Penambatan Nitrogen Diudara Oleh Nostocales (Nostoc commune)

             Monera berasal dari bahasa Yunani, moneres yang berarti tunggal. Monera meliputi organisme bersel satu yang mempunyai struktur tubuh amat sederhana dan bersifat prokariotik. Sel prokariotik adalah sel yang materi genetiknya belum terlindungi oleh selaput inti atau karioteka. Monera, menurut system klasifikasi ( Carl Woose 1977 ) dikelompokkan menjadi dua subkingdom, yaitu Eubacteria dan Archaebacteria. Cyanobacteria termasuk anggota subkingdom Eubacteria. Alga ini disebut alga hijau-biru karena berwarna hijau kebiruan. Warna itu diakibatkan oleh warna klorofil dan pigmen biru (fikosianin). Alga hijau-biru banyak dijumpai di tempat-tempat yang lembap, misalnya diatas tanah, batu tembok, sawah, parit, dan di laut. Jika mengering, koloni alga hijau biru mengelupas seperti kerak. Alga hijau biru biasanya hidup dilingkungan yang sedikit asam hingga basa. Selain hidup bebas, alga hijau biru juga ada yang hidup bersimbiosis dengan organisme lain. Alga hijau biru sama seperti bakteri, juga bersifat prokariotik. Alga hijau biru ada yang bersel satu dan ada pula yang bersel banyak. Yang bersel satu ada yang hidup soliter dan ada yang berkoloni, sedangkan yang bersel banyak umumnya berbentuk benang. Alga hijau-biru dapat hidup di batuan di tempat organisme lain sulit hidup. Dengan adanya alga hijau-biru, terjadilah pelapukan batuan sehingga memungkinkan alga dan tumbuhan lain hidup. Alga hijau-biru dapat bertahan pada lingkungan yang suhunya mencapai 85°C. Itulah sebabnya alga hijau-biru dikatakan sebagai tumbuhan perintis.  

Ciri-ciri Alga Hijau-Biru adalah Prokariotik  dan Klorofil tidak dalam kloroplas dan memiliki fikosianin. Sianobakteri secara tradisional diklasifikasikan menjadi lima kelompok, berdasar struktur tubuhnya yaitu: Chroococcales, Pleurocapsales, Oscillatoriales, Nostocales, dan Stigonematale.

             Salah satu peran yang menguntungkan dari cyanobakteria adalah penambatan nitrogen diudara oleh spesies Nostoc commune famili Nostocales (cyanobacteria).

Famili  Nostocales

• Sel-selnya merupakan koloni berbentuk benang, atau diselubungi suatu membran.
• Benang-benang itu melekat pada substratnya, tidak bercabang, jarang mempunyai percabangan sejati, lebih sering mempunyai percabangan semu.
• Benang benang itu selalu dapat membentuk hormogonium.

Spesies dari famili Nostocales diantaranya Nostoc commune dan Anabaena azolla. Dua spesies berperan dalam penambatan atau fiksasi Nitrogen di udara. Disini kita akan membahas tentang Nostoc commune dan peran yang menguntungkan bagi manusia. Nostoc lebih umum hidup pada terestrial / sub aerial daripada aquatik. Persebarannya luas pada tanah alkali dan pada batuan lembab. Agregat gelatin dari filamen mempunyai jeli. Trikom dikelilingi oleh lapisan tunggal dan pada organisme dewasa terdapat kumpulan matriks. Sel seperti manik –manik mengalami pembelahan sel secara rata yang meningkatkan panjang dari bentuk trikom. membran mungkin kuning tau kecoklatan. Nostoc commune memiliki ciri trikom berbentuk bulat, hidup di  tanah alkali dan batu-batuan yang lembap, selubung berwama kuning/ kecokelatan, memiliki struktur akinet (sel yang tidak aktif  akan membentuk trikom baru setelah masa dorman selesai). Pada sel-sel tertentu dindingnya akan menebal membentuk heterosista
untuk mengikat nitrogen. Nostoc commune, sel-sel penyusun tubuhnya berbentuk bola yang tersusun seperti rantai. Pada sel-sel tertentu, dindingnya menebal dan berubah menjadi heterokist. Nostoc, dapat menambat N dari udara, seringkali bersimbiosis dengan Fungai membentuk Lichenes

Klasifikasi :

Kingdom : Monera
Divisi      : Cyanophyta
Class       : Cyanophyceae
Ordo       : Hormogonales
Familia    : Nostacaceae
Genus     : Nostoc
Species   : Nostoc commune

(a).    (b).

Gambar : (a). Nostoc commune (b) Nostoc commune terlihat dari mikroskop berbentuk bulat dan tersusun seperti rantai.

               Peran dari bakteri alga biru hijau ini adalah penambatan atau fiksasi nitrogen dari udara. Yang akan menerima peran dari pengikatan nitrogen ini adalah manusia dan makhluk hidup lainnya. Perendaman sawah selama musim hujan mengakibatkan Nostoc commune tumbuh subur dan memfiksasi N2 dan udara sehingga dapat membantu penyediaan nitrogen yang digunakan untuk pertumbuhan padi.

             Mengapa demikian ? Nostoc merupakan alga hijau-biru yang dapat menangkap nitrogen dari udara. Kemampuan menangkap nitrogen ini disebut pula sebagai kemampuan melakukan fiksasi nitrogen. Selain Nostoc commune ada juga spesies Anabaena azollae dapat bersimbiosis dengan tumbuhan Azolla pinnata, yaitu tumbuhan yang banyak djumpai di sawah dan mengapung di atas air. Alga hijau-biru itu melakukan fiksasi nitrogendari udara dan mengubahnya dengan anonia. Akibatnya, dan Azolla pinnata banyak mengandung ammonia. Hal demikian menguntungkan petani. Azolla pinnatad dapat dijadikan pupuk hijau yang mengandung Nitrogen. Untuk meningkatkan pendapatan dalam budidaya tanaman padi, ada beberapa tahap yang perlu kita perhatikan yaitu : persemaian, persiapan dan pengolahan lahan, penanaman, pemeliharaan, pengendalian HPT, pemanenan serta proses pengolahan. Dari enam tahapan tersebut, pemeliharaan khususnya pemberian pupuk nitrogen (N) perlu kita lakukan seefisien mungkin, karena pemberian pupuk N yang berlebihan tidak akan meningkatkan produktivitas hasil tetapi justru mengurangi hasil panen. Efesien berarti kita menggunakan pupuk sesuai dengan jenis, kondisi dan kebutuhan tanaman bersangkutan secara optimal dengan meminimalkan biaya yang dikeluarkan tanpa mengurangi kadarnya. Dengan keadaan ekonomi seperti saat ini efisiensi usahatani mutlak dilakukan demikian pula dalam hal memberikan pemupukan.

              Fiksasi Nitrogen  adalah penambatan Nitrogen di udara yang selalu terus terjadi di dalam siklusnya. Nitrogen sangatlah penting untuk berbagai proses kehidupan di Bumi. Nitrogen adalah komponen utama dalam semua asam amino, yang nantina dimasukkan kedalam protein, protein adalah zat yang sangat dibutuhkan dalam pertumbuhan. Nitrogen juga hadir di basis pembentuk asam nukleat, seperti DNA dan RNA yang nantinya membawa hereditas.

Pada tumbuhan, banyak dari nitrogen digunakan dalam molekul klorofil, yang penting untuk fotosintesis dan pertumbuhan lebih lanjut.

      Gas nitrogen banyak terdapat di atmosfer, yaitu 80% dari udara. Nitrogen bebas dapat ditambat/difiksasi terutama oleh tumbuhan yang berbintil akar (misalnya jenis polongan) dan beberapa jenis ganggang. Nitrogen bebas juga dapat bereaksi dengan hidrogen atau oksigen dengan bantuan kilat/ petir. Tumbuhan memperoleh nitrogen dari dalam tanah berupa amonia (NH3), ion nitrit (N02- ), dan ion nitrat (N03- ). Beberapa bakteri yang dapat menambat nitrogen salah satunya Nostoc sp. dan Anabaena sp. (ganggang biru) Nitrogen yang diikat biasanya dalam bentuk amonia. Amonia diperoleh dari hasil penguraian jaringan yang mati oleh bakteri. Amonia ini akan dinitrifikasi oleh bakteri nitrit, yaitu Nitrosomonas dan Nitrosococcus sehingga menghasilkan nitrat yang akan diserap oleh akar tumbuhan. Selanjutnya oleh

              Proses Fiksasi nitrogen adalah proses alam, biologis atau abiotik yang mengubah nitrogen di udara menjadi amonia (NH3). Mikroorganisme yang mem-fiksasi nitrogen disebut diazotrof. Milroorganisme ini memiliki enzim nitrogenaze yang dapat menggabungkan hidrogen dan nitrogen. Reaksi untuk fiksasi Nitrnitrogen biologis ini dapat ditulis sebagai berikut : N2 + 8 H+ + 8 e− → 2 NH3 + H2. Mikroorganisme yang melakukan fiksasi nitrogen antara lain: Cyanobacteria, Azotobacteraceae, Rhizobia, Clostridium, dan Frankia. Selain itu ganggang hijau biru juga dapat memfiksasi nitrogen Nitrogen bebas merupakan 79% dari udara. Unsur nitrogen hanya dapat dimanfaatkan oleh tumbuhan, umumnya dalam bentuk nitrat, dan pengambilannya khususnya lewat akar. Terbentuknya nitrat karena bantuan mkroorganisme. Penyusunan nitrat dilakukan secara bertahap oleh beberapa genus bakteri secara sinergetik. bakteri denitrifikan, nitrat diubah menjadi amonia kembali, dan amonia diubah menjadi nitrogen yang dilepaskan ke udara. Dengan cara ini siklus nitrogen akan berulang dalam ekosistem.

Daftar Pustaka 

Mohamad. 2009. Biologi. Jakarta : Bailmu

Syamsuri, Istamar. 2007. Biologi. Jakarta : Erlangga

Tjitrosoepomo, Gembong.2009.Taksonomi Tumbuhan.Yogyakarta : Gajah Mada Universitas Press

Waluyo ,Lud.2005.Mikro Biologi Umum. Malang : Universitas Muhammadiyah Malang

Woose, Carl.   1977. Eubacteria and Archaebacteria. U.S.A : Proc. Natl. Acad. Sci.

Anonim. 2010. http://biologigonz.blogspot.com/2010/04/ganggang-biru-cyanobacteria.html. Diakses pada tanggal 28 Agustus 2013 pukul 15.00 WIB