BAKTERI PEMFIKSASI N2

^{BAKTERI FRANKIA}

Frankia yang merupakan kelompok mikrobia bakteri gram positif, dan memiliki filamen, dikelompokkan secara terpisah dalam kelompok Actinomycetes (Madigan et al, 2000). Beberapa contoh tanaman non legum yang berasosiasi dengan Frankia untuk penyediaan N antara lain Alnus, Casuarina, Elaeagnus, Myrica, Corlaria, dan beberapa jenis tanaman Actinorhizal lainnya (Benson, 1993). Untuk kebutuhan lebih lanjut, Frankia dapat diisolasi dan dikembangkan untuk diketahui kuantitas dan kualitas kemampuan simbiotiknya dengan tanaman non legum lainnya.

Pengukuran fiksasi nitrogen dalam bintil akar secara umum dan yang sering dilakukan adalah dengan metode eksperimen jangka panjang dengan inokulasi pada tanaman. Pengamatan didasarkan pembentukan bintil akar dan tingkat efektifitasnya dengan pengukuran berat kering akar, melalui pengecatan akar. Pengamatan lebih lanjut mengenai tingkat fiksasi nitrogen pada akar adalah dengan pengukuran N total tanaman dari tanaman yang membentuk bintil dengan tanaman yang tidak membentuk bintil pada perakarannya. (Rao, 1982).

Enzim nitrogenase, selain mereduksi N₂ menjadi NH₃, dapat mereduksi senyawa-senyawa tertentu lainnya seperti asetilen. Uji ini di dasarkan atas reduksi C₂H₂ menjadi C₂H₄ yang dikatalis oleh enzim nitrogenase (Rao, 1986). Kepekaan metode yang berdasarkan gas kromatografi ini dapat mendeteksi ativitas nitrogenase sampai pada tingkat yang paling rendah. Kepekaan metode ARA ini bermanfaat untuk pengamatan penambatan N₂ dengan gas. Reaski reduksi N₂ menjadi ammonia adalah :

N₂ + 8H⁺ + 8e^- 2NH₃ + H₂

Sedangkan konversi asetilena menjadi etilena terjadi melalui reaksi :

C₂H₂ + 2H⁺ + 2e^- C₂H₄

Reduksi N₂ memerlukan 8 elektron, sedangkan reduksi asetilena memerlukan dua electron. Sehingga reduksi empat molekul asetilena sama dengan reduksi satu molekul N₂. Nisbah yang dihasilkan dari pengukuran metode ARA , asetilena yang dirduksi terhadap nitrogen yang dihambat adalah 4 : 1 (Hairiah, 2005). Bagian yang diujikan pada pengukuran ARA ini meliputi bagian akar tanaman, baik yang telah membentuk akar atau belum siap membentuk akar.

Gambar Frankia

Secara umum proses pengukuran dengan metode ARA adalah sebagai berikut; sampel yang akan diuji diinokulasikan dalam botol serum, ataupun wadah yang tepat dengan asetilena C₂H₂ yang dimurnikan dalam temperatur, periode inkubasi dan penyinaran yang baku. Pada akhir inkubasi, gas dari wadahnya di buang untuk analisis etilen C₂H₄ dengan pemisahannya melalui gas kromatografi yang diikuiti dengan deteksi oleh ionisasi cahaya atau kalorimetri. Setelah koreksi untuk sejumlah kecil C₂H₂ yang ada sebagai ketidak murnian dalam jumlah C₂H₄ yang tercatat, jumlah reduksi nitrogen yang terfiksasi ditentukan oleh seampai sejauh mana terjadi reduksi C₂H₂ menjadi C₂H₄. mol N₂ yang terfiksasi diperoleh dengan membagi mol C₂H₂ yang tereduksi menjadi C₂H₄ dengan angka 4. Angka ini didasarkan atas rasio (nisbah) elektron untuk mereduksi asetilen dan nitrogen. (Madigan et al,2000).

Pengujian ARA untuk efektifitas infeksi Frankia dapat memalui nodul akar beberapa tanaman seperti Casuarina equisetifolia (sengon laut) yang biasanya tumbuh pada kondisi tanah dengan stress garam tinggi. Pengukuran infeksi Frankia dilakukan untuk mengetahui efektifitasnya sehingga dapat dikembangkan penggunaannya untuk peningkatan nitrogen tersedia bagi tanaman yang dibudidayakan pada daerah stress garam tinggi, atau lahan reklamasi tambang.

Gambar : Isolasi Bakteri Frankia

Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan oleh Sasakawa dkk pada tahun 2002 di Universitas Okayama, Jepang. Efektifitas infeksi bakteri Frankia pada nodul akar tanaman Casuarina equisetifolia menggunakan metode ARA diperoleh hasil 6.29 + 1.57 µmol/berat kering nodul/jam. Dibandingkan efektifitas infeksi bakteri Frankia pada nodul akar tanaman Alnus sieboldiana, menunjukkan besar reduksi 1.91 + 0.61 µmol/berat kering nodul/jam Hasil pengukuran efektifitas infeksi bakteri Frankia pada nodul akar tanaman satu dengan yang lain akan bervariasi tergantung pda beberapa factor antara lain, morfologi nodul akar tanaman, respon akar tanaman pada bakteri Frankia, kondisi temperatur inkubasi, serta kemampuan fiksasi N pada masing-masing nodul akar.

Metode pengukuran ARA ini cenderung lebih mudah dilakukan karena terlepas dari pengamatan monekuler dari suatu sistem sel. Pengukuran metode ARA ini banyak diterapkan untuk pengukuran fiksasi N pada suatu sistem yang kurang diketahui lebih lanjut. Hasil yang ditunjukan dengan sejumlah etilen yang merupakan hasil reduksi dari acetylene dapat disetarakan secara pasti dengan reduksi nitrogen pada proses fiksasi nitrogen yang dilakukan akar tanaman. Dibandingkan dengan metode pengikuran fiksasi N dengan metode penggunaan ¹⁵N, metode ARA ini cenderung lebih murah dan dapat dilakukan secara berkala atau dengan waktu periode pengukuran yang ditentukan. (Madigan et al, 2000)

REFRENSI

Hanafiah, K.A. 2005. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. PT RajaGrafindo Persada. Jakarta

.