Protein sebagai Sumber Pupuk Tanaman?

Rasa penasaran terus menghantui disaat berdiskusi mengenai peptida dengan Kang Yogie dan Kang Diki dari Purrtein Indonesia di sela-sela liburan saya ke Bintan ditemani Kang Henry dari Banyan Tree Resort.Peptida sebagai sumber nutrisi tanaman, mungkinkah? 

Saat ini kita terfokus pada pupuk NPK makro dan mikro Zn, Cu, Fe dan lainnya yang sudah berpuluh-puluh tahun saya geluti sebagai sumber nutrisi tanaman dari bahan minerals. 

Pada satu pencarian saya menemukan tulisan hasil riset Bartosz Adamczyk, Aino Smolander, Veikko Kitunen dan Miroslaw Godlewski dari Universitas dz, Polandia.

Sangat menarik!, karena penemuan ini dapat membatasi penggunaan pupuk nitrogen anorganik, yang mungkin menimbulkan masalah ekologi dan ekonomi. 

Penggunaan protein oleh tanaman dapat menjadi hal yang sangat penting dalam mengembangkan pertanian berkelanjutan berdasarkan pemupukan dengan nitrogen organik.

Seperti kita ketahui bahwa pengetahuan kita tentang nutrisi nitrogen pada tanaman masih terus berkembang. Banyak tumbuhan dapat menggunakan berbagai sumber nitrogen baik N dari nitrogen anorganik hingga asam amino, peptida, dan dengan bantuan protease yang disekresikan oleh akar, juga protein. 

Tantangan masa depan adalah menemukan spesies pertanian yang memiliki kemampuan yang baik dalam menggunakan protein dan kemudian menetapkan strategi baru pemupukan.

Nyatanya, tumbuhan tertentu tidak hanya dapat menggunakan nitrogen anorganik tetapi juga asam amino utuh dan peptida pendek. 

Menurut penelitian Bartosz Adamczyk, dkk, akar dari beberapa yang dibudidayakan dan tanaman liar mampu mengeluarkan protease dan menggunakannya untuk menciptakan kumpulan N yang dapat diserap.

Selama ini diasumsikan bahwa nitrogen anorganik (dalam bentuk NH 4 + dan NO 3 ) merupakan satu-satunya sumber N bagi tanaman. Beberapa penulis, pada abad ke -20 , mencoba memperluas pandangan ini dengan memasukkan penggunaan nitrogen organik,  namun hal ini biasanya diabaikan. 

Namun, selama dua dekade terakhir, sudut pandang tersebut telah berubah; asam amino sekarang diperlakukan sebagai sumber N lain untuk beberapa tanaman.

Kemampuan tanaman untuk memperoleh asam amino telah ditunjukkan baik di laboratorium maupun di lapangan pada tanaman yang penting dalam budidaya pertanian serta beberapa tanaman kehutanan pohon. 

Telah terbukti bahwa semua spesies tanaman yang diteliti dapat menyerap asam amino utuh, namun dengan perbedaan efektivitas yang signifikan. 

Berbgai  faktor, seperti persaingan dengan mikroorganisme atau konsentrasi asam amino dalam tanah, mempengaruhi tingkat serapan asam amino dari tanah. 

Hasil terbaru menunjukkan bahwa dipeptida, tripeptida, dan bahkan oligopeptida juga dapat digunakan oleh tanaman tanpa melalui proses pencernaan terlebih dahulu, seperti yang ditunjukkan oleh aktivitas Arabidopsis thaliana dan Hakea.

Tetapi asam amino di dalam tanah sebagian besar berbentuk protein. Untuk mengakses sumber N ini, diperlukan aksi protease. 

Pencernaan protein dijamin oleh enzim yang dikeluarkan oleh mikroba, yang membuat tanaman bergantung pada aktivitas mikroorganisme.

"Pencernaan emulsi film fotografi (mengandung gelatin) yang direndam selama beberapa hari dalam media steril bibit yang dibudidayakan secara hidroponik membuat kami curiga bahwa tanaman mampu mengeluarkan protease, yang berpotensi penting untuk nutrisi N tanaman." ujar Bartosz Adamczyk .

Protease yang dikeluarkan oleh akar, dilakukan pada aktivitas Arabidopsis thaliana dan Hakea. Spesies yang diteliti berasal dari famili tumbuhan yang berbeda, mereka hidup di ekosistem yang berbeda.

Beberapa di antaranya bersifat pertanian (misalnya, Triticum aestivum ) yang lain hidup di alam liar (misalnya, Ornithogallum umbellatum); mereka sebagian besar bermikoriza, tetapi tanaman non-mikoriza juga termasuk ( Arabidopsis thaliana, Hakea actities ). tanaman, dengan penekanan khusus pada potensi peran enzim ini.

Bagaimana Kondisi Lapangan?

Mikroorganisme tanah mengeluarkan banyak enzim, termasuk protease, dan mereka juga menyerap nitrogen organik. 

Namun distribusi protein dalam tanah bervariasi; mungkin ada  nitrogen organik yang berasal dari pupuk organik, tetapi juga dari hewan-hewan tanah yang mati dan sisa-sisa tanaman.

Antagonistik protein dengan senyawa tanah lainnya, seperti tanin, dapat mempengaruhi aktivitas proteolitik secara langsung.

Perbedaan aktivitas protease yang disekresikan oleh akar, ada atau tidaknya simbion mikoriza, dan kondisi tanah yang berbeda seperti pH, kandungan bahan organik, dan lainnya, juga bergantung pada jenis tanaman, dapat sangat mempengaruhi penggunaan protein tanah oleh tanaman. Selain itu umur tanaman berpotensi mempengaruhi aktivitas proteolitik yang disekresikan oleh akar.

Sekresi atau pengeluaran protease oleh akar tanaman untuk mendegradasi protein tanah dan memperoleh N organik berpotensi mengubah tahap pengetahuan sebenarnya tentang siklus nitrogen dan juga strategi pemupukan tanaman.

Saat ini, pupuk nitrogen anorganik banyak digunakan, namun karena mobilitasnya yang tinggi di dalam tanah, terutama nitrat, pupuk tersebut mudah mengalami pencucian yang dapat menyebabkan eutrofikasi pada reservoir air.

Sebaliknya, pupuk nitrogen organik lebih stabil di dalam tanah. Teknis budidaya tanaman yang ramah lingkungan penting untuk pertanian berkelanjutan.

Penggunaan pupuk organik, termasuk protein sebagai sumber N, bisa menjadi jawaban atas kebutuhan tersebut untuk megefisienkan biaya pemupukan. 

Semoga di tahun baru 2024 ini semakin banyak penelitian dan temuan baru di bidang nutrisi tanaman untuk kemajuan Pertanian Indonesia!