Bagaimana Mikroorganisme Membantu Pertanian Berkelanjutan?

Salah satu faktor penting yang mendukung pertanian berkelanjutan adalah keanekaragaman dan kesehatan mikroorganisme tanah. Mikroorganisme tanah adalah organisme yang sangat kecil, sehingga tidak dapat dilihat dengan mata telanjang. Namun, mereka memiliki peran yang sangat besar dalam menjaga siklus biogeokimia dan keseimbangan ekosistem tanah. Beberapa jenis mikroorganisme tanah yang umum ditemukan adalah bakteri, actinomycetes, jamur, alga, dan protozoa. Masing-masing jenis mikroorganisme tanah memiliki fungsi dan manfaat yang berbeda bagi tanaman dan lingkungan.

Mikroorganisme memiliki banyak fungsi dalam tanah, antara lain:

- Menghasilkan Senyawa Bioaktif

Senyawa bioaktif adalah senyawa yang memiliki aktivitas biologis, seperti antibiotik, enzim, hormon, dan vitamin. Senyawa bioaktif yang dihasilkan oleh mikroorganisme dapat berperan sebagai penyubur tanah, karena dapat meningkatkan kesuburan, struktur, dan kualitas tanah. Contohnya, bakteri Rhizobium dapat mengikat nitrogen dari udara dan mengubahnya menjadi amonia, yang dapat digunakan oleh tanaman sebagai sumber nitrogen. Jamur mikoriza dapat membentuk simbiosis dengan akar tanaman dan membantu penyerapan fosfor, kalsium, dan unsur hara lainnya. Actinomycetes dapat menghasilkan asam humat, yang dapat meningkatkan kapasitas tukar kation dan agregasi tanah.

- Merombak Limbah Bahan Organik

Limbah bahan organik adalah sisa-sisa makhluk hidup, seperti daun, ranting, kulit buah, kotoran hewan, dan bangkai. Limbah bahan organik dapat menjadi sumber pencemaran jika tidak diolah dengan baik. Mikroorganisme dapat berperan sebagai bioaktivator, yaitu organisme yang dapat mempercepat proses penguraian limbah bahan organik menjadi hara sederhana yang dapat diserap oleh tanaman. Contohnya, bakteri selulolitik dapat menguraikan selulosa, yang merupakan komponen utama dinding sel tumbuhan. Jamur ligninolitik dapat menguraikan lignin, yang merupakan komponen utama kayu. Alga dapat menghasilkan oksigen melalui fotosintesis, yang dapat digunakan oleh mikroorganisme aerob untuk merombak bahan organik. Protozoa dapat memakan bakteri dan jamur, dan mengeluarkan nitrogen dan fosfor sebagai produk ekskresi, yang dapat digunakan oleh tanaman.

- Mengoptimalkan Aplikasi Pupuk Kimia

Pupuk kimia adalah bahan yang mengandung unsur hara yang dibutuhkan oleh tanaman, seperti nitrogen, fosfor, kalium, dan lain-lain. Mikroorganisme dapat berperan sebagai biokonversi, yaitu organisme yang dapat mengubah bentuk pupuk kimia menjadi bentuk yang lebih mudah diserap oleh tanaman. Contohnya, bakteri nitrit dapat mengubah amonium menjadi nitrit, dan bakteri nitrat dapat mengubah nitrit menjadi nitrat, yang merupakan bentuk nitrogen yang paling tersedia bagi tanaman. Jamur fosfat dapat melarutkan fosfat yang terikat dalam senyawa kompleks, seperti apatit, dan menjadikannya fosfat yang dapat diserap oleh tanaman.

- Memacu Nutrisi Jaringan Meristem

Jaringan meristem adalah jaringan yang memiliki kemampuan untuk membelah dan membentuk sel-sel baru, yang berperan dalam pertumbuhan tanaman. Jaringan meristem terdapat pada titik tumbuh pucuk, kuncup, bunga, dan stalon. Mikroorganisme dapat berperan sebagai biostimulan, yaitu organisme yang dapat merangsang pertumbuhan dan perkembangan jaringan meristem. Contohnya, bakteri sitokinin dapat menghasilkan sitokinin, yang merupakan hormon tumbuhan yang dapat memacu pembelahan sel, diferensiasi sel, dan pembentukan organ. Jamur giberelin dapat menghasilkan giberelin, yang merupakan hormon tumbuhan yang dapat memacu pemanjangan sel, pembungaan, dan pembentukan buah.

- Menghasilkan Metabolit Pengatur Tumbuh

Metabolit adalah senyawa yang dihasilkan oleh metabolisme organisme. Metabolit yang dapat mengatur pertumbuhan dan perkembangan tanaman disebut metabolit pengatur tumbuh. Metabolit pengatur tumbuh yang dihasilkan oleh mikroorganisme dapat berupa hormon tumbuhan, seperti auksin, etilen, dan asam absisat, atau senyawa lain, seperti asam jasmonat, asam salisilat, dan poliamin. Metabolit pengatur tumbuh yang dihasilkan oleh mikroorganisme dapat mempengaruhi berbagai proses fisiologis tanaman, seperti dominansi apikal, dormansi, germinasi, pembentukan akar, pembentukan bunga, pemasakan buah, dan respon stres.

- Melindungi dari Gangguan Hama Penyakit

Hama adalah organisme yang dapat merusak tanaman, baik secara langsung maupun tidak langsung, seperti serangga, nematoda, tikus, dan burung. Penyakit adalah gangguan fisiologis yang disebabkan oleh patogen, seperti virus, bakteri, jamur, dan protozoa. Hama dan penyakit dapat menurunkan kualitas dan kuantitas hasil tanaman. Mikroorganisme dapat berperan sebagai bioprotektor, yaitu organisme yang dapat melindungi tanaman dari hama dan penyakit. Contohnya, bakteri antagonis dapat menghambat pertumbuhan dan aktivitas patogen dengan cara menghasilkan antibiotik, enzim, siderofor, dan hidrogen peroksida. Jamur antagonis dapat membentuk lapisan pelindung di permukaan tanaman dan menghalangi infeksi patogen. Alga dapat meningkatkan ketahanan tanaman terhadap stres abiotik, seperti kekeringan, suhu tinggi, dan salinitas.

Beberapa cara yang dapat dilakukan untuk meningkatkan populasi dan aktivitas mikroorganisme dalam tanah adalah:

- Mengaplikasikan Bahan Organik

Bahan organik adalah sumber makanan bagi mikroorganisme, sehingga dapat meningkatkan jumlah dan keragaman mikroorganisme dalam tanah. Bahan organik yang dapat digunakan antara lain kompos, pupuk kandang, pupuk hijau, dan mulsa. Bahan organik juga dapat meningkatkan kapasitas air, porositas, dan struktur tanah, serta mengurangi erosi dan pencemaran tanah.

- Mengaplikasikan Mikroorganisme Efektif

Mikroorganisme efektif adalah gabungan mikroorganisme yang memiliki fungsi spesifik dan bermanfaat bagi tanaman dan tanah. Mikroorganisme efektif dapat diisolasi dari tanah, tanaman, atau sumber lain. 

- Penggunaan Pupuk Kimia dan Pestisida Sesuai Dosis

Pupuk kimia dan pestisida yang berlebihan dapat mengganggu keseimbangan mikroorganisme dalam tanah, karena dapat membunuh, menghambat, atau merubah komposisi mikroorganisme. Oleh karena itu, penggunaan pupuk kimia dan pestisida harus dilakukan dengan bijak, dengan mempertimbangkan kebutuhan tanaman dan kondisi tanah. 

- Melakukan Rotasi Tanaman

Rotasi tanaman yaitu mengganti jenis tanaman yang ditanam setiap periode tertentu. Hal ini dapat mencegah penurunan kesuburan tanah, mengurangi serangan hama dan penyakit, serta meningkatkan keragaman mikroorganisme tanah.

- Melakukan Tengolahan Tanah Secara Minimalis

Pengolahan tanah secara berlebihan dapat merusak struktur tanah, mengurangi kandungan bahan organik, dan mengganggu aktivitas mikroorganisme tanah. 

Dari uraian di atas, kita dapat melihat bahwa mikroorganisme tanah memiliki fungsi dan manfaat yang luar biasa bagi tanaman dan lingkungan. Tanpa mikroorganisme tanah, siklus biogeokimia dan keseimbangan ekosistem tanah akan terganggu. Untuk itu, kita harus menjaga keanekaragaman mikroorganisme tanah dengan cara yang tepat dan bertanggung jawab. Dengan demikian, kita dapat mewujudkan pertanian yang berkelanjutan dan ramah lingkungan.