Silikon dan Biochar: Kunci Ketahanan Tanaman Borago di Tengah Kekeringan

Silikon dan Biochar: Kunci Ketahanan Tanaman Borago di Tengah Kekeringan

Dalam era perubahan iklim dan kelangkaan air, ketahanan tanaman terhadap kekeringan menjadi salah satu tantangan terbesar dalam pertanian. Dua kondisioner sinyal penting, silikon (Si) dan biochar (Bc), telah terbukti meningkatkan proses metabolisme tanaman dan mendorong toleransi terhadap kekeringan. Namun, bagaimana aplikasi integratif dari kedua bahan ini mempengaruhi tanaman ekonomi di bawah kondisi kekeringan masih menjadi misteri. Penelitian terbaru yang dilakukan selama dua musim tanam (2018/2019 dan 2019/2020) bertujuan untuk mengungkap modifikasi fisio-biokimia dan atribut hasil tanaman borago yang dimediasi oleh Bc dan Si di bawah berbagai rezim irigasi.

Kekeringan adalah hambatan global terbesar untuk produksi tanaman yang berkelanjutan, mempengaruhi sekitar 25% lahan pertanian dunia. Diperkirakan bahwa pada tahun 2090, kekeringan akan mempengaruhi 30-40% lahan pertanian, mengurangi hasil tanaman hingga 70%. Kekeringan tidak hanya mengganggu perkembangan tanaman tetapi juga mengurangi produktivitas dengan menurunkan biomassa, kandungan air relatif (RWC), tingkat klorofil, potensi air, pembelahan sel, dan kapasitas fotosintesis bersih. Selain itu, stres kekeringan memicu pembentukan spesies oksigen reaktif (ROS), yang merusak protein, DNA, dan lipid.

Penambahan bahan organik seperti biochar merupakan pendekatan tradisional untuk meningkatkan kesuburan tanah, yang pada gilirannya memotivasi perkembangan tanaman, ketahanan terhadap stres, dan efisiensi penggunaan nutrisi. Biochar, yang dikenal sebagai “emas hitam”, diproduksi melalui pirolisis termal limbah organik tanpa oksigen atau dalam kondisi terbatas oksigen. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa aplikasi biochar di bawah kondisi stres meningkatkan pembentukan tanaman dan ketersediaan nutrisi, serta meningkatkan fotosintesis pada tanaman yang terkena kekeringan.

Silikon merupakan elemen terbanyak kedua di dalam kerak bumi dan merupakan nutrisi utama untuk beberapa tanaman. Peran silikon dalam jalur metabolisme tanaman telah menarik perhatian yang meningkat baru-baru ini. Silikon dapat memainkan peran dalam proses biokimia dan/atau aktivitas struktural pada tanaman yang terkena kekeringan. Selain itu, silikon merangsang pertumbuhan, perkembangan, dan produktivitas tanaman serta mendorong aktivitas enzimatik dan ekspresi gen, yang pada gilirannya membantu tanaman mengatasi stres lingkungan seperti kekeringan.

Borago (Borago officinalis L.), tanaman sayuran atau biji minyak, telah lama digunakan dalam pengobatan tradisional untuk meredakan masalah pernapasan, batuk, pembengkakan, dan peradangan. Minyak borago mengandung kadar tinggi asam α-linolenat, asam lemak penting yang diperlukan untuk nutrisi semua hewan dan manusia serta mediator penting dari senyawa vital dalam tubuh. Selain itu, asam lemak esensial dalam minyak borago memiliki peran signifikan dalam mencegah kanker, penyakit kardiovaskular, dan gangguan infeksi.

Penelitian menunjukkan bahwa suplementasi biochar dan silikon mengurangi dampak merugikan kekeringan pada beberapa proses metabolisme tanaman borago. Aplikasi bahan ini meningkatkan luas daun dan atribut hasil, memicu akumulasi solut organik dan antioksidan, serta mengurangi pembentukan radikal bebas oksigen. Selain itu, aplikasi biochar dan silikon mempertahankan status air dan kapasitas penyesuaian osmotik, meningkatkan asimilasi klorofil, dan meningkatkan rasio klorofil, yang menghasilkan peningkatan luas daun per tanaman dan komponen hasil. Sehingga dapat disimpulkan betapa pentingnya silikon dan biochar sebagai molekul sinyal stres dalam mengatur sistem pertahanan pada tanaman borago yang terkena kekeringan.

Leave a Comment

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

en_USEnglish