Transcript Sifat Biologi Tanah dan Proses

DASAR ILMU TANAH
Sifat Biologi Tanah & Proses
Komposisi Biomasa Tanah
Akar
(8%)
Mikroorganisme
(70%)
Makrofauna
(22%)
Habitat tanah yang
mengandung partikel tanah
mineral (pasir-Sa, debu-Si,
liat-C), bahan organik
(OM), air (W), akar
tanaman dengan ramut
akar (R), dan organisme
tanah (bakteri-B,
aktinomisetes-A, spora
mikoriza dan hifa-My; hifa
jamur saprofit-H;
nematoda-N, protozoa
ciliata-CP, protozoa
flagelata-FP, dan mite-M)
(Sylvia et al., 1998)
debu
liat
pasir
Skema agregat
tanah (Sylvia et al.,
1998)
Bakteri
Aktinomisetes
Bahan Organik
Organisme
• prokariot (dari kata ‘pro’ yang berarti
‘sebelum’ dan ‘karion’ yang berarti
nukleus)Bakteri (termasuk sianobakteri dan aktinomisetes)
dan Arhaea adalah prokariot, sedangkan semua organisme yang
lainnya adalah eukariot
• eukariot (dari kata ‘eu’ yang berarti ’benar’).
– Perbedaan.
• Nukleus eukariot adalah sitoplasma yang diselimuti oleh memban
nukleus dan mengandung berbagai molekul DNA. Daerah nukleus
prokariot tidak diselimuti oleh membran dan mengandung molekul
DNA sirkular tunggal (kromosom). Pembelahan sel pada prokariot
biasanya melalui pembelahan ganda (yakni nonmitotik).
• Eukariot mengalami pembelahan melalui proses yang disebut
‘mitosis’.
Struktur Sel Prokariot
Arsitektur sel Prokariot dan Eukariot
Fungsi organisme tanah
• Aliran energi dan dekomposisi bahan organik
– Aliran energi terkait erat dengan proses akumulasi
dan dekomposisi bahan organik
– Jumlah bahan organik yang diperoleh dalam suatu
ekosistem dapat digunakan sebagai ukuran
produktivitas ekosistem tsb
– Proses dekomposisi sangat dipengaruhi oleh faktor
lingkungan; mikroba paling dominan cendawan dan
bakteri
• Siklus Hara: pertukaran unsur kimia antara bagian
ekosistem yang mati ke bagian yang hidup disebut
siklus hara, pada skala global disebut biogeokimia
Proses Biologi Tanah
• Trasformasi Karbon
• Transformasi Nitrogen
• Fiksasi Nitrogen
TRANSFORMASI KARBON
Bagian 1
Siklus C
• Sebagian besar kabon di bumi ini dalam bentuk
terikat (terutama dalam bentuk karbonat), baik
dalam batuan induk maupun karbon fosil.
• bahan organik tanah (BOT) merupakan cadangan
karbon global yang jumlahnya bisa mencapai 2
kali di atmosfer.
• perubahan pada pool BOT akan sangat
mempengaruhi kadar CO2 global.
Siklus C: fotosintesis menyebabkan asimilasi CO2 atmosfer yang diimbangi
oleh dekomposisi sisa tanaman dan seresah, dan bahan organik tanah
Sumber C dalam Tanah
• Sumber utama: CO2 atmosfer yang difiksasi oleh
tanaman dan organisme fotoautotrof lainnya.
– CO2 atmosfer difiksasi menjadi bentuk karbon organik
penyusun jaringan tanaman melalui reaksi: CO2+H2O
 CH2O+O2.
– Jaringan tanaman kemudian dikonsumsi oleh herbivora.
– Sisa tanaman merupakan sumber karbon langsung
untuk tanah, sedangkan tubuh hewan herbivora dan
limbahnya merupakan sumber karbon yang tidak
langsung.
Sumber C dalam Tanah
• Sumber lain:
– bentuk hidrokarbon aromatik polisiklik dari pembakaran
bahan bakar fosil
– bentuk produk industri seperti pestisida.
• Pada ekosistem yang produktif, pergantian (turnover)
karbon umumnya berjalan cepat. Misalnya, hutan
tropika basah mempunyai pool karbon tanah lima kali
lebih besar daripada ekosistem pertanian.
• Semakin tidak produktif suatu ekosistem semakin
rendah kecepatan turnover karbon dalam tanah.
Bentuk Karbon Organik dalam
Tanah
• 50% karbon organik dalam tanah berada dalam
bentuk aromatik
• 20% berasosiasi dengan nitrogen
• sekitar 30% berada dalam bentuk karbon
karbohidrat, asam lemak, dan karbon alkan.
• Secara sederhana karbon organik tanah dapat
dikelompokkan menjadi 3 pool,
– karbon tidak larut (insoluble),
– karbon larut (soluble),
– karbon biomasa.
Dekomposisi Berbagai Bentuk
Karbon Organik dalam Tanah
• tiga proses yang berkaitan
– Pencucian / pelindian (leaching) senyawa
mudah larut
– katabolisme (catabolisms) organisme perombak
– pelumatan (comminution) bahan oleh fauna
tanah.
Faktor-faktor yang
Mempengaruhi Dekomposisi
• Kualitas Bahan Organik
– Komposisi kimia: N, C/N, P, C/P, Lignin, Polifenol,
Asam organik (fulvat, humat)
– Fisik: kekerasan, kelenturan
• Kondisi lingkungan
– Iklim: curah hujan & kelembaban
• Organisme perombak (decomposers)
– Jenis, diversitas
– Asesibilitas
Tranformasi Nitrogen
Siklus Nitrogen
• Nitrogen berada dalam bentuk gas dinitrogen (N2),
nitrogen organik (dalam tanaman, hewan, biomasa
mikroba, dan bahan organik tanah), ion amonium
(NH4+) dan nitrat (NO3-)
• Organisme tanah merubah satu bentuk nitrogen ke
bentuk nitrogen lainnya melalui berbagai proses.
– N2 dirubah menjadi NH4+ melalui proses penambatan
nitrogen, kemudian nitrogen yang ditambat tersebut diubah
menjadi bentuk nitrogen lainnya melalui proses
amonifikasi, imobilisasi, nitrifikasi dan denitrifikasi.
Pool
Ukuran pool Nitrogen tanah pada
kedalaman 1 m
N2 (dinitrogen)
Kisaran ukuran
(g N/m2)
1.150 (230-27.500)
Keterangan
•
N organik
725 (100-3.000)
•
N tanaman
25 (1-240)
•
NH4+ (amonium)
1 (0,1-10)
•
NO3- (Nitrat)
5 (0,1-30)
•
Minimum berdasarkan 0,25 m3 ruang
pori yang terisi udara; maksimum
berdasarkan udara tanah ditambah
silinder udara 30 m di atas permukaan
tanah
Nilai rata-rata kandungan N
Minimum berdasarkan daerah padang
pasir; maksimum berdasarkan
tanaman pertanian dan sistem hutan
Asumsi 1 m3 tanah pada BJI
1,25g/cm3, dan konsentrasi amonium
pada ekstrak tanah
Asumsi 1 m3 tanah pada BJI
1,25g/cm3, dan konsentrasi nitrat pada
ekstrak tanah
Siklus N
Mineralisasi Nitrogen
(Amonifikasi/imobilisasi)
• Mineralisasi = produksi nitrogen anorganik, baik
amonium dan nitrat, tetapi kadang-kadang dinyatakan
untuk amonium saja.
• Peningkatan (atau kadang penurunan) nitrogen
anorganik seringkali disebut net nitrogen mineralization
karena mencerminkan jumlah proses produksi dan
konsumsi amonium.
• Istilah yang lebih benar untuk menyatakan proses
transformasi nitrogen organik menjadi amonium adalah
amonifikasi atau gross nitrogen mineralization.
• Imobilisasi menggambarkan konversi amonium menjadi
nitrogen organik, sebagai akibat dari asimilasi amonium
oleh biomasa mikroba.
– Imobilisasi kadang-kadang juga digunakan untuk menyatakan
asimilasi amonium dan nitrat
Amonifikasi
•
•
Konversi senyawa nitrogen organik menjadi amonium
dipacu oleh enzim yang dihasilkan oleh organisme tanah.
Produksi amonium melalui berberapa langkah.
1. Enzim-enzim ekstraseluler memecah polimer nitrogen organik
menghasilkan monomer yang dapat lolos membran sel untuk
kemudian dimetabolisme lebih lanjut dengan hasil akhir amonium
yang dilepaskan ke larutan tanah.
2. Enzim ekstraseluler yang dihasilkan oleh mikroorganisme
mendegradasi protein, aminopolisakarida (dinding sel
mikroorganisme), dan asam nukleat serta menghidrolisa urea
Enzim ekstraseluler yang terlibat dalam mineralisasi
nitrogen
Substrat
Protein
Peptida
Khitin
Khitobiose
Peptidoglikan
Enzim
Proteinase, protease
Peptidase
Khitinase
Khitobiase
Lisozim
DNA dan RNA Endonuklease dan
Eksonuklease
Urea
Urease
Produk
Peptida, asam amino
Asam amino
Chitobiose
N-acetylglucosamine
N-acetylglucosamine dan N-asam
acetylmuramic
Nukleotida
NH3 dan CO 2
Imobilisasi (Asimilasi)
• Mikroorganisme mengasimilasi amonium melalui dua rantai
(pathway),yakni
– glutamat dehidrogenase
• Apabila amonium berada dalam konsentrasi tinggi (> 0,1 mM atau sekitar
0,5 mgN/kg tanah), glutamat dehidrogenase bersama-sama dengan
NADPH2 sebagai ko-enzim, dapat menambahkan amonium ke ketoglutarat membentuk glutamat.
• memerlukan ATP untuk menambahkan amonium ke glutamat membentuk
glutamin.
– glumatin sinthetase-glutamat sinthase.
• Pada kondisi ini konsentrasi amonium rendah
• mentransfer amonium dari glutamin ke -ketoglutarat membentuk dua
glutamat.
• amonium tersebut kemudian ditransfer ke skeleton karbon lainnya oleh
reaksi transaminase untuk membentuk asam-asam amino tambahan.
Nitrifikasi
• Nitrifikasi adalah oksidasi senyawa nitrogen tereduksi
yang dilakukan oleh organisme tanah.
• Proses nitrifikasi berlangsung dalam dua tahap yang
dilakukan oleh dua organisme tanah yang
mengoksidasi amonium menjadi nitrat, dimana
nitrogen anorganik berperan sebagai sumber energi
untuk bakteri nitrifikasi.
– Tahap pertama proses nitrifikasi adalah oksidasi amonium,
konversi amoium menjadi nitrit dilakukan oleh bakteri
pengoksidasi amoinum dari genus “Nitroso”
– Kemudian nitrit dioksidasi menjadi nitrat oleh bakteri
pengoksidasi nitrit dari genus “Nitro”.
Bakteri Nitrifikasi Khemoautotrof
Genus
Spesies
Pengoksidasi NH3
Nitrosomonas
europeae
eutropus
marina
Nitrosococus
nitrosus
mobilis
oceanus
Nitrosospira
briensis
Nitrosolabus
multiformis
Nitrosovibro
tenuis
Genus
Pengoksidasi NO2Nitrobacter
Nitrospina
Nitrococcus
Nitrospira
Spesies
urinogradskyi
bamburgensis
vulgaris
gracilis
mobilis
marina
Oksidasi Amonium
• Bakteri pengoksidasi amonium yang terkenal
adalah Nitrosomonas; pada tanah masam bakteri
pengoksidasi amonium yang dominan adalah
Nitrosospira
• reaksi konversi amonium menjadi nitrit adalah
– NH3- + 1.5 O2  NO2- + H+ + H2O
– Oksidasi ini mentransfer 6e- yang menghasilkan 271 kj
(65 kcal) /mol NH3.
Oksidasi Nitrit
• Bakteri pengoksidasi nitrit yang terkenal adalah Nitrobacter
spp.
• Oksidasi nitrit menjadi nitrat merupakan reaksi satu langkah:
– NO2- + 1,5O2  NO3• Nitrit dioksidasi menjadi nitrat oleh nitrit oksidoreduktase
yang terikat pada membran, yang memindahkan oksigen dari
air dan memindahkan sepasang elektron ke rantai transpor
elektron untuk menghasilkan ATP melalui fosforilasi oksidatif,
– NO2- +H2O  NO3- + 2H+ + 2 e-
Faktor yang mempengaruhi Nitrifikasi
• Populasi Bakteri Nitrifikasi
– Harus ada bakteri nitrifikasi autotrof atau heterotrof
– Pada kondisi optimum, diperlukan 3 x 105 bakteri nitrifikasi per gram
tanah untuk kecepatan nitrifikasi 1 mg N/kg tanah per hari
• Aerasi tanah
– nitrifikasi berjalan optimum jika tanah pada kondisi kapasitas lapangan
atau 60% pori-pori terisi air
• Ketersediaan substrat
– ketersediaan substrat, terutama ketersediaan amonium
• pH tanah
– Nitrifikasi berjalan lambat pada pH di bawah 4,5, terutama pada tanah
pertanian
Denitrifikasi
• Denitrifikasi adalah proses reduksi nitrat menjadi gas nitrogen,
terutama dalam bentuk dinitrogen dan nitro oksida.
• Reaksi denitrifikasi adalah,
– 2NO3- + 5 H2 + 2 H+  N2 + 6 H2O
• Denitrifikasi dilakukan oleh bakteri denitrifikasi didominasi
oleh genus Pseudomonas dengan spesies Alcaligenes,
Flavobacterium, dan juga genus Bacillus, tetapi sulit untuk
diketahui mana yang aktif.
• Bakteri tersebut dapat juga berasosiasi dengan transformator
nitrogen lainnya (misalnya Azospirillum, Nitrosomonas dan
Rhizobium) pada kondisi tertentu
PENAMBATAN NITROGEN
&
MIKORIZA
Penambatan Nitrogen
• Semua organisme memerlukan nitrogen agar supaya
tetap hidup.
• Sebagian besar organisme hanya dapat menggunakan
combined nitrogen, NH4+ atau nitrat NO3• Konsentrasi nitrogen yang terbesar di bumi adalah
N2; gas yang sangat stabil yang menyusun hampir
80% atmosfer.
• Penambatan nitrogen merupakan proses biologi
kedua terbesar setelah fotosintensis
Definisi
• Penambatan N adalah reduksi N2 atmosfer
menjadi bentuk combined amonia yang
bermanfaat untuk proses biologi.
• N2 atmosfer sangat stabil, maka reaksi
penambatan N sangat mahal jika ditinjau
dari tingginya energi yang diperlukan
Organisme penambat nitrogen
• dapat hidup bebas (tidak bersimbiosis)
• dapat bersimbiosis dengan organisme, tanaman
dan hewan.
– Organisme yang dapat menggunakan N2 atmosfer
sebagai satu-satunya sumber nitrogen untuk
tumbuhnya disebut diazotrof (diazo – dinitrogen).
Enzim Nitrogenase
• Penambatan N secara biologi dilakukan oleh
komplek enzim nitrogenase, yang seringkali
disebut sebagai komplek nitrogenase.
• Komplek enzim ini terdiri atas dua komponen
protein,
– protein molibdenum-besi (MoFe protein) yang disebut
dinitrogenase,  sisi aktif dimana N2 direduksi,
– protein besi (Fe protein) yang disebut dinitrogen
reduktase  menyediakan elektron untuk MeFe protein
untuk mereduksi N2
Reaksinya
•
•
•
•
•
Dinitrogen reduktase (Fe protein) menerima elektron dari donor yang
mempunyai redoks rendah seperti feredoksin tereduksi atau flavodoksin
dan mengikat dua MgATP; dinitrogen reduktase mentransfer elektron
sekali saja ke nitrogenase (MoFe protein).
Dinitrogen reduktase dan dinitrogenase membentuk komplek,
elektronnya ditransfer, dan dua MgATP dihidrolisa menjadi dua Ma
ADP + Pi (fosfat).
Dinitrogen reduktase dan dinitrogenase berdisosiasi, dan prosesnya
kemudian diulang lagi.
Jika dinitrogenase telah mengumpulkan cukup elektron, dinitrogenase
mengikat molekul dinitrogen, mereduksinya, dan melepaskan amonium.
Dinitrogenase kemudian menerima tambahan elektron dari dinitrogen
reduktase untuk mengulangi siklus di atas.
Substrat untuk Nitrogenase
• Substrat utama nitrogenase adalah
dinitrogen
• nitrogenase juga mereduksi gas acetylene
menjadi ethylene
– karena acetylene dan ethylene dapat dengan
mudah diamati dengan gas kromatografi.
– cara sederhana, peka dan cepat, yaitu acetylene
reduction assay (ARA) untuk pengamatan
aktivitas nitrogenase
Beberapa Organisme Hidup Bebas
Penambat N2
Aerob
Anaerob
Sianobakteri Fototrof
(aerob)
Sianobakteri Fototrof
(mikroaerofil)
Bakteri Fototrof
(fakultatif)
Bakteri Fototrof
(anaerob)
Genus atau Tipe
Azotobacter
Azomonas
Beijerinckia
Pseudomonas
Clostridium
Desulfovibrio
Metbanosarcina
Anabaena
Nostoc
Gloeothece
Plectonema
Lyngbya
Rbodosphillum
Rbodopseudomonas
Cbromatimn
Cb1orobium
Ectotbiospira
Contoh Spesies
A. chroococcum1 A. vinelandii
A. macrocytogenes
B. indica, B.fluminis
R stutzeri, F saccbaropbila
Cpasteuilanum, C butyricum
D. vulgails, D. desu0curicans
M barken
A. cylindrica, A. inaequalis
N. muscorum
G. alpicola
P. boryanum
L. aestuarii
R. rubrum
R. palustris
C vinosum
C limicola
E. sbapovnikovii
Penambatan N2 secara simbiosis
Rbizobium
Sinorbizobium
Bradyrbizobium
Azorbizobium
R. leguminosarum
R. loti
R. tropici
R. galegae
R. ciceri
R. mediterraneum
S. meliloti
S. fredii
S. sabeli
S. teranga
B.japonicum
B. elkanii
B. flaoningense
A. cautinodans
Pembentukan Nodul Akar
• Kelompok organisme (bakteri) yang menambat
N2 dengan akar tanaman (terutama legum) secara
kolektif disebut ‘rhizobia’.
• Rhizobia termasuk dalam suatu famili bakteri
yang disebut Rhizobiaceae.
• Pembentuan nodul akar merupakan rangkaian
proses dimana rhizobia berinteraksi dengan akar
tanaman legum untuk membentuk nodul akar.
Pembentukan Nodul Akar
• Rhizobia tertarik ke permukaan akar tanaman, kemudian
memperbanyak diri, lalu menyerang sel-sel dengan cara yang
spesifik yang melibatkan interaksi antar makromolekul yang
terdiri atas karbohidrat (gliko-) protein yang disebut dengan
lektin yang berada di dalam akar tanaman legum.
• Simbion yang cocok satu dengan lainnya memproduksi suatu
senyawa ekstraseluler, yaitu polisakarida yang bersifat asam,
senyawa ini bereaksi dengan lektin.
• Reaksi ini berlangsung dalam dua arah, yaitu dari bakteri ke
tanaman dan dari tanaman ke bakteri.
Pembentukan Nodul Akar
• Respon akar terhadap keberadaan rhizobia
menyebabkan akar melengkung.
• Infeksi rhizobia terhadap akar akan berlanjut
sampai ke korteks, kemudian membelah diri
membentuk sel-sel akar.
• Bentuk batang dari bakteri berubah menjadi
bentuk “Pleomorfik”, yaitu seperti tongkat (clubshape)
Pembentukan Nodul Akar
Rambut akar mengeriting
Rhizobia
Benang infeksi
Nodul akar legum
Pembentukan Nodul Batang
• Pembentukan nodul batang
terjadi pada genus
Aeschynomene (beberapa
spesies) dan Sebania (hanya
Sesbania rostrata), merupakan
dua genus legum yang dapat
tumbuh pada kondisi
tergenang.
• Pembentukan nodul dapat
terjadi sepanjang batang,
kadang-kadang mencapai 3 m
di atas tanah
Faktor yang mempengaruhi Pembentukan Nodul
dan Penambatan N2
•
•
•
Sumber Energi (organik atau anorganik)
Amonium: Kandungan rendah menghambat nitrogenase
Oksigen: nitrogenase peka oksigen, jika kena oksigen
menjadi beracun
Nutrisi mineral (P, Mo, Fe)
Temperatur
•
•
–
–
•
•
antara 5 dan 10oC, aktivitas nitrogenase rendah,
nntara 37-40oC juga terhambat karena kepekaan enzim pada
panas.
pH tanah: < 4, tidak berkembang; ideal 5-5,5
Pengamatan Penambatan N2
•
Metode Perbedaan N (N-difference method)
–
•
membandingkan hasil dan kandungan nitrogen tanaman yang
ditumbuhkan dengan dan tanpa bakteri penambat N2.
Metode Isotop Stabil 15N
–
–
–
•
Kultur bakteri atau jaringan tanaman diinkubasikan kondisi atmosfer
yang diperkaya dengan 15N2
Setelah beberapa waktu N dalam bahan biologi dipurifikasi dengan
digestion dan destilasi, dan proporsi atom 15N yang ada ditetapkan
dengan menggunakan mass spectrometry.
Jumlah N yang ditambat bisa dihitung dari pengamatan N total dan
proporsi 15N dalam bahan, jika pengkayaan (enrichment) 15N pada
atmosfer yang digunakan dalam percobaan diketahui
Acetylene Reduction Assay
–
nisbah acetylene yang direduksi terhadap nitrogen yang ditambat adalah
4 dibanding 1
Penambatan N2 secara simbiosis lainnya
•
Frankia dan Simbiosis Aktinoriza
–
–
•
Frankia adalah aktinomisetes yang membentuk aktinoriza, yaitu
nodul penambatan N2 pada berbagai jenis angiosperma
Spesies tanaman inang umumnya bukan tanaman budidaya, tetapi
beberapa di antaranya penting dalam agroforestri, ekologi dan
ekonomi nitrogen untuk tanah-tanah marginal, reklamasi bekas
tambang, atau stabilisasi bukit pasir
Simbiosis Azolla / Anabaena
–
–
Tanaman perairan Azolla banyak digunakan sebagai pupuk hijau
Azolla dipertahankan pada aliran air yang lambat atau dalam petak
persemaian tanaman padi yang kemudian dibenamkan sebelum
tanaman bibit padi dipindahkan ke lahan atau dibiarkan ternaungi
kanopi padi yang tumbuh.
Komplek enzim nitrogenase
MIKORIZA
21/10/08
Istilah
• Istilah mikoriza (atau ‘jamur akar’) pertama kali diterapkan
untuk asosiasi jamur-pohon pada tahun 1885 oleh A.B
Frank, seorang ahli patologi hutan dari Jerman.
• Mikoriza adalah asosiasi atau simbiosis antara tanaman
dengan jamur yang mengkoloni jaringan kortek akar
selama periode aktif pertumbuhan tanaman
• Asosiasi tersebut dicirikan oleh pergerakan karbon yang
diproduksi tanaman ke jamur dan pergerakan hara yang
diperoleh jamur ke tanaman.
Tipe Mikoriza
Ektomikoriza
• juga disebut mikoriza ektotrofik, merupakan
karakteristik berbagai tanaman pohon di daerah agak
dingin, misalnya pinus dan eukaliptus.
• Jamur yang terlibat dalam asosiasi ini adalah
Ascomycota dan Basidiomycota
• memproduksi hifa dalam jumlah besar pada akar dan
dalam tanah.
• Fungsi Hifa
– serapan dan translokasi hara anorganik dan air,
– melepaskan hara dari lapisan seresah dengan memproduksi
enzim yang digunakan dalam mineralisasi bahan organik.
Beberapa Tipe Ektomikoriza
ektomikoriza
• Akar yang diinfeksi oleh ektomikoriza
– mempunyai ujung akar yang tumpul dan pendek yang
diselimuti oleh mantel jaringan jamur,
– serta tidak ada atau hanya ada sedikit rambut akar.
– Jamur mengambil alih peran rambut akar dalam
menyerap hara.
– Dari bagian dalam mantel tersebut jamur tumbuh
diantara sel-sel kortek akar membentuk ’Jaring Hartig’
(Hartig net)
Beberapa Tipe Ektomikoriza
Mantel dan Jaring Hartig Ektomikoriza serta
penetrasi jamur di antara sel kortek akar
Mikoriza Arbuskular
• dijumpai pada sebagian besar tanaman budidaya maupun
tanaman liar
• peran penting dalam serapan unsur hara
• kadang-kadang perlindungan terhadap kekeringan dan
serangan patogen
• Jamur umum adalah Ordo Glomales.
– Membentuk arbuskular, atau struktur bercabang banyak dalam sel
kortek akar, menghasilkan mikoriza arbuskular.
– Istilah umum untuk semua mikoriza yang tumbuh dalam sel kortek
adalah endomikoriza
– Jamur memproduksi hifa ekstramatrik yang ekstensif (hifa di luar akar)
dan dapat meningkatkan serapan fosfor oleh tanaman yang dikoloni
mikoriza arbuskular
• Ciri diagnostik mikoriza arbuskular perkembangan arbuskular
yang bercabang banyak dalam sel-sel kortek akar
• Jamur tersebut pada mulanya tumbuh di antara sel kortek, tetapi
dengan segera menembus dinding sel inang dan tumbuh dalam
sel.
• Dalam asosiasi ini, dinding sel jamur maupun membran sel
inang tidak tertembus. Ketika jamur tumbuh, membran sel inang
menyelimuti jamur, membentuk kompartemen baru bagi bahan
yang mempunyai kompleksitas molekular tinggi.
• Kompartemen ini mencegah kontak langsung antar sitoplasma
tanaman dan jamur dan menyebabkan transfer hara yang efisien
antar simbion, mikoriza arbuskular ini umumnya berumur
pendek, kurang dari 15 hari.
mikoriza arbuskular
• Struktur lain yang dihasilkan oleh beberapa jamur
mikoriza arbuskular termasuk
– Vesikula: adalah struktur berisi lipid yang berdinding tipis
yang biasanya terbentuk dalam ruang antar sel. Fungsi
utamanya diduga sebagai penyimpan, tetapi vesikula juga
dapat berperan sebagai propagula reproduksi untuk jamur.
– sel auksilari: dibentuk dalam tanah, tetapi fungsinya masih
belum diketahui dengan jelas.
– spora aseksual: Spora yang dihasilkan oleh jamur
pembentuk asosiasi mikoriza arbuskular adalah spora
aseksual, dibentuk dengan diferensiasi hifa vegetatif.
Mikoriza Arbuskular
Klasifikasi mikoriza arbuskular
• Jamur yang membentuk mikoriza arbuskular saat
ini diklasifikasikan dalam ordo Glomales:
Taksonominya ke dalam subordo atas dasar
– adanya vesikula dalam akar dan pembentukan
klamidospora (dinding tebal, spora aseksual) yang
dihasilkan dari hifa, untuk subordo Glomineae, atau
– tidak adanya vesikula dalam akar dan pembentukan sel
auksilari dan zygospora dalam tanah, untuk subordo
Gigasporaeae.
vesicular-arbuscular mycorrhiza
(VAM)
• Istilah vesicular-arbuscular mycorrhiza
(VAM) asalnya diterapkan pada asosiasi
simbiotik yang dibentuk oleh jamur dalam
ordo Glomales tersebut, tetapi karena
kebanyakan sub ordonya tidak punya
kemampuan untuk membentuk vesikula
dalam akar, banyak orang yang
menggunakan istilah AM yang sinonim
dengan VAM.
Serapan dan Transfer Hara
Tanah
• Hifa jamur mikoriza sangat berpotensi untuk
meningkatkan luas permukaan serapan akar
sampai dengan 80%
• Pelepasan P tidak tersedia menjadi tersedia secara
fisikokimia dengan asam organik seperti oksalat.
– Peran asam organik
• melepaskan fosfor yang dijerap oleh hidrooksida logam
melalui reaksi pertukaran ligan,
• melarutkan permukaan oksida logam yang menjerap fosfor
• mengkomplek logam dalam larutan sehingga mencegah
presipitasi fosfat logam.