INOVASI: Menangkap Nitrogen Lewat Daun

INNOVATION: Capturing Nitrogen Through the Leaves

Ini sebuah revolusi pertanian,” Himadri Pakrasi, doktor bidang ilmu biologi dari Washington University di St. Louis, Amerika Serikat, tak bisa menyembunyikan kegembiraannya. Melalui kanal berita internal universitasnya, http://www.news.wusl.edu , pada Agustus lalu ia mengabarkan keberhasilan kelompok peneliti pimpinannya merekayasa tanaman hingga bisa memperoleh senyawa nitrogen sendiri sonder bantuan bahan kimia, juga campur tangan makhluk hidup lain.

Selama ini, meski nitrogen bertebaran di atmosfir bumi, tak semua zat itu bisa diikat dan dimanfaatkan oleh tumbuhan. Perlu proses kimia panjang dengan bantuan bakteri tertentu yang menangkap nitrogen dari udara, mengubahnya menjadi senyawa yang bermanfaat seperti amoniak (NH4), nitrit (NO2), kemudian mengendapkannya ke tanah untuk diserap oleh akar tanaman. Ini dinamakan proses fiksasi nitrogen.

Beberapa tanaman, seperti polong-polongan, kacang, dan semanggi, memiliki bakteri tersebut pada akar mereka. Namanya rhizobia. Tapi sebagian besar tumbuhan lain menyerap amoniak, nitrit, dan nitrat yang difiksasi oleh bakteri bebas di tanah, seperti pennibacilus dan azotobacter. Akibatnya, jika bakteri-bakteri ini kurang atau tak ada, tanaman-tanaman itu pun akan kekurangan senyawa nitrogen.

Karena itu, sebagian besar pertanian modern memilih menggunakan senyawa nitrogen biologis buatan pabrik, alias pupuk. Proses kimia untuk pembuatan pupuk nitrogen, ditemukan oleh peneliti asal Jerman, Fritz Haber, pada 1909.
Tapi itu bukan tanpa masalah. Pupuk buatan yang ditebar pada tanaman pangan ternyata mendatangkan efek buruk bagi manusia. Banyak penyakit bisa dipicu oleh kandungan bahan kimia dari pupuk buatan, dari sakit pernapasan, serangan jantung, hingga kanker.

Berupaya menciptakan penyubur tanaman tanpa proses kimia yang membahayakan kesehatan, Pakrasi sampai pada kesimpulan: tanaman harus dibantu untuk membuat senyawa nitrogennya sendiri. Mereka menggunakan bakteri cyanobacteria, alga biru, yang mampu memfiksasi nitrogen dari udara dan menyerapnya tanpa melalui akar. Dalam uji coba awal, cyanobacteria mereka suntikkan ke bakteri yang tidak memiliki kemampuan memfiksasi nitrogen. Hasilnya menakjubkan: bakteri itu ikut memiliki kemampuan menangkap dan mengolah nitrogen dari udara.

Penelitian seharga US$ 3,8 juta atau setara dengan Rp. 41,2 miliar ini dibiayai lembaga riset yang peduli akan energi terbarukan. Namanya Yayasan Ilmu Pengetahuan, dari Inggris. Dana disalurkan lewat I-CARESS, pusat studi energi terbarukan di Washington University.

Pakrasi optimistis keberhasilan di laboratorium itu juga akan dicapai pada tumbuhan di lahan pertanian. Rencananya dia hendak menyuntikkan cyanobacteria ke dalam zat hijau daun agar tanaman bisa bisa menyerap nitrogen dari udara, mengubahnya menjadi senyawa nitrogen dan langsung memanfaatkannya. “Cuma, kami perlu mengatur siklus bakteri agar bisa bekerja memproduksi nitrogen pada malam hari. Sebab, pada saat fotosintesis, oksigen dan nitrogen memiliki sifat saling menghancurkan,” katanya.

SUMBER: Majalah TEMPO, Edisi 2-8 September 2013.

Komentar:

Kebanyakan Cyanobacteria secara fisik memisahkan aktifitas fotosintesa dan fiksasi nitrogennya pada sel-sel yang berbeda. Tetapi Cyanothece, single cell marine cyanobacterium, memiliki keunikan karena sel yang sama mampu mengubah fungsi-fungsinya setiap 12 jam. Sel tersebut membuat gula ketika siang hari dan menggunakan waktunya sepanjang malam hari mengatur nitrogen dan memproduksi kompon-kompon lainnya.

Menurut Jason E. McDermott, dengan memahami pembawa sifat yang dapat mentrigger Cyanothece untuk memulai dan menyetop fotosintesa dan fungsi-fungsinya dalam memproduksi energy, kita juga dapat memanfaatkan Cyanobacteria untuk menghasilkan energi terbarukan.

Tulisan tentang Cyanothece dapat dibaca pada:
http://phys.org/news/2011-06-cyanobacterial-genes-capture-sun-energy.html

Tinggalkan komentar

Filed under Bio Technology, Blue Algae, cyanobacteria, cyanothece

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s