Proses Fiksasi Nitrogen oleh Bintil Akar

Bintil Akar   adalah organ simbiosis yang mampu melakukan fiksasi N dari udara sehingga mampu memenuhi kebutuhan N dari hasil fiksasi tersebut. Seringkali bintil akar terdapat pada tanaman legum yang tumbuh pada tanah berpasir yang kurang subur seperti tanah jenis PMK.  Bintil akar tidak selalu tumbuh di pangkal akar, ada juga yang tumbuh di ujung-ujung akar. Bakteri yang dapat membentuk bintil akar adalah Rhizibium dan Brodyrhizobium.Rhizobium, lebih banyak membentuk bintil akar pada tanaman kacang-kacangan di daerah beriklim sedang. Brodyrhizobium  membentuk bintil akar pada tanaman kacang-kacangan pada iklim tropis.
Tahap Pembentukan Bintil Akar

Umur Bintil (Hari)                  Tahap Nodulasi      
0                        Bakteri masuk ke daalm rambut akar/sel epidermis      
1-2                    Benang infeksi mencapai dasar sel epidermis dan memasuki korteks      
3-4                    Suatu massa kecil sel-sel terinfeksi dalam premordium bintil      
5                        Pembagian pesat dari sel-sel bakteri dan sel-sel inang      
7-9                     Bintil mulai Nampak      
12-18                Pertumbuhan lanjut dari bintil menjadi jaringan bakteroid merah muda, multi terjadi fiksasi          
23                      Bintil berlanjut menjadi periode aktif fiksasi N      
28-37                Bintil mencapai besar maksimal dan fiksasi N berlanjut      
50-60                Pelapukan  bintil   

Mekanisme Penambatan Nitrogen oleh bakteri bintil akar :
Untuk menambat nitrogen, bakteri ini menggunakan enzim nitrogenase, dimana enzim ini akan menambat gas nitrogen di udara dan merubahnya menjadi gas amoniak.  Gen yang mengatur proses penambatan ini adalah gen nif (Singkatan nitrogen – fixation).  Gen – gen nif ini berbentuk suatu rantai , tidak terpencar kedalam  sejumlah DNA yang sangat besar yang menyusun kromosom bakteri, tetapi semuanya terkelompok dalam suatu daerah.  Hal ini memudahkan untuk memotong bagian untaian DNA yang sesuai dari kromoson Rhizobium dan menyisipkanya ke dalam mikroorganisme lain (Prentis, 1984).
 Faktor-faktor yang mempengaruhi keberadaan bakteri bintil akar:
-  Lenoglobin, aktifitas nitrogenase dan fikasasi N2 oleh legume berhubungan erat dengan Lenoglobin. Fungsi Lenoglobin diduga untuk mengirim O2 bagi respirasi dalma bintil dan produksi ATP.
-  Sumber makanan (BO dan perakaran)  diperlukan untuk bertahan sambil menginfeksi akar.
-  Mikroorganisme lain (sbg kompetitor di rizosfir) , terutama yang antagonis, dapat menghalangi bakteri bintil akar untuk menginfeksi akar.
 - pH, Pertumbuhan bakteri menghendaki pH optimal sedikit dibawah netral, sedikit alkali. Namun beberapa dapat hidup dibawah pH 5. pH sangat rendah menghambat proses infeksi bakteri.
-  Suhu  optimal bagi kehidupan bakteri Rhizobium bervariasi tergantung pada spesies tanaman dan iklim. Misal pada kacang kapri, suhu optimal yang dikehendaki adalah 26 C. Pada suhu 20 C bintil akar tidak dapat tumbuh dengan baik. Namun, simbiosis masih tetap efektif pada suhu 7 C sampai 40 C. Pemanasan selama 5’ pada suhu 60 C  sampai 62 C dapat mematikan Rhizobium.
-  Kelembaban  yang berlebihan akan  menurunkan jumlah fiksasi N2 menurun. Kelembaban tanah 25-75% dari kapasitas lapang optimal untuk simbiosis kedelai dan alfalfa.
-  Senyawa racun, atom N dalam ion NH4+ dan dan NO3- mengurangi bintil akar dan fiksasi N2 oleh bintil akar dengan cara mengganggu pembentukan benang- benang infeksi oleh Rhizobium,  Mn pada kadar tinggi mengganggu pertumbuhan bintil akar. - 
- Ketersediaan nutrisi. Atom P diperlukan untuk pembentukan dan aktifitas bintil yang maksimal, Ca dibutuhkan oleh Rhizobium untuk meginfeksi akar, Kekurangan S akan mengganggu  sintesis nitrogenase sehingga kekurangan S menurunkan fiksasi N.  Mo adalah unsur penting bagi pertumbuhan bakteri karena Mo berperan pada nitrogenase.