Bakteri pada Cabang Dapat Memupuk Pepohonan Secara Alami

Co-penulis Andrew Sher mengambil sampel salah satu pohon poplar. Kredit: Sharon L. Doty

Co-penulis Andrew Sher mengambil sampel salah satu pohon poplar. Kredit: Sharon L. Doty

Bakteri di dalam dan di luar tubuh kita telah terbukti mempunyai peran penting bagi kesehatan manusia, karena pengaruhnya terhadap gizi, obesitas dan perlindungan dari penyakit.
Tetapi hanya baru-baru ini ilmu pengetahuan menyelidiki pentingnya mikrobioma tumbuhan. Karena tumbuhan tidak bisa bergerak, maka tumbuhan sangat bergantung pada hubungan dengan mikroba untuk membantu mendapatkan zat hara.
Saat ini, ahli mikrobiologi tumbuhan, Sharon Doty, dari University of Washington, bersama dengan timnya yang terdiri dari mahasiswa sarjana dan pascasarjana serta staf, telah menunjukkan bahwa pohon poplar yang tumbuh di lahan yang berbatu, dan tidak ramah dapat menjadi tempat bagi bakteri yang bisa memberikan hara yang berharga untuk membantu tumbuhan tersebut tumbuh. Temuan tersebut, yang bisa memiliki implikasi bagi produktivitas tanaman pertanian dan tanaman bioenergi, diterbitkan pada tanggal19 Mei di jurnal PLoS ONE.
Para peneliti menemukan bahwa komunitas mikroba sangat beragam, bervariasi secara dramatis bahkan dalam irisan-irisan yang berdekatan satu sama lain.
“Keragaman ini membuat sangat sulit untuk mengukur aktivitasnya, tetapi merupakan kunci bagi biologi karena mungkin hanya kelompok-kelompok mikroorganisme tertentu saja yang bekerja sama untuk memberikan hara ini kepada inangnya,” kata Doty, seorang profesor di Fakultas Ilmu Lingkungan dan Kehutanan University of Washington.

Dalam situs penelitian ini,  di sepanjang Sungai Snoqualmie, poplar dan willow merupakan spesies tumbuhan yang dominan di dataran banjir dan didominasi bebatuan serta dengan nitrogen terbatas ini. Foto diambil pada tahun 2002, 2006 dan 2015. Kredit: Sharon L. Doty

Dalam situs penelitian ini, di sepanjang Sungai Snoqualmie, poplar dan willow merupakan spesies tumbuhan yang dominan di dataran banjir dan didominasi bebatuan serta dengan nitrogen terbatas ini. Foto diambil pada tahun 2002, 2006 dan 2015. Kredit: Sharon L. Doty

Fiksasi nitrogen adalah proses alami yang penting untuk mempertahankan semua bentuk kehidupan. Di lingkungan rendah hara yang terjadi secara alami seperti lahan-lahan berbatu, tandus, tumbuh-tumbuhan berasosiasi dengan bakteri pengikat nitrogen untuk memperoleh hara penting ini.
Adalah sudah terdokumentasikan dengan baik bahwa fiksasi nitrogen terjadi pada nodul-nodul yang kaya bakteri pada akar kacang-kacangan seperti kedelai, cengkeh, alfalfa dan lupin. Bakteri-bakteri ini membantu akar mengikat gas nitrogen atmosfer menjadi bentuk yang dapat digunakan oleh tanaman.
Ada keyakinan yang kuat bahwa hanya tanaman dengan bintil akar saja yang bisa mendapatkan keuntungan simbiosis ini. Namun, penelitian ini memberikan bukti langsung pertama bahwa fiksasi nitrogen dapat terjadi di cabang-cabang pohon, tanpa perlu adanya bintil akar.
Hal ini bisa memiliki implikasi signifikan bagi tanaman-tanaman umum pertanian. Mikroba-mikroba yang telah diisolasi dari tanaman poplar dan willow liar oleh tim tersebut ternyata dapat membantu jagung, tomat dan paprika, serta rumput rumput dan pohon-pohon hutan untuk tumbuh dengan jumlah pupuk yang lebih kecil.
Pupuk dibuat dengan menggunakan bahan bakar fosil, sehingga biayanya dapat sangat fluktuatif. Karena pupuk digunakan untuk menumbuhkan segala jenis tanaman mulai dari tanaman pertanian, tanaman bioenergi, tanaman pohon untuk diambil kayunya sampai dengan rumput di lapangan golf, harga dan ketersediaannya yang tidak stabil tersebut pasti mempengaruhi semua orang.
“Dengan memiliki akses ke strain mikroba-mikroba kunci yang membantu tanaman-tanaman liar yang tumbuh hanya pada batu dan pasir akan menjadi sangat krusial untuk menggerakkan pertanian, bioenergi dan kehutanan jauh dari ketergantungan pada pupuk kimia menuju cara yang lebih alami untuk meningkatkan produktivitas tanaman,” kata Doty.

Sumber:
Bacteria in branches naturally fertilize trees

Ditulis pada Artikel | Tag , , , , , , | Tinggalkan komentar

Para Ilmuwan Berhasil Mengidentifikasi Protein Yang Dapat Meningkatkan Hasil Padi Sampai 50% Lebih

Bekerja sama dengan para peneliti di Universitas Pertanian Nanjing, Dr Tony Miller dari John Innes Centre telah mengembangkan tanaman padi yang memiliki kemampuan lebih dalam mengelola level pHnya sendiri, sehingga memungkinkan untuk menyerap lebih banyak nitrogen, besi dan fosfor dari tanah dan meningkatkan hasilnya hingga 54 persen.

Padi merupakan tanaman utama, yang menjadi pangan bagi hampir 50 persen dari penduduk dunia dan telah mempertahankan kemampuan untuk bertahan dalam perubahan kondisi lingkungan. Tanaman ini mampu berkembang di lahan-lahan tergenang – dimana kondisi anaerob dan basah mendorong ketersediaan amonium – serta di lahan- lahan kering, di mana peningkatan jumlah oksigen mendorong ketersediaan nitrat. Pupuk nitrogen merupakan faktor utama dalam pembiayaan budidaya sebagian besar tanaman sereal dan penggunaannya yang berlebihan memiliki dampak lingkungan yang negatif.

Nitrogen yang diperlukan oleh semua tanaman untuk dapat tumbuh biasanya tersedia dalam bentuk ion-ion nitrat atau amonium di dalam tanah, yang diserap oleh akar tanaman. Bagi tanaman, mendapatkan keseimbangan nitrat dan amonium yang tepat merupakan hal sangat penting: terlalu banyak amonium berakibat sel tanaman menjadi basa; dan terlalu banyak nitrat berakibat sel tanaman menjadi asam. Dengan kata lain, terganggunya keseimbangan pH berarti enzim tanaman tidak dapat bekerja dengan baik, yang mempengaruhi kesehatan tanaman dan hasil panen.

Bersama dengan para mitranya di Nanjing, Cina, tim Dr Miller telah bekerja keras untuk mengetahui bagaimana tanaman padi dapat mempertahankan pH dalam kondisi lingkungan yang berubah-ubah.

Padi mengandung gen yang disebut OsNRT2.3, yang menciptakan protein yang terlibat dalam transportasi nitrat. satu gen ini membuat dua versi protein yang sedikit berbeda yaitu: OsNRT2.3a dan OsNRT2.3b. Menyusul berbagai tes yang dilakukan untuk menentukan peran kedua versi protein tersebut, tim Dr Miller menemukan bahwa OsNRT2.3b mampu mengaktifkan maupun menonaktifkan transportasi nitrat, tergantung pada pH internal sel tanaman.

Ketika protein ‘b’ ini dioverekspresikan pada tanaman padi, tanaman tersebut lebih mampu menyangga diri terhadap perubahan pH dalam lingkungannya. Hal ini memungkinkan tanaman tersebut untuk mengambil lebih banyak nitrogen, serta lebih banyak zat besi dan fosfor. tanaman padi ini memberi hasil gabah yang jauh lebih tinggi (hingga 54 persen lebih banyak), dan efisiensi penggunaan nitrogennya meningkat hingga 40 persen.

Dr Miller mengatakan:

“Sekarang kita tahu protein tertentu yang ditemukan dalam tanaman padi ini dapat meningkatkan efisiensi nitrogen dan hasil panenannya, kita dapat mulai menghasilkan varietas-varietas baru padi dan tanaman lainnya. Temuan ini membawa kita satu langkah yang cukup dekat ke arah untuk dapat memproduksi pangan dunia yang lebih banyak dengan dampak lingkungan yang lebih rendah. “

Teknologi baru ini telah dipatenkan oleh PBL, perusahaan manajemen inovasi John Innes Centre, dan telah dilisensikan ke 3 perusahaan yang berbeda untuk mengembangkan varietas baru dari 6 spesies tanaman yang berbeda.

Sumber :
Scientists identify protein which boosts rice yield by fifty percent

 

Ditulis pada Artikel | Tag , , , , , | Tinggalkan komentar

Logam Berat dan Radioaktivitas dalam Pupuk Fosfat : Efek Merugikan Jangka Pendek

Logam berat didefinisikan sebagai kelompok unsur kimia yang kerapatannya lebih dari 5 gram/cm3. Namun, definisi seperti itu diambil dari literatur teknis. Untuk klasifikasi biologis, lebih tepat untuk mendefiniskan unsur-unsur tersebut bukan berdasarkan kerapatannya, tapi berdasarkan massa atomnya, artinya bahwa logam berat adalah semua logam dengan massa relatif lebih dari 40.

Ilustrasi : Penambangan Batuan Fosfat di Maroko

Logam berat pada umumnya dianggap selalu beracun. Padahal konsep tersebut tidaklah benar, karena dalam kelompok logam tersebut: tembaga, seng, molibdenum, kobalt, mangan, besi, terbukti sudah lama, semua menunjukkan aktivitas biologis positif. Beberapa dari logam tersebut disebut sebagai “hara mikro” karena dalam konsentrasi rendah, logam-logam tersebut berguna dan diperlukan oleh makhluk hidup. Jadi, hara mikro dan logam berat memiliki kesamaan, tetapi menjadi berbeda yang mana tergantung pada konsentrasinya di dalam tanah, pupuk dan hasil pertanian. Akan lebih tepat untuk menggunakan istilah “logam berat” jika mengacu pada konsentrasi unsur berbahaya bagi organisme hewan dengan massa atom relatif lebih dari 40, dan istilah “hara mikro” dalam tanah, tanaman, hewan dan manusia pada konsentrasi tak beracun atau bila digunakan dalam jumlah kecil sebagai pupuk atau aditif makanan mineral untuk perbaikan kondisi pertumbuhan, perkembangan tanaman dan hewan[1].
Lanjutkan membaca

Ditulis pada Artikel | Tag , , , , , , , | Tinggalkan komentar

Jagung Hibrida Modern Lebih Tahan terhadap Stres Nitrogen dan Kondisi Tanam yang Rapat

Tony Vyn. Kredit: Purdue Agricultural Communication/Tom Campbell

Jagung hibrida modern menghasilkan materi tanaman yang lebih banyak dan mengambil jumlah nitrogen rata-rata yang sama dengan varietas sebelumnya, meskipun menjadi dalam kondisi penanaman yang lebih rapat dan ketersediaan nitrogen yang kurang per tanaman, demikian temuan purdue university. Lanjutkan membaca

Ditulis pada Artikel | Tag , , , , , , , , , , | Tinggalkan komentar

Memerangi Penyakit Hawar

Kultivar-kultivar kacang yang rentan hawar umum (depan) dan yang tahan (belakang) di ladang petani. Kredit foto R. Duncan

Ditulis pada Artikel | Tag , , , , , , , , , | Tinggalkan komentar

Pilihan SMART bagi Petani Padi Di Lembah Pedalaman Afrika

SMART valley_RRaman_africarice1

“Potensinya ada, tetapi Anda tidak bisa memanfaatkan potensi itu.” Inilah salah satu pernyataan yang paling mengesankan dari Pemenang Hadiah Nobel Perdamaian Norman Borlaug.  Sambutannya mungkin sangat cocok dengan kasus dataran rendah lembah pedalaman di Afrika, yang dikenal memiliki potensi produksi pertanian yang tinggi, Lanjutkan membaca

Ditulis pada Artikel | Tag , , , , , , , , , , , , , , , , | Tinggalkan komentar

Kacang Mesoamerika Berhasil Di-dekodekan

Pengurutan genom kacang  tidak hanya akan menjadi kunci untuk peningkatan produksi kacang tetapi juga untuk konservasi varietas genetik Ibero-Amerika yang lebih baik.

  • Sebuah tim  ilmuwan  Ibero-Amerika mendekodekan berbagai genom kacang  Mesoamerika bertepatan dengan perayaan Tahun Internasional Pulsa, yang ditetapkan oleh PBB.
  • Mengurutkan sumber umum dari protein nabati bagi orang-orang di seluruh dunia akan menjadi kunci tidak hanya untuk meningkatkan produksi kacang tetapi juga untuk konservasivarietas genetik Ibero-Amerika yang lebih baik.
  • Temuan ini diterbitkan dalam jurnal Genome Biology.

Lanjutkan membaca

Ditulis pada Artikel | Tag , , , , , , , | Tinggalkan komentar

Dilema Herbivora : Bagaimana Tanaman Jagung Berjuang Melawan Serangan Simultan

Tanaman Jagung Mungkin Menghadapi Tarik-Ulur Metabolis Saat Membela Diri dari Serangan Kutu Daun dan Ulat

Kutu daun memakan daun jagung yang sebelumnya telah digigit oleh ulat. (Foto oleh Meena Haribal)

Sebuah studi terbaru oleh kelompok Profesor Georg Jander di Boyce Thompson Institute (BTI), menemukan bahwa tanaman jagung dapat membuat tarik-ulur yang serius saat membela diri dari serangan beberapa jenis serangga. Beberapa varietas jagung membuat dirinya lebih rentan terhadap kutu daun setelah menghasilkan senyawa pertahanan terhadap ulat yang menggigit. Hasil-hasil tersebut, yang muncul dalam jurnal Molecular Ecology, dapat mengarah pada pengembangan tanaman jagung yang secara alami lebih tahan dari serangga tertentu. Lanjutkan membaca

Ditulis pada Artikel | Tag , , , , , , , , , , , | Tinggalkan komentar