Language
Country/Area
No result found
Dari nitrogen hingga asam amino: Bagaimana mikroorganisme membantu tanaman menyerap nitrogen?
Di alam, nitrogen merupakan unsur vital yang penting bagi pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Akan tetapi, tanaman tidak dapat secara langsung memanfaatkan nitrogen dalam bentuk gas nitrogen (N2). Hal ini membuat mikroorganisme berperan penting dalam penyerapan dan pemanfaatan nitrogen. Mikroorganisme menggunakan proses yang disebut fiksasi nitrogen untuk mengubah nitrogen menjadi bentuk yang dapat diserap tanaman, seperti amonia (NH4+) dan nitrat (NO3−). Proses ini tidak hanya meningkatkan kesehatan tanaman, tetapi juga meningkatkan keberlanjutan pertanian.
Penyerapan nitrogen sangat penting bagi pertumbuhan tanaman, dan mikroorganisme mendukung proses ini.
Proses transformasi nitrogen
Tanaman menyerap nitrogen dari tanah terutama melalui sistem perakarannya, dalam bentuk nitrat dan amonia. Di tanah yang sehat, nitrat biasanya merupakan bentuk utama nitrogen yang tersedia, sementara amonia dapat mendominasi di padang rumput dan tanah anaerobik yang tergenang seperti sawah.
Akar tanaman memengaruhi kelimpahan berbagai bentuk nitrogen dengan mengubah pH tanah dan mengeluarkan senyawa organik atau oksigen, sehingga mendorong aktivitas mikroorganisme untuk mendorong konversi berbagai zat nitrogen. Ion amonium di akar tanaman masuk ke tanaman melalui protein pengangkut amonia, sementara nitrat diserap oleh berbagai protein pengangkut nitrat.
Bagaimana tanaman memproses nitrogen
Nitrogen diangkut terutama melalui xilem, di mana ia dikirim ke bagian lain tanaman dalam bentuk nitrat, amonia terlarut, dan asam amino. Dalam kebanyakan kasus, reduksi nitrat terjadi terutama di daun tanaman, sementara akar hanya menangkap sejumlah kecil nitrat untuk reduksi. Terlepas dari proses penyerapan atau sintesis, amonia pada akhirnya akan dimasukkan ke dalam asam amino melalui jalur glutamat sintetase-glutamat sintetase (GS-GOGAT).
Pengangkutan dan konversi nitrogen tidak hanya penting untuk pertumbuhan tanaman, tetapi juga memengaruhi kesehatan seluruh ekosistem.
pH dan keseimbangan ion
Setiap kali nitrat direduksi menjadi amonia, tanaman harus menjaga keseimbangan pH di sekitarnya, yang sering kali berarti mengeluarkan ion OH− atau menetralkannya dengan asam organik. Hal ini membuat tanah di sekitar tanaman yang menyerap nitrat menjadi basa. Untuk menjaga keseimbangan ion, tanaman harus menyerap NO3− disertai dengan masuknya atau keluarnya anion bermuatan negatif dengan kation bermuatan positif. Misalnya, tanaman seperti tomat menyerap ion logam seperti kalium (K+), natrium (Na+), kalsium (Ca2+) dan magnesium (Mg2+) untuk menyeimbangkan penyerapan nitrat.
Efisiensi pemanfaatan nitrogen
Efisiensi penggunaan nitrogen (NUE) adalah proporsi nitrogen yang dapat diserap dan digunakan tanaman. Meningkatkan efisiensi penggunaan nitrogen dan efisiensi pemupukan sangat penting bagi pembangunan pertanian berkelanjutan, mengurangi polusi (seperti limpasan pupuk) dan biaya produksi sekaligus meningkatkan hasil panen. NUE tanaman pangan di seluruh dunia umumnya di bawah 50%, mendorong para ilmuwan untuk mencari cara meningkatkan efisiensi penggunaan nitrogen melalui pupuk yang lebih baik, pengelolaan tanaman yang lebih baik, pemuliaan selektif, dan rekayasa genetika.
Meningkatkan efisiensi penggunaan nitrogen dan efisiensi pupuk merupakan tantangan utama dalam pertanian berkelanjutan.
Dengan memahami peran penting mikroorganisme dalam penyerapan nitrogen tanaman dan proses fisiologis terkait, dapatkah kita menemukan cara yang lebih inovatif untuk meningkatkan produksi dan keberlanjutan pertanian?
