Ratna Wulandari

    FOLLOW  

Nano-Biofertilizer Sebagai Solusi Ketahanan Pangan Global

Teknologi | Friday, 15 Dec 2023, 17:49 WIB

Pertanian menjadi sektor perekonomian yang sangat penting bagi dunia, khususnya negara berkembang. Semakin meningkatnya populasi dunia akan meningkatkan pula permintaan pangan global. Oleh karena itu, dibutuhkan teknologi yang memadai untuk mencapai ketahanan pangan global melalui peningkatan produktivitas tanaman. Penggunaan pupuk kimia dapat meningkatkan produktivitas tanaman, namun dapat menyebabkan eutrofikasi dan pencemaran air serta tanah yang berdampak buruk bagi kesehatan.

Nano-biofertilizer atau pupuk hayati nano adalah pupuk yang menggabungkan konsep bioteknologi dan nanoteknologi. Pupuk ini mengandung mikroorganisme hidup yang mengalami proses enkapsulasi atau pelapisan menggunakan partikel berukuran nano. Partikel tersebut umumnya berukuran 1-100 nm. Mikroorganisme hidup dapat menghasilkan nutrisi tertentu serta membantu penyerapan nutrisi oleh tanaman. Sedangkan penggunaan pupuk skala nano, dapat membantu meminimalkan hilangnya unsur hara akibat leaching dan mengurangi degradasi serta volatilitas yang cepat. Sehingga dapat meningkatkan kualitas unsur hara dan kesuburan tanah, serta meningkatkan produktivitas tanaman dalam jangka panjang.

Dalam pembuatannya, enkapsulasi menggunakan nanopartikel dapat dilakukan melalui salah satu dari tiga cara berikut :

 

1. Membuat nutrisi berbentuk partikel atau emulsi berskala nano
2. Melapisi nutrisi dengan lapisan polimer tipis
3. Membungkus nutrisi dalam bahan berpori nano

Nanopartikel yang digunakan dapat berupa silika, Fe, ZnO, Titanium Dioksida, Serium Oksida, Aluminium Oksida, Nanorods Emas, thin-film, dll, Dapat juga berupa bahan berpori nano seperti zeolit, clay, atau pelapis polimer.

Adapun mikroorganisme yang digunakan dalam pembuatan nano-biofertilizer tergantung pada kebutuhan spesifik tanah dan tanaman yang ditanam. Beberapa contoh mikroorganisme yang digunakan, dapat berupa bakteri Rhizobium, bakteri Azotobacter, bakteri Azospirillum, jamur mikoriza arbuskula, dan lain sebagainya. Mikroorganisme tersebut memiliki manfaat yang berbeda-beda untuk tanaman. Rhizobium dapat membantu mengikat nitrogen di atmosfer untuk dimanfaatkan oleh tanaman. Azotobacter dapat membantu meningkatkan kesuburan tanah dan mendorong pertumbuhan tanaman dengan membantu pelarutan fosfat, meningkatkan produksi hormon tanaman, dan menekan patogen tanaman serta degradasi pestisida. Azospirillum dapat membantu meningkatkan pertumbuhan dan hasil tanaman dengan memproduksi zat antijamur dan antimikroba serta meningkatkan sintesis fitohormon. Sedangkan jamur mikoriza arbuskula, dapat membantu memperbaiki pasokan nutrisi dari tanah ke tanaman karena lebih tipis dan lebih mudah mengakses mineral dan nutrisi.

Penerapan produk pupuk nano-biofertilizer sudah mulai bermunculan. Adapun beberapa merek produknya meliputi M-Bio, YGO (Youmari Golden Organik), Bio-Nano, dan lain sebagainya. M-Bio memiliki kandungan nano-pupuk NPK (Nitrogen, Phospor, dan Kalium) dan bakteri rizosfer. YGO memiliki kandungan nano-pupuk organik dan bakteri mikoriza. Sedangkan Bio-Nano memiliki kandungan nano-pupuk NPK dan rizobakteri.

Nano-biofertilizer dapat membantu tanaman menyerap nutrisi lebih efisien sehingga dapat mengurangi jumlah pupuk yang dibutuhkan dan mengurangi biaya produksi. Hal tersebut karena partikel nano yang berukuran kecil memungkinkan nutrisi lebih cepat diserap tumbuhan. Sifatnya juga ramah lingkungan karena adanya penggunaan mikroorganisme hidup dan partikel nano dengan beberapa manfaat hingga dapat mengurangi pencemaran lingkungan. Selain itu, dapat membantu meningkatkan kandungan nutrisi sehingga nilai gizi dan daya saing hasil panen meningkat. Secara keseluruhan, nano-biofertilizer memiliki potensi untuk menjadi solusi ketahanan pangan global. Namun, produk juga memiliki kekurangan seperti ketersediannya yang terbatas disebabkan oleh teknologi yang masih relatif baru sehingga produk ini masih belum banyak diproduksi oleh perusahaan-perusahaan pertanian. Selain itu, produk ini juga masih memerlukan penelitian lebih lanjut meliputi efektivitasnya dalam jangka panjang untuk meningkatkan produksi tanaman.

Referensi

Nongbet, A., Misra, A. K., Mohanta, Y. K., Mahanta, S., Ray, M. K., Khan, M., . . . Chakrabartty, I. (2022). Nanofertilizers: A Smart and Sustainable Attribute to Modern Agriculture. MDPI Plants Journal, 11, 1-20. https://doi.org/ 10.3390/plants11192587

Patel, C., Karunakaran, A., & Ramakrishna, W. (2023). Evolution of Nano-Biofertilizer as a Green Technology for Agriculture. MDPI Agriculture Journal, 13, 1-21. https:// doi.org/10.3390/agriculture13101865

Verma, K. K., Song, X. P., Joshi, A., Tian, D. D., Rajput, V. D., Singh, M., . . . Li, Y. R. (2022). Recent Trends in Nano-Fertilizers for Sustainable Agriculture Under Climate Change for Global Food Security. MDPI Nanomaterials Journal, 12, 1-25. https://doi.org/10.3390/ nano12010173