Nitrogen ada di mana-mana dalam ekosistem Bumi, tetapi mengapa sebagian besar organisme tidak dapat secara langsung memanfaatkan gas yang tidak berwarna dan tidak berbau ini? Karena itu, misteri nitrogen menjadi lebih menonjol. Penelitian terkini telah mengungkap mikroorganisme yang dapat mengubah nitrogen atmosfer menjadi bentuk yang dapat digunakan tanaman, yang disebut diazotrof.
Bakteri pengikat nitrogen adalah kelas bakteri dan archaea yang dapat mengubah nitrogen atmosfer (N2) menjadi amonia (NH3). Berdasarkan gaya hidup yang berbeda, bakteri pengikat nitrogen dapat dibagi menjadi jenis yang hidup bebas dan yang bersimbiosis. Bakteri pengikat nitrogen yang hidup bebas tidak memerlukan tanaman inang untuk bertahan hidup, sedangkan bentuk simbiosis memerlukan asosiasi dengan tanaman untuk melakukan proses fiksasi nitrogen.
"Karena bentuk utama nitrogen yang tersedia secara hayati adalah amonia, bakteri pengikat nitrogen ini memainkan peran yang sangat penting dalam siklus material ekosistem."
Bakteri pengikat nitrogen dapat dibagi menjadi beberapa jenis. Bakteri pengikat nitrogen yang hidup bebas meliputi anaerob, seperti Clostridium, yang mengikat nitrogen dalam lingkungan anoksik, dan anaerob fakultatif, seperti Klebsiella pneumoniae, yang dapat mengikat nitrogen dengan atau tanpa oksigen. Bakteri ini dapat tumbuh tanpa oksigen tetapi hanya dapat mengikat nitrogen.
Bakteri pengikat nitrogen simbiosis diwakili oleh Rhizobia, yang membentuk hubungan simbiosis dengan tanaman polong-polongan. Dalam bintil akar, oksigen bekerja secara sinergis dengan nitrogen di atmosfer untuk mengikat nitrogen, menyediakan sumber nitrogen yang dibutuhkan tanaman untuk pertumbuhannya.
"Proses fiksasi nitrogen merupakan bagian penting dari kelangsungan hidup di ekosistem Bumi."
Bakteri pengikat nitrogen tidak hanya menempati posisi penting di alam, tetapi potensi aplikasinya di bidang pertanian tidak dapat diabaikan. Pupuk hayati yang memanfaatkan bakteri pengikat nitrogen dapat menyediakan sumber nitrogen yang kaya bagi tanaman. Pupuk hayati ini dapat mendukung pertanian berkelanjutan dengan menyediakan nitrogen yang dibutuhkan untuk pertumbuhan tanaman sekaligus mengurangi penggunaan pupuk kimia.
Saat ini, terdapat banyak pupuk hayati pengikat nitrogen di pasaran, termasuk Rhizobium, Azotobacter, Azospirilium, dan alga biru-hijau, yang banyak digunakan dalam pertumbuhan tanaman dalam bentuk cair dan padat.
Nitrogen memainkan peran penting dalam siklus di biosfer. Bakteri pengikat nitrogen yang hidup bebas dan bersimbiosis tidak hanya secara langsung mengubah nitrogen atmosfer menjadi nitrogen yang dapat digunakan, tetapi juga membuat nitrogen ini tersedia untuk diserap tanaman, sehingga memengaruhi seluruh rantai makanan. Lebih jauh lagi, sumber daya nitrogen yang efektif juga dapat membantu meningkatkan kesuburan tanah, sehingga mendorong pengembangan pertanian.
"Dalam ekosistem laut, bakteri mirip alga merupakan pengikat nitrogen utama, yang selanjutnya berkontribusi pada pengembangan rantai makanan."
Sebagai faktor penting dalam pertanian berkelanjutan dan keseimbangan ekologi, penelitian dan penerapan bakteri pengikat nitrogen sangat penting untuk produksi pangan dan perlindungan lingkungan di masa depan. Pemahaman yang lebih mendalam tentang cara kerja mikroorganisme ini dan dampaknya terhadap ekosistem dapat membantu kita mengatasi tantangan perubahan iklim global dan kelangkaan sumber daya dengan lebih baik.
Menurut Anda, bagaimana kehidupan kecil ini dapat digunakan untuk mendukung masa depan yang lebih hijau?