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

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

 

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. Continue reading “Jagung Hibrida Modern Lebih Tahan terhadap Stres Nitrogen dan Kondisi Tanam yang Rapat”

Satu Tanaman, Dua Cara, Keuntungan Ganda: Tanaman Pulse Menambah Nitrogen Jangka Panjang dan Karbon ke Tanah

Kanan, kacang faba dipotong untuk “pupuk hijau” hanya setelah tahap berbunga. Tanaman yang tersisa menutupi tanah, menambah nitrogen dan nutrisi lainnya, dan memperbaiki kondisi tanah. Tanaman di sebelah kiri dibiarkan tumbuh hingga ke tahap kacang kering, kemudian dipanen. Photo credit: N. Lupwayi.

Pengikatan (fiksasi) nitrogen adalah salah satu contoh terbaik dari kerjasama di alam. Mikroba tanah – bakteri alami di dalam tanah – bekerjasama dengan tanaman untuk mengikat nitrogen dari udara. Mikroba-mikroba itu mengubah nitrogen menjadi bentuk yang dapat digunakan oleh tanaman. Sebagai gantinya, tanaman memungkinkan mikroba untuk memakan beberapa gula yang dihasilkannya. Continue reading “Satu Tanaman, Dua Cara, Keuntungan Ganda: Tanaman Pulse Menambah Nitrogen Jangka Panjang dan Karbon ke Tanah”

Aplikasi Pupuk Kandang Meningkatkan Penumpukan dan Kehilangan Nitrogen

Para peneliti di Cina mempelajari aplikasi bersama pupuk kandang dan pupuk nitrogen kimia di rumah kaca dengan takaran tinggi. Mereka mengatakan bahwa risiko lingkungan mungkin lebih besar daripada manfaatnya. Kredit: Foto milik Zhi Quan.

Nitrogen (N) merupakan unsur hara penting untuk pertumbuhan tanaman, dan pemupukan nitrogen – termasuk aplikasi pupuk kandang – merupakan strategi manajemen utama di bidang pertanian di seluruh dunia. Namun, pemakaian pupuk kandang secara berlebihan dan penyalahgunaan pupuk itu telah mengakibatkan penumpukan N yang berlebihan dalam tanah serta migrasi akhirnya ke dalam lapisan tanah dan air tanah. Continue reading “Aplikasi Pupuk Kandang Meningkatkan Penumpukan dan Kehilangan Nitrogen”

× Beli Sekarang