Mengatasi Tantangan Pertanian Modern: Biofertilizer Berbasis Biochar dan PGPR untuk Tanaman Rapeseed

Mengatasi Tantangan Pertanian Modern: Biofertilizer Berbasis Biochar dan PGPR untuk Tanaman Rapeseed

Selama ribuan tahun, pertanian ekstensif telah menjadi tulang punggung peradaban manusia, memenuhi kebutuhan pangan dengan terus mengembangkan teknik budidaya. Dalam beberapa dekade terakhir, penggunaan aditif sintetis dan kimia telah meningkatkan produktivitas tanaman secara dramatis. Namun, peningkatan ini juga membawa dampak negatif berupa akumulasi kontaminan di tanah, terutama logam berat seperti tembaga (Cu).

Tembaga adalah logam berat yang kerap ditemukan dalam pupuk kimia, terutama fosfor yang tidak larut, serta berbagai pestisida. Keberadaan tembaga dalam konsentrasi tinggi di tanah pertanian telah menciptakan situasi yang mengkhawatirkan. Penelitian oleh Alengebawy et al. menunjukkan bahwa konsentrasi tembaga dalam pupuk bervariasi di seluruh dunia, dengan kisaran 7 hingga 225 mg Cu kg−1, dan sekitar 13 mg Cu kg−1 di Uni Eropa. Pupuk nitrogen juga mengandung tembaga dalam kisaran 2-1450 mg Cu kg−1. Meskipun tembaga adalah elemen esensial bagi tanaman dan manusia, penggunaan pupuk yang berkepanjangan dapat menyebabkan akumulasi tembaga di tanah, yang berpotensi mengancam kesehatan manusia dan lingkungan.

Dampak Tembaga pada Tanaman dan Tanah

Pada tanaman, peningkatan konsentrasi tembaga dapat menginduksi stres oksidatif melalui produksi berbagai spesies oksigen reaktif (ROS). Akibatnya, terjadi kerusakan lipid membran, enzim, DNA, RNA, serta penurunan kandungan pigmen dan nutrisi, yang akhirnya menghambat pertumbuhan tanaman. Penggunaan bahan kimia ini secara terus-menerus juga mengubah lahan pertanian menjadi tidak produktif, memperburuk masalah keberlanjutan pertanian.

Solusi Berkelanjutan dengan PGPR dan Biochar

Dalam beberapa dekade terakhir, bakteri pemacu pertumbuhan tanaman (PGPR) telah menarik perhatian sebagai solusi potensial untuk meningkatkan produksi hasil tanaman. PGPR dapat meningkatkan nutrisi tanaman dengan melarutkan fosfat dan produksi amonia, mempromosikan pertumbuhan tanaman dengan menghasilkan asam indole-3-asetat (IAA), melindungi tanaman dari serangan patogen dengan mensintesis hidrogen sianida (HCN), serta mengimmobilisasi logam berat melalui produksi siderofor. Selain itu, PGPR juga mendukung biota tanah dengan mengurangi berbagai faktor stres abiotik seperti logam berat, kekeringan, dan salinitas.

Namun, PGPR sendiri tidak cukup untuk memperbaiki sifat fisik tanah. Oleh karena itu, diperlukan kombinasi dengan pembawa yang ramah lingkungan untuk meningkatkan masa simpan dan efisiensi PGPR. Biochar, yang dihasilkan melalui konversi termokimia biomassa dengan pasokan oksigen terbatas, adalah salah satu solusi terbaik. Biochar memiliki banyak pori yang dapat mempertahankan air, meningkatkan kelembaban tanah, serta memiliki luas permukaan yang tinggi dan kapasitas penahan air yang baik. Selain itu, biochar mengandung berbagai makro- dan mikronutrien yang menjadikannya substrat pembawa yang ideal untuk digabungkan dengan PGPR.

Brassica napus L. (Rapeseed)

Brassica napus L., atau rapeseed, adalah tanaman penghasil minyak yang cepat tumbuh dan memiliki biomassa besar, sering digunakan sebagai sayuran. Tanaman ini dapat mengikat sebagian besar logam di bagian bawah tanah, sehingga menghasilkan biomassa yang bersih di bagian atas. Dalam sebuah studi, dihipotesiskan bahwa biofertilizer yang disiapkan dari biochar kayu yang dikombinasikan dengan PGPR tahan logam dapat meningkatkan parameter pertumbuhan biometrik dan mengurangi dampak tembaga pada sifat morfofisiologis rapeseed.

Dengan menggabungkan PGPR yang tahan logam dengan biochar, kita dapat menciptakan biofertilizer yang tidak hanya meningkatkan pertumbuhan tanaman tetapi juga mengurangi dampak negatif dari kontaminasi tembaga di tanah pertanian. Pendekatan ini menawarkan solusi berkelanjutan untuk pertanian modern, menjaga produktivitas tanah dan kesehatan lingkungan sekaligus memenuhi kebutuhan pangan global.

Dengan inovasi seperti ini, kita dapat menjawab tantangan pertanian masa kini dan membangun masa depan yang lebih hijau dan berkelanjutan.

Leave a Comment

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

en_USEnglish