendah nilai gizinya. c) Memperbaiki kondisi rumen. Mikroorganisme yang dimanfaatkan ini dapat berupa ‘Probiotik’ (bakteri, jamur, khamir, atau campurannya) atau dapat berupa ‘produk fermentasi’ atau produk ekstrak dari suatu proses fermentasi’ (biasanya enzim). Mekanisme kerja mikroorganisme atau produknya yang masuk kedalam tubuh ternak dan mempengaruhi pencernaan atau penyerapan, ada yang sudah diketahui secara jelas tetapi ada juga yang masih berupa hipotesa. Probiotik adalah suplemen makanan bakteri hidup yang nonpatogen, tidak toksik, tahan terhadap asam lambung dan dapat berkoloni pada usus besar (kolon). Probiotik merupakan mikroorganisme tertentu yang ada dalam tubuh hewan dan akan menjamin pembentukan secara efektif organisme yang bermanfaat dalam tubuh inang (hewan) terutama sistem pencernaan karena mampu memperbaiki keseimbangan mikroflora usus. Probiotik mengandung bakteri menguntungkan yang dimasukkan kedalam pencernaan untuk mendominasi bakteri yang menimbulkan penyakit (patogen) menurun. Probiotik dapat mengandung satu atau beberapa jenis mikroorganisme yang serupa (strain). Berbentuk powder, tablet, padat berbentuk bulat (granula), serta seperti campuran beberapa bahan yang lembek (pasta). Pemberian Probiotik bertujuan untuk memperbaiki kondisi saluran pencernaan dengan menekan reaksi pembentukan racun dan metabolit yang bersifat bahan yang dapat mendorong atau menyebabkan kanker (karsinogenik), merangsang reaksi enzim yang dapat menetralisir senyawa beracun yang tertelan atau dihasilkan oleh saluran pencernaan, merangsang produksi enzim yang diperlukan untuk mencerna pakan dan memproduksi vitamin serta zat-zat yang tidak terpenuhi dalam pakan. Probiotik yang baik harus efektif, dengan memenuhi beberapa kriteria: memberi efek yang menguntungkan pada induk semang, tidak menyebabkan penyakit dan tidak beracun, mengandung sejumlah besar sel hidup, mampu bertahan hidup di dalam kegiatan metabolisme dalam usus, tetap hidup dalam kurun waktu penyimpanan yang lama dan kondisi lapangan, mempunyai sifat sensor yang baik, dan yang pasti harus menguntungkan bagi peternak. Probiotik diklasifikasikan dalam dua tipe, yaitu kultur mikrobial hidup, sebagai contoh adalah Probiotik starbio dan produk mikrobial fermentasi, contohnya adalah kulturyeast (Saccharomyces cerevisiae), Aspergilllus MIKROBIOLOGI PERTANIAN 15 niger, A. oryzae dan Lactobacillus acidophilus. Pemberian Probiotik diberikan langsung melalui mulut atau dicampur dengan pakan maupun air minum. 2.4.1 Jenis Mikroorganisme dan Pemanfaatannya sebagai Pakan Aditif Beberapa jenis mikroorganisme yang digunakan atau dicampur ke dalam pakan ternak ruminansia berasal atau di isolasi dan makanan manusia seperti ragi (Saccharomyces cerevisias), Aspergillus oryzae, Lactobasillus sp., dari tanah atau saluran pencernaan ternak seperti Starbio, Probiotik “Tumbuh”, Probion, Bioplus, EM4 dan sebagainya. Mikroorganisme murni atau campuran ini diproduksi dengan berbagai cara tetapi metode yang dipublikasi biasanya hanya diuraikan secara garis besar. Beberapa produk campuran biasanya hanya disebukan jumlah total bakteri tanpa dirinci jenisjenis bakteri yang ada di dalamnya. Di bawah ini diuraikan beberapa produk mikroorganisme campuran yang ada di Indonesia, yaitu. a) Bioplus merupakan produk campuran mikroorganisme yang telah terbentuk serbuk kering dan teknologi produksinya dikembangkan di Balitnak, Ciawi. Bioplus diambil dari isi perut ternak potong dan dicampur dengan inoculum yang sudah diadaptasi dengan suatu substrat tertentu. Bila subtsrat yang ditambahkan adalah jerami, maka Bioplus tersebut disebut Bioplus serat karena diasumsikan dapat memecah serat lebih baik. Bila substrat yang ditambahkan adalah daun kaliandra, maka Bioplus tersebut disebut Bioplus racun karena diasumsikan dapat memecah tannin (racun) dalam kaliandra. b) Probion adalah produk campuran mikroorganisme berbentuk serbuk. Produk ini juga dikembangkan oleh balitnak dan diperoleh dari suatu proses fermentasi (anaerob) isi rumen dan kompos dengan tambahan mineral yang diperlukan untuk pertumbuhan mikroba dan bahan organik yang digunakan sebagai pembawa mikroba yang dapat meningkatkan aktivitas enzimatisnya. c) Probiotik komersial yang sudah ada terlebih dahulu adalah Stabio dan Effective microorganism (EM4). Starbio merupakan campuran mokroorganisme dan telah banyak dicoba oleh peternak atau peneliti sejak tahun 90-an dan akhir-akhir ini hasil dari penelitian mengenai Starbio pada ternak ruinansia hanya sedikit yang dapat dikumpulkan. Starbio yang ditambahkan ke pakan digunkana terurama untuk mengurangi bau ammonia yang dikeluarkan bersama feses. d) Effective microorganism (EM4) berisi campuran mikroorganisme seperti Lastobacillus sp., Streptomyces sp., jamur pengurai selulosa, bakteri pelarut fosfat (Akmal, dkk., 2004). Effective microorganism dikembangkan oleh seorang ahli dari jepang. Negara Jepang dan Negara lainnya, EM4 lbih banyak dibunakan untuk perbaikan nutrisi pada tanah. MIKROBIOLOGI PERTANIAN 16 e) Probiotik ‘Tumbuh merah’ merupakan campuran mikroorganisme yang diisolasi dari pencernaan hewan, diantarannya Bacillus sp. Saat ini bentuk campuran mikroorganisme yang lebih sering diuji atau dipakai dalam pakan ternak karena lebih mudah diproduksi dan diperbanyak, selain itu diharapkan adanya efek positif yang lebih tinggi dibandingkan kalau hanya dipakai kultur tunggal. Pada umunya, Probiotik diberikan pada ternak yang mengonsumsi serat tinggi dan hanya satu laporan yang memberikan Starbio pada ternak yang mengonsumsi konsentrat tinggi. Hal ini menunjukan bahwa penambahan Probiotik untuk ternak ruminansia lebih ditujukan agar rumen dapat mencerna lebih baik pakan yang berserat tinggi. Pengaruh-pengaruh positif yang dihasilkan oleh pemberian Probiotik belum dapat dijelaskan secara sempurna karena mekanisme kerja Probiotik di dalam rumen belum dapat dimengerti secara sempurna. Tidak diperoleh penjelasan apakah mikroba dari Probiotik yang ikut bekerja di dalam rumen atau ada senyawa-senyawa tertentu di dalam Probiotik yang memacu pertumbuhan mikroba rumen. Saccharomyces cerevisiae kemungkinan juga mempunyai kemampuan untuk menggunakan oksigen di dalam rumen sehingga membantu terciptanya suasana di dalam rumen menjadi anaerob (oksigen menjadi sangat sedikit) dan hal ini dapat menstimulir pertumbuhan mikroba rumen secara optimum. MIKROBIOLOGI PERTANIAN 17 BAB III PENUTUP 3.1 Simpulan 1. Bioteknologi pada Bidang Pertanian Rekayaka genetika telah dihasilkan berbagai tanaman transgenik diantaranya sebagai berikut. a) Tanaman Kebal Terhadap Hama dan Penyakit b) Tanaman yang Dapat Memfiksasi Nitrogen c) Padi Transgenik d) Tembakau Resistan terhadap Virus e) Bunga Anti Layu dan Buah Tahan Busuk f) Tanaman Kapas Anti Serangga g) Pembuat Pupuk Organik Peran mikroba tanah dalam siklus sebagai unsur hara di dalam tanah sangat penting karena Ketersediaan unsur hara sangat berkaitan dengan aktivitas mikroba yang terlibat di dalamnya. Di dalam tanah kandungan unsur N relatif kecil (< 2%), sedangkan di udara kandungan N berlimpah. Hampir 80% kandungan gas di udara adalah gas N2. Sebagian besar tanaman tidak dapat memanfaatkan N langsung dari udara, hanya sebagian kecil tanaman leguminosae yang bersimbiosis dengan bakteri Rhizobium yang dapat memanfaatkan sumber N yang berlimpah di udara. Tanaman non leguminosae masih dapat memanfaatkan N dari udara apabila diinokulasi dengan mikroba penambat N nonsimbiotik. Mikroba pelarut fosfat terdiri dari golongan bakteri dan jamur. Kelompok bakteri pelarut fosfat adalah Pseudomonas, Bacillus, Escherichia, Brevibacterium dan seralia. Sedangkan dari golongan jamur adalah Aspergillus, Penicillium, Culvularia, Humicola dan Phoma. Peranan mikroba sebagai pestisida organik dilakukan oleh mikroorganisme seperti jamur antagonis, jamur entomopatogen, jamur nematopatogen, bakteri antagonis, virus entomopatogen, dan nematoda entomopatogen. 2. Bioteknologi pada Bidang Peternakan Penerapan bioteknologi di bidang peternakan contohnya adalah hewan transgenik dan hormon bovin somatotropin. Mikroorganisme yang dimanfaatkan sebagai nutrisi hewan dapat berupa ‘Probiotik’ (bakteri, jamur, khamir, atau campurannya). Beberapa jenis mikroorganisme yang digunakan atau dicampur ke dalam pakan ternak ruminansia berasal atau di isolasi dan makanan manusia seperti ragi (Saccharomyces cerevisias), Aspergillus oryzae, Lactobasillus sp. Probiotik adalah suplemen makanan bakteri hidup yang nonpatogen, tidak toksik, tahan terhadap asam lambung dan dapat berkoloni pada usus besar (kolon). Probiotik merupakan mikroorganisme tertentu yang ada dalam tubuh hewan dan akan menjamin pembentukan secara efektif organisme yang bermanfaat dalam tubuh MIKROBIOLOGI PERTANIAN 18 inang (hewan) terutama sistem pencernaan karena mampu memperbaiki keseimbangan mikroflora usus. Probiotik mengandung bakteri menguntungkan yang dimasukkan kedalam pencernaan untuk mendominasi bakteri yang menimbulkan penyakit (patogen) menurun. Probiotik dapat mengandung satu atau beberapa jenis mikroorganisme yang serupa (strain). Berbentuk powder, tablet, padat berbentuk bulat (granula), serta seperti campuran beberapa bahan yang lembek (pasta). Pemberian Probiotik bertujuan untuk memperbaiki kondisi saluran pencernaan dengan menekan reaksi pembentukan racun dan metabolit yang bersifat bahan yang dapat mendorong atau menyebabkan kanker (karsinogenik), merangsang reaksi enzim yang dapat menetralisir senyawa beracun yang tertelan atau dihasilkan oleh saluran pencernaan, merangsang produksi enzim yang diperlukan untuk mencerna pakan dan memproduksi vitamin serta zat-zat yang tidak terpenuhi dalam pakan. 3.2 Saran 1. Bagi Dosen Pengampu Mata Kuliah Bioteknologi Dosen pengampu mata kuliah bioteknologi diharapkan memberikan timbal balik dalam proses pembelajaran terhadap materi yang disajikan dalam makalah ini sehingga tercipta hubungan timbal balik yang positif dalam memberikan kritik dan saran yang bersifat membangun demi perbaikan penyusunan makalah yang akan disusun berikutnya serta memberikan revisi berupa ilmu pengetahuan tambahan guna memperkaya wawasan. 2. Bagi Mahasiswa Mahasiswa sebagai insan aktif dan kritis diharapkan mampu mengambil inti sari pengetahuan dan informasi yang berguna dan menguntungkan dalam memperkaya wawasan tentang bioteknologi pada bidang pertanian dan peternakan serta mampu mengambil inti sari untuk dihayati, diaplikasikan, dan dikembangkan lebih lanjut sesuai dengan perkembangan zaman. MIKROBIOLOGI PERTANIAN 19 DAFTAR PUSTAKA Kusumawati, R. dkk. (2013). Biologi. Klaten: Intan Pariwara. Nasahi, C. (2010). Peran Mikroba dalam Pertanian Organik. Bandung: Fakultas Pertanian, Universitas Padjajaran. Pratiwi, D. dkk. (2013). Biologi. Jakarta: Erlangga. Wina, E. (2005). Teknologi Pemanfaatan Mikroorganisme dalam Pakan untuk Meningkatkan Produktivitas Ternak Ruminansia di Indonesia : Sebuah Review. Wartazoa, 15(4), 173-186. MIKROBIOLOGI PERTANIAN
