Apa yang dimaksud dengan Glufosinate Ammonium?


Glufosinate Ammonium herbisida sistemik yang bekerja melawan berbagai spesies. Beberapa tanaman telah dimodifikasi secara genetik untuk mentolerirnya.

1 Like

Amonium glufosinat adalah herbisida pasca-pertumbuhan kontak non-selektif (Tomlin, (1997). Amonium glufosinat dalah herbisida berspektrum luas yang berasal dari isolasi bakteri Streptomyces viridochromogenes . Dikomersialkan pada tahun 1984 dan diluncurkan di Australia pada 1990, nama IUPAC-nya adalah 2-amino-4- [hidroksi (metil) fosforil] asam butirat (Gambar 1) (Bayercropscience, 2009).
gambar 1
Gambar 1. Rumus bangun amonium glufosinat (Sumber: Sigma-Aldrich, 2020)

Cara Kerja


Bekerja dengan menghambat sintesis glutamin dari glutamat (Tomlin, 1997; Manderscheid & Wild, 1986) yang diperlukan untuk detoksifikasi amonia sehingga menyebabkan amonia meningkat hingga mencapai tingkat toksik kloroplas pada jaringan daun yang menyebabkan fotosintesis berhenti dan gulma mati (Kocher & Lotzche, 1985 dalam Perkins, 1990; Jewell & Buffin, 2001). Bahan aktif ini dapat berpindah di dalam daun dari akar hingga ujung daun (Tomlin, 1997), tetapi tidak dapat pindah ke bagian lain dari gulma, seperti batang dan rimpang.

Bahan aktif ini dapat merusak membran sel dan menyebabkan kerusakan tanaman. Karena kekurangan asam amino, metabolisme berjalan lambat (Ross & Childe, 2010). Akibatnya, elektron mengalir dalam fotosintesis dengan mengurangi donor amino dari asam glutamat menjadi glioksilat. Akumulasi glioksilat dapat mengurangi fiksasi karbon dalam siklus Calvin menghambat respons cahaya dalam fotosintesis. Dengan pengendalian aliran elektron dalam fotosintesis mengarah induksi peroksidasi lipid (kerusakan membran) dari akumulasi klorofil (Gambar 2) (Monaco et al ., 2002).


Gambar 2. Mode of action ammonium glufosinat (Sumber: Jachetta, 2016)

Gulma Sasaran


Herbisida amonium glufosinat dapat mengendalikan gulma berdaun lebar (Silaban, 2008). Lubis dkk. (2012) mengemukakan bahwa populasi Eleusine indica dapat dikendalikan dengan amonium glufosinat dengan dosis 220 g b.a./ha. Menurut Yulivi dkk. (2014) dikatakan pula bahwa Eleusine indica dapat dikendalikan dengan menggunakan amnonium glufosinat dengan dosis 55 g b.a/ha.

Toksikologi


Paparan glufosinat kadar tinggi akan menyebabkan penurunan konsentrasi glutamin dalam jaringan mamalia yang reversibel. Namun, tidak ada bukti akumulasi glufosinat pada mamalia. (Schulte-Hermann et al ., 2006). Dalam studi yang sama, glufosinat tidak sensitif terhadap kulit atau paparan mata, tetapi cukup mengiritasi mata karena beberapa komponen tambahan internal. Sebaliknya, mata yang terpapar glufosinat akan meningkatkan stres. Terlebih, suntikan intraokuler pada tikus menunjukkan bahwa herbisida ini dapat merusak saraf optik, jika tidak ditangani dengan benar (Çomaklı et al ., 2019). Oleh karena itu, konsumsi sejumlah besar amonium glufosinat pada manusia dapat menyebabkan masalah keracunan, tetapi penggunaan glufosinat yang tepat sebagai herbisida Jika mengikuti pedoman, dapat dianggap aman (Park et al ., 2018).

Pengaruh Waktu Hari terhadap Efikasi Glufosinat


Aplikasi glufosinat pada siang hari memberikan rata-rata tingkat pengendalian gulma 40% lebih tinggi dibandingkan dengan aplikasi yang dilakukan pada 4 jam setelah matahari terbit atau sebelum matahari terbenam (Martinson et al ., 2005) Dalam kondisi rumah kaca, menurut Takano & Dayan. (2020) aplikasi glufosinat pada pukul 1 siang memberikan kinerja dan konsistensi yang jauh lebih tinggi dibandingkan dengan pukul 10 malam (Gambar 3(a)). Dengan tidak adanya cahaya pada saat aplikasi (10 malam), tanaman tidak terpengaruh oleh ledakan besar yang digerakkan oleh ROS ( Reactive Oxygen Species ) karena ini adalah proses yang bergantung pada cahaya.

Akibatnya, tanaman dapat memulihkan aktivitas GS dalam waktu 24 HAT, memungkinkan kelangsungan hidup dan pertumbuhan kembali di hari-hari berikutnya. Menariknya, tingkat serapan glufosinat yang lebih tinggi diamati pada tanaman yang diberi perlakuan gelap dibandingkan dengan tanaman yang diberi perlakuan cahaya. ketika aplikasi diikuti oleh periode gelap (matahari terbenam), tanaman dapat mengelompokkan glufosinat di suatu tempat di dalam sel (misalnya vakuola, apoplast) di mana ia tidak dapat lagi mengikat GS (Glutamin Sintetase) bahkan setelah matahari terbit keesokan harinya. Untuk alasan ini, aplikasi glufosinat biasanya direkomendasikan di bawah sinar matahari penuh, suhu hangat, dan kelembaban tinggi (Gambar 3(b)).


Gambar 3. (a) Pengaruh waktu dalam sehari terhadap keefektifan glufosinate-ammonium (b) Penggantian glutamin sintetase pada pukul 1 atau 10 malam setelah aplikasi glufosinate-ammonium (Sumber: Takano & Dayan, 2020)

Kasus Efikasi Herbisida Amonium Glufosinat


Pada Tanaman Karet Belum Menghasilkan

Herbisida bahan aktif glufosinate-ammonium + indaziflam 257 g/l dosis 2 l/ha (514 g b.a/ ha) dapat mengendalikan gulma ( Ageratum conyzoides , Borreria alata , Asystasia intrusa , Synedrella nodiflora , Axonopus compressus ) dan gulma lainnya pada pertanaman karet TBM (3 tahun) sampai 12 MSA. Terlebih, herbisida campuran glufosinate-ammonium + indaziflam 257 g/l pada dosis 2 l/ha (514 g b.a/ha) efektif menghambat pertumbuhan gulma serta tidak meracuni tanaman karet TBM (3 tahun) (Umiyati dkk., 2018).

Pada Tanaman Karet Menghasilkan

Menurut Hastuti dkk. (2015) menyatakan bahwa herbisida amonium glufosinat dengan semua tingkat dosis yang diuji (225 – 450 g/ha) mampu mengendalikan gulma total, gulma golongan daun lebar, dan gulma dominan Selaginella wildenowii pada perkebunan karet menghasilkan. Gulma golongan rumput serta gulma dominan Ottochloa nodosa hanya dapat dikendalikan dengan tingkat dosis tertinggi, yaitu 450 g/ha di 4 MSA. Seluruh taraf dosis herbisida amonium glufosinat tidak dapat mengendalikan gulma dominan Cyrtococcum acrescens .

Pada Tanaman Jeruk

Di Perkebunan jeruk ( Citrus sp.), herbisida amonium glufosinat efektif kontrol semua spesies gulma dalam 75-91.56%. Borreria latifolia merupakan gulma yang paling efektif dikendalikan dengan herbisida amonium glufosinat adalah sebesar 81.97– 91.56%. Dosis herbisida amonium glufosinat untuk pengendalian gulma yang efektif adalah 90 – 126 b.a/ha (Satayana, 2018).

Pada Tanaman Kelapa Sawit

Herbisida campuran glufosinate-ammonium 150 g/L dan metsulfuron-methyl 5 g L dengan dosis 193.75-1775 g ha merupakan herbisida yang efektif untuk mengendalikan gulma, antara lain Ottochloa nodosa , Imperata cylindrica , serta gulma daun lebar seperti gulma Ageratum conyzoides serta gulma total budidaya kelapa sawit, umur 2-4 tahun, sampai 12 MSA. Campuran herbisida 193.75-1–775 g ha glufosinate-ammonium 150 g/L dan metsulfuron-methyl 5 g L sampai diamati bahwa tidak satupun dari ketiga MSA tersebut menunjukkan tanda-tanda keracunan tanaman kelapa sawit (Umiyati & Kurniadie, 2018).

Selain itu, hasil penelitian menunjukkan bahwa perlakuan herbisida glufosinat memiliki pengaruh pengendalian yang signifikan terhadap bobot kering gulma paraquat dalam waktu 5 minggu setelah aplikasi herbisida paraquat. Berdasarkan nilai berat kering total 5 MSA Stenochlaena palustris nilai bobot kering tertinggi 78.5 gram adalah Kontrol dan nilai bobot kering herbisida paraquat 70 ml ialah 44.6 gram dan amonium glufosinat 60 ml dengan bobot kering 42.1 gram merupakan tingkat dosis yang efektif untuk menghambat pertumbuhan gulma Stenochlaena palustris di perkebunan kelapa sawit. Karena bobot kering gulma digunakan untuk menentukan tingkat efektivitas herbisida. Secara fisiologis persentase gulma yang mati pada 5 MSA adalah 84.85% yang keracunan, dan sisanya mengandung gulma yang tumbuh kembali dan segar karena tidak dirawat (Silaban & Nugroho, 2018).

Faktor- Faktor yang Mempengaruhi Efikasi


Glufosinat adalah herbisida kontak dengan translokasi terbatas sehingga efektif terutama pada spesies gulma tahunan. Misalnya, glufosinat lebih efektif bila diaplikasikan pada tinggi 10-cm dibandingkan dengan 15-cm pada spesies berbeda (Steckel et al ., 1997). Kinerja lapangan sangat ditekan oleh kondisi lingkungan yang tidak sesuai, terutama suhu rendah dan kelembaban rendah sekitar waktu aplikasi (Gambar 4) (Coetzer et al ., 2001; Ramsey et al ., 2006).

Studi tentang dampak kelembaban relatif menunjukkan bahwa efek glufosinat lebih besar pada kelembaban yang lebih tinggi di udara. Ini karena di bawah kelembaban rendah, tetesan herbisida mengering sebelum glufosinat dapat diserap. Ada beberapa bukti yang menunjukkan bahwa menambahkan humektan ke dalam larutan semprot dapat menunda kekeringan tetesan dan meningkatkan serapan glufosinat (Ramsey et al ., 2006). Pengendalian penuh dapat dicapai dengan 500 g/ha di 25° C / 20° C, tetapi tingkat glufosinat yang sama memberikan kontrol kurang dari 20% pada 10° C / 5° C. Perbedaan sensitivitas ini berkorelasi dengan peningkatan jumlah glufosinat yang ditranslokasi keluar daun yang diberi perlakuan pada suhu yang lebih tinggi (Kumaratilake & Preston, 2005).


Gambar 4. Efek efikasi glukfosinat tergantung pada beberapa faktor yang berhubungan dengan kondisi penyemprotan, suhu dan kelembaban udara, dan target gulma (Sumber: Takano & Dayan, 2020)

Beberapa faktor yang terkait dengan kondisi aplikasi juga dapat mempengaruhi efek efikasi glufosinat (Gambar 4). Kesadahan air pembawa dan pH basa telah menunjukkan antagonisme untuk herbisida asam lemah seperti glufosinat dan glifosat. Tingkat efikasi glufosinat yang optimal aktif untuk Refrigeron canadensis dan Amaranthus palmeri diperoleh dengan menggunakan air pembawa asam (pH 4 - 6) yang bebas dari kekerasan dan kation logam seperti besi, tembaga, dan magnesium (Devkota & Johnson, 2016). Amonium sulfat adalah bahan pembantu terkenal untuk herbisida asam lemah karena dapat meningkatkan laju serapan. Meskipun sebagian besar produk glufosinat sudah diformulasikan dengan surfaktan, penambahan amonium sulfat ke tangki meningkatkan efikasi pada sebagian besar signi spesies gulma fi cantly, dan penggunaannya secara luas dianjurkan (Maschhoff et al ., 2000).

Terakhir, teknologi aplikasi juga merupakan faktor penting yang membatasi efek efikasi glufosinat dan aplikasi biasanya dilakukan dengan volume semprotan lebih tinggi dari 140 L/ha menggunakan semprotan tetes hingga ukuran sedang, bergantung pada spesies gulma target untuk mencapai penutupan dan kinerja yang optimal. Meskipun kondisi ini dapat berubah jika glufosinat disemprotkan dalam campuran tangki dengan herbisida yang lebih rentan terhadap pergerakan di luar target seperti herbisida auksin sintetis, yang membutuhkan ukuran tetesan semprot yang lebih besar (Maschhoff et al ., 2000).

Kasus Resistensi Gulma terhadap Amonium Glufosinat


Hindari penggunaan herbisida dengan cara kerja sama dalam jangka panjang karena akan menimbulkan resistensi herbisida untuk spesies gulma tertentu. Faktor ini sangat penting untuk pembangunan berkelanjutan produktivitas ekosistem bisa lebih berkelanjutan dan berkelanjutan (Pane & Jatmiko, 2009). Contoh, resistensi Eleusine indica terhadap glufosinat asal Malaysia. Mekanisme resistensi tidak ada hubungannya perubahan lokasi sasaran, metabolisme atau asupan herbisida menurun dan translokasi (Jalaludin et al ., 2017). Selain itu, menurut Saras-Perez et al. (2018), Amaranthus palmeri asal Arkansas resisten terhadap glufosinat seiring dengan peningkatan ekspresi gen terkait dengan detoksifikasi enzim kationik (seperti GST dan sitokrom P450) monooksigenase.

Referensi
  • Bayercropscience. (2009). Basta Buletin. Diakses pada 17 Desember 2020, dari http://bayercropscience.comau/resources/products/brochure/Basta%20 buletin.pdf.

  • Coetzer, E., Al-Khatib, K., & Loughin, T. M. (2001). Glufosinate efficacy, absorption, and translocation in amaranth as affected by relative humidity and temperature. Weed Science, 49(1), 8-13.

  • Çomaklı, S., Sevim, Ç., Kontadakis, G., Doğan, E., Taghizadehghalehjoughi, A., Özkaraca, M., … & Tsatsakis, A. (2019). Acute glufosinate-based herbicide treatment in rats leads to increased ocular interleukin-1β and c-Fos protein levels, as well as intraocular pressure. Toxicology reports, 6, 155-160.

  • Devkota, P., & Johnson, W. G. (2016). Glufosinate efficacy as influenced by carrier water pH, hardness, foliar fertilizer, and ammonium sulfate. Weed Technology, 30(4), 848-859.

  • Hastuti, N. Y., Sembodo, D. R. J., & Evizal, R. (2015). Efikasi herbisida amonium glufosinat gulma umum pada perkebunan karet yang menghasilkan [ Hevea Brasiliensis (Muell.) Arg]. Jurnal Penelitian Pertanian Terapan, 15(1).

  • Jachetta, J. (2016). Amino acid biosynthesis inhibiting herbicides.

  • Jalaludin, A., Yu, Q., Zoellner, P., Beffa, R., & Powles, S. B. (2017). Characterisation of glufosinate resistance mechanisms in Eleusine indica . Pest management science, 73(6), 1091-1100.

  • Jewell, T & D. Buffin. (2001). Health and environmental impacts of glufosinate ammonium. Editing by P. Riley, M. Warhurst, E. Diamand and H. Barron. Friends of the Earth: The Pesticides Action Network UK.

  • Kumaratilake, A. R., & Preston, C. (2005). Low temperature reduces glufosinate activity and translocation in wild radish ( Raphanus raphanistrum ). Weed science, 10-16.

  • Lubis, L. A., Purba, E., & Sipayung, R. (2012). Respons dosis biotip Eleusine indica resisten-glifosat terhadap glifosat, parakuat, dan glufosinat. J. Online Agroekoteknologi. 1 (1): 109, 122.

  • Manderscheid, R., & Wild, A. (1986). Studies on the mechanism of inhibition by phosphinothricin of glutamine synthetase isolated from Triticum aestivum L. Journal of Plant Physiology, 123(2), 135-142.

  • Martinson, K. B., Durgan, B. R., Gunsolus, J. L., & Sothern, R. B. (2005). Time of day of application effect on glyphosate and glufosinate efficacy. Crop Management, 4(1), 1-7.

  • Maschhoff, J. R., Hart, S. E., & Baldwin, J. L. (2000). Effect of ammonium sulfate on the efficacy, absorption, and translocation of glufosinate. Weed Science, 48(1), 2-6.

  • Monaco, T. J., S. C. Weller & F. M. Ashton. (2002). Weed Science: Principles and Practices 4th Edition. JohnWiley and Sons, Inc, United State.

  • Pane, H., & Jatmiko, S. Y. (2009). Pengendalian gulma pada tanaman padi. Jurnal Penelitian Pertanian Tanaman Pangan. hlm, 267-293.

  • Park, S., Kim, D. E., Park, S. Y., Gil, H. W., & Hong, S. Y. (2018). Seizures in patients with acute pesticide intoxication, with a focus on glufosinate ammonium. Human & experimental toxicology, 37(4), 331-337.

  • Ramsey, R. J. L., Stephenson, G. R., & Hall, J. C. (2006). Effect of humectants on the uptake and efficacy of glufosinate in wild oat ( Avena fatua ) plants and isolated cuticles under dry conditions. Weed Science, 54(2), 205-211.

  • Ross, M. A. & D. J. Childs. (2010). Herbicide mode of action. Department of Botany and Plant Pathology, Purdue University. Diakses pada 17 Desember 2020, dari https://www.extension.purdue.edu/extmedia/WS/WS-2W.html.

  • Salas-Perez, R. A., Saski, C. A., Noorai, R. E., Srivastava, S. K., Lawton-Rauh, A. L., Nichols, R. L., & Roma-Burgos, N. (2018). RNA-Seq transcriptome analysis of Amaranthus palmeri with differential tolerance to glufosinate herbicide. PloS one, 13(4), e0195488.

  • Satayana, I. (2018). Pengendalian gulma dengan amonium glufosinat pada pertanaman jeruk ( Citrus sp .).

  • Schulte-Hermann, R., Wogan, G. N., Berry, C., Brown, N. A., Czeizel, A., Giavini, E., … & Oesch, F. (2006). Analysis of reproductive toxicity and classification of glufosinate-ammonium. Regulatory Toxicology and Pharmacology , 44 (3), 1-76.

  • Sigma-Aldrich. (2020). Glufosinate-ammonium. Diaksses pada 17 Desember 2020, dari https://www.sigmaaldrich.com/catalog/substance/glufosinateammonium198167718282211?lang=en&region=ID.

  • Silaban, S. A. (2008). Pengendalian Syngonium podophyllum dengan paraquat, triasulfuron, amonium glufosinat dan fluroksipir secara tunggal dan campuran pada tanaman kelapa sawit ( Elaeis guineensis Jacq).

  • Silaban, A. A., & Nugroho, A. (2018). Uji efektivitas herbisida amonium glufosinat dengan paraquat dalam mengendalikan gulma Stenochlaena palustris pada tanaman kelapa sawit. Jurnal Produksi Tanaman, 5(12).

  • Steckel, G. J., Wax, L. M., Simmons, F. W., & Phillips, W. H. (1997). Glufosinate efficacy on annual weeds is influenced by rate and growth stage. Weed Technology, 484-488.

  • Perkins, G. R. (1990). Proceedings of the 9th Australian Weed Conference. Adelaide, South Australia.

  • Takano, H. K., & Dayan, F. E. (2020). Glufosinate‐ammonium: a review of the current state of knowledge. Pest Management Science, 76(12), 3911-3925.

  • Tomlin, C. D. S. (1997). Eleventh edition. The Pesticide Manual. United Kingdom : British Crop Protection Council.

  • Umiyati, U., & Kurniadie, D. (2018). pengendalian gulma umum dengan herbisida campuran (amonium glufosinat 150 g/l dan metil metsulfuron 5 g/l) pada tanaman kelapa sawit tbm. Jurnal Penelitian Kelapa Sawit, 26(1), 29-35.

  • Umiyati, U., Widayat, D., & Siregar, M. S. (2018). Pengaruh berbagai jenis herbisida dan dosis herbisida terhadap gulma pada tanaman karet ( Havea brasiliensis ) belum menghasilkan. LOGIKA Jurnal Ilmiah Lemlit Unswagati Cirebon, 22(3), 1-13.

  • Yulivi, T. A., Purba, E., & Rahmawati, N. (2014). Dose response satu biotip Eleusine indica resisten-parakuat terhadap parakuat, glifosat, dan ammonium glufosinat. Jurnal Agroekoteknologi Universitas Sumatera Utara, 2(4), 100846.

1 Like