Wikipedia

Mikrobiologi Tanah

Mikrobiologi tanah merupakan cabang ilmu pengetahuan yang termasuk dalam subdisiplin mikrobiologi lingkungan. Bidang ini secara khusus memfokuskan penelitiannya pada mikroorganisme yang mendiami ekosistem tanah, termasuk bakteri, arkea, virus, fungi, dan protozoa.[1] Bakteri dan fungi memainkan peran krusial dalam menjaga keseimbangan ekosistem melalui partisipasinya dalam proses pembusukan dan siklus nutrisi. Kedua mikroorganisme ini juga mampu berfungsi sebagai penunjuk penting terhadap perubahan dalam penggunaan lahan dan kesehatan ekosistem. Mereka secara khusus berkumpul di habitat tanah, sebuah matriks kompleks yang terdiri dari pori-pori dan agregat dengan ukuran yang bervariasi. Di area tanah yang berdekatan dengan akar tanaman atau rizosfer, bakteri dan fungi tertentu berkumpul untuk memanfaatkan gula yang dikeluarkan oleh akar tanaman. Interaksi ini menciptakan simbiosis mutualistik, di mana mikroorganisme tersebut secara fisik terasosiasi dengan sistem akar tanaman. Selama pertukaran nutrisi, terbentuklah keseimbangan saling menguntungkan antara mikroorganisme dan tanaman, contohnya dalam hubungan simbiotik mikoriza. Komunitas tanah dan habitatnya sangat dipengaruhi oleh faktor-faktor lingkungan seperti suhu, kelembapan, dan tingkat keasaman atau alkalinitas tanah (pH). Variabilitas dalam parameter-parameter ini dapat memengaruhi komposisi dan aktivitas mikroorganisme tanah, serta secara keseluruhan memengaruhi kesehatan ekosistem. Dengan demikian, pemahaman mendalam tentang peran bakteri dan fungi dalam interaksi dengan tanah menjadi kunci untuk memonitor dan mempertahankan kestabilan ekosistem.[2] Mikroba tanah memiliki peran ganda dalam ekosistem, mereka memberikan kontribusi positif yang fundamental bagi kesehatan tanah, tanaman bahkan manusia. Namun, dalam kondisi tertentu, mikroba tanah dapat menimbulkan dampak negatif yang perlu diwaspadai.

Lapisan tanah

Hubungan mikroba tanah dengan tumbuhan

sunting
 
Penampang mikroskopis bakteri Bacillus

Tanaman menunjukkan berbagai interaksi dengan organisme tanah, seperti simbiosis mutualistik dengan jamur mikoriza dan bakteri pengikat Nitrogen pada kacang-kacangan. Interaksi ini telah dimanfaatkan manusia sejak lama, seperti pelapisan benih dengan bakteri seperti Azotobacter chroococcum atau Bacillus megaterium untuk meningkatkan pertumbuhan tanaman. Sejak tahun 1980-an, berbagai strain bakteri, seperti Pseudomonas dan Azospirillum, telah terbukti dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman.[3][4][5][6][7][8] Mikroorganisme tanah berperan dalam dekomposisi bahan organik. Mikroorganisme tersebut memperoleh energi dan nutrisi dari beragam molekul dalam bahan organik tanah (BOT). Proses dekomposisi memegang peranan penting dalam penggunaan dan daur ulang nutrisi yang efisien dalam ekosistem terkelola, pertanian, semi-alami, dan alami pada proses ini biomolekul kompleks didegradasi menjadi bioelemen seperti nitrogen (N) dan dilepaskan dalam bentuk yang tersedia bagi tanaman.[2] Mikroorganisme tanah yang hidup di lingkungan kaya karbon dapat menghasilkan eksudat akar, karbon organik volatil, dan rhizodeposisi kimiawi. Eksudat akar ini berbeda-beda antar spesies tanaman, sehingga mikrobioma rizosfer (komunitas mikroba di sekitar akar) pun berbeda-beda. Eksudat ini mengandung berbagai macam senyawa organik, seperti gula, asam amino, asam organik, nukleotida, flavonoid, zat antibakteri, dan enzim.[9][10][11][12][13]

Rhizobakteri pemacu pertumbuhan tanaman

sunting
 
Akar tanaman

Rhizobakteri pemacu pertumbuhan tanaman atau Plant Growth-Promoting Rhizobacteria (PGPR) adalah bakteri alami yang hidup di tanah yang membantu tanaman dengan berbagai cara, yaitu:[14]

  • Meningkatkan pertumbuhan bibit
  • Mempercepat nodulasi dan fungsinya
  • Memperluas permukaan daun
  • Meningkatkan kekuatan, biomassa, dan penyerapan nutrisi, air, dan udara
  • Merangsang pembentukan karbohidrat dan meningkatkan hasil panen

Penggunaan PGPR dalam budidaya tanaman dapat memberikan manfaat antara lain:[15]

  • Mengurangi penggunaan bahan kimia pertanian
  • Meningkatkan produksi pangan jangka panjang
  • Menjaga kelestarian lingkungan

Beberapa contoh PGPR antara lain:[16]

Mikroba tanah sebagai patogen hewan

sunting
 
Penyakit Antraks
 
Penyakit Botulisme

Dalam berbagai laporan ilmiah mikroba-mikroba tanah dilaporkan bersifat patogen pada hewan diantaranya ditampilkan pada tabel berikut.

Agen penyebab Penyakit Kelompok Mikroba Referensi
Bacillus anthracis Antraks Bakteri [17]
Clostridium botulinum Botulisme Bakteri [18]
Mycobacterium leprae Kusta Bakteri [19]
Shigella spp. Shigellosis Bakteri [19]
Clostridium tetani Tetanus Bakteri [20]
Francisella tularensis Tularemia Bakteri [19]
Blastomyces dermatitidis Blastomikosis Fungi [21]
Coccidioides spp. Coccidioidomycosis Fungi [22]
Histoplasma capsulatum Histoplasmosis Fungi [23][24]

Baca juga

sunting

Referensi

sunting
  1. ^ "Soil microbiology - Latest research and news | Nature". www.nature.com. Diakses tanggal 2024-02-20. 
  2. ^ a b Dixon, Geoffrey R.; Tilston, Emma L. (2010-09-08). Soil Microbiology and Sustainable Crop Production (dalam bahasa Inggris). Springer Science & Business Media. ISBN 978-90-481-9479-7. 
  3. ^ Jacoby, Richard; Peukert, M; Succurro, A; Koprivova, A; Kopriva, S (2017). "The Role of Soil Microorganisms in Plant Mineral Nutrition—Current Knowledge and Future Directions". Front Plant Sci. 8 (1617). doi:10.3389/fpls.2017.01617. 
  4. ^ Morton, Alan G. (1981). History of Botanical Science: An Account of the Development of Botany from Ancient Times to the Present Day (dalam bahasa Inggris). Academic Press. ISBN 978-0-12-508380-5. 
  5. ^ Brown, M E (1974-09). "Seed and Root Bacterization". Annual Review of Phytopathology (dalam bahasa Inggris). 12 (1): 181–197. doi:10.1146/annurev.py.12.090174.001145. ISSN 0066-4286. 
  6. ^ Burr, T. J. (1978). "Increased Potato Yields by Treatment of Seedpieces with Specific Strains of Pseudomonas fluorescens and P. putida". Phytopathology. 68 (9): 1377. doi:10.1094/phyto-68-1377. ISSN 0031-949X. 
  7. ^ Teintze, Martin; Hossain, M. B.; Barnes, C. L.; Leong, John; Van der Helm, Dick (1981-10-01). "Structure of ferric pseudobactin: a siderophore from a plant growth promoting Pseudomonas". Biochemistry (dalam bahasa Inggris). 20 (22): 6446–6457. doi:10.1021/bi00525a025. ISSN 0006-2960. 
  8. ^ Lin, Willy; Okon, Yaacov; Hardy, Ralph W. F. (1983-06). "Enhanced Mineral Uptake by Zea mays and Sorghum bicolor Roots Inoculated with Azospirillum brasilense". Applied and Environmental Microbiology (dalam bahasa Inggris). 45 (6): 1775–1779. doi:10.1128/aem.45.6.1775-1779.1983. ISSN 0099-2240. PMC 242537  . PMID 16346311. 
  9. ^ Interactions between Microorganisms. CRC Press. 2004-01-11. hlm. 174–204. 
  10. ^ "Effect of Lime and Rice Husk Ash on Index Properties of Black Cotton Soil". paper.researchbib.com. Diakses tanggal 2024-02-21. 
  11. ^ Somers, E.; Vanderleyden, J.; Srinivasan, M. (2004-01). "Rhizosphere Bacterial Signalling: A Love Parade Beneath Our Feet". Critical Reviews in Microbiology. 30 (4): 205–240. doi:10.1080/10408410490468786. ISSN 1040-841X. 
  12. ^ Fiehn, Oliver; Wohlgemuth, Gert; Scholz, Martin; Kind, Tobias; Lee, Do Yup; Lu, Yun; Moon, Stephanie; Nikolau, Basil (2008-02). "Quality control for plant metabolomics: reporting MSI‐compliant studies". The Plant Journal. 53 (4): 691–704. doi:10.1111/j.1365-313x.2007.03387.x. ISSN 0960-7412. 
  13. ^ Biological Control of Soil-borne Sclerotial Pathogens using Fluorescent Pseudomonads. CRC Press. 2005-01-06. hlm. 387–414. 
  14. ^ Gnanamanickam, Samuel S., ed. (2006). "Plant-Associated Bacteria". doi:10.1007/1-4020-4538-7. 
  15. ^ Khan, Amir; Ansari, Mohd Shahid Anwar; Hussain, Touseef; Khan, Abrar Ahmad (2022-10-24). Chapter 7 Role of Beneficial Microbes for Plant growth Improvement (dalam bahasa Inggris). De Gruyter. hlm. 141–176. doi:10.1515/9783110771558-007. ISBN 978-3-11-077155-8. 
  16. ^ Kalita, Munmi; Bharadwaz, Moonmee; Dey, Tapan; Gogoi, Kabita; Dowarah, Pallavi; Unni, Bala Gopalan; Ozah, Dibyajyoti; Saikia, Indira (2015-01). "Developing novel bacterial based bioformulation having PGPR properties for enhanced production of agricultural crops". Indian Journal of Experimental Biology. 53 (1): 56–60. ISSN 0019-5189. PMID 25675713. 
  17. ^ Dragon, Daniel C; Rennie, Robert P. (1995). "The ecology of anthrax spores: Tough but not invincible" (PDF). Can Vet J. 36: 295–301. 
  18. ^ Espelund, Mari; Klaveness, Dag (2014). "Botulism outbreaks in natural environments – an update". Frontiers in Microbiology. 5. doi:10.3389/fmicb.2014.00287. ISSN 1664-302X. PMC 4052663  . PMID 24966853. 
  19. ^ a b c Baumgardner, D. J. (2012-09-01). "Soil-Related Bacterial and Fungal Infections". The Journal of the American Board of Family Medicine (dalam bahasa Inggris). 25 (5): 734–744. doi:10.3122/jabfm.2012.05.110226. ISSN 1557-2625. 
  20. ^ George, Elizabeth K.; De Jesus, Orlando; Vivekanandan, Renuga (2024). Clostridium tetani Infection. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing. PMID 29494091. 
  21. ^ Baumgardner, Dennis J.; Laundre, Bryan (2001). "Studies on the molecular ecology of Blastomyces dermatitidis". Mycopathologia. 152 (2): 51–58. doi:10.1023/A:1012438029997. 
  22. ^ Hasan, Syed E. (2021). Medical Geology (dalam bahasa Inggris). Elsevier. hlm. 684–702. doi:10.1016/b978-0-12-409548-9.12523-0. Periksa nilai |doi= (bantuan). ISBN 978-0-08-102909-1. 
  23. ^ Akram, Sami M.; Koirala, Janak (2024). Histoplasmosis. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing. PMID 28846361. 
  24. ^ Emmons, C. W. (1949). "Isolation of Histoplasma capsulatum from Soil". Public Health Reports (1896-1970). 64 (28): 892. doi:10.2307/4587021. ISSN 0094-6214. 
Diperoleh dari "https://wiki-indonesia.club/w/index.php?title=Mikrobiologi_Tanah&oldid=25368697"