Mengatasi Stres Garam pada Tanaman dengan Biochar dan Kitosan

Mengatasi Stres Garam pada Tanaman dengan Biochar dan Kitosan

Tanaman menghadapi berbagai tekanan lingkungan selama pertumbuhannya, seperti salinitas, kekeringan, genangan air, toksisitas logam/metaloid, suhu ekstrem, dan cedera mekanis. Tekanan-tekanan ini berdampak negatif pada produktivitas tanaman, sehingga mengancam ketahanan pangan global. Dari banyak tekanan abiotik, salinitas adalah salah satu yang paling merusak. Sekitar 20-50% lahan irigasi di daerah kering atau semi-kering di seluruh dunia terancam oleh salinisasi. Salinitas menghambat berbagai proses fisiologis dan biokimia di tanaman melalui toksisitas ion dan tekanan osmotik, mempercepat pembentukan spesies oksigen reaktif (ROS) yang menyebabkan kerusakan oksidatif pada jaringan tanaman.

Tanaman yang terkena stres garam mengalami peningkatan konsentrasi ion Na+ dan Cl- di zona akar, menciptakan ketidakseimbangan osmotik yang mengurangi kapasitas penyerapan air. Akumulasi ion Na+ yang tinggi juga menghambat penyerapan K+, mengganggu berbagai proses fisiologis penting seperti keseimbangan membran, potensial turgor, aktivitas enzim, fotosintesis, transpirasi, dan sintesis protein. Stres garam juga memicu pembentukan ROS seperti superoksida (O2•−), hidrogen peroksida (H2O2), dan oksigen tunggal (1O2), yang mengganggu keseimbangan pertahanan antioksidan dan menyebabkan kerusakan oksidatif yang parah.

Tanaman memiliki sistem pertahanan antioksidan yang terdiri dari antioksidan non-enzimatik (seperti askorbat, glutathione, tokoferol, flavonoid, dan karotenoid) dan antioksidan enzimatik (seperti askorbat peroksidase, superoksida dismutase, dan katalase). Selain itu, tanaman memiliki enzim glioksalase yang mengatasi toksisitas metilglioksal, senyawa sitotoksik yang juga meningkat akibat stres garam. Amandemen organik seperti biochar dan kitosan telah digunakan untuk mencegah kerusakan akibat garam pada tanaman.

Biochar (BC) adalah produk pirolisis dari residu pertanian seperti jerami, sekam, kotoran ternak, dan limbah hutan. Biochar kaya akan karbon organik, kalsium, magnesium, dan karbonat organik, yang meningkatkan kapasitas penahan air tanah, aktivitas mikroba, permeabilitas, kemampuan penyerapan karbon, dan porositas tanah. Dengan mengikat ion Na+ dan meningkatkan ketersediaan ion K+, biochar membantu menjaga keseimbangan ion Na+/K+ yang konsisten dan mengurangi penyerapan Na+ pada tanaman.

Kitosan (CHT) adalah polisakarida yang dihasilkan dari deasetilasi kitin pada eksoskeleton krustasea. Kitosan memiliki kemampuan mengikat lipid bermuatan negatif, makromolekul, dan ion logam. Kitosan tidak beracun, biodegradable, memiliki aktivitas anti-bakteri, dan mampu membersihkan ROS. Kitosan meningkatkan status antioksidan tanaman dan aktivitas enzim tanah, serta menginduksi akumulasi osmolita seperti prolin dan betain glisin, yang mempertahankan potensial osmotik sel tanaman dan konduktansi stomata di bawah stres.

Salah satu tanaman yang sangat terpengaruh oleh stres garam adalah jute (Corchorus olitorius L.), tanaman yang banyak dibudidayakan di Asia dan Afrika untuk serat bastnya. Stres garam berdampak negatif pada kuantitas dan kualitas serat yang dihasilkan, serta proses germinasi, pertumbuhan, dan fisiologi jute. Studi ini bertujuan menyelidiki efek suplementasi tanah dengan BC dan CHT, dengan fokus pada mitigasi kerusakan yang disebabkan oleh ROS akibat stres garam melalui stimulasi jalur antioksidan dan glioksalase pada tanaman jute.

Biochar dan kitosan dapat digunakan sebagai solusi efektif untuk mengatasi tantangan salinitas pada tanaman. Dengan meningkatkan ketahanan tanaman terhadap tekanan lingkungan, biochar dan kitosan membantu menjaga ketahanan pangan global. Solusi alami ini tidak hanya meningkatkan produktivitas tanaman tetapi juga berkontribusi pada keberlanjutan lingkungan dengan memanfaatkan residu pertanian dan sumber daya hayati secara efisien.

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *

en_USEnglish