Pengaruh Kedan Tanam, Nitrogen dan Aplikasi Parakuat terhadap Pertumbuhan Eleusine Indica L. Gaertn Resisten- dan Sensitif-Parakuat
TINJAUAN PUSTAKA
Karakteristik Eleusine indica L. Gaertn
Eleuisine indica L Gaertn merupakan gulma berumpun yang memiliki
sistem perakaran yang berserat. Daun berwarna hijau dan seperti perak pada
bagian dasar. Daun memanjang dan memiliki helaian daun yang berlipat. Pada
permukaan daun hampir tidak dijumpai bulu- bulu halus. Gulma ini memiliki
malai
yang tampak seperti bergerigi. Biji- biji tersusun seperti tandan pada
tangkai bunga.Pada Setiap malai terdapat 3-7 tandan pada ujung batang dan pada
setiap malai tersebut terdapat lebih dari 50.000 biji (Breden and James, 2009).
Dalam dunia tumbuhan
Eleuisine indica
termasuk ke dalam famili
Poaceae, genus Eleusine. Deskripsinya yaitu merupakan rumput semusim berdaun
pita, membentuk rumpun yang rapat agak melebar dan rendah. Perakarannya tidak
dalam tetapi lebat dan kuat menjangkar tanah sehingga sukar untuk mencabutnya.
Berkembang biak terutama dengan biji, bijinya banyak dan kecil serta mudah
terbawa. Eleuisine indica berbunga sepanjang tahun dan tiap tanamannya dapat
menghasilkan hingga 140.000 biji tiap musimnya (Lee and Ngim, 2000).
Gulma ini tumbuh pada tanah yang lembab atau tidak terlalu kering dan
terbuka atau sedikit ternaung. Daerah penyebarannya meliputi 0 – 1600 meter
diatas permukaan laut. Pembabatan sukar untuk memberantasnya karena bukubuku batang terutama bagian bawah potensial menumbuhkan tunas baru. Aplikasi
herbisida baik kontak maupun sistemik umumnya lebih efektif untuk
mengendalikannya (Breden and James, 2009).
Universitas Sumatera Utara
Letak Kedalaman Biji dari Permukaan Tanah
Tanah mengandung biji- biji gulma yang setiap saat dapat berkecambah
yang dihasilkan dari tahun- tahun sebelumnya. Biji- biji yang dalam kondisi yang
menguntungkan akan dapat berkecambah dan tumbuh menimbulkan gangguan
serta berkompetisi dengan tanaman pangan yang disebut sebagai simpanan biji.
Biji- biji yang berada pada lapisan olah tanah masih digolongkan simpanan biji,
karena pada suatu saat biji ini dapat terangkat ke permukaan tanah akibat adanya
pengolahan tanah . Pada umumnya biji yang berada pada lapisan olah (sampai
kedalaman 25 cm) yang perlu mendapat perhatian khussus karena biji-biji inilah
yang memegang peranan penting baik dari segi jenis maupun jumlah yang akan
menimbulkan gangguan nantinya (Gulshan and Altaf, 2012).
Umur biji gulma di dalam tanah sangat bervariasi dan pada umumnya
lebih panjang dibanding dengan biji tanaman yang dibudidayakan.Informasi
mengenai biji di dalam tanah dapat diperoleh melalui dua sumber yaitu
pengamatan perkecambahan pada biji yang dibenamkan ke dalam tanah dengan
waktu pembenaman yang cukup lama dan koleksi biji dari tanah yang tidak
pernah mengalami gangguan (Sastroutomo, 1993).
Biji
gulma
merupakan
penyambung
hidup
antara
induk
dan
keturunannya.Dan meupakan alat penyebaran yang utama. Biji sering kali harus
bertahan melawan kondisi lingkungan yang ekstrim selama menunggu kondisi
yang menguntungkan untuk berkecambah dan pertumbuhannya. Lingkungan yang
memungkinkan terjadinya perkecambahan dan kedalaman letak biji gulma yang
mampu untuk berkecambah dapat memberikan petunjuk untuk merencanakan pola
tanam yang tepat, guna menekan populasi gulma yang tidak diinginkan, serta
Universitas Sumatera Utara
mengetahui
letak
kedalaman
herbisida pra tumbuh
yang
tepat
untuk
mengendalikan gulma tersebut (Sukman dan Yakub, 1995).
Biji gulma tersebar secara horizontal dan secara vertical di dalam profil
tanah.Posisi biji secara horizontal di dalam tanah umumnya mengikuti arah
barisan tanaman sedangkan distribusi secara vertikal dipengaruhi oleh pengolahan
tanah. Jika tanah dibajak biasanya biji tersebar pada kedalaman 4-6 inchi dibawah
permukaan tanah (Menalled, 2008).
Kedalaman pembenaman dari biji- biji gulma juga berpengaruh pada laju
perkecambahannya.
Kedalalaman
pembenaman
memberikan
jumlah
perkecambahan yang berbeda. Pemunculan kecambah berkurang sekitar 75 % bila
pembenaman biji gulma hanya 0,5 cm. Sehingga biji gulma akan berkecambah
baik bila berada diatas permukaan tanah, mungkin hal ini karena pengaruh cahaya.
Bila terkena cahaya langsung biji gulma akan berkecambah dua kali lipat.
(Moenandir, 1993).
Pemupukan Nitrogen
Dalam suatu percobaan persaingan jagung dengan gulma Amaranthus
menunjukkan bahwa pupuk memacu pertumbuhan gulma dan terjadi peningkatan
pada kehilangan hasil jagung. Amaranthus menekan jagung dengan perincian
bahwa pada tanaman jagung kadar N (100%) dan bila ada Amaranthus menjadi
hanya 58%, yang berarti terjadi penekanan sebesar 42%. Demikian pula
sebaliknya, maka selama tanaman budidaya tumbuh bersama gulma , akan terjadi
interaksi dan N dibutuhkan oleh keduanya karena unsurnya diperebutkan
(Moenandir, 1993).
Universitas Sumatera Utara
Pemberian
pupuk anorganik selain dapat meningkatkan pertumbuhan
tanaman padi, juga berpengaruh terhadap pertumbuhan tanaman sekitarnya. Usaha
mengatasi masalah
gulma dapat dilakukan dengan berbagai cara, meliputi
pengendalian secara fisik dengan cara manual dan mekanis, pengendalian secara
kimia dengan herbisida, pengendalian secara kultur teknis dengan menanam
varietas unggul, mengatur waktu pemupukan dan takaran pupuk, rotasi tanaman,
dan jarak tanam (Soerdjandono dan Noerizal, 2004).
Dengan penambahan Nitrogen sampai 90 kg/ ha akan meningkatkan
kepadatan batang, biomassa dan jumlah anakan per satuan luasan, dan
ditunjukkan pula bahwa dengan peningkatan kepadatan pada kesuburan tersebut
akan terbentuk secara luas dan dalam keadaan kurang air gulma ini akan tetap
menghijau (Moenandir, 1993).
Pupuk nitrogen telah banyak diketahui peranannya dalam meningkatkan
perkecambahan tunas rhizoma pada beberapa jenis gulma menahun seperti pada
Agropyron repens, Imperata cylindrica, dan Cyperus rotundus. Kandungan
nitrogen pada rizoma erat kaitannya dengan kandungan nitrogen di dalam tanah
dan rizoma yang mempunyai kandungan nitogen lebih banyak menghasilkan tunas
daripada yang kandungan nitrogennya rendah (Sastroutomo, 1993).
Pengaruh nitrogen meningkatkan bagian protoplasma menimbulkan
beberapa akibat antara lain peningkatan ukuran sel, menyebabkan batang dan
daun menjadi lebih sekulen dan kurang keras. Salah satu faktor penting peranan
nitrogen adalah pengaruhnya terhadap penggunaan nitrogen di dalam tanah.
Selain untuk pertumbuhan tanaman harus cukup mengandung nitrogen untuk
membangun sel- sel baru (Damanik, dkk.,2011).
Universitas Sumatera Utara
Kejadian Resistensi
Resistensi herbisida dilaporkan pertama kali melawan terhadap 2,4-D
(kelompok Fenoksi) pada tahun 1957 di Hawaii. Pada tahun 1968, laporan
resistensi herbisida ditetapkan pertama kali pada alang-alang (Senecio vulgaris)
yang melawan terhadap herbisida triazin yang telah didokumentasikan. Resistensi
dilaporkan pertama kali terhadap 2,4 – D pada tahun 1945, dalapon pada tahun
1953, atrazine pada tahun 1958, picloram pada tahun 1963, trifluralin pada tahun
1963, diclofop pada tahun 1977, trialate pada tahun 1962, chlorsulfuron pada
tahun 1982, dan glifosat pada tahun 2003 (Chaudhry, 2008).
Eleuisine indica yang resisten terhadap glifosat baru-baru ini ditemukan
di pertanaman kapas USA Mississippi pada tahun 2010. Sebelum penemuan ini,
telah ada dua kasus resistensi untuk biotip ini di dua daerah lainnya yaitu di
perkebunan buah-buahan di Malaka dan di Teluk Intan, Perak, Malaysia pada
tahun 1997 dimana diketahui bahwa Eleuisine indica pada wilayah ini telah
mengalami resisten berganda (multiple resistance) serta di perkebunan kopi di
Colombia, Caldas pada tahun 2006. Sedangkan Eleuisine indica yang resisten
parakuat ditemukan di kebun sayuran di Malaysia, Penang pada tahun 1990.
Wilayah tempat penemuannya meliputi Pahang, Trengganu, Perak, Johor, Kedah,
Selandar, dan Penang.Selain itu juga ditemukan di USA, Florida pada pertanaman
tomat pada tahun 1996 (Heap, 2012).
Para ahli biologi mengungkapkan bahwa tidak mungkin suatu gulma
berubah menjadi resisten tanpa perubahan dari populasinya. Populasi gulma
memiliki kelebihan masing-masing, meskipun ada kemiripan bentuk antar gulma
akan tetapi ada perbedaan pada level genetis. Terkadang, ada beberapa variasi
Universitas Sumatera Utara
genetik yang peka terhadap herbisida sehingga penanggulangan tidak perlu
berulang (hanya 1:1.000.000). Evolusi resistensi terus berlanjut seiring dengan
pemakaian satu jenis herbisida yang menyebabkan biotip populasi alami yang
rentan menurun drastis dan biotip resisten perlahan meningkat. Akan tetapi, kita
tidak
akan
mengetahui
perbedaan
gulma
yang
rentan
dan
resisten
(Santhakumar, 2002).
Konsekuensi dari pemakaian herbisida yang sama (sama jenis bahan
aktifatau sama cara kerja) secara berulang- ulang dalam periode yang lama
padasuatu areal adalah timbulnya kemungkinan masalah yang timbul pada
arealtersebut; yaitu terjadi dominansi populasi gulma resisten herbisida. Pada
suatu populasi gulma yang dikendalikan menggunakan satu jenisherbisida dengan
hasil memuaskan, ada kemungkinan satu individu dari sekian juta individu yang
diberi herbisida memiliki gen yang membuat individu tersebut kebal terhadap
herbisida tersebut. Individu yang kebal tersebut tumbuh normal dan menghasilkan
regenerasi, sejumlah individu yang juga tahan terhadap herbisida yang sama pada
aplikasi herbisida berikutnya. Demikian seterusnya secara berulang- ulang, setiap
pengaplikasian herbisida yang sama akan mematikan individu- individu yang
sensitif dan meninggalkan individu- individu yang resisten. Jumlah individuindividu yang resisten tersebut pada suatu ketika menjadi signifikan dan
menyebabkan kegagalan dalam pengendalian ( Purba, 2009).
Universitas Sumatera Utara
Parakuat
Nama umum
: Parakuat
Nama kimia
: 1,1´ - Dimethyl - 4,4´ - bipyridinium dichloride
Rumus bangun
:
Parakuat diketahui sebagai herbisida yang sangat beracun yang telah
dipasarkan selama lebih dari 60 tahun. Merupakan salah satu herbisida yang
digunakan oleh lebih dari 100 negara pada lebih dari 100 jenis tanaman.
Gramoxone, yang diproduksi oleh Syngenta merupakan merek dagang yang
umum untuk parakuat, tetapi diberi label nama yang berbeda oleh berbagai
perusahaan. Saat ini China merupakan produsen parakuat terbesar di dunia yang
dapat memproduksi lebih dari 100.000 ton per tahun (Watts, 2011).
Parakuat beraksi sangat cepat, non-selektif, herbisida kontak yang
diabsorpsi oleh daun. Parakuat merusak jaringan tumbuhan dengan menghambat
proses fotosintesis dan pecahnya membran sel, yang menyebabkan keluarnya air
yang menyebabkan keringnya daun dengan sangat cepat. Parakuat juga dapat
ditranslokasikan oleh tanaman yang memungkinkan meningkatnya residu
(Watts, 2011).
Herbisida
pascatumbuh
yang
cukup
luas
penggunaannya
untuk
mengendalikan gulma adalah parakuat (1,1-dimethyl 4,4-bypiridilium) yang
Universitas Sumatera Utara
merupaka herbisida kontak nonselektif. Setelah penetrasi ke dalam daun atau
bagian hijau lain, bila terkena sinar matahari, molekul herbisida ini akan bereaksi
menghasilkan hidrogen peroksida yang merusak membran sel dan seluruh organ
tanaman sehingga tanaman seperti terbakar. Herbisida ini baik digunakan untuk
mengendalikan gulma golongan rumputan dan berdaun lebar.Parakuat merupakan
herbisida kontak dan menjadi tidak aktif bila bersentuhan dengan tanah. Residu
parakuat tidak tertimbun dalam tanah, dan tidak diserap oleh akar tanaman
(Tjitrosoedirdjo ,dkk., 1984).
Herbisida yang cukup aman dipakai adalah herbisida yang mengganggu
proses fotosintesis, salah satunya parakuat. Kloroplast yang telah menerima sinar
memakai tenaga sinar itu untuk melancarkan 2 rangkai transport elektron. Salah
satu proses ini dapat dihambat oleh parakuat, yaitu dengan cara membelokkan
rantai transport elektron pada PS1 (disaat terjadinya beberapa reaksi yang berakhir
dengan reduksi NADP menjadi NADPH) sehingga terjadi reaksi ½ O2 + H2O + e H2O2. Senyawa H2O2 merupakan senyawa yang merusak membran sel
(plasmalemma) yang mengakibatkan sel menjadi kering ( Riadi, 2011).
Gulma Resiten-Parakuat
Resistensi terhadap herbisida adalah kemampuan tumbuhan secara genetik
untuk bertahan hidup dan berproduksi walaupun telah diberi herbisida dengan
dosis yang biasanya mampu mematikan gulma tersebut. Kemampuan bertahan ini
merupakan proses evolusi yang membuat tanaman tahan terhadap herbisida yang
digunakan
secara
terus
menurus
dalam
pengendalian
gulma
tersebut
(Ashig and Tracy, 2010).
Universitas Sumatera Utara
Parakuat, sebuah herbisida yang efektif dengan spectrum luas, dapat
menghancurkan semua jaringan tanaman hijau secara kontak. Herbisida yang
dengan
mengganggu
aktivitas
system
transfer
electron
intraselular
tanaman, sehingga menghambat reduksi dari NADP ke NADPH selama
fotosintesis,
yang
kemudian
mengarah
pada
pembentukan
superoksida
anion, single oksigen, sertara dikalhidroksil dan peroxyl. Spesies yang reaktif
oksigen (ROS) ini berinteraksi dengan membran lemak tak jenuh, menghancurkan
organel tanaman dan dapat menyebabkan kematian sel (Quassinti, et.al, 2008).
Pada penggunaan bipyridinium, herbisida parakuat telah lama diketahui
sebagai efek beracun bagi tanaman pada saat mengkatalis transfer elektron dari
fotosistem I pada membran kloroplas sampai molekul oksigen menghasilkan O2
radikal yang menyebabkan oksidasi lemak dan membran rusak. Pertama kali
gulma resisten parakuat dilaporkan pada tahun 1981 yang terjadi pada gulma
Conyza bonariensis yang populasi pertumbuhannya terdapat di Mesir. Kurang
lebih ada 11 spesies gulma yang telah dilaporkan resisten terhadap parakuat
(Hart and Ditomaso, 1994).
Resistensi
terhadap
parakuat
bias
disebabkan
oleh
peningkatan
kemampuan untuk mendetoksifikasi bentuk oksigen beracun yang dihasilkan oleh
transfer electron dari radikal parakuat. Tanaman memiliki sejumlah enzim
pelindung yang mampu mendetoksifikasi bentuk oksigen beracun dan sel-sel
sehingga melindungi dari kerusakan oksidatif (Holt, 1993).
Resistensi terhadap herbisida parakuat tercatat telah terdapat pada 18
tanaman dikotil dan 7 tanaman monokotil dari berbagai spesies yang tersebar di
dunia. Resisten parakuat ummnya terjadi karena pemakaian 5-10 herbisida setiap
Universitas Sumatera Utara
tahunnya pada luas lahan 5-7 yard. Biotip resisten parakuat dapat bertahan dari 5250 kali dosis yang lebih tinggi dari pada biotip yang rentan (Smisek,et al., 1998).
Gulma-gulma yang resisten terhadap Parakuat, yaitu Amaranthus lividus,
Arctotheca calendula, Bidens pilosa, Conyza bonariensis, Conyza canadensis,
Conyza sumatrensis, Crassocephalum crepidiodes, Cuphea carthagenenis,
Eleusine
Hordeum
indica,
glaucum,
Epilobium
Hordeum
adenocaulon, Erigeron philadelphicus,
leporinum,
Ischaemum
rugosum,
Landoltia punctata, Lepidium virginicum, Lolium rigidum, Mitracarpus hirtus,
Monochoria korsakowii, Poa annua, Solanum americanum, Solanum nigrum,
Solanum ptycanthum, Vulpia bromoides, Youngia japonica (Heap, 2012).
Universitas Sumatera Utara
Karakteristik Eleusine indica L. Gaertn
Eleuisine indica L Gaertn merupakan gulma berumpun yang memiliki
sistem perakaran yang berserat. Daun berwarna hijau dan seperti perak pada
bagian dasar. Daun memanjang dan memiliki helaian daun yang berlipat. Pada
permukaan daun hampir tidak dijumpai bulu- bulu halus. Gulma ini memiliki
malai
yang tampak seperti bergerigi. Biji- biji tersusun seperti tandan pada
tangkai bunga.Pada Setiap malai terdapat 3-7 tandan pada ujung batang dan pada
setiap malai tersebut terdapat lebih dari 50.000 biji (Breden and James, 2009).
Dalam dunia tumbuhan
Eleuisine indica
termasuk ke dalam famili
Poaceae, genus Eleusine. Deskripsinya yaitu merupakan rumput semusim berdaun
pita, membentuk rumpun yang rapat agak melebar dan rendah. Perakarannya tidak
dalam tetapi lebat dan kuat menjangkar tanah sehingga sukar untuk mencabutnya.
Berkembang biak terutama dengan biji, bijinya banyak dan kecil serta mudah
terbawa. Eleuisine indica berbunga sepanjang tahun dan tiap tanamannya dapat
menghasilkan hingga 140.000 biji tiap musimnya (Lee and Ngim, 2000).
Gulma ini tumbuh pada tanah yang lembab atau tidak terlalu kering dan
terbuka atau sedikit ternaung. Daerah penyebarannya meliputi 0 – 1600 meter
diatas permukaan laut. Pembabatan sukar untuk memberantasnya karena bukubuku batang terutama bagian bawah potensial menumbuhkan tunas baru. Aplikasi
herbisida baik kontak maupun sistemik umumnya lebih efektif untuk
mengendalikannya (Breden and James, 2009).
Universitas Sumatera Utara
Letak Kedalaman Biji dari Permukaan Tanah
Tanah mengandung biji- biji gulma yang setiap saat dapat berkecambah
yang dihasilkan dari tahun- tahun sebelumnya. Biji- biji yang dalam kondisi yang
menguntungkan akan dapat berkecambah dan tumbuh menimbulkan gangguan
serta berkompetisi dengan tanaman pangan yang disebut sebagai simpanan biji.
Biji- biji yang berada pada lapisan olah tanah masih digolongkan simpanan biji,
karena pada suatu saat biji ini dapat terangkat ke permukaan tanah akibat adanya
pengolahan tanah . Pada umumnya biji yang berada pada lapisan olah (sampai
kedalaman 25 cm) yang perlu mendapat perhatian khussus karena biji-biji inilah
yang memegang peranan penting baik dari segi jenis maupun jumlah yang akan
menimbulkan gangguan nantinya (Gulshan and Altaf, 2012).
Umur biji gulma di dalam tanah sangat bervariasi dan pada umumnya
lebih panjang dibanding dengan biji tanaman yang dibudidayakan.Informasi
mengenai biji di dalam tanah dapat diperoleh melalui dua sumber yaitu
pengamatan perkecambahan pada biji yang dibenamkan ke dalam tanah dengan
waktu pembenaman yang cukup lama dan koleksi biji dari tanah yang tidak
pernah mengalami gangguan (Sastroutomo, 1993).
Biji
gulma
merupakan
penyambung
hidup
antara
induk
dan
keturunannya.Dan meupakan alat penyebaran yang utama. Biji sering kali harus
bertahan melawan kondisi lingkungan yang ekstrim selama menunggu kondisi
yang menguntungkan untuk berkecambah dan pertumbuhannya. Lingkungan yang
memungkinkan terjadinya perkecambahan dan kedalaman letak biji gulma yang
mampu untuk berkecambah dapat memberikan petunjuk untuk merencanakan pola
tanam yang tepat, guna menekan populasi gulma yang tidak diinginkan, serta
Universitas Sumatera Utara
mengetahui
letak
kedalaman
herbisida pra tumbuh
yang
tepat
untuk
mengendalikan gulma tersebut (Sukman dan Yakub, 1995).
Biji gulma tersebar secara horizontal dan secara vertical di dalam profil
tanah.Posisi biji secara horizontal di dalam tanah umumnya mengikuti arah
barisan tanaman sedangkan distribusi secara vertikal dipengaruhi oleh pengolahan
tanah. Jika tanah dibajak biasanya biji tersebar pada kedalaman 4-6 inchi dibawah
permukaan tanah (Menalled, 2008).
Kedalaman pembenaman dari biji- biji gulma juga berpengaruh pada laju
perkecambahannya.
Kedalalaman
pembenaman
memberikan
jumlah
perkecambahan yang berbeda. Pemunculan kecambah berkurang sekitar 75 % bila
pembenaman biji gulma hanya 0,5 cm. Sehingga biji gulma akan berkecambah
baik bila berada diatas permukaan tanah, mungkin hal ini karena pengaruh cahaya.
Bila terkena cahaya langsung biji gulma akan berkecambah dua kali lipat.
(Moenandir, 1993).
Pemupukan Nitrogen
Dalam suatu percobaan persaingan jagung dengan gulma Amaranthus
menunjukkan bahwa pupuk memacu pertumbuhan gulma dan terjadi peningkatan
pada kehilangan hasil jagung. Amaranthus menekan jagung dengan perincian
bahwa pada tanaman jagung kadar N (100%) dan bila ada Amaranthus menjadi
hanya 58%, yang berarti terjadi penekanan sebesar 42%. Demikian pula
sebaliknya, maka selama tanaman budidaya tumbuh bersama gulma , akan terjadi
interaksi dan N dibutuhkan oleh keduanya karena unsurnya diperebutkan
(Moenandir, 1993).
Universitas Sumatera Utara
Pemberian
pupuk anorganik selain dapat meningkatkan pertumbuhan
tanaman padi, juga berpengaruh terhadap pertumbuhan tanaman sekitarnya. Usaha
mengatasi masalah
gulma dapat dilakukan dengan berbagai cara, meliputi
pengendalian secara fisik dengan cara manual dan mekanis, pengendalian secara
kimia dengan herbisida, pengendalian secara kultur teknis dengan menanam
varietas unggul, mengatur waktu pemupukan dan takaran pupuk, rotasi tanaman,
dan jarak tanam (Soerdjandono dan Noerizal, 2004).
Dengan penambahan Nitrogen sampai 90 kg/ ha akan meningkatkan
kepadatan batang, biomassa dan jumlah anakan per satuan luasan, dan
ditunjukkan pula bahwa dengan peningkatan kepadatan pada kesuburan tersebut
akan terbentuk secara luas dan dalam keadaan kurang air gulma ini akan tetap
menghijau (Moenandir, 1993).
Pupuk nitrogen telah banyak diketahui peranannya dalam meningkatkan
perkecambahan tunas rhizoma pada beberapa jenis gulma menahun seperti pada
Agropyron repens, Imperata cylindrica, dan Cyperus rotundus. Kandungan
nitrogen pada rizoma erat kaitannya dengan kandungan nitrogen di dalam tanah
dan rizoma yang mempunyai kandungan nitogen lebih banyak menghasilkan tunas
daripada yang kandungan nitrogennya rendah (Sastroutomo, 1993).
Pengaruh nitrogen meningkatkan bagian protoplasma menimbulkan
beberapa akibat antara lain peningkatan ukuran sel, menyebabkan batang dan
daun menjadi lebih sekulen dan kurang keras. Salah satu faktor penting peranan
nitrogen adalah pengaruhnya terhadap penggunaan nitrogen di dalam tanah.
Selain untuk pertumbuhan tanaman harus cukup mengandung nitrogen untuk
membangun sel- sel baru (Damanik, dkk.,2011).
Universitas Sumatera Utara
Kejadian Resistensi
Resistensi herbisida dilaporkan pertama kali melawan terhadap 2,4-D
(kelompok Fenoksi) pada tahun 1957 di Hawaii. Pada tahun 1968, laporan
resistensi herbisida ditetapkan pertama kali pada alang-alang (Senecio vulgaris)
yang melawan terhadap herbisida triazin yang telah didokumentasikan. Resistensi
dilaporkan pertama kali terhadap 2,4 – D pada tahun 1945, dalapon pada tahun
1953, atrazine pada tahun 1958, picloram pada tahun 1963, trifluralin pada tahun
1963, diclofop pada tahun 1977, trialate pada tahun 1962, chlorsulfuron pada
tahun 1982, dan glifosat pada tahun 2003 (Chaudhry, 2008).
Eleuisine indica yang resisten terhadap glifosat baru-baru ini ditemukan
di pertanaman kapas USA Mississippi pada tahun 2010. Sebelum penemuan ini,
telah ada dua kasus resistensi untuk biotip ini di dua daerah lainnya yaitu di
perkebunan buah-buahan di Malaka dan di Teluk Intan, Perak, Malaysia pada
tahun 1997 dimana diketahui bahwa Eleuisine indica pada wilayah ini telah
mengalami resisten berganda (multiple resistance) serta di perkebunan kopi di
Colombia, Caldas pada tahun 2006. Sedangkan Eleuisine indica yang resisten
parakuat ditemukan di kebun sayuran di Malaysia, Penang pada tahun 1990.
Wilayah tempat penemuannya meliputi Pahang, Trengganu, Perak, Johor, Kedah,
Selandar, dan Penang.Selain itu juga ditemukan di USA, Florida pada pertanaman
tomat pada tahun 1996 (Heap, 2012).
Para ahli biologi mengungkapkan bahwa tidak mungkin suatu gulma
berubah menjadi resisten tanpa perubahan dari populasinya. Populasi gulma
memiliki kelebihan masing-masing, meskipun ada kemiripan bentuk antar gulma
akan tetapi ada perbedaan pada level genetis. Terkadang, ada beberapa variasi
Universitas Sumatera Utara
genetik yang peka terhadap herbisida sehingga penanggulangan tidak perlu
berulang (hanya 1:1.000.000). Evolusi resistensi terus berlanjut seiring dengan
pemakaian satu jenis herbisida yang menyebabkan biotip populasi alami yang
rentan menurun drastis dan biotip resisten perlahan meningkat. Akan tetapi, kita
tidak
akan
mengetahui
perbedaan
gulma
yang
rentan
dan
resisten
(Santhakumar, 2002).
Konsekuensi dari pemakaian herbisida yang sama (sama jenis bahan
aktifatau sama cara kerja) secara berulang- ulang dalam periode yang lama
padasuatu areal adalah timbulnya kemungkinan masalah yang timbul pada
arealtersebut; yaitu terjadi dominansi populasi gulma resisten herbisida. Pada
suatu populasi gulma yang dikendalikan menggunakan satu jenisherbisida dengan
hasil memuaskan, ada kemungkinan satu individu dari sekian juta individu yang
diberi herbisida memiliki gen yang membuat individu tersebut kebal terhadap
herbisida tersebut. Individu yang kebal tersebut tumbuh normal dan menghasilkan
regenerasi, sejumlah individu yang juga tahan terhadap herbisida yang sama pada
aplikasi herbisida berikutnya. Demikian seterusnya secara berulang- ulang, setiap
pengaplikasian herbisida yang sama akan mematikan individu- individu yang
sensitif dan meninggalkan individu- individu yang resisten. Jumlah individuindividu yang resisten tersebut pada suatu ketika menjadi signifikan dan
menyebabkan kegagalan dalam pengendalian ( Purba, 2009).
Universitas Sumatera Utara
Parakuat
Nama umum
: Parakuat
Nama kimia
: 1,1´ - Dimethyl - 4,4´ - bipyridinium dichloride
Rumus bangun
:
Parakuat diketahui sebagai herbisida yang sangat beracun yang telah
dipasarkan selama lebih dari 60 tahun. Merupakan salah satu herbisida yang
digunakan oleh lebih dari 100 negara pada lebih dari 100 jenis tanaman.
Gramoxone, yang diproduksi oleh Syngenta merupakan merek dagang yang
umum untuk parakuat, tetapi diberi label nama yang berbeda oleh berbagai
perusahaan. Saat ini China merupakan produsen parakuat terbesar di dunia yang
dapat memproduksi lebih dari 100.000 ton per tahun (Watts, 2011).
Parakuat beraksi sangat cepat, non-selektif, herbisida kontak yang
diabsorpsi oleh daun. Parakuat merusak jaringan tumbuhan dengan menghambat
proses fotosintesis dan pecahnya membran sel, yang menyebabkan keluarnya air
yang menyebabkan keringnya daun dengan sangat cepat. Parakuat juga dapat
ditranslokasikan oleh tanaman yang memungkinkan meningkatnya residu
(Watts, 2011).
Herbisida
pascatumbuh
yang
cukup
luas
penggunaannya
untuk
mengendalikan gulma adalah parakuat (1,1-dimethyl 4,4-bypiridilium) yang
Universitas Sumatera Utara
merupaka herbisida kontak nonselektif. Setelah penetrasi ke dalam daun atau
bagian hijau lain, bila terkena sinar matahari, molekul herbisida ini akan bereaksi
menghasilkan hidrogen peroksida yang merusak membran sel dan seluruh organ
tanaman sehingga tanaman seperti terbakar. Herbisida ini baik digunakan untuk
mengendalikan gulma golongan rumputan dan berdaun lebar.Parakuat merupakan
herbisida kontak dan menjadi tidak aktif bila bersentuhan dengan tanah. Residu
parakuat tidak tertimbun dalam tanah, dan tidak diserap oleh akar tanaman
(Tjitrosoedirdjo ,dkk., 1984).
Herbisida yang cukup aman dipakai adalah herbisida yang mengganggu
proses fotosintesis, salah satunya parakuat. Kloroplast yang telah menerima sinar
memakai tenaga sinar itu untuk melancarkan 2 rangkai transport elektron. Salah
satu proses ini dapat dihambat oleh parakuat, yaitu dengan cara membelokkan
rantai transport elektron pada PS1 (disaat terjadinya beberapa reaksi yang berakhir
dengan reduksi NADP menjadi NADPH) sehingga terjadi reaksi ½ O2 + H2O + e H2O2. Senyawa H2O2 merupakan senyawa yang merusak membran sel
(plasmalemma) yang mengakibatkan sel menjadi kering ( Riadi, 2011).
Gulma Resiten-Parakuat
Resistensi terhadap herbisida adalah kemampuan tumbuhan secara genetik
untuk bertahan hidup dan berproduksi walaupun telah diberi herbisida dengan
dosis yang biasanya mampu mematikan gulma tersebut. Kemampuan bertahan ini
merupakan proses evolusi yang membuat tanaman tahan terhadap herbisida yang
digunakan
secara
terus
menurus
dalam
pengendalian
gulma
tersebut
(Ashig and Tracy, 2010).
Universitas Sumatera Utara
Parakuat, sebuah herbisida yang efektif dengan spectrum luas, dapat
menghancurkan semua jaringan tanaman hijau secara kontak. Herbisida yang
dengan
mengganggu
aktivitas
system
transfer
electron
intraselular
tanaman, sehingga menghambat reduksi dari NADP ke NADPH selama
fotosintesis,
yang
kemudian
mengarah
pada
pembentukan
superoksida
anion, single oksigen, sertara dikalhidroksil dan peroxyl. Spesies yang reaktif
oksigen (ROS) ini berinteraksi dengan membran lemak tak jenuh, menghancurkan
organel tanaman dan dapat menyebabkan kematian sel (Quassinti, et.al, 2008).
Pada penggunaan bipyridinium, herbisida parakuat telah lama diketahui
sebagai efek beracun bagi tanaman pada saat mengkatalis transfer elektron dari
fotosistem I pada membran kloroplas sampai molekul oksigen menghasilkan O2
radikal yang menyebabkan oksidasi lemak dan membran rusak. Pertama kali
gulma resisten parakuat dilaporkan pada tahun 1981 yang terjadi pada gulma
Conyza bonariensis yang populasi pertumbuhannya terdapat di Mesir. Kurang
lebih ada 11 spesies gulma yang telah dilaporkan resisten terhadap parakuat
(Hart and Ditomaso, 1994).
Resistensi
terhadap
parakuat
bias
disebabkan
oleh
peningkatan
kemampuan untuk mendetoksifikasi bentuk oksigen beracun yang dihasilkan oleh
transfer electron dari radikal parakuat. Tanaman memiliki sejumlah enzim
pelindung yang mampu mendetoksifikasi bentuk oksigen beracun dan sel-sel
sehingga melindungi dari kerusakan oksidatif (Holt, 1993).
Resistensi terhadap herbisida parakuat tercatat telah terdapat pada 18
tanaman dikotil dan 7 tanaman monokotil dari berbagai spesies yang tersebar di
dunia. Resisten parakuat ummnya terjadi karena pemakaian 5-10 herbisida setiap
Universitas Sumatera Utara
tahunnya pada luas lahan 5-7 yard. Biotip resisten parakuat dapat bertahan dari 5250 kali dosis yang lebih tinggi dari pada biotip yang rentan (Smisek,et al., 1998).
Gulma-gulma yang resisten terhadap Parakuat, yaitu Amaranthus lividus,
Arctotheca calendula, Bidens pilosa, Conyza bonariensis, Conyza canadensis,
Conyza sumatrensis, Crassocephalum crepidiodes, Cuphea carthagenenis,
Eleusine
Hordeum
indica,
glaucum,
Epilobium
Hordeum
adenocaulon, Erigeron philadelphicus,
leporinum,
Ischaemum
rugosum,
Landoltia punctata, Lepidium virginicum, Lolium rigidum, Mitracarpus hirtus,
Monochoria korsakowii, Poa annua, Solanum americanum, Solanum nigrum,
Solanum ptycanthum, Vulpia bromoides, Youngia japonica (Heap, 2012).
Universitas Sumatera Utara