Nitrogen merupakan unsur hara yang diperlukan oleh tanaman untuk membentuk senyawa penting dalam sel tanaman. Nitrogen terdapat di udara dalam bentuk gas nitrogen. Unsur Nitrogen hanya dapat dimanfaatkan oleh tanaman dalam bentuk nitrat, sedangkan Nitrogen yang tersedia di udara di udara dalam bentuk N 2 yang tidak bisa dimanfaatkan oleh tanaman. Untuk dapat memanfaatkan N2 tersebut diperlukan mikroorganisme yagn mampu menambat N2 di udara dan merubahnya kedalam bentuk senyawa yang dapat dimanfaatkan oleh tanaman. Beberapa tanaman yang dapat bersimbiosis dengan mikrobe penambat N yaitu, tanaman kacang-kacangan seperti kedelai, buncis, kacang tanah, dll. Yang bersimbiosis dengan bakteri Rhizobium. Bakteri ini membentuk bintil pada akar tanaman yang mampu menambat nitrogen di udara. Beberapa
spesies
Rhizobium
dan
tanaman
simbiosanya
:
R.
leguminasorum (Pea dan lentil), R. phaseoli (kacang buncis), R. trifolii (clover), R. melioti melio ti (alfalfa), R. lupini lu pini (lupin), R. japonicum ja ponicum (kedelai), dan Rhizobium, spp
(cowpea dan kacang tanah). Di alam terdapat bebarapa mikroorganisme yagn mampu menambat nitrogen di udara secara simbiosis maupun non simbiosis dengan tanaman. Berikut beberapa mikroba penambat nitrogen di udara secara simbiosis maupun non-simbiosis dengan tanaman, yaitu: 1. Rhizobium Bakteri ini menambat N2 di udara dengan cara bersimbiosis dengan tanaman kacang-kacangan seperti kedelai, buncis, dll. Bakteri ini memiliki panjang sekitar 1000 mm dan bersel satu/tunggal. Bakteri ini masuk ke dalam akar tanaman melalui rambut-rambut akar dan menetap dalam akar tersebut , dan kemudian bakteroid menambat membentuk bintil akar pada tanaman. Di dalam bintil ini bakteroid nitrogen atmosfer (membantu tanaman) dan sebagai gantinya menerima hara dari tanaman yang dapat digunakan dalam metabolismenya sendiri
Untuk menambat nitrogen, bakteri ini menggunakan enzim nitrogenase, dimana enzim ini akan menambat gas nitrogen di udara dan merubahnya menjadi gas amoniak dan kemudian asetylen menjadi ethylen
2. Azotobacter, Azospirillum Bakteri ini menambat N2 di udara tanpa bersimbiosis dengan tanaman. Azotobacter adalah spesies rizobakteri yang telah dikenal sebagai agen biologis
pemfiksasi dinitrogen, diazotrof, yang menkonversi dinitrogen ke amonium melalui reduksi elektron dan protonasi gas dinitrogen. Unsur hara yang membatasi produktivitas tanaman adalah nitrogen sehingga pupuk nitrogen selalu ditambahkan sebagai input dalam produksi tanaman. Sebagian besar tanaman mengasimilasi nitrogen hanya dari tanah melalui penambahan pupuk. Secara umum, fiksasi nitrogen biologis sebagai bagian dari input nitrogen untuk mendukung pertumbuhan tanaman telah menurun akibat intensifikasi pemupukan anroganik. Penurunan penggunaan pupuk nitrogen yang nyata agaknya hanya dapat dicapai jika agen biologis pemfiksasi nitrogen diintegrasikan dalam sistem produksi tanaman. Untuk menghindari penurunan kesehatan tanaman akibat adanya input bahan kimia, diperlukan input biologis berupa rizobakteri. Fiksasi nitrogen sangat penting untuk lingkungan dan pertanian berkelanjutan ( Sustainabele agriculture).. Sumber alternatif lain adalah Rhizobia yang mampu meyebabkan pembentukan nodula pada akar dari tanaman legum sebagai tanaman inang.
Berbagai jenis bakteri penambat N2 yagn hidup bebas (non simbiotik) yaitu: 1. Bakteri
fotosintetik
( Rhodospirilladeae,
Chromatiaceae,
Dhlorobiaceae)
2. Bakteri aerobik ( Azotobakteriaceae dan Pseudomonadeceae) 3. Bakteri anaerobik fakultatif gram-negatif ( Enterobacteriaceae) 4. Bakteri anaerobik gram-negatif 5. Bakteri pembentuk metan ( Methanobacteriaceae) 6. Bakteri pembentuk spora ( Bacillaceae) 7. Bakteri analog Actinomycetes ( Mycobacteriaceae)
dan
