Pengendalian Gulma secara Hayati

Pengendalian gulma secara hayati bertujuan untuk menekan populasi gulma dengan memanfaatkan organisme hidup baik itu hewan seperti serangga kumbang, ternak, mikroba, dan ikan, ataupun organisme hidup tersebut berupa tumbuhan seperti Mucuna bracteata, dan berbagai jenis tanaman penutup tanah (LCC) lainnya. Penerapan metode pengendalian gulma secara hayati harus memenuhi beberapa syarat seperti agen hayati tersebut memangsa gulma tertentu saja (spesifik), bersifat monofag, tidak menyerang tanaman yang dibudidayakan.

Ada 3 tipe dasar pengendalian gulma secara hayati yakni tipe klasik, tipe augmentasi, dan tipe inundatif.

Pengendalian hayati tipe klasik (classical biological control)

Pengendalian hayati tipe ini dilakukan dengan melepaskan musuh alami baik itu sebagai predator maupun parasit yang diperoleh atau didatangkan dari luar daerah dan pertumbuhan populasinya mencapai kondisi stabil pada daerah yang baru karena telah tercapai keseimbangan jangka panjang antara populasi musuh alami dengan gulma yang dikendalikan sebagai inangnya.

Pengendalian hayati tipe augmentasi (augmentative biological control)

Pengendalian hayati tipe augmentasi mengacu pada musuh alami yang tidak mampu bertahan sendiri dalam jangka waktu lama pada areal yang terinvestasi gulma yang akan dikendalikan tanpa adanya penambahan populasi. Oleh karena itulah, secara periodik musuh alami harus ditambahkan pada wilayah pengendalian gulma tersebut. Contoh pengendalian hayati tipe augmentasi adalah penggunaan karat Puccinia canalicuta, patogen indigenus Cyperus esculentus di Amerika Serikat.

Pengendalian hayati tipe inundatif (inundative biological control)

Pengendalian hayati tipe inundatif adalah suatu metode pengendalian gulma dalam jangka pendek dengan melepaskan musuh alami dalam jumlah yang banyak seperti pengaplikasian jamur mikoherbisida. Musuh alami pada pengendalian hayati tipe inundatif tidak mampu hidup dan bertahan dalam jangka yang lama. Beberapa contoh jamur mikoherbisida yang saat ini telah berhasil dipasarkan antara lain formulasi Phytoptora palmivora, yang diregistrasikan untuk mengendaliknan Morrenia odorata pada perkebunan jeruk di Florida; Collego (Colletotrichum gloeosporioides) untuk mengendalikan gulma Aeschynomene virginia pada pertanaman padi dan kedelai; Cercospora rodmanii untuk mengendalikan eceng gondok.

Read More

Mikroorganisme Tanah sebagai Pupuk Hayati

Keberadaan mikroorganisme di dalam tanah sangat penting karena peranannya dalam mempertahankan dan meningkatkan kesuburan tanah. Peranan tersebut antara lain mendaur ulang unsur hara, penyimpanan sementara, dan pelepasan unsur hara yang dipergunakan oleh tanaman. Mikroorganisme tanah dapat diibaratkan sebagai koki pada sebuah restoran, sedangkan bahan organik sebagai bahan baku masakan dan tanaman sebagai pelanggannya. Oleh sebab itu keberadaan serta jumlah mikroorganisme tanah sangat mempengaruhi kesuburan lahan pertanian disamping jumlah bahan organik yang terdapat dalam tanah, sehingga kedua komponen tersebut menjadi parameter dalam pengukuran kesuburan lahan pertanian. Mikroorganisme tersebut melepaskan  asam yang mampu melarutkan mineral, sehingga unsur hara yang terlarut dapat dimanfaatkan oleh tanaman. Mikroorganisme yang lain mempunyai peranan dalam menambat nitrogen dari udara yang selanjutnya tersedia untuk tanaman. Masih banyak peranan mikroorganisme lainnya seperti dekomposisi bahan organik dan pembentukan senyawa baru. Di dalam tanah terdapat berbagai jenis mikroorganisme yang menguntungkan. Di samping itu, juga terdapat berbagai jenis mikroba penyebab penyakit bagi tanaman.

Pupuk hayati atau biofertilizer pada dasarnya adalah mikroorganisme tertentu yang secara alamiah mempunyai kemampuan untuk menyediakan unsur-unsur hara bagi tanaman. Mikroorganisme tersebut diperoleh dengan cara isolasi dari alam yang kemudian diperbanyak di laboratorium dan kemudian dapat dipakai sebagai bahan pupuk hayati.

Kebutuhan pupuk hayati

Nitrogen dan fosfat merupakan unsur hara yang paling banyak dibutuhkan oleh tanaman dan merupakan pembatas  pertumbuhan dan hasil tanaman. Sampai saat ini permasalahan yang dihadapi dalam program pemupukan adalah efektifitasnya yang rendah, meskipun demikian kebutuhan pupuk N dan P dari tahun ke tahun terus bertambah. Permasalahan lain yang muncul akibat pemakaian pupuk kimia secara terus menerus menyebabkan turunnya kesuburan lahan. Oleh sebab itu untuk mengurangi kesenjangan antara kebutuhan (demand) dan pasokan (supply), serta untuk mengembalikan kesuburan tanah.

Pupuk hayati merupakan alternatif bagi petani untuk memanfaatkan  pasokan N dari udara yang cukup besar  dan memanfaatkan bentuk P tak tersedia menjadi bentuk P tersedia.

Jenis pupuk Hayati

Pupuk hayati yang mengandung mikroorganisme tertentu dalam jumlah besar dan mampu menyediakan hara serta membantu pertumbuhan tanaman dengan harga yang murah akan menjadi harapan petani untuk meningkatkan pendapatan. Pupuk hayati dapat diterima sebagai pupuk ramah lingkungan karena tidak berdampak negatif terhadap tanah, tanaman maupun kesehatan manusia. Jenis pupuk hayati yang banyak dikembangkan merupakan pemasok unsure hara makro khususnya nitrogen dan fosfor.

Read More

Mekanisme Penambatan Nitrogen dalam Bintil Akar

Bintil akar tanaman legume yang sehat pada umumnya berwarna merah darah seperti haemoglobin. Warna merah darah tersebut disebabkan oleh pigmen warna yang mengandung besi (Fe). Pigmen ini biasa disebut leghaemoglobin (LHb). Pada tanaman legume yang tidak sehat, bintil akar berwarna putih karena tidak memiliki pigmen leghaemoglobin. Bintil akar tersebut tidak memiliki kemampuan menambat nitrogen dari atmosfer.

Pigmen leghaemoglobin pada bintil akar memiliki banyak fungsi dalam kaitannya dengan penambatan nitrogen dari atmosfer oleh bakteri. Fungsi tersebut antara lain:

1. Sebagai fasilitator pengambilan oksigen oleh enzim oksidase terminal
2. Meningkatkan produksi ATP untuk aktivitas nitrogenase   
3. Menciptakan suasana anaerob di sekitar aktivitas nitrogenase melalui pengikatan oksigen dan membentuk oxyhaemoglobin (OLHb).

Berdasarkan fungsi-fungsi tersebut, LHb dapat membantu proses respirasi bakteri dan menyediakan ATP yang digunakan dalam penambatan nitrogen, selain itu LHb juga dapat melindungi komplektisitas aktivitas nitrogenase dari pengaruh oksigen. Konsentrasi LHb dalam bintil akar juga dapat digunakan untuk memperkirakan efisiensi dan efektivitas penambatan nitrogen yang dilakukan oleh bintil akar.

Penambatan nitrogen dari atmosfer dapat dilakukan selain karena adanya ATP sebagai energi, juga karena adanya ion hidrogen yang diperoleh dari reduksi air oleh enzim nitrogenase berupa protein Mo-Fe atau enzim nitogenase berupa protein Fe. Penambatan nitrogen yang dilakukan oleh bakteri pada bintil akar dapat dituliskan dalam persamaan sebagai berikut.

N2 + 16 ATP + 8e- +10 H+  ---> 2NH4+ + H2+ + 16ADP +16P

Amoniak adalah produk tetap atau stabil pertama yang terbentuk dari proses penambatan nitrogen yang dilakukan oleh bakteri. Amoniak tersebut  kemudian ditransfer melalui memban bakteroid ke sel tanaman untuk kemudian digunakan dalam metabolisme tanaman.

Read More

Penggunaan Azolla sebagai Pupuk Hayati

Azolla adalah suatu jenis tanaman paku-pakuan yang tumbuh di permukaan air yang bersih. Azola diketahui memiliki 6 spesies yang antara lain Azola nilotica, A. caroliniana, A.mexicana, A. microphylla, A. pinata, dan A. filculoides. Secara umum azola berkembang biak dan memperbanyak diri secara vegetatif alami. Azola adalah tanaman yang berbatang dan bercabang banyak yang mengambang di permukaan air, akarnya tumbuh di dalam air, sedang daunnya tumbuh berselang-seling pada batangnya.

Azola dapat digunakan sebagai pupuk hayati karena memiliki mikroorganisme simbion yakni Anabaena azollae yang mampu menambat nitrogen dari atmosfer. A. azollae selalu ada di setiap tahapan pertumbuhan tanaman azola. 

Penggunaan azola sebagai pupuk hayati dapat dilakukan dengan 2 cara, yang antara lain:

1.  Mengaplikasikannya sebelum penanaman padi

Aplikasi azola sebelum penanaman padi dilakukan dengan menumbuhkannya terlebih dahulu diareal sawah yang tergenang selama 2 sd 3 minggu, untuk kemudian sawah dikeringkan dan azola dibenamkan ke dalam tanah. Setelah seminggu kemudian, padi kemudian ditanam.

2.  Menumbuhkannya bersama penanaman padi

Aplikasi azola bersamaan dengan penanaman padi dilakukan dengan menumbuhkannya setelah seminggu penanaman padi. Dengan dosis kurang lebih 0,1 sd 0,5 kg/m3. Setelah azola tumbuh, air pada sawah kemudian dikeringkan dan azoala dibenamkan ke dalam tanah.

Untuk meningkatkan pertumbuhannya, azola perlu dipupuk menggunakan pupuk fosfat seperti SP 36 atau TSP dengan dosis 4 sd 8 kg P2O5 per hektar. Untuk mengatur pH agar mencapai 8,0 lahan penanaman azola perlu di kapur menggunakan dolomit atau kapur pertanian lainya (kaptan). Sedang untuk mencegah serangan serangga parasit yang dapat merusak dan menghampat pertumbuhan azola perlu diaplikasikan karbofuran.

Read More

Pembentukan Simbiosis antara Rhizobium dan Legume

Simbiosis antara rhizobium dengan legume dicirikan oleh pembentukan stuktur bintil akar pada tanaman inang. Pembentukan bintil akar tersebut diawali dengan sekresi produk metabolisme tanaman ke daerah perakaran yang menstimulasi pertumbuhan bakteri. Stimulasi tersebut tidak hanya terjadi pada rhizobium melainkan juga terjadi juga pada bakteri lain yang ada di daerah sekitar perakara (rhizosfer).Jika di daerah rhizosfer terdapat bakteri rhizobiummaka bakteri tersebut akan tumbuh mencapai kerapatan sel yang tinggi. Secara umum, tahapan pembentukan bintil akar pada tanaman legum terjadi melalui beberapa tahapan yang antara lain:

1. Pengenalan pasangan yang kompatibel antara tanaman dengan bakteri yg diikuti oleh pelekatan bakteri rhizobium pada permukaan rambut akar tanaman.
2. Invasi bakteri pada rambut akar melalui pembentukan benang infeksi [infection thread].
3. Perjalanan bakteri menuju akar utama melalui benang infeksi.
4. Pembentukan sel-sel bakteri yang mengalami devormasi, yang disebut sebagai bakteroid,di dalam sel tanaman.
5. Pembelahan sel pada tanaman dan bakteri sehingga terbentuk bintil akar.

Melekatnya rhizobium pada akar terjadi karena permukaan rhizobium dan bradyrhizobium mengandung protein pelekat yang disebut rhicadhesin. Rhicadesin adalah protein pelekat kalsium yang berfungsi dalam pengikatan kompleks pada permukaan rambut akar. Di samping itu, terdapat senyawa lain yang berperan dalam pengikatan bakteri yaitu lectin yang merupakan protein yang mengandung karbohidrat.

Penetrasi awal sel bakteri ke rambut akar dimulai dengan melekatkan dirinya pada ujung rambut akar. Setelah melekat, ujung rambut akar tersebut akan menggulung karena karena bakteri mengeluarkan senyawa yang disebut senyawa faktor dot. Senyawa faktor dot tersebut diketahui dapat menstimulasi pembelahan sel tanaman dan terbentuklah bintil akar. Bakteri kemudian memasuki rambut akar dan kemudian menginduksi pembentukan benang infeksi yang berupa tabung selulosa. Bakteri tersebut kemudian tumbuh ke arah sel-sel tanaman yang terdapat dalam akar.

Bakteri yang hidup dalam akar tersebut kemudian dengan cepat berkembang dan mengalami perubahan struktur menjadi bercabang atau biasa disebut bakteroid. Bakteroid tersebut dikelilingi oleh membran sel tanaman yang disebut membran peribakteroid.

Read More

Pupuk Hayati Pemasok Unsur Fosfor

Terdapat beberapa jenis mikroorganisme yang cukup penting dalam memanfaatkan fosfat yang ada di dalam tanah. Mikroorganisme yang berperan dalam penyediaan hara fosfat berasal dari dua kelompok mikroorganisme yakni bakteri dan fungi.

Bakteri Pelarut Fosfat

Kebanyakan tanah-tanah di wilayah tropis yang memiliki pH rendah memiliki kekahatan hara fosfat. Sebagian besar bentuk fosfat terikat dalam koloid tanah, sehingga tidak tersedia bagi tanaman. Superfosfat yang diberikan pada kegiatan pemupukan hanya 25 % yang diserap tanaman, sedangkan jumlah 75 % diikat oleh tanah.

Terdapat beberapa jenis bakteri dan fungi yang mampu mengubah P tak larut menjadi senyawa yang larut, sehingga menjadi tersedia bagi tanaman. Mikroorganisme yang dimksud adalah Bacillus polymyxa , Pseudomonas striata, Aspergillus awamori, dan Penisillium digitatum.

Micorrhiza 

Micorrhiza merupakan jenis fungi yang hidup bersimbiose dengan perakaran tanaman dan membantu dalam penyerapan fosfat. Keberadaan Micorrhiza dapat menekan kebutuhan pupuk P hingga 30 %. Mikoriza dari jenis Pisolitus, Laccaria, Amanita, Scleroderma, Rrussula dan Tricholomu mampu berasosiasi dengan jenis tumbuhan yang termasuk ke dalam famili Pinaceae, Batulacea dan Fagacea. Fungi jenis ini dapat memperluas  permukaan akar sehingga tanaman dapat menyerap P lebih banyak serta dapat melindungi akar dari serangn patogen.

Ectomicorrhiza  

Fungi jenis ini berasosiasi dengan tanaman jenis pohon seperti pinus, eukaliptus. Banyak terdapat dihutan-hutan subtropics. Infeksi ectomicorrhiza dimulai dari spora di perakaran tanaman yang kemudian tumbuh menjadi hifa yang menutupi seluruh perakaran serabut tanaman inang. Ectomicorrhiza sulit dibiakkan di laboratorium.

Read More