Asam Absisat : Sebuah Mekanisme Respon Tanaman Terhadap Cekaman Kekeringan

Dinamika pertumbuhan perkotaan yang pesat telah menyebabkan penyusutan lahan pertanian yang subur oleh adanya konversi lahan pertanian ke penggunaan non pertanian.  Dalam kurun waktu 1999-2001, areal penanaman padi di Indonesia telah mengalami penyusutan seluas 549.420 ha. Guna memenuhi kebutuhan pangan, sandang dan komoditi lain yang semakin meningkat perlu dilakukan ekstensifikasi pertanian.  Perluasan lahan pertanian untuk mengimbangi penyusutan tersebut terutama diarahkan kepada pengembangan lahan marjinal yang banyak tersebar di Sumatera, Kalimantan, Sulawesi, Maluku, Nusa Tenggara dan Irian Jaya.

                Lahan kering adalah salah satu areal potensial untuk dikembangkan sebagai lahan pertanian ditinjau dari luasannya.  Lahan yang tersedia  siap untuk dikembangkan mencapai 17,1 juta ha yang tersebar di Sumatera, Kalimantan, Sulawesi,  dan Irian Jaya.  Selain itu masih terdapat lahan kering marjinal bertopografi curam potensial seluas 88.173 juta ha yang tersebar di Jawa, Bali, Sumatera, Sulawesi,  Maluku, Nusa Tenggara dan Irian Jaya.

                Lahan marjinal didefinisikan sebagai lahan yang mempunyai potensi rendah sampai sangat rendah untuk dimanfaatkan sebagai lahan pertanian, namun dengan penerapan suatu teknologi dan sistem  pengelolaan yang tepat potensi lahan tersebut dapat ditingkatkan menjadi lebih produktif dan berkelanjutan.  Untuk memacu produktivitas, strategi yang dapat dikembangkan di lahan kering adalah (1) memberikan input yang tinggi dengan memanipulasi lahan sehingga menjadi sesuai untuk pertumbuhan tanaman (high input approach) dan (2) menggunakan varietas tanaman yang adaptif terhadap kondisi lahan kering (low input approach).  Pertimbangan-pertimbangan untuk memuliakan sumberdaya alam, menekan biaya pelestarian lingkungan hidup,  kendala yang besar dan seringnya kegagalan dengan pendekatan input tinggi memicu kepada  pendekatan input rendah (low input approach) melalui program pemuliaan.

                Penggunaan penanda morfologi, biokimia dan molekuler merupakan salah satu metode yang dapat membantu program pemuliaan untuk menyeleksi varietas-varietas adaptif terhadap kondisi kekeringan.  Pada tulisan ini dibahas tentang asam absisik, salah satu senyawa osmotik yang potensial dijadikan sebagai penanda biokimia terhadap cekaman kekeringan.  Sebelumnya dibahas juga peranan air bagi tanaman dan respon tanaman terhadap kondisi kekeringan.

 

 PERANAN AIR BAGI TANAMAN

                Air adalah salah satu komponen fisik yang sangat vital dan dibutuhkan dalam jumlah besar untuk pertumbuhan dan perkembangan tanaman.  Sebanyak 85-90 % dari bobot segar sel-sel dan jaringan tanaman tinggi adalah air (Maynard dan Orcott, 1987).  Noggle dan Frizt (1983) menjelaskan fungsi air bagi tanaman yaitu : (1) sebagai senyawa utama pembentuk protoplasma, (2) sebagai senyawa pelarut bagi  masuknya mineral-mineral  dari larutan tanah ke tanaman dan sebagai  pelarut mineral nutrisi yang akan diangkut dari satu bagian sel ke bagian sel lain, (3) sebagai media terjadinya  reaksi-reaksi metabolik, (4) sebagai rektan pada sejumlah reaksi metabolisme seperti siklus asam trikarboksilat, (5) sebagai penghasil hidrogen pada proses fotosintesis, (6) menjaga turgiditas sel dan berperan sebagai tenaga mekanik dalam pembesaran sel, (7)mengatur mekanisme gerakan tanaman seperti membuka dan menutupnya stomata, membuka dan menutupnya bunga serta melipatnya daun-daun tanaman tertentu, (8) berperan dalam perpanjangan sel, (9) sebagai bahan metabolisme dan produk akhir respirasi, serta (10) digunakan dalam proses respirasi.

                Kehilangan air pada jaringan tanaman akan menurunkan turgor sel, meningkatkan konsentrasi makro molekul serta senyawa-senyawa dengan berat molekul rendah, mempengaruhi membran sel dan potensi aktivitas kimia air dalam tanaman (Mubiyanto, 1997).  Peran air yang sangat penting tersebut menimbulkan konsekuensi bahwa langsung atau tidak langsung kekurangan air pada tanaman akan mempengaruhi semua proses metaboliknya sehingga dapat menurunkan pertumbuhan tanaman.

 

RESPON TANAMAN TERHADAP KEKERINGAN

                Air yang tersedia dalam tanah adalah selisih antara air yang terdapat pada kapasitas lapang dan titik layu permanen.  Diatas kapasitas lapang air akan meresap ke bawah atau menggenang, sehingga tidak dapat dimanfaatkan oleh tanaman.  Di bawah titik layu permanen tanaman tidak mampu lagi menyerap air karena daya adhesi air dengan butir tanah terlalu kuat dibandingkan dengan daya serap tanaman.  Cekaman kekeringan pada tanaman disebabkan oleh kekurangan suplai air di  daerah perakaran dan permintaan air yang berlebihan oleh daun dalam kondisi laju evapotranspirasi melebihi laju absorbsi air oleh akar tanaman.  Serapan air oleh akar tanaman dipengaruhi oleh laju transpirasi, sistem perakaran, dan ketersediaan air tanah (Lakitan, 1996).

                Respon tanaman yang mengalami cekaman kekeringan mencakup perubahan ditingkat seluler dan molekuler seperti perubahan pada pertumbuhan tanaman, volume sel menjadi lebih kecil, penurunan luas daun, daun menjadi tebal, adanya rambut pada daun, peningakatan ratio akar-tajuk, sensitivitas stomata, penurunan laju fotosintesis, perubahan metabolisme karbon dan nitrogen, perubahan produksi aktivitas enzim dan hormon, serta pe-rubahan ekspresi gen (Kramer, 1980; Pennypacker Pugnaire, Serrano dan Pardos, 1990; Mullet dan Whissit, 1996; Navari-Izzo dan Rascio, 1999; Pugnaire  et al, 1999).

                Secara umum tanaman akan menunjukkan respon tertentu bila mengalami cekaman kekeringan.  Respon tanaman terhadap stres air sangat ditentukan oleh tingkat stres yang dialami dan fase pertumbuhan tanaman saat mengalami cekaman.  Bila tanaman dihadapkan pada kondisi kering terdapat dua macam tanggapan yang dapat memperbaiki  status air, yaitu (1) tanaman mengubah distribusi asimilat baru  untuk mendukung pertumbuhan akar  dengan mengorbankan tajuk, sehingga dapat meningkatkan kapasitas akar menyerap air serta menghambat pemekaran daun untuk mengurangi transpirasi; (2) tanaman akan mengatur derajat pembukaan stomata untuk menghambat kehilangan air lewat transpirasi (Mansfield dan Atkinson, 1990).

                Menurut Pugnaire et al (1999), bergantung responnya terhadap kekeringan, tanaman dapat diklasifikasikan menjadi (1) tanaman yang menghindari kekeringan (drought avoiders) dan (2) tanaman yang mentoleransi kekeringan (drought tolerators).  Tanaman yang menghindari kekeringan membatasi aktivitasnya pada periode air tersedia atau akuisisi air maksimum antara lain dengan meningkatkan jumlah akar dan modifikasi struktur dan posisi daun.  Tanaman yang mentoleransi kekeringan mencakup penundaan dehidrasi atau mentoleransi dehidrasi.  Penundaan dehidrasi mencakup peningkatan sensitivitas stomata dan perbedaan jalur fotosintesis, sedangkan toleransi dehidrasi mencakup penyesuaian osmotik.

                Senyawa biokimia yang dihasilkan tanaman sebagai respon terhadap kekeringan dan berperan dalam penyesuaian osmotik bervariasi, antara lain gula-gula, asam amino, dan senyawa terlarut yang kompatibel (Ingram dan Bartels, 1996; Nguyen, Babu dan Blum, 1997).  Senyawa osmotik yang banyak dipelajari pada toleransi tanaman terhadap kekeringan antara lain prolin, asam absisik, protein dehidrin, total gula, pati, sorbitol, vitamin C, asam organik, aspargin, glisin-betain, serta superoksida dismutase dan K⁺ yang bertujuan untuk menurunkan potensial osmotik sel tanpa membatasi fungsi enzim (Venekamp, 1989; Gosset et al., 1994;  Santos-Diaz dan Ochoa-Alejo, 1994; Savin dan Nicolas, 1996; Close, 1997; Notle Hanson dan Gage, 1997; Yoshiba et al., 1997;  Yakushiji, Morinaga dan Nonami, 1998; Zushi dan Matsuzoe, 1998; dan Xiong, Ishitani dan Zhu, 1999).  Menurut Amthor dan McCree (1990) peningkatan alokasi relatif substrat yang tersedia ke akar yang selanjutnya menyebabkan produksi daun menurun, merupakan salah satu akibat perubahan konsentrasi antar bagian dalam sistem metabolisme tanaman yang mengalami cekaman air.  Peristiwa tersebut sering diinterpretasikan sebagai mekanisme adaptasi terhadap kondisi langka air.

 

AKUMULASI ASAM ABSISAT

                Asam absisat (ABA) merupakan salah satu hormon tumbuh yang banyak kaitannya dengan kondisi cekaman lingkungan pada tanaman termasuk cekaman kekeringan (Bianco-Trinchant dan Le page-Degivry, 1998; Xiong et al., 1999).  Asam absisik meningkat dengan segera ketika tanaman mengalami cekaman kekeringan sebagai respon terhadap kondisi cekaman kekeringan (Kirkham, 1990; Setiawan, 1998; Leung dan Giraudat, 1998).

                Terdapat perbedaan tingkat kadar ABA yang terbentuk antara tanaman yang toleran terhadap cekaman kekeringan dibanding dengan tanaman yang peka.  Kadar ABA pada tanaman yang toleran lebih tinggi dibandingkan dengan tanaman yang peka, sehingga ABA selalu dikaitkan dengan sifat toleran tanaman terhadap cekaman kekeringan  (Kirkham, 1990; Olsen et al., 1992; Farran et al., 1996; Fernandez, Perry dan Flore, 1997; Carrier et al., 1997; Setiawan, 1998).


Gambar 1. Mekanisme Respon Tanaman terhadap Cekaman Kekeringan ((+) selanjutnya konsentrasi meningkat;  (-) selanjutnya konsentrasi menurun pada cekaman berat; ----  diduga ABA berperan dalam transduksi gen; …. Diduga merupakan bagian sekuen gen lain yang berperan dalam mekanisme toleransi terhadap cekaman kekeringan; d-OAT-ornithine-d-aminotransferase; P5C-pyroline-5-carboxylate; ORN-primer ornithne; ABA-absisic acid) (Wijana, 2001)

Aplikasi ABA secara oksogen menunjukkan terinduksinya penutupan stomata, peningkatan konduktivitas air pada akar dan menginduksi akumulasi prolin (Dingkuhn et al., 1991). Fernandez et al (1997) mengamati pada tanaman apel, ABA merupakan implikasi pada tanaman sebagai tanggap cekaman terhadap kekeringan.  ABA dibiosintesis di akar selanjutnya ABA ditranspor dan diakumulasi di daun yang menyebabkan penurunan konduktan stomata dan fotosintesis (Kirkham et al., 1990; Fernandez et al., 1997; Hartung, Pauke dan Davies, 1999).

                Kemampuan akumulasi ABA berbeda tergantung pada spesies dan kultivar tanaman, sebagaimana berbeda ditemukan pada tanaman padi, kedelai, kacang tanah, dan apel (Dingkuhn et al., 1991; Hamim, 1995; Setiawan, 1998; Fernandez et al., 1999).  Fernandez et al (1997) menemukan bahwa kadar ABA lebih tinggi pada daun yang diperlakukan cekaman kekeringan dibandingkan dengan tanaman kontrol (tanpa perlakuan cekaman kekeringan).  

Gambar 2.  Konsep Hipotetik Persepsi Selluler Cekaman Kekeringan dan Ekspresi Gen (Shinozaki dan  Yamaguchi-Shinozaki, 1996)

Hal serupa dilaporkan Setiawan (1998) bahwa kadar ABA pada daun tanaman   kacang   tanah  lebih  tinggi   dibandingkan  dengan pada akar tanaman yang diperlakukan cekaman kekeringan.  Varietas US-605 yang toleran terhadap cekaman kekeringan mengandung ABA paling tinggi pada daun dan sebaliknya paling sedikit pada akar dibandingkan dengan varietas Lamongan yang moderat dan PI-337409 yang peka terhadap kekeringan.  Selanjutnya Setiawan (1998) menyatakan bahwa ABA yang diproduksi di akar ditranslokasikan ke daun segera setelah tanaman mengalami cekaman kekeringan, sehingga kandungan ABA pada akar menjadi berkurang pada tanaman yang toleran, sebaliknya pada tanaman yang peka cekaman kekeringan kadar ABA yang ditranslokasikan ke daun dari akar lebih sedikit.  Menurut Setiawan (1998) kadar ABA pada tanaman kacang tanah yang toleran lebih tinggi  dibandingkan dengan tanaman yang peka, baik pada bagian akar maupun pada daun.  Temuan Setiawan (1998) tersebut sama seperti yang ditemukan Fernandez et al (1997), Olsen et al (1992), Farrant et al (1996 dan Carrier et al (1997). 

PERANAN ABA DALAM EKSPRESI GEN

                Analisis ekspresi gen dengan mutan Arabidopsis ABA deficient atau ABA-insensitive menunjukkan beberapa gen penginduksi cekaman tidak memerlukan akumulasi ABA eksogen pada kondisi kering atau dingin (Ingram dan Bartels, 1996; Shinozaki dan Yamaguchi-Shinozaki, 1996; Bray, 1997).  Ini menunjukkkan bahwa tidak hanya jalur ABA dependent yang terlibat dalam respon terhadap cekaman air, tetapi juga jalur ABA independent.  Analisis ekspresi gen induksi ABA yang menunjukkan bahwa beberapa gen memerlukan biosintesis protein untuk induksinya oleh ABA, memberi ke-san bahwa jalur independent hadir antara produksi ABA eksogen dan ekspresi gen selama cekaman.

                Pada Gambar 2 disajikan hubungan hipotetik keempat jalur yang berfungsi mengaktivasi gen induksi cekaman dalam kondisi dehidrasi (Shinozaki dan Yamaguchi-Shinozaki, 1996).  Jalur I dan II adalah jalur ABA dependent dan jalur III dan IV adalah ABA independent.

                Pada jalur I, faktor biosintesis protein penting untuk ekspresi gen induksi cekaman air.  Induksi gen kekeringan Arabidopsis, rd22, dimediasi oleh ABA dan memerlukan biosistesis protein untuk ekspresi ABA dependent (Shinozaki dan Yamaguchi-Shinozaki, 1996). A67-bp bagian dari promotor rd22 essensial untuk ekspresi ABA dan mengandung beberapa protein pengikat DNA seperti MYC dan MYB, tetapi bagian ini tidak memiliki ABREs (Iwasaki et al, 1995).

                Jalur II tidak memerlukan biosintesis protein untuk mengekspresikan gennya.  Gen induksi dehidrasi mengandung ABREs (PyACGTGGC) potensial pada bagian promotornya yang berfungsi sebagai element DNA cis-action yang terlibat dalam ekspresi gen. C-DNA untuk ABRE dan G-box pengikat protein telah diisolasi dan memiliki bagian dasar yang berbatasan dengan Leu-zipper motif (bZIP) (Shinozaki dan Yamaguchi-Shinozaki, 1997).

Beberapa gen, antara lain rd29A, kin1,kin2, dan rd17, tidak memerlukan ABA untuk ekspresinya pada kondisi kekeringan tetapi berespon terhadap ABA eksogen (Shinozaki dan Yamaguchi-Shinozaki, 1996; Bray, 1997). Sekuens 9-bp, TACCGACAT, disebut DRE, adalah essensial untuk regulasi induksi rd29A dalam kekeringan, suhu rendah dan kadar garam tinggi, tapi tidak berfungsi sebagai ABRE (jalur IV).  Promotor rd29A mengandung ABRE, diduga berperan dalam ekspresi gen.  Beberapa gen induksi kekeringan tidak berrespon terhadap perlakuan dingin dan ABA (jalur III).  Gen-gen tersebut adalah rd19 dan rd21 yang menyandikan thiol protease, dan erd1 yang menyandikan subunit regulator Clp protease (Nakashima et al, 1997 in Shinozaki dan Yamaguchi-Shinozaki, 1997)  

PENUTUP

                Mekanisme adaptasi tanaman terhadap cekaman kekeringan antara lain dengan melakukan penyesuaian osmotik membentuk senyawa osmotikum.  Asam absisik adalah salah satu senyawa osmotik yang berperan dalam mekanisme toleransi terhadap cekaman kekeringan.  Studi yang telah dilakukan menunjukkan ABA berperan langsung dalam mengekspresikan toleransi tanaman terhadap kekeringan.  Hal ini menunjukkan ABA adalah salah satu penanda biokimia potensial untuk mendeteksi tanaman toleran kekeringan.

 

Mengenal Antibiotik

Pengertian 

               Antibiotik pada prinsipnya adalah zat atau senyawa obat, alami maupun sintetik, yang digunakan untuk membunuh kuman penyakit (bakteri yang bersifat parasit) dalam tubuh manusia dengan berbagai mekanisme sehinga manusia terbebas dari infeksi bakteri. Antibiotik hanya untuk bakteri dan tidak digunakan untuk virus.

Penggolongan Antibiotik

               Ada banyak penggolongan antibiotik, setidaknya ada 3 golongan Antibiotik yang perlu kita ketahui yaitu :

1. Penggolongan Berdasarkan daya bunuh terhadap bakteri.
   Dikelompokkan menjadi :

a)      Bakterisid :

Antibiotika yang bakterisid secara aktif membasmi kuman. Termasuk dalam golongan ini adalah : penisilin, sefalosporin, aminoglikosida (dosis besar), kotrimoksazol, rifampisin, isoniazid dll.

b)      Bakteriostatik :

Antibiotika bakteriostatik bekerja dengan mencegah atau menghambat pertumbuhan kuman, TIDAK MEMBUNUHNYA, sehingga pembasmian kuman sangat tergantung pada daya tahan tubuh. Termasuk dalam golongan ini adalah : sulfonamida, tetrasiklin, kloramfenikol, eritromisin, trimetropim, linkomisin, klindamisin, asam paraaminosalisilat, dll.

Manfaat dari pembagian ini dalam pemilihan antibiotika mungkin hanya terbatas, yakni pada kasus pembawa kuman (carrier), pada pasien-pasien dengan kondisi yang sangat lemah (debilitated) atau pada kasus-kasus dengan depresi imunologik tidak boleh memakai antibiotika bakteriostatik, tetapi harus bakterisid.

2. Penggolongan Berdasarkan spektrum kerja antibiotik

a)      Spectrum luas : antibiotic yang bersifat aktif terhadap bakteri gram positif dan gram negative. Contoh antibiotic dalam kelompok ini adalah : tetrasiklin, kloramfenikol

b)      Spectrum sempit : antibiotic yang bersifat aktif hanya terhadap bakteri gram positif atau gram negative saja. Contohnya : Penisilin G, streptomisin

3. Penggolongan Berdasarkan cara kerjanya

Antibiotika golongan ini dibedakan berdasarkan sasaran kerja senyawa tersebut dan susunan kimiawinya. Ada enam kelompok antibiotika dilihat dari target atau sasaran kerjanya :

1.      Inhibitor sintesis dinding sel bakteri, mencakup golongan Penicillin, Polypeptide dan Cephalosporin, misalnya ampicillin, penicillin G

2.      Inhibitor transkripsi dan replikasi, mencakup golongan Quinolone, misalnya rifampicin, actinomycin D, nalidixic acid;

3.      Inhibitor sintesis protein, mencakup banyak jenis antibiotik, terutama dari golongan Macrolide, Aminoglycoside, dan Tetracycline, misalnya gentamycin, chloramphenicol, kanamycin, streptomycin, tetracycline, oxytetracycline;

4.      Inhibitor fungsi membran sel, misalnya ionomycin, valinomycin;

5.      Inhibitor fungsi sel lainnya, seperti golongan sulfa atau sulfonamida, misalnya oligomycin, tunicamycin; dan

6.      Antimetabolit, misalnya azaserine.

            Pembagian ini walaupun secara rinci menunjukkan tempat kerja dan mekanismenya terhadap kuman, namun kiranya kurang memberikan manfaat atau membantu praktisi dalam memutuskan pemilihan obat dalam klinik. Masing-masing cara klasifikasi mempunyai kekurangan maupun kelebihan, tergantung kepentingannya.

Jangan Sembarangan Mengonsumsi Antibiotik

Antibiotik adalah semacam bahan yang apabila digunakan dan memasuki tubuh, akan mengeliminasi kuman, bakterial dan berbagai jasad renik. Pada umumnya ketika diberikan, maka yang bersangkutan sedang diserang oleh jenis kuman, bakterial atau jasad renik tertentu. Antibiotik biasanya memiliki daya basmi terhadap jenis kuman tertentu, atau bakterial tertentu termasuk jasad renik, disamping juga memiliki daya basmi bagi jenis yg memang berlaku umum.

               Di dalam tubuh kita ada bakteri yang baik dan ada juga bakteri yang jahat, yang jumlahnya secara alami dapat berimbang. Namun menjadi tidak berimbang ketika kita mempengaruhinya dengan berbagai zat yang kita masukan ke dalam tubuh. Ketidakseimbangan tersebut akan membuat gangguan bagi organ tertentu yang membutuhkannya.

               Di samping bakteri juga kita memiliki sistem yangg mengatur pasukan penyelamat diri terhadap serangan baik itu bakteri, kuman, jasad renik mau pun virus dan plasmodium, yang kemudian tercatat dalam sistem kekebalan tubuh, baik pola penyerangan mau pun bagaimana sang tubuh harus bertindak untuk menyelamatkan tubuh dari serangan tersebut.

               Kalau setiap tubuh mengalami gangguan, sebagai akibat dari penyerangan dari luar tubuh, dan kemudian sang sistem kekebalan bereaksi baik untuk mendeteksi pola, mau pun melakukan cara penyelamatan tubuh dari serangan, tetapi kemudian kita interferensi dengan mengumpankan antibiotik, maka tentu saja kerja sistem kekebalan akan tidak sempurna menemukan baik apa yang menyerang tubuh, mau pun bagaimana menanggulanginya.

               Antibiotik yang masuk tubuh melalui mulut, kemudian juga mengacaukan sistem bakteri yang ada di dalam perut dan organ terkait sehingga bukan saja mematikan sang penyerang, tetapi juga mematikan apa yang baik yang dimiliki oleh tubuh.

               Seandainya kuman yang menyerang tubuh tersebut juga kuman yang pintar bersembunyi, sehingga bisa berulang kali menyeran. Bersembunyinya bisa di dlm tubuh anda, bisa juga didalam tubuh org lain, yang kemudian menunggu anda lemah dan ia menyerang tubuh anda, selalu diberikan obat antibiotik yang sama, maka sebagaimana tubuh, sang kuman juga pandai memperkuat diri sehingga pada akirnya anda harus menaikan jumlah ukuran antibiotik yangg anda makan, sampai pada tingkat dimana sang antibiotik menjadi tidak bisa lagi melawan sang kuman dan ini biasanya disebut dengan resistensi terhadap obat antibiotik tertentu.

               Resistensi bisa juga disebabkan atas bantuan tubuh yang juga menganggap bahwa sang antibiotik adalah pengganggu kestabilan sistem kekebalan tubuh, maka setiap kali diberikan tubuh pun melakukan usaha untuk memerangi sang antibiotik, mengusahakan agar tereliminasi sang pengganggu yang satu ini. Dan dalam prakteknya ketika dimakan, mengacaukan sistem bakteri di usus, dan di saluran kencing, saluran pernapasan dan saluran makanan, ini kalau sistem kekebalan anda mampu dan kuat untuk bertahan terhadap serangan pengganggu dan serangan antibiotik yang dianggap musuh karena mengganggu kestabilan sistem tersebut. Ini dapat terjadi bila sang antibiotik tidak menghabiskan sistem pertahanan dalam tubuh anda sendiri seperti bakteri usus, sel darah yang bertugas menyelamatkan tubuh dan membantai para penyerang.

               Jadi kurang bijaksana bila setiap kali ada gangguan organ dan diberikan antibiotik, karena di samping akan memperlemah sistem kekebalan tubuh, juga dapat menjadikan seseorang resist terhadap antibiotik tertentu tersebut, sehingga bila suatu ketika diserang oleh jenis mikroba yang lebih tangguh, maka tidak bisa menggunakan antibiotik lagi dari jenis amox tersebut; dg demikian, anda harus menggunakan yang merupakan antibiotik yg lebih keras dan memilki spektrum yg lebih luas lagi.

               Jadi bila seseorang  begitu gampang terserang flu (yang dlm hal ini merupakan serangan virus, yang tidak bisa dimatikan oleh antibiotik, dan yang hanya bisa diantisipasikan dengan sistem kekebalan tubuh sendiri yang mendeteksi, mengenal dan menjabarkan sendiri cara melawan sang virus), apakah karena memang sistem pertahanan tubuh anda yang kurang memadai, ataukah memang sang virus yang memang lebih hebat.

Peranan Bahan Organik Bagi Tanaman

Pengertian

Bahan organik merupakan bahan-bahan yang dapat diperbaharui, didaur ulang, dirombak oleh bakteri-bakteri tanah menjadi unsur yang dapat digunakan oleh tanaman tanpa mencemari tanah dan air. Bahan organik tanah merupakan penimbunan dari sisa-sisa tanaman dan binatang yang sebagian telah mengalami pelapukan dan pembentukan kembali. Bahan organik demikian berada dalam pelapukan aktif dan menjadi mangsa serangan jasad mikro. Sebagai akibatnya bahan tersebut berubah terus dan tidak mantap sehingga harus selalu diperbaharui melalui penambahan sisa-sisa tanaman atau binatang.

Sumber Bahan Organik

Sumber primer bahan organik adalah jaringan tanaman berupa akar, batang, ranting, daun, dan buah. Bahan organik dihasilkan oleh tumbuhan melalui proses fotosintesis sehingga unsur karbon merupakan penyusun utama dari bahan organik tersebut. Unsur karbon ini berada dalam bentuk senyawa-senyawa polisakarida, seperti selulosa, hemiselulosa, pati, dan bahan- bahan pektin dan lignin. Selain itu nitrogen merupakan unsur yang paling banyak terakumulasi dalam bahan organik karena merupakan unsur yang penting dalam sel mikroba yang terlibat dalam proses perombakan bahan organik tanah. Jaringan tanaman ini akan mengalami dekomposisi dan akan terangkut ke lapisan bawah serta diinkorporasikan dengan tanah. Tumbuhan tidak saja sumber bahan organik, tetapi sumber bahan organik dari seluruh makhluk hidup.Sumber sekunder bahan organik adalah fauna. Fauna terlebih dahulu harus menggunakan bahan organik tanaman setelah itu barulah menyumbangkan pula bahan organik. Bahan organik tanah selain dapat berasal dari jaringan asli juga dapat berasal dari bagian batuan. Perbedaan sumber bahan organik tanah tersebut akan memberikan perbedaan pengaruh yang disumbangkannya ke dalam tanah. Hal itu berkaitan erat dengan komposisi atau susunan dari bahan organik tersebut. Kandungan bahan organik dalam setiap jenis tanah tidak sama. Hal ini tergantung dari beberapa hal yaitu; tipe vegetasi yang ada di daerah tersebut, populasi mikroba tanah, keadaan drainase tanah, curah hujan, suhu, dan pengelolaan tanah. Komposisi atau susunan jaringan tumbuhan akan jauh berbeda dengan jaringan binatang. Pada umumnya jaringan binatang akan lebih cepat hancur daripada jaringan tumbuhan. Jaringan tumbuhan sebagian besar tersusun dari air yang beragam dari 60-90% dan rata-rata sekitar 75%. Bagian padatan sekitar 25% dari hidrat arang 60%, protein 10%, lignin 10-30% dan lemak 1-8%. Ditinjau dari susunan unsur karbon merupakan bagian yang terbesar (44%) disusul oleh oksigen (40%), hidrogen dan abu masing-masing sekitar 8%. Susunan abu itu sendiri terdiri dari seluruh unsur hara yang diserap dan diperlukan tanaman kecuali C, H dan O.

Humus
Humus merupakan salah satu bentuk bahan organik. Jaringan asli berupa tubuh tumbuhan atau fauna baru yang belum lapuk terus menerus mengalami serangan-serangan jasad mikro yang menggunakannya sebagai sumber energinya dan bahan bangunan tubuhnya. Hasil pelapukan bahan asli yang dilakukan oleh jasad mikro disebut humus. Humus biasanya berwarna gelap dan dijumpai terutama pada lapisan tanah atas. Definisi humus yaitu fraksi bahan organik tanah yang kurang lebih stabil, sisa dari sebagian besar residu tanaman serta binatang yang telah terdekomposisikan. Humus merupakan bentuk bahan organik yang lebih stabil, dalam bentuk inilah bahan organik banyak terakumulasi dalam tanah. Humus memiliki kontribusi terbesar terhadap durabilitas dan kesuburan tanah. Humuslah yang aktif dan bersifat menyerupai liat, yaitu bermuatan negatif. Tetapi tidak seperti liat yang kebanyakan kristalin, humus selalu amorf (tidak beraturan bentuknya). Humus merupakan senyawa rumit yang agak tahan lapuk (resisten), berwarna coklat, amorf, bersifat koloidal dan berasal dari jaringan tumbuhan atau hewan yang telah diubah atau dibentuk oleh berbagai jasad mikro. Humus tidaklah resisten sama sekali terhadap kerja bakteri. Mereka tidak stabil terutama apabila terjadi perubahan regim suhu, kelembapan dan aerasi.Adanya humus pada tanah sangat membantu mengurangi pengaruh buruk liat terhadap struktur tanah, dalam hal ini humus merangsang granulasi agregat tanah. Kemampuan humus menahan air dan ion hara melebihi kemampuan liat. Tinggi daya menahan (menyimpan) unsur hara adalah akibat tingginya kapasitas tukar kation dari humus, karena humus mempunyai beberapa gugus yang aktif terutama gugus karboksil. Dengan sifat demikian keberadaan humus dalam tanah akan membantu meningkatkan produktivitas tanah.

Sifat dan Ciri Humus

-          Bersifat koloidal seperti liat tetapi amorfous.

-          Luas permukaan dan daya jerap jauh melebihi liat.

-          Kapasitas tukar kation 150-300 me/100 g, liat hanya 8-100 me/100 g.

-          Daya jerap air 80-90% dari bobotnya, liat hanya 15-20%.

-          Daya kohesi dan plastisitasnya rendah sehingga mengurangi sifat lekat dari liat dan membantu granulasi agregat tanah.

-          Misel humus tersusun dari lignin, poliuronida, dan protein liat yang didampingi oleh C, H, O, N, S, P dan unsur lainnya.

-          Muatan negatif berasal dari gugus -COOH dan -OH yang tersembul di pinggiran dimana ion H dapat digantikan oleh kation lain.

-          Mempunyai kemampuan meningkatkan unsur hara tersedia seperti Ca, Mg, dan K.

-          Merupakan sumber energi jasad mikro.

-          Memberikan warna gelap pada tanah.

Faktor yang Mempengaruhi Bahan Organik Tanah

Diantara sekian banyak faktor yang mempengaruhi kadar bahan organik dan nitrogen tanah, faktor yang penting adalah kedalaman tanah, iklim, tekstur tanah dan drainase.Kedalaman lapisan menentukan kadar bahan organik dan N. Kadar bahan organik terbanyak ditemukan di lapisan atas setebal 20 cm (15-20%). Semakin ke bawah kadar bahan organik semakin berkurang. Hal itu disebabkan akumulasi bahan organik memang terkonsentrasi di lapisan atas. Faktor iklim yang berpengaruh adalah suhu dan curah hujan. Makin ke daerah dingin, kadar bahan organik dan N makin tinggi. Pada kondisi yang sama kadar bahan organik dan N bertambah 2 hingga 3 kali tiap suhu tahunan rata-rata turun 100C. bila kelembaban efektif meningkat, kadar bahan organik dan N juga bertambah. Hal itu menunjukkan suatu hambatan kegiatan organisme tanah. Tekstur tanah juga cukup berperan, makin tinggi jumlah liat maka makin tinggi kadar bahan organik dan N tanah, bila kondisi lainnya sama. Tanah berpasir memungkinkan oksidasi yang baik sehingga bahan organik cepat habis. Pada tanah dengan drainase buruk, dimana air berlebih, oksidasi terhambat karena kondisi aerasi yang buruk. Hal ini menyebabkan kadar bahan organik dan N tinggi daripada tanah berdrainase baik. Disamping itu vegetasi penutup tanah dan adanya kapur dalam tanah juga mempengaruhi kadar bahan organik tanah. Vegetasi hutan akan berbeda dengan padang rumput dan tanah pertanian. Faktor-faktor ini saling berkaitan, sehingga sukar menilainya sendiri (Hakim et al, 1986).

Peranan Bahan Organik Bagi Tanah

Bahan organik berperan penting untuk menciptakan kesuburan tanah. Peranan bahan organik bagi tanah adalah dalam kaitannya dengan perubahan sifat-sifat tanah, yaitu sifat fisik, biologis, dan sifat kimia tanah. Bahan organik merupakan pembentuk granulasi dalam tanah dan sangat penting dalam pembentukan agregat tanah yang stabil. Bahan organik adalah bahan pemantap agregat tanah yang tiada taranya. Melalui penambahan bahan organik, tanah yang tadinya berat menjadi berstruktur remah yang relatif lebih ringan. Pergerakan air secara vertikal atau infiltrasi dapat diperbaiki dan tanah dapat menyerap air lebih cepat sehingga aliran permukaan dan erosi diperkecil. Demikian pula dengan aerasi tanah yang menjadi lebih baik karena ruang pori tanah (porositas) bertambah akibat terbentuknya agregat.
 Bahan organik umumnya ditemukan dipermukaan tanah. Jumlahnya tidak besar, hanya sekitar 3-5% tetapi pengaruhnya terhadap sifat-sifat tanah besar sekali. Sekitar setengah dari kapasitas tukar kation berasal dari bahan organik. Ia merupakan sumber hara tanaman. Disamping itu bahan organik adalah sumber energi bagi sebagian besar organisme tanah. Dalam memainkan peranan tersebut bahan organik sangat ditentukan oleh sumber dan susunannya, oleh karena kelancaran dekomposisinya, serta hasil dari dekomposisi itu sendiri.

Pengaruh Bahan Organik pada Sifat Fisika Tanah

-          Meningkatkan kemampuan tanah menahan air. Hal ini dapat dikaitkan dengan sifat polaritas air yang bermuatan negatif dan positif yang selanjutnya berkaitan dengan partikel tanah dan bahan organik. Air tanah mempengaruhi mikroorganisme tanah dan tanaman di atasnya. Kadar air optimal bagi tanaman dan mikroorganisme adalah 0,5 bar/ atmosfer.

-          Warna tanah menjadi coklat hingga hitam. Hal ini meningkatkan penyerapan energi radiasi matahari yang kemudian mempengaruhi suhu tanah.

-          Merangsang granulasi agregat dan memantapkannya

-          Menurunkan plastisitas, kohesi dan sifat buruk lainnya dari liat.
Salah satu peran bahan organik yaitu sebagai granulator, yaitu memperbaiki struktur tanah. Menurut Arsyad (1989) peranan bahan organik dalam pembentukan agregat yang stabil terjadi karena mudahnya tanah membentuk kompleks dengan bahan organik. Hal ini berlangsung melalui mekanisme:

-          Penambahan bahan organik dapat meningkatkan populasi mikroorganisme tanah, diantaranya jamur dan cendawan, karena bahan organik digunakan oleh mikroorganisme tanah sebagai penyusun tubuh dan sumber energinya. Miselia atau hifa cendawan tersebut mampu menyatukan butir tanah menjadi agregat, sedangkan bakteri berfungsi seperti semen yang menyatukan agregat.

-          Peningkatan secara fisik butir-butir prima oleh miselia jamur dan aktinomisetes. Dengan cara ini pembentukan struktur tanpa adanya fraksi liat dapat terjadi dalam tanah.

-          Peningkatan secara kimia butir-butir liat melalui ikatan bagian-bagian pada senyawa organik yang berbentuk rantai panjang.

-          Peningkatan secara kimia butir-butir liat melalui ikatan antar bagian negatif liat dengan bagian negatif (karbosil) dari senyawa organik dengan perantara basa dan ikatan hidrogen.

-          Peningkatan secara kimia butir-butir liat melalui ikatan antara bagian negatif liat dan bagian positf dari senyawa organik berbentuk rantai polimer.

Pengaruh Bahan Organik pada Sifat Kimia Tanah

Meningkatkan daya jerap dan kapasitas tukar kation (KTK). Sekitar setengah dari kapasitas tukar kation (KTK) tanah berasal dari bahan organik. Bahan organik dapat meningkatkan kapasitas tukar kation dua sampai tiga puluh kali lebih besar daripada koloid mineral yang meliputi 30 sampai 90% dari tenaga jerap suatu tanah mineral. Peningkatan KTK akibat penambahan bahan organik dikarenakan pelapukan bahan organik akan menghasilkan humus (koloid organik) yang mempunyai permukaan dapat menahan unsur hara dan air sehingga dapat dikatakan bahwa pemberian bahan organik dapat menyimpan pupuk dan air yang diberikan di dalam tanah. Peningkatan KTK menambah kemampuan tanah untuk menahan unsur- unsur hara. Unsur N,P,S diikat dalam bentuk organik atau dalam tubuh mikroorganisme, sehingga terhindar dari pencucian, kemudian tersedia kembali. Berbeda dengan pupuk komersil dimana biasanya ditambahkan dalam jumlah yang banyak karena sangat larut air sehingga pada periode hujan terjadi kehilangan yang sangat tinggi, nutrien yang tersimpan dalam residu organik tidak larut dalam air sehingga dilepaskan oleh proses mikrobiologis. Kehilangan karena pencucian tidak seserius seperti yang terjadi pada pupuk komersil. Sebagai hasilnya kandungan nitrogen tersedia stabil pada level intermediet dan mengurangi bahaya kekurangan dan kelebihan. Bahan organik berperan sebagai penambah hara N, P, K bagi tanaman dari hasil mineralisasi oleh mikroorganisme. Mineralisasi merupakan lawan kata dari immobilisasi. Mineralisasi merupakan transformasi oleh mikroorganisme dari sebuah unsur pada bahan organik menjadi anorganik, seperti nitrogen pada protein menjadi amonium atau nitrit. Melalui mineralisasi, unsur hara menjadi tersedia bagi tanaman. Meningkatkan kation yang mudah dipertukarkan dan pelarutan sejumlah unsur hara dari mineral oleh asam humus. Bahan organik dapat menjaga keberlangsungan suplai dan ketersediaan hara dengan adanya kation yang mudah dipertukarkan. Nitrogen, fosfor dan belerang diikat dalam bentuk organik dan asam humus hasil dekomposisi bahan organik akan mengekstraksi unsur hara dari batuan mineral. Mempengaruhi kemasaman atau pH. Penambahan bahan organik dapat meningkatkan atau malah menurunkan pH tanah, hal ini bergantung pada jenis tanah dan bahan organik yang ditambahkan. Penurunan pH tanah akibat penambahan bahan organik dapat terjadi karena dekomposisi bahan organik yang banyak menghasilkan asam-asam dominan. Sedangkan kenaikan pH akibat penambahan bahan organik yang terjadi pada tanah masam dimana kandungan aluminium tanah tinggi , terjadi karena bahan organik mengikat Al sebagai senyawa kompleks sehingga tidak terhidrolisis lagi . Peranan bahan organik terhadap perbaikan sifat kimia tanah tidak terlepas dalam kaitannya dengan dekomposisi bahan organik, karena pada proses ini terjadi perubahan terhadap komposisi kimia bahan organik dari senyawa yang kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana. Proses yang terjadi dalam dekomposisi yaitu perombakan sisa tanaman atau hewan oleh miroorganisme tanah atau enzim-enzim lainnya, peningkatan biomassa organisme, dan akumulasi serta pelepasan akhir. Akumulasi residu tanaman dan hewan sebagai bahan organik dalam tanah antara lain terdiri dari karbohidrat, lignin, tanin, lemak, minyak, lilin, resin, senyawa N, pigmen dan mineral, sehingga hal ini dapat menambahkan unsur-unsur hara dalam tanah.

Pengaruh Bahan Organik pada Sifat Biologi Tanah

Jumlah dan aktivitas metabolik organisme tanah meningkat. Secara umum, pemberian bahan organik dapat meningkatkan pertumbuhan dan aktivitas mikroorganisme. Bahan organik merupakan sumber energi dan bahan makanan bagi mikroorganisme yang hidup di dalam tanah. Mikroorganisme tanah saling berinteraksi dengan kebutuhannya akan bahan organik karena bahan organik menyediakan karbon sebagai sumber energi untuk tumbuh. Kegiatan jasad mikro dalam membantu dekomposisi bahan organik meningkat. Bahan organik segar yang ditambahkan ke dalam tanah akan dicerna oleh berbagai jasad renik yang ada dalam tanah dan selanjutnya didekomposisisi jika faktor lingkungan mendukung terjadinya proses tersebut. Dekomposisi berarti perombakan yang dilakukan oleh sejumlah mikroorganisme (unsur biologi dalam tanah) dari senyawa kompleks menjadi senyawa sederhana. Hasil dekomposisi berupa senyawa lebih stabil yang disebut humus. Makin banyak bahan organik maka makin banyak pula populasi jasad mikro dalam tanah.

Peranan Bahan Organik Bagi Tanaman

Bahan organik memainkan beberapa peranan penting di tanah. Sebab bahan organik berasal dari tanaman yang tertinggal, berisi unsur-unsur hara yang dibutuhkan untuk pertumbuhan tanaman. Bahan organik mempengaruhi struktur tanah dan cenderung untuk menjaga menaikkan kondisi fisik yang diinginkan. Peranan bahan organik ada yang bersifat langsung terhadap tanaman, tetapi sebagian besar mempengaruhi tanaman melalui perubahan sifat dan ciri tanah.

Pengaruh Langsung Bahan Organik pada Tanaman

Melalui penelitian ditemukan bahwa beberapa zat tumbuh dan vitamin dapat diserap langsung dari bahan organik dan dapat merangsang pertumbuhan tanaman. Dulu dianggap orang bahwa hanya asam amino, alanin, dan glisin yang diserap tanaman. Serapan senyawa N tersebut ternyata relatif rendah daripada bentuk N lainnya. Tidak dapat disangkal lagi bahwa bahan organik mengandung sejumlah zat tumbuh dan vitamin serta pada waktu-waktu tertentu dapat merangsang pertumbuhan tanaman dan jasad mikro. Bahan organik ini merupakan sumber nutrien inorganik bagi tanaman. Jadi tingkat pertumbuhan tanaman untuk periode yang lama sebanding dengan suplai nutrien organik dan inorganik. Hal ini mengindikasikan bahwa peranan langsung utama bahan organik adalah untuk menyuplai nutrien bagi tanaman. Penambahan bahan organik kedalam tanah akan menambahkan unsur hara baik makro maupun mikro yang dibutuhkan oleh tumbuhan, sehingga pemupukan dengan pupuk anorganik yang biasa dilakukan oleh para petani dapat dikurangi kuantitasnya karena tumbuhan sudah mendapatkan unsur-unsur hara dari bahan organik yang ditambahkan kedalam tanah tersebut. Efisiensi nutrisi tanaman meningkat apabila pememukaan tanah dilindungi dengan bahan organik.

Pengaruh Tidak Langsung Bahan Organik pada Tanaman

Sumbangan bahan organik terhadap pertumbuhan tanaman merupakan pengaruhnya terhadap sifat-sifat fisik, kimia dan biologis dari tanah. Bahan organik tanah mempengaruhi sebagian besar proses fisika, biologi dan kimia dalam tanah. Bahan organik memiliki peranan kimia di dalam menyediakan N, P dan S untuk tanaman peranan biologis di dalam mempengaruhi aktifitas organisme mikroflora dan mikrofauna, serta peranan fisik di dalam memperbaiki struktur tanah dan lainnya. Hal ini akan mempengaruhi pertumbuhan tanaman yang tumbuh di tanah tersebut. Besarnya pengaruh ini bervariasi tergantung perubahan pada setiap faktor utama lingkungan. Sehubungan dengan hasil-hasil dekomposisi bahan organik dan sifat-sifat humus maka dapat dikatakan bahwa bahan organik akan sangat mempengaruhi sifat dan ciri tanah. Peranan tidak langsung bahan organik bagi tanaman meliputi :

-          Meningkatkan ketersediaan air bagi tanaman. Bahan organik dapat meningkatkan kemampuan tanah menahan air karena bahan organik, terutama yang telah menjadi humus dengan ratio C/N 20 dan kadar C 57% dapat menyerap air 2-4 kali lipat dari bobotnya. Karena kandungan air tersebut, maka bahan organik terutama yang sudah menjadi humus dapat menjadi penyangga bagi ketersediaan air.

-          Membentuk kompleks dengan unsur mikro sehingga melindungi unsur-unsur tersebut dari pencucian. Unsur N,P,S diikat dalam bentuk organik atau dalam tubuh mikroorganisme, sehingga terhindar dari pencucian, kemudian tersedia kembali.

-          Meningkatkan kapasitas tukar kation tanah Peningkatan KTK menambah kemampuan tanah untuk menahan unsur- unsur hara.

-          Memperbaiki struktur tanah Tanah yang mengandung bahan organik berstruktur gembur, dan apabila dicampurkan dengan bahan mineral akan memberikan struktur remah dan mudah untuk dilakukan pengolahan. Struktur tanah yang demikian merupakan sifat fisik tanah yang baik untuk media pertumbuhan tanaman. Tanah yang bertekstur liat, pasir, atau gumpal akan memberikan sifat fisik yang lebih baik bila tercampur dengan bahan organik.

-          Mengurangi erosi

-          Memperbaiki agregasi tanah. Bahan organik merupakan pembentuk granulasi dalam tanah dan sangat penting dalam pembentukan agregat tanah yang stabil. Bahan organik adalah bahan pemantap agregat tanah yang tiada taranya. Melalui penambahan bahan organik, tanah yang tadinya berat menjadi berstruktur remah yang relatif lebih ringan. Pergerakan air secara vertikal atau infiltrasi dapat diperbaiki dan tanah dapat menyerap air lebih cepat sehingga aliran permukaan dan erosi diperkecil. Demikian pula dengan aerasi tanah yang menjadi lebih baik karena ruang pori tanah (porositas) bertambah akibat terbentuknya agregat.

-          Menstabilkan temperatur. Bahan organik dapat menyerap panas tinggi dan dapat juga menjadi isolator panas karena mempunyai daya hantar panas yang rendah, sehingga temperatur optimum yang dibutuhkan oleh tumbuhan untuk pertumbuhannya dapat terpenuhi dengan baik.

-          Meningkatkan efisiensi pemupukan

Secara umum, pemberian bahan organik dapat meningkatkan pertumbuhan dan produksi tanaman. Demikian pula dengan peranannya dalam menanggulangi erosi dan produktivitas lahan. Penambahan bahan organik akan lebih baik jika diiringi dengan pola penanaman yang sesuai, misalnya dengan pola tanaman sela pada sistem tumpangsari. Pengelolaan tanah atau lahan yang sesuai akan mendukung terciptanya suatu konservasi bagi tanah dan air serta memberikan keuntungan tersendiri bagi manusia.