Mikroba membantu membuka fosfor untuk pertumbuhan tanaman

Mikroba membantu membuka fosfor untuk pertumbuhan tanaman

[ad_1]

Newswise – Fosfor adalah nutrisi yang diperlukan bagi tanaman untuk tumbuh. Tetapi ketika diaplikasikan pada tanaman sebagai bagian dari pupuk kimia, fosfor dapat bereaksi kuat dengan mineral di dalam tanah, membentuk kompleks dengan besi, aluminium dan kalsium. Ini mengunci fosfor, mencegah tanaman mengakses nutrisi penting ini.

Untuk mengatasinya, petani sering kali menggunakan pupuk kimia yang berlebihan pada tanaman pertanian, yang menyebabkan penumpukan fosfor di tanah. Penggunaan pupuk ini, yang mengandung bahan kimia selain hanya fosfor, juga menyebabkan limpasan pertanian berbahaya yang dapat mencemari ekosistem perairan di sekitarnya.

Sekarang tim peneliti yang dipimpin oleh Universitas Washington dan Laboratorium Nasional Pacific Northwest telah menunjukkan bahwa mikroba yang diambil dari pohon yang tumbuh di samping aliran air pegunungan yang masih asli di Washington Barat dapat membuat fosfor yang terperangkap di tanah lebih mudah diakses untuk tanaman pertanian. Penemuan ini dipublikasikan pada Oktober di jurnal Frontiers in Plant Science.

Endofit, yang merupakan bakteri atau jamur yang hidup di dalam tumbuhan setidaknya selama beberapa siklus hidup mereka, dapat dianggap sebagai “probiotik” untuk tumbuhan, kata penulis senior Sharon Doty, seorang profesor di Sekolah Ilmu Lingkungan dan Hutan UW. Laboratorium Doty telah menunjukkan dalam penelitian sebelumnya bahwa mikroba dapat membantu tanaman bertahan hidup dan bahkan berkembang di lingkungan yang miskin nutrisi – dan membantu membersihkan polutan.

Dalam studi baru ini, Doty dan kolaborator menemukan bahwa mikroba endofit yang diisolasi dari tumbuhan liar membantu membuka fosfor yang berharga dari lingkungan, memecah kompleks kimiawi yang membuat fosfor tidak tersedia bagi tumbuhan.

“Kami memanfaatkan kemitraan tumbuhan-mikroba alami,” kata Doty. “Ini bisa menjadi alat untuk memajukan pertanian karena menyediakan nutrisi penting tanpa merusak lingkungan.”

Ilmuwan penelitian Doty, Andrew Sher, dan peneliti sarjana UW Jackson Hall mendemonstrasikan dalam eksperimen laboratorium bahwa mikroba dapat melarutkan kompleks fosfat. Tanaman poplar yang diinokulasi dengan bakteri di lab Doty dikirim ke kolaborator Tamas Varga, seorang ilmuwan material di Laboratorium Ilmu Molekuler Lingkungan di Laboratorium Nasional Pacific Northwest di Richland, Washington. Di sana, para peneliti menggunakan teknologi pencitraan canggih di lab mereka dan di laboratorium nasional Departemen Energi AS lainnya untuk memberikan bukti jelas bahwa fosfor yang disediakan oleh mikroba benar-benar membentuk akar tanaman.

Pencitraan tersebut juga mengungkapkan bahwa fosfor terikat dalam kompleks mineral di dalam tumbuhan. Endofit, yang hidup di dalam tumbuhan, diposisikan secara unik untuk melarutkan kembali kompleks tersebut, yang berpotensi menjaga pasokan nutrisi penting ini.

Sementara pekerjaan sebelumnya di lab Doty menunjukkan bahwa endofit dapat memasok nitrogen, diperoleh dari udara, ke tanaman, bukti langsung dari tanaman yang menggunakan fosfor yang dilarutkan oleh endofit sebelumnya tidak tersedia.

Bakteri yang digunakan dalam percobaan ini berasal dari pohon poplar liar yang tumbuh di sepanjang Sungai Snoqualmie di Washington Barat. Di lingkungan alami ini, poplar dapat tumbuh subur di tepi sungai berbatu, meskipun ketersediaan nutrisi seperti fosfor di habitat aslinya rendah. Mikroba membantu pohon-pohon ini menangkap dan menggunakan nutrisi yang mereka butuhkan untuk pertumbuhan.

Penemuan ini dapat diterapkan pada tanaman pertanian, yang sering berada, tidak terpakai, pada kelimpahan “warisan” fosfor yang telah terkumpul di tanah, tidak terpakai, dari pemakaian pupuk selama bertahun-tahun. Mikroba dapat diterapkan di tanah di antara tanaman muda, atau sebagai pelapis benih, membantu membuka kunci fosfor yang tertawan dan membuatnya tersedia untuk digunakan oleh tanaman untuk tumbuh. Mengurangi penggunaan pupuk dan menggunakan endofit – seperti yang dipelajari oleh Doty dan Varga – membuka pintu untuk produksi pangan yang lebih berkelanjutan.

“Ini adalah sesuatu yang dapat dengan mudah ditingkatkan dan digunakan dalam pertanian,” kata Doty.

UW telah melisensikan strain endofit yang digunakan dalam penelitian ini kepada Intrinsyx Bio, sebuah perusahaan yang berbasis di California yang bekerja untuk mengkomersialkan koleksi mikroba endofit. Bukti langsung yang diberikan oleh penelitian Doty dan Varga tentang serapan fosfor yang dipromosikan endofit adalah “mengubah permainan untuk penelitian kami pada tanaman,” kata John Freeman, kepala petugas sains di Intrinsyx Bio.

Rekan penulis adalah Kim Hixson, Amir Ahkami, Rosalie Chu, Anil Battu, Loren Reno, Carrie Nicora dan Tanya Winkler dari Pacific Northwest National Laboratory; Morgan Barnes dari Universitas California, Merced; Sirine Fakra dan Dilworth Parkinson dari Lawrence Berkeley National Laboratory; dan Olga Antipova dari Laboratorium Nasional Argonne.

Penelitian ini didanai oleh Byron and Alice Lockwood Foundation dan Kantor Ilmu Pengetahuan Departemen Energi AS.

###

Diposting online: https://www.washington.edu/news/2020/11/24/microbes-help-unlock-phosphorus-for-plant-growth/


Diposting Oleh : https://singaporeprize.co/

About the author