## PERAN BIOTEKNOLOGI DALAM PEMBUATAN PUPUK HAYATI
Putu Sriwahyuni 1 , Putu Parmila 1 email: sri.wahyuni@unipas.ac.id
1 Staf edukatif Fakultas Pertanian Universitas Panji Sakti Singaraja Jl. Bisma, No 22, Singaraja 81116, Bali, Indonesia
Abstract. The  progress  of  biotechnology  not  only  facilitates  the  process  of  inoculation  and preparation  of  biological  fertilizer  formulations  but  also  makes  it  easier  to  identify  and characterize  the  types  of  microorganisms  that  show  high  effectiveness  as  biological  fertilizers. Selected collection of microorganisms increases the effectiveness of certain nutrient tethering and facilitates  its  supply  to  plants.  Making  biofertilizers  can  be  done  simply  by  taking  soil  that  has been turned into biofertilizers, for example, legin in peanut plants, then applied to new crop land for  planting  legumes  or  with  sophisticated  technology  to  identify,  isolate  certain  superior microorganisms  and  make  a  formulation  a  mixture  of  various  types  of  microorganisms  that  are able to produce nutrients directly or indirectly for plant growth. Various studies have shown that biological  fertilizer  is  beneficial  in  improving  soil  fertility,  improving  soil  health,  spurring  plant growth  and  production.  However,  the  use  of  biological  fertilizers  by  farmers  is  still  far  behind compared  to  non-biological  fertilizers.  Therefore,  research,  development,  and  innovation  of biological fertilizer products need to be carried out continuously.
Keywords: biofertilizer, microbial fertilizer, biotechnology, soil fertility
Abstrak .  Kemajuan  bioteknologi  tidak  hanya  memudahkan  dalam  proses  inokulasi  dan penyusunan formulasi pupuk hayati, tetapi juga memudahkan dalam identifikasi dan karakterisasi jenis-jenis mikroorganisme yang menunjukkan efektivitas tinggi sebagai pupuk hayati. Kumpulan mikroorganisme  terpilih    meningkatkan  efektivitas  penambatan  hara  tertentu  dan  memfasilitasi penyediaannya  bagi  tanaman.    Pembuatan  pupuk  hayati  dapat  dilakukan  secara  sederhana  hanya dengan  mengambil  tanah  yang  pernah  dipalikasikan  pupuk  hayati,  misalnya  legin  pada  tanaman kacang  tanah,  kemudian  diaplikasikan  pada  lahan  pertanaman  baru  untuk  pertanaman  kacang- kacangan  atau  dengan  teknologi  canggih  untuk  mengidentifikasi,  mengisolasi  mikroorganisme unggulan  tertentu  dan  membuat  suatu  formulasi  campuran  berbagai  jenis  mikroorganisme  yang mampu menghasilkan nutrisi secara langsung ataupun tidak langsung untuk pertumbuhan tanaman. Berbagai penelitian menunjukkan, pupuk hayati bermanfaat dalam memperbaiki kesuburan tanah, meningkatkan  kesehatan  tanah,  memacu  pertumbuhan  dan  produksi  tanaman  .  Namun  demikian, penggunaan pupuk hayati oleh petani masih tertinggal jauh dibandingkan pupuk non hayati. Oleh karena itu, penelitian, pengembangan, dan inovasi produk pupuk hayati perlu terus dilakukan. Kata kunci : biofertilizer, microbial fertilizer, bioteknologi, kesuburan tanah

## PENDAHULUAN
Sektor  pertanian  memiliki andil  dan  tanggungjawab  yang  besar dalam  penyediaan  pangan  yang cukup  bagi  penduduk.  Tantangan sektor  ini  kedepan  akan  semakin berat  karena  tidak  hanya  dituntut mampu  menyediakan  bahan  pangan yang  cukup  secara  kuantitas,  namun memenuhi  persyaratan  mutu  dan kesehatan  yang  standarnya  terus meningkat. Peningkatan standar mutu  antara  lain  disebabkan  oleh peningkatan  daya  beli  masyarakat yang  dibarengi  dengan  semakin
tingginya  tingkat  pendidikan  dan kesadaran akan kesehatan.
Perubahan cara bercocok tanam  dari  cara  tradisional  ke  cara modern  yang  diterapkan  pada  masa revolusi hijau berhasil meningkatkan produksi pertanian secara spektakuler. Penggunaan bibit unggul,  perluasan  daerah  irigasi, penerapan mekanisasi pertanian, penggunaan  pupuk  dan  pestisida sintetis mampu mendongkrak
produksi  pertanian  menjadi  berlipat- lipat.    Beberapa  Negara,  termasuk Indonesia
yang sebelumnya
merupakan pengimpor beras berhasil berswasembada beras.
Khusus  untuk  penggunaan pupuk,  secara  prinsip  dilakukan karena kebutuhan hara tanaman tidak lagi mampu dipenuhi dari ketersediaan unsur hara  di  alam.  Hal ini  dilakukan  untuk  menyuplai  hara yang  dibutuhkan  tanaman  selama pertumbuhannya  serta  memperbaiki sifat  fisik,  kimia,  dan  biologi  tanah, sehingga  tanaman  dapat  tumbuh  dan berproduksi dengan baik.
Teknologi  yang  juga  terus dikembangkan  dan  disempurnakan adalah  pupuk  hayati.  Pupuk  hayati telah sejak lama dikenal dan digunakan  oleh  petani  di  beberapa Negara.  Pupuk  hayati  pertama  yang dikomersialkan adalah rhizobia. Inokulan ini dipasarkan dengan nama Nitragin. Macdonald, 1989 melaporkan,  pada  periode  tahun 1930-an  dan  1940-an,  Uni  Sovyet telah menanam berbagai jenis tanaman  yang  diinokulasi  dengan Azotobacter . Bakteri ini diformulasikan dengan berbagai  cara dan  disebut  sebagai  pupuk  bakteri Azotobakterin.  Pupuk  bakteri  lain yang  juga  telah  digunakan  secara luas di Eropa Timur adalah fosfobakterin yang mengandung bakteri Bacillus  megaterium .  Mulai tahun  1970-an,  penggunaan  pupuk hayati  kembali  serius  dilakukan.
Perhatian  pertama  kali  ditujukan pada  penggunaan  rhizobia  yaitu prosuk pupuk hayati yang mengandung bakteri penambat nitrogen. Saat  ini,  teknologi  produksi pupuk  hayati  telah  berkembang semakin maju sejalan dengan perkembangan  penelitian  dibidang biologi molekuler. Kemajuan bioteknologi tidak hanya memudahkan dalam proses inokulasi
dan  penyusunan  formulasi  pupuk hayati,  tetapi  juga  memudahkan dalam  identifikasi  dan  karakterisasi jenis-jenis mikroorganisme yang menunjukkan efektivitas tinggi sebagai  pupuk  hayati.  Bagaimana peran  bioteknologi  dalam  proses pembuatan pupuk hayati akan dibahas  lebih  lanjut  dalam  makalah ini.  Telaah  pustaka  dilakukan  untuk mengumpulkan  fakta-fakta  bahwa bioteknologi  telah  memberikan  andil yang  besar  dalam  pembuatan  pupuk hayati.

## Konsepsi Pupuk Hayati
Pupuk hayati merupakan istilah  yang  relatif  baru  dikenal  di bidang pertanian, meskipun substansi yang  dimaksud  dalam  pupuk  hayati telah  dikenal  dan  diterapkan  sejak lama  di  bidang  pertanian.  Misalnya, penggunaan inokulan Rhizobium sudah dilakukan lebih dari 100 tahun yang lalu. Secara  konseptual  terdapat beragam makna pupuk hayati.
Menurut  Rao  (1982),  pemakaian istilah  inokulan  mikroba  lebih  tepat dibanding pupuk hayati. Lebih lanjut Rao    mendefinisikan  pupuk  hayati sebagai  preparasi  yang  mengandung sel-sel dari strain-strain efektif mikroba  penambat  nitrogen,  pelarut fosfat atau selulolitik yang digunakan  pada  biji,  tanah  atau tempat  pengomposan  dengan  tujuan meningkatkan jumlah mikroba tersebut  dan  mempercepat  proses mikrobial  tertentu  untuk  menambah banyak  ketersediaan  hara  dalam bentuk tersedia yang dapat diasimilasi tanaman. Pupuk hayati, menurut FNCA Biofertilizer  Project  Group  (2006) merupakan substansi yang mengandung  mikroorganisme  hidup yang  mengkolonisasi  rizosfir  atau
bagian  dalam  tanaman  dan  memacu pertumbuhan dengan jalan meningkatkan  pasokan  ketersediaan hara primer dan/atau stimulus pertumbuhan  tanaman  target,  bila dipakai  pada  benih,  permukaan tanaman,  atau  tanah.  Mereka  hanya membatasi  istilah  pupuk  hayati  pada mikroba. Simanungkalit et al . (2006)
memberikan  konsep  pupuk  hayati tidak  hanya  sebatas  melibatkan mikroba  tetapi  juga  melibatkan makrofauna  seperti  cacing  tanah. Bila  inokulan  hanya  mengandung pupuk  hayati  mikroba,  inokulan tersebut  dapat  juga  disebut  pupuk mikroba ( microbial fertilizer ). Secara tegas  Simanungkalit  et  al.  (2006)
mendefinisikan pupuk hayati sebagai inokulan  berbahan  aktif  organisme hidup yang berfungsi untuk menambat hara tertentu atau memfasilitasi tersedianya hara dalam tanah  bagi  tanaman.  Memfasilitasi tersedianya hara ini dapat berlangsung  melalui  peningkatan akses tanaman terhadap hara misalnya  oleh  cendawan  mikoriza arbuskuler,  pelarutan  oleh  mikroba pelarut  fosfat,  maupun  perombakan oleh  fungi,  aktinomiset  atau  cacing tanah.
Penyediaan hara ini berlangsung melalui hubungan simbiotis atau nonsimbiotis.
Gambar 1. Alur proses pembuatan pupuk hayati
Proses  Pembuatan  Pupuk  Hayati dan  Peran  Bioteknologi  dalam Proses Pembuatannya
Teknologi  pembuatan  pupuk hayati  menunjukkan  perkembangan
yang  cukup  pesat  sejalan  dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi di bidang biologi, statistika,  kimia  dan  ilmu  terkait lainnya.  Pembuatan  pupuk  hayati dapat  dilakukan  secara  sederhana
Identifikasi dan karakterisasi Mikroorganisme Secara : morfologi, biokimia, molekuler, dll.
Isolasi, pemurnian dan perbanyakan Seleksi Mikroorganisme Unggulan Isolasi, penyusunan formulasi dan pengujian lapang Tidak Efektif Efektif Stop Perbanyakan Masal Pengemasan Aplikasi di lapangan
hanya dengan mengambil tanah yang pernah  dipalikasikan  pupuk  hayati, misalnya legin pada tanaman kacang tanah,  kemudian  diaplikasikan  pada lahan pertanaman baru untuk pertanaman  kacang-kacangan  atau dengan  teknologi  canggih  untuk mengidentifikasi, mengisolasi mikroorganisme  unggulan  tertentu dan membuat suatu formulasi campuran berbagai jenis mikroorganisme yang mampu menghasilkan nutrisi secara langsung ataupun tidak langsung untuk pertumbuhan tanaman. Secara ringkas proses pembuatan  pupuk  hayati  adalah seperti diagram pada Gambar 1. Pada  diagram  di  atas  terlihat bahwa,  kunci  sukses  pembuatan pupuk hayati terletak pada kemampuan identifikasi dan karakterisasi mikroorganisme unggulan dan komtibel jika diformulasikan sebagai pupuk hayati. Dengan kemajuan dibidang bioteknologi, identifikasi dan karakterisasi  dapat  dilakukan  hingga ke tingkat molekuler sehingga akurasi  informasi  yang  diperoleh terjamin.  Sebagaimana  diketahui, kajian pada tingkat molekuler menyebabkan bias data dan informasi  dari  pengamatan  secara fenotipa  dapat  dihindari  karena pengaruh  lingkungan  sangat  kecil. Jenis  yang  terindentifikasi  dapat dibuktikan  keunggulannya  secara meyakinkan.
Dengan  bioteknologi  juga dapat diketahui hubungan kekerabatan  masing-masing  jenis yang ditemukan dan tingkat kompatibilitas berbagai jenis mikroorganisme  yang  ada  sehingga bila  dikombinasikan  dalam  suatu formulasi tertentu akan
menghasilkan  efek  kinerjanya  yang optimal. Bentuk-bentuk inokulan pupuk mikroba yang biasa digunakan adalah  biakan  agar,  biakan  cair, biakan  kering,  biakan  kering  beku, dan tepung. Inokulan yang digunakan  secara  luas  di  lapangan adalah  yang  berbentuk  biakan  cair dan  tepung.  Untuk  memudahkan aplikasi dilapangan diperlukan bahan pembawa  ( carrier ).  Sebagai  bahan pembawa  inokulan  tepung,  dapat digunakan  bahan  organik  seperti gambut,  arang,  sekam,  dan  kompos. Untuk  bahan  pembawa  anorganik digunakan  bentonit,  vermikulit,  atau zeolit. Mikroorganisme dalam pupuk  hayati  yang  digunakan  dalam bentuk  inokulan  dapat  mengandung hanya  satu  strain  tertentu  atau monostrain tetapi dapat pula mengandung  lebih  dari  satu  strain atau  multistrain.  Strain-strain  pada inokulan  multistrain  dapat  berasal dari  satu  kelompok  inokulasi  silang ( cross-inoculation )  atau  lebih.  Pada mulanya  hanya  dikenal  inokulan yang hanya mengandung satu kelompok fungsional mikroba (pupuk hayati tunggal), tetapi
perkembangan  teknologi  inokulan telah  memungkinkan  memproduksi inokulan  yang  mengandung  lebih dari satu kelompok fungsional mikroba. Inokulan-inokulan komersial saat ini mengandung lebih dari suatu spesies atau lebih dari satu kelompok fungsional mikroba. Karena itu Simanungkalit dan
Saraswati  (1993)  memperkenalkan istilah  pupuk  hayati  majemuk  untuk pertama kali bagi  pupuk hayati  yang mengandung lebih dari satu kelompok fungsional. Terdapat beberapa jenis mikroba  yang  berpotensi  untuk
digunakan  sebagai  pupuk  hayati. Bakteri tersebut antara lain Actinoplanes, Agrobacterium, Alcaligens, Amorphosporangium, Arthrobacter, Azospirillum, Azotobacter,  Bacillus,  Burkholderia, Cellulomonas, Enterobacter, Erwinia, Flavobacterium, Gluconacetobacter,  Microbacterium, Micromonospora, Pseudomonas, Rhizobia,  Serratia,  Streptomyces, Xanthomonas. Bakteri ini hidup baik di  daerah  sekitar  perakaran  tanaman (rhizosfer),  sehingga  sering  juga disebut  sebagai  rhizobakteri  (Aeron et  al .,  2011).    Berikut  contoh beberapa mikroorganisme
yang banyak  digunakan  dalam  berbagai formulasi  pupuk  hayati  dan  cara pembuatannya.

## Azospirillum
Azospirillum  adalah  bakteri yang  hidup  di  daerah  perakaran tanaman.  Bakteri  ini  berkembang biak terutama pada daerah perpanjangan  akar  dan  pangkal  bulu akar.  Sumber  energi  yang  mereka sukai  adalah  asam  organik  seperti malat,  suksinat,  laktat,  dan  piruvat (Hanafiah et al ., 2009).

## Genus Azospirillum
Azospirillum  adalah  bakteri gram negatif, termasuk dalam phylum  alphaproteobacteria.  Bakteri ini  hidup  pada  lingkungan  dan tanaman  yang beraneka ragam,  tidak hanya tanaman agronomi yang penting,  seperti  sereal,  tebu,  rumput, tetapi juga pada tanaman lain seperti kopi, buah-buahan dan bunga- bungaan. Azospirillum adalah bakteri aerobik kemoorganotrop non- fermentatif, vibroid dan memproduksi  fitohormon,  terutama auksin (Reis et al ., 2011).
Satu  spesies  baru  berhasil diisolasi dari tanah yang terkontaminasi  minyak  oleh  peneliti Taiwan  yang  menggunakan  nutrisi agar. Spesies tersebut diberi nama A. rugosum .  Pada  tahun  2009,  dua spesies baru berhasil ditemukan lagi, yaitu A.  palatum dan A.  picis . A. palatum diisolasi dari tanah di China dan A.  picis di  Taiwan.    Terakhir, spesies  baru A.  thiophilum diisolasi dari  Rusia.  Walaupun  spesies  ini memiliki hubungan yang erat dengan spesies  Azospirillum  lainnya,  tetapi spesies  ini  mampu  tumbuh  sebagai miksotropik  pada  kondisi  yang mikroaerobik.
Menurut Eckert et al . (2001)
isolasi Azospirillum spp. dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut.  Akar  tanaman  tertentu  dan tanah rhizosfer diambil dari lapangan di  mana  tanaman  tersebut  telah tumbuh  lama  di  sana.  Akar-akar tanaman  dicuci  dengan  air  steril  dan kemudian  digerus  dalam  larutan sukrosa  4%  dengan  menggunakan mortar  dan  pastel.  Wadah  kecil (sekitar  10  ml)  yang  mengandung  5 ml  medium  NFb  semi-solid  bebas nitrogen  diinokulasi  dengan  larutan berseri  dari  gerusan  akar  atau suspensi tanah rhizosfer.
Komposisi  medium  NFb adalah  sebagai  berikut  (L-1):  malat (5,0 g), K2HPO4 (0,5 g),
MgSO4.7H2O  (0,2  g),  NaCl  (0,1  g),
CaCl2.2H2)  (0,02  g),  bromothymol blue  0,5%  dalam  KOH  0,2  M  (2 mL),  larutan  vitamin  filter  steril  (1 mL),  larutan  hara  mikro  filter  steril (2  mL),  1,64  %  larutan  FeEDTA  (4 mL),  KOH  (4,5  g).  Keasaman  (pH) disesuaikan menjadi 6,5 dan 1,8 gL-1 agar ditambahkan.
Larutan  vitamin  (dalam  100 mL) mengandung biotin (10 mg) dan pyridoxol-HCl  (20  mg)  dilarutkan
pada  100 ⁰ C  dalam  water  bath.
Larutan  hara  mikro  terdiri  dari bahan-bahan  sebagai  berikut  (L- 1):CuSO4.5H2O (40 mg), ZnSO4.7H2O  (0,12  g),  H2BO3  (1,4 g), Na2MO4.2H2O (1,0 g), MnSO4.H2O (1,175 g. Setelah  inkubasi  3  –  5  hari pada  suhu  30 ⁰ C,  satu  lup  kultur ditransfer  ke  dalam  medium  semi- solid  segar.  Pemurnian  lebih  lanjut dilakukan pada NFb (diberi suplemen  50  mg  ekstrak  ragi  per liter)  dan  medium  DYGS  setengah konsentrasi  pada  media  agar.  Kultur ini  dipelihara  pada  medium  DYGS setengah konsentrasi yang mengandung  bahan-bahan  sebagai berikut  (L-1):  glukosa  (1,0  g),  malat (1,0  g),  ekstrak  ragi  (2,0  g),  pepton (1,5  g),  MgSO4.7H2O  (0,5  g),  L- asam  glutamat  (1,5  g)  dan  pH disesuaikan menjadi 6,0.

## Mekanisme Kerja Pupuk Hayati
Petani  menggunakan  pupuk mikroba dengan harapan dapat meningkatkan hasil dan mutu tanaman  pada  tingkat  biaya  yang rendah  melalui  penghematan  tenaga kerja  dan  pupuk  kimia.  Namun, sering dijumpai bahwa pupuk mikroba yang dijual tidak menunjukan sifat mikrobiologis, artinya mikroorganisme yang terdapat  dalam produk tersebut  tidak dapat diidentifikasi dan komposisinya  tidak  sesuai  dengan yang  tertera  pada  label  kemasan. Banyak  produk  tersebut  diiklankan seolah-olah dapat menyelesaikan semua masalah yang dihadapi petani. Pupuk mikrobiologis
bukanlah  pupuk  biasa  yang  secara langsung  meningkatkan  kesuburan tanah  dengan  menambahkan  nutrisi ke dalam tanah. Pupuk mikrobiologis menambahkan  nutrisi  melalui  proses
alami, yaitu fiksasi nitrogen atmosfer,  menjadikan  fosfor  bahan yang terlarut, dan merangsang pertumbuhan tanaman melalui sintesis  zat-zat  yang  mendukung pertumbuhan tanaman. Mikroorganisme dalam pupuk mikrobiologis  mengembalikan  siklus nutrisi  alami  tanah  dan  membentuk material  organik  tanah.  Melalui penggunaan  pupuk  mikrobiologis, tanaman yang sehat dapat
ditumbuhkan  sambil  meningkatkan keberlanjutan  dan  kesehatan  tanah.
Secara  prinsip,  mekanisme  kerja pupuk  hayati  dalam  meningkatkan produktivitas tanaman sebagai berikut.
1. Mengikat  Nitrogen  (N)  yang melimpah di udara (74%), sehingga N tersedia bagi tanaman.
2. Mengikat Pospor (P) dan Kalium (K) yang banyak terdapat di tanah, sehingga P dan K tersedia bagi tanaman.
3. Mengeluarkan zat Pengatur Tumbuh (Z.P.T) yang diperlukan  untuk  pertumbuhan tanaman.
4. Menguraikan  sisa-sisa  limbah organik  tanah  untuk  dijadikan sumber nutrisi tanaman.
5. Mengendalikan penyakit tanaman karena berisi mikroorganisme antagonis terhadap tanaman. Sejumlah  bakteri  penyedia hara  yang  hidup  pada  rhizosfir  akar (rhizobakteri) disebut sebagai rhizobakteri  pemacu  tanaman  ( plant growthpromoting  rhizobacteria atau PGPR).  Kelompok  ini  mempunyai peranan  ganda,  yaitu  menambat  N2, menghasilkan hormon tumbuh
(seperti  IAA,  giberelin,  sitokinin, etilen, dan lain-lain), menekan penyakit  tanaman  asal  tanah  dengan
memproduksi  siderofor  glukanase, kitinase dan sianida, dan  melarutkan P dan hara lainnya. Sebenarnya tidak hanya  kelompok  ini  yang  memiliki peranan  ganda  tetapi  juga  kelompok mikroba lain seperti cendawan mikoriza.  Cendawan  ini  selain  dapat meningkatkan  serapan  hara,  juga dapat meningkatkan ketahanan tanaman  terhadap  penyakit  terbawa tanah, meningkatkan toleransi tanaman terhadap kekeringan, menstabilkan  agregat  tanah,  dan sebagainya,  tetapi  berdasarkan  hasil- hasil  penelitian  yang  ada  peranan sebagai penyedia hara lebih menonjol  daripada  peranan-peranan lain.  Pertanyaan  yang  mungkin timbul  ialah  apakah  multifungsi suatu mikroba tertentu apabila digunakan  sebagai  inokulan  dapat terjadi secara bersamaan.

## Penggunaan  Pupuk  Hayati  dalam Pertanian
Pada  prisipnya,  kesuburan tanah lokal merupakan kunci keberhasilan  sistem  pertanian,  baik kesuburan  fisik,  kimia  maupun biologi.  Bila  kesuburan  tanah  telah baik,  maka  akan  tercipkan  kondisi lingkungan  sekitar  tanaman  yang baik  pula.  Hara  makro  dan  mikro tersedia  secara  cukup,  serta  aktivitas jasad renik dalam menjaga kesuburan tanah berlangsung dengan baik. Peran Pupuk Hayati dalam Peningkatan Produktivitas Tanaman Pupuk hayati memiliki peran  penting  dalam  memperbaiki kesuburan tanah, dapat meningkatkan kesehatan tanah, memacu  pertumbuhan  tanaman  dan meningkatkan  produksi  tanaman.
Selain  itu,  residu  pupuk  hayati  pada
tanah  dan  hasil  tanaman  aman  bagi kesehatan manusia. Beberapa keunggulan umum penggunaan pupuk hayati dalam kegiatan budidaya  tanaman  adalah  sebagai berikut. 1. Meyuburkan tanah Pupuk hayati mengandung mikroorganisme yang dapat mendegradasi  bahan  organik sehingga  mampu  menyediakan unsur  hara  yang  dapat  diserap tanaman dan menghasilkan enzim  alami  dan  vitamin  yang bermanfaat  untuk  meningkatkan kesuburan tanah.
2. Meningkatkan aktivitas mikroorganisme tanah Pupuk hayati mengandung mikroorganisme lokal (indegenous) unggul. Setiap aplikasi  pupuk  hayati  akan meningkatkan populasi dan aktivitas  mikroorganisme  yang menguntunhka    di  dalam  tanah. Mikroorganisme aktif yang terkandung  dalam  pupuk  hayati mampu memasok Nitrogen untuk tanaman, melarutkan senyawa Phosfat (P) dan melepaskan  senyawa  Kalium (K)    dari  ikatan  koloid  tanah, mengurai  residu  kimia  dan mengikat logam berat, menghasilkan zat pemacu tumbuh alami (Giberellin, Sitokinin,  Asam  Indol  Asestat), menghasilkan asam amino, enzim  alami  dan  vitamin  serta menghasilkan zat patogen sebagai pestisida hayati. Mikroorganime yang ditambahkan  dalam  tanah  dapat membantu proses penggemburan tanah dan mengubah zat menjadi bentuk  yang  dapat  diserap  oleh tanaman.
Penggunaan  pupuk  hayati  dapat meningkatkan simbiosis mutualisme  antara  tanaman  dan mikroorganisme yang menguntungkan. Semakin sering mengaplikasikan  pupuk  hayati ke  tanah  menyebabkan  tanah makin  subur  dan  menyebabkan pemupukan menjadi hemat.
3. Meningkatkan  daya  serap  tanah terhadap air Penggunaan pupuk hayati secara tepat  akan  menyebabkan  tanah menjadi  gembur.  Tanah  yang gembur  akan  memiliki  pori-pori lebih banyak guna menyalur dan menyimpan  air  tanah  untuk kebutuhan  tanaman.  Pada  saat musim  kemarau,  tanah  mampu menyediakan air. Sementara pada musim hujan, tanah mampu menahan  air  sehingga  resiko erosi dan banjir dapat dikurangi.
4. Menyediakan  hara  mineral  bagi tanaman
Pupuk hayati mengandung unsur hara  alami  berimbang  yang dibutuhkan  oleh  mikroba  tanah dan  tanaman.  Pupuk  hayati mengandung mikroorganisme unggul yang memiliki kemampuan  untuk  mengubah unsur  hara  yang  tidak  dapat diserap  tanaman  menjadi  unsur hara yang tersedia untuk tanaman.
5. Meningkatkan kualitas dan kuantitas produksi pertanian Penggunaan pupuk hayati dengan  segala  kemampuan  dan kelebihan  yang  dimiliki  oleh mikroorganisme yang dikandungnya dapat meningkatkan kualitas dan kuantitas produksi tanaman pertanian  sekaligus  menghemat biaya produksi.
6. Meningkatkan daya tahan tanaman Kandungan hormon tumbuh alami  dalam  pupuk  hayati  dapat meningkatkan daya tahan tanaman terhadap serangan penyakit  dan  hama.  Kehadiran jamur Trichoderma dan Aspergillus  mampu  mengatasi beberapa  jenis  serangga  hama dan  patogen  penyebab  busuk akar.
7. Menghasilkan  produk  sehat  dan ramah lingkungan Pupuk hayati diproduksi menggunakan  bahan  baku  alami yang  diproses  secara  modern sehingga  tidak  meninggalkan residu  kimia  pada  tanaman  dan aman  untuk  dikonsumsi.  Produk yang  dihasilkan  dari  lahan  yang diaplikasikan dengan pupuk hayati  lebih  sehat,  enak  dan segar  karena  bebas  residu  kimia dan tidak berbahaya buat dikonsumsi. Aplikasi pupuk hayati  secara  kontinu  tidak menimbulkan pencemaran lingkungan  dan  aman  buat petani yang mengaplikasikannya. 8. Menghemat Biaya Penggunaan pupuk dan pestisida  kimia  pada  lahan pertanian bukan saja menyebabkan  kerusakan  pada tanah,  tapi  dapat  menambah beban produksi, karena
mahalnya  pupuk  dan  pestisida kimia. Penggunaan pupuk hayati dan memadukannya dengan pupuk  dasar  kompos/  pupuk organik  membuat  biaya  yang dikeluarkan petani lebih kecil.
Penggunaan  pupuk  hayati  dapat mengurangi bahkan meng- hilangkan  penggunaan  pupuk kimia  (Urea,  NPK,  TSP  dan
lain-lain). Pada aplikasi pertanian  organik,  pupuk  kimia tidak  digunakan  sama  sekali, sehingga dapat menghemat biaya. Di samping itu penggunaan pestisida kimia harus ditiadakan, sehingga beban  petani  untuk  pengadaan pupuk dan pestisida kimia dapat dikurangi hingga 100%. Secara  umum  penggunaan pupuk  hayati  mempunyai  2  (dua) fungsi, yaitu: a) Soil Regenarator yaitu Pembangkit  kembali  kehidupan tanah  atau  memulihkan  daya dukung lahan.
b) Feeding  the  soil  that  feed  the plant , yaitu memberikan makanan  pada  tanah  selanjutnya tanah  akan  memberi  makanan pada tanaman. Pemberian unsure hara terjadi secara alngsung dari aktivitas sismbiosa antara mikroorganisme  tertentu  dengan tanaman  atau  secara  langsung dari produk turunan yang dihasilkan  oleh  mikroorganisme tersebut.
Peran Pupuk Hayati dalam Peningkatan Produktivitas Tanaman Pada  dasarnya  pupuk  hayati berbeda  dengan  pupuk  anorganik, seperti  Urea,  SP  36,  atau  MOP sehingga  dalam  aplikasinya  tidak dapat  menggantikan  seluruh  hara yang  dibutuhkan  tanaman.  Produk tersebut  memiliki  bahan  aktif  yang mampu  menghasilkan  senyawa  yang berperan dalam proses pelarutan hara dalam tanah. Fungsi senyawa tersebut  yaitu  membantu  penyediaan hara  dari  udara  dan  mematahkan ikatan-ikatan yang menyebabkan unsur  hara  tertentu  tidak  tersedia bagi  tanaman.  Melalui  mekanisme
tersebut  penyediaan  unsur  hara  bagi tanaman akan meningkat.
Penggunaan  pupuk  hayati pernah terdata dengan baik  beberapa waktu,  yaitu  ketika  pupuk  hayati (inokulan  rhizobia)  merupakan  salah satu komponen paket produksi untuk proyek intensifikasi kedelai pemerintah. Pemerintah  mengadakan kontrak  pesanan  inokulan  untuk seluruh  areal  intensifikasi  kedelai. Karena  adanya  sistem  kontrak  ini beberapa  pabrik  inokulan  berdiri karena  dengan  sistem  ini  produksi inokulan mereka terjamin pembelinya. Sebayang dan Sihombing (1987)  menyatakan,  pada  periode 1983-1986, inokulan (legin) sebanyak 68.034,67 kg telah digunakan untuk menginokulasi tanaman  kedelai  seluas  453.564  ha pada  25  provinsi  di  Indonesia. Kemudian  menurut  saraswati  et  al. (1998),  jenis  inokulan  lain  yaitu berupa pupuk hayati majemuk Rhizoplus  sebanyak  41.348,75  kg digunakan untuk menginokulasi 330.790  ha  kedelai  di  26  provinsi pada musim tanam 1997/1998. Perkembangan penggunaan inokulan  Legin  tiap  tahun  sejak tahun  1981-1995  tidak menunjukkan tendensi  meningkat.  Pencanangan Go  Organic  2010  oleh  Departemen Pertanian diharapkan akan menunjang  perkembangan  pupuk organik  dan  hayati  di  Indonesia. Selain itu juga mulai dilaksanakannya  sistem  pertanaman padi SRI oleh para petani mendorong mulai  dproduksinya  kompos in  situ oleh para petani.
Pupuk hayati adalah mikrobia yang diberikan ke dalam tanah untuk meningkatkan pengambilan hara oleh tanaman dari dalam tanah atau udara. Umumnya  digunakan  mikrobia  yang
mampu  hidup  bersama  (simbiosis) dengan tanaman inangnya. Keuntungan  diperoleh  oleh  kedua pihak,  tanaman  inang  mendapatkan tambahan unsur hara yang diperlukan, sedangkan mikrobia mendapatkan  bahan  organik  untuk aktivitas dan pertumbuhannya. Mikrobia  yang  digunakan sebagai  pupuk  hayati  (biofertilizer) dapat  diberikan  langsung  ke  dalam tanah, disertakan dalam pupuk organik  atau  disalutkan  pada  benih yang  akan  ditanam.  Penggunaan yang  menonjol  dewasa  ini  adalah mikrobia  penambat  N,  dan  mikrobia untuk  meningkatkan  ketersedian  P dalam tanah.
Produktivitas  pertanian  saat ini  sebagian  besar  didukung  oleh penggunaan bahan kimia yang intensif. Sayangnya, penggunaan bahan  kimia  ini  tidak  dilakukan dengan bijaksana.Pestisida digunakan  tanpa  aturan  dan  pupuk anorganik digunakan secara berlebihan.  Akibatnya,  lingkungan menjadi  rusak.  Banyak  ekosistem  di sekitar daerah pertanian telah menjadi mati akibat terjadinya ketidakseimbangan pada rantai makanan.  Pada  suatu  titik,  bila  tidak ada  perubahan  paradigma,  maka produk  pertanian  akan  bermasalah, kuantitas  dan  mutunya  akan  terus semakin menurun.
Dewasa ini pupuk anorganik
menjadi andalan utama dalam mempertahankan  dan  meningkatkan produktivitas pertanian.Namun, penggunaannya sudah sangat berlebihan  dari  yang  sebenarnya diperlukan oleh tanaman. Dari seluruh  jenis  pupuk  anorganik  yang digunakan sebagai input pada pertanian,  maka  pupuk  nitrogen  (N) merupakan  yang  paling  banyak  dan intensif  digunakan  petani.  Oleh
karenanya, pupuk N anorganik inilah yang paling banyak disalahgunakan.
Mekanisme  Azospirillum  dalam Meningkatkan Pertumbuhan Tanaman Mekanisme  pertama  yang diusulkan terhadap pemacuan pertumbuhan tanaman oleh Azospirillum  hampir  sepenuhnya terkait  dengan  status  nitrogen  dalam tanaman, melalui fiksasi biologi atau aktivitas  enzim  reduktase  nitrat. Akan tetapi, mekanisme ini kenyataannya kurang berarti dari sisi agronomi dari yang pernah diharapkan. Dengan demikian, mekanisme  lain  telah  dipelajari  dan diusulkan  untuk  genus  mikroba  ini, antara  lain  produksi  siderophore, pelarutan fosfat, biokontrol
fitopatogen,  dan  proteksi  tanaman terhadap  cekaman,  seperti  salinitas tanah, atau senyawa beracun.
Namun demikian, salah satu mekanisme  yang  paling  penting adalah  kemampuan  Azospirillum menghasilkan  fitohormon  dan  ZPT lainnya. Salah satu mekanisme utama yang  diusulkan  untuk  menjelaskan “hipotesis  aditif”  adalah  terkait dengan kemampuan Azospirillum sp. menghasilkan senyawa-senyawa seperti  fitohormon.  Telah  dikenal bahwa  sekitar  80%  bakteri  yang diisolasi  dari  rhizosfer  tanaman mampu  memproduksi  senyawa  IAA. Kemudian, diusulkan bahwa Azospirillum  sp.  dapat  memacu pertumbuhan tanaman melalui
ekskresi  fitohormon.  Saat  ini,  kita tahu  bahwa  bakteri  ini  mampu menghasilkan senyawa-senyawa
kimia seperti auksin, sitokinin, giberelin,  etilen,  dan  ZPT  lainnya seperti  ABA,  poliamin  (spermidin, spermin,  dan  cadaverin)  dan  nitrat oksida.
Aplikasi  Azospirillum  Di  Bidang Pertanian Aplikasi Azosprillum dibidang  pertanian  masih  sangat terbatas.  Di  banyak  Negara  aplikasi Azospirillum  masih  dalam  skala kecil  .Namun  demikian,  di  beberapa negara di Amerika Latin, Azospirillum  telah  mulai  digunakan secara  komersial  dan  dalam  skala yang luas. Inokulum Azospirillum generasi  pertama  dalam  skala  kecil diintroduksi  secara  perlahan  kepada pasar  pertanian.Faktor  utama  yang menghalangi introduksi Azospirillum dalam  skala  besar  adalah  hasil  yang tidak  konsisten  dan  tidak  dapat diprediksi.  Kelemahan  ini  telah diketahui  sejak  awal  dari  aplikasi Azospirillum dan menyurutkan minat dari  pengguna  komersial.Dua  puluh tahun  evaluasi  dari  data  percobaan lapangan  menunjukkan  bahwa  60  – 70 % dari seluruh percobaan berhasil dengan peningkatan hasil yang nyata, berkisar antara 5 sampai 30%.Faktor keberhasilan  utama  adalah  aplikasi sel  hidup  secara  hati-hati  dan perawatan percobaan dengan benar.Sel-sel bakteri haruslah diambil  dari  fase  eksponen,  bukan dari inokulum pada fase stasioner.Walaupun, inokulasi lapangan  belum  menjadi  area  utama dari  penelitian  Azospirillum  saat  ini, beberapa  percobaan  lapangan  dan rumah kaca akhir-akhir ini, khususnya  pada  sereal,  sekali  lagi menunjukkan potensial yang menjanjikan. Teknologi ini juga didasarkan  pada  produk  Rhizobium yang diaplikasikan pada penyelubung  benih  dalam  campuran dengan  peat  atau  menggunakan bermacam  formulasi  larutan  yang berbeda.Pada  mulanya,  hanya  A.
brasilense  dipilih  sebagai  inokulan. Di  Amerika  Serikat,  satu  produk yang  disebut  Azo-GreenTM,  yang diproduksi  oleh  perusahaan  yang bernama  Genesis  Turfs  Forages, direkomendasikan  diberikan  pada benih untuk meningkatkan
perkecambahan,  sistem  akar,  tahan kekeringan,  dan  kesehatan  tanaman.
Di Italia, Jerman, dan Belgia, produk lain  yang  mengandung  campuran  A. brasilense  (strain  Cd)  dan  A. lipoferum (strain Br17) diformulasikan dalam campuran vermikulit  atau  formula  larutan.
Nama  komersialnya  adalah  Zea-
NitTM dan diproduksi oleh Heligenetics dan mereka merekomendasikan  pengurangan  30 –  40  %  pupuk  N  bagi  tanaman.  Di Prancis, AzoGreenTM lain
digunakan  pada  jagung  dengan kenaikan hasil 100%.
Walaupun  keuntungan  dari inokulasi  dengan  Azospirillum  sp. telah dijelaskan panjang lebar, upaya untuk  mengisolasi  strain  baru  dan mengevaluasi  karakteristik  terhadap pemacu pertumbuhan tanaman dalam lingkungan yang alami haruslah terus dilakukan
untuk mendukung penggunaannya  di  bidang  pertanian sebagai inokulan atau pupuk hayati.

## PENUTUP
Kemajuan di bidang bioteknologi menyebabkan identifikasi dan karakterisasi mikroorganisme unggulan, hubungan kekerabatan  dan  tingkat    komtibel mikroorganisme dapat dilakukan secara  molekuler  sehingga  diperoleh informasi  yang  lebih  akurat.  Produk mikroorganisme  yang  terformulasi dapat terdiridari beragam jenis mikroorganisme  yang  kompetibel sehingga  memberikan  pupuk  hayati yang  lebih  optimal.    Pupuk  hayati
memiliki peran penting dalam memperbaiki  kesuburan  tanah,  dapat meningkatkan kesehatan tanah, memacu  pertumbuhan  tanaman  dan meningkatkan  produksi  tanaman. Residu  pupuk  hayati  pada  tanah  dan hasil  tanaman  aman  bagi  kesehatan manusia.

## DAFTAR PUSTAKA
FNCA  Biofertilizer  Project  Group. 2006.  Biofertilizer  Manual. Forum for Nuclear Cooperation in Asia (FNCA). Japan Atomic Industrial Forum, Tokyo. Macdonald,  1989.  An  overview  of crop  inoculation,  p.  1-9. In R.Campbell and R.M. Macdonald  (Eds.).  Microbial Inoculation  of  Crop  Plants. IRL Press, Oxford. Sebayang,  K.  dan  D.A.  Sihombing 1987.  The  technology  impact on soybean yield in Indonesia.  pp.  37-48. In J.W.T.  Bottema,  F.  Dauphin, and G. Gijsbers (Eds.). Soybean Research and Development  in  Indonesia. CGPRT Centre, Bogor. Simanungkalit, R.D.M and R. Saraswati  1993.  Application of biotechnology on biofertilizer  production  in Indonesia.  pp.  45-57. In S. Manuwoto, S. Sularso, and K. Syamsu (Eds.). Proc. Seminar on Biotechnology: Sustainable  Agriculture  and Alternative Solution for Food Crisis. PAU-Bioteknologi IPB, Bogor. Simanungkalit, R.D.M., D. A. Suriadikarta, R. Saraswati, D.
Setyorini  dan  W.  Hartatik. 2006.  Pupuk  Organik  dan Pupuk  Hayati.  Balai  Besar Litbeng    Sumberdaya  Lahan Pertanian,  Badan  Penelitian dan Pengembangan Pertanian. Subba  Rao,  N.S.  1982.  Biofertilizer in  Agriculture.  Oxford  and IBH  Publishing  Co.,  New Delhi.