2009-06-05

Produksi etilen di dalam tanah (1)

Penelitian kami memperlihatkan bahwa etilen (ethylene), suatu senyawa sederhana berbentuk gas, dihasilkan di 'daerah' mikrositus anaerobik tersebut. Lebih dari itu, etilen ini berfungsi mengatur kegiatan mikro-organisme tanah, dan sedemikian rupa mempengaruhi rasio kecepatan pembusukan bahan-bahan organik, daur nutrisi tanaman dan timbulnya penyakit tanaman. Konsentrasi etilen dalam atmosfer tanah jarang dapat mencapai satu sampai dua bagian per satu juta satuan. Etilen tidak bertindak dengan cara membunuh mikroorganisme tanah, tetapi dengan cara menidakaktifkannya secara sementara – ketika konsentrasi etilen menurun dalam satuan gelungnya. Mikroba-mikroba kemudian mulai aktif bergiat.

Etilen tanah dihasilkan dalam bentuk yang kita sebut sebagai “SIKLUS ZAT ASAM DAN ETILEN' (oxigen-ethylene cycle). Pada awalnya, mikroorganisme tanah menjadi banyak dalam bentuk zat-zat yang dikeluarkan dari akar-akar tanaman dan kegiatan itu mengakibatkan berkurangnya kandungan zat asam dari dalam tanah pada bagian-bagian mikrositus. Etilen kemudian diproduksikan dalam mikrositus-mikrositus itu dan dikeluarkan, sambil menonaktifkan kegiatan tanpa membunuh mikroorganisme tanah. Ketika semua ini terjadi keperluan zat asam berkurang sehingga zat asam itu dihembuskan kembali ke bagian mikrositus. Hal ini menghentikan atau sangat menurunkan produksi etilen, yang memampukan mikroorganisme tanah memulai kegiatannya. Adalah sangat baik dan bermanfaat bagi tanaman jika produksi etilen ini dipastikan terjadi sehingga perlu ditemukan cara-cara agar siklus ini bisa terulang secara terus-menerus.

Dalam keadaan tanah yang tak terganggu —seperti karena pembajakan— selayaknya yang terjadi di tengah hutan dan di kawasan padang rumput, etilen dapat secara terus-menerus dideteksi keberadaannya di dalam atmosfer tanah. Ini adalah suatu tanda bahwa perputaran zatasam-etilen terus terjadi secara efisien. Sebaliknya, pada kebanyakan tanah pertanian, konsentrasi etilen sangat sangat rendah atau bahkan tidak ada sama sekali. 'Perputaran zatasam-etilen' ini hanya dapat berlangsung jika etilen memainkan peranan penting dalam mengatur kegiatan mikroba di dalam tanah. Sudah sangat kita fahami dan sudah menjadi pengetahuan umum bahwa di dalam suatu ekosistem yang tak terganggu di mana terjadi suatu proses pembusukan secara seimbang dan lambat, daur nutrisi tanaman yang efisien dan penyakit tanaman yang ada di dalam tanah menjadi tidak penting sama sekali untuk diperhatikan. Ketika ekosistem ini terganggu karena penggunaan hutan untuk pertanian, situasinya jadi sangat berubah. Terjadi suatu kemerosotan yang mencemaskan dalam jumlah bahan-bahan organik tanah, sehingga keadaan kurang pangan pada tanaman menjadi sangat biasa dan penyakit tanaman meningkat drastis. Kita kemudian mencoba mengatasi masalah-masalah ini dengan menambahkan pupuk-pupuk tak-organik dan penggunaan pestisida kimiawi, yang ternyata jadi sangat menaikkan biaya produksi. Bukankah pada umumnya yang terjadi dalam kenyataan adalah bahwa semakin lama kita membudayakan tanah, akan semakin banyak input yang diperlukan untuk mempertahankan hasil panen.

Kami berpendapat bahwa keadaan ini dapat dibalik atau dikembalikan ke keadaan semula, setidaknya sebagian, jika kita dapat menciptakan keadaan yang sesuai dan diperlukan untuk memproduksi etilen di dalam bentuk keadaan tanah yang tak terganggu. Kita sekarang tahu bahwa salah satu sebab utama mengapa tanah-tanah pertanian yang terus diganggu atau dibajak itu gagal memproduksi etilen adalah karena teknik-teknik yang kita kembangkan ternyata  menimbulkan perubahan bentuk nitrogen di dalam tanah. Di dalam tanah-tanah yang tak diganggu, seperti di bawah hutan atau padang rumput, pada umumnya semua nitrogen yang ada berada dalam bentuk ammonium ditambah sedikit unsur mikro nitrogen-nitrat. Jika ekosistem ini diganggu karena kepentingan pertanian, pada akhirnya nitrogen tanah tampil dalam bentuk nitrat. Perubahan ini terjadi karena gangguan yang terkait dengan operasi pertanian itu merangsang kegiatan suatu kelompok tertentu dari bakteri yang mengubah nitrogen ammonium menjadi nitrogen-nitrat. Tanaman dan mikro-organisme dapat menggunakan kedua bentuk nitrogen itu, tetapi penelitian kami jelas membuktikan bahwa produksi etilen di dalam tanah jadi terhambat ketika jumlah bentuk nitrat itu melebihi suatu jumlah satuan mikro (trace amount). Nitrogen ammonium tidak memiliki suatu efek menghambat terhadap produksi etilen.

BERSAMBUNG

0 komentar: