Ilmuwan Ciptakan Nanozymes Organik untuk Pertanian, Apa Itu?

KOMPAS.com - Tantangan besar dihadapi oleh petani di seluruh dunia, termasuk perubahan iklim, penyakit tanaman, dan masalah keberlanjutan.

Dalam upaya untuk meningkatkan produktivitas pertanian dan mengurangi penggunaan pestisida kimia, ilmuwan telah berupaya untuk mengembangkan solusi yang lebih ramah lingkungan.

Baca juga: Apakah Penggunaan Plastik di Pertanian Bisa Lebih Ramah Lingkungan?

Ilmuwan dari University of Illinois Urbana-Champaign telah mengembangkan nanozyme yang organik, tidak beracun, ramah lingkungan, dan hemat biaya, dikutip dari Science Daily edisi 16/10/2023.

Nanozyme organik yang cocok untuk pertanian

Nanozymes adalah bahan sintetis yang meniru sifat enzim alami dalam bidang biomedis dan teknik kimia. 

Pengembangan nanozymes dimulai sekitar 15 tahun lalu ketika nanopartikel oksida besi ditemukan memiliki aktivitas katalitik seperti peroksidase.

Nanozymes memiliki stabilitas tinggi dan biaya produksi yang rendah, sehingga digunakan dalam penelitian biomedis, termasuk sebagai biosensor untuk mendiagnosis penyakit.

"Penelitian kami menjadi pionir dalam pengembangan nanozymes organik sepenuhnya (nanozymes OC) yang menampilkan aktivitas serupa dengan peroksidase," ujar Dong Hoon Lee, mahasiswa doktoral di Department of Agricultural and Biological Engineering (ABE), of the College of Agricultural.

Nanozyme OC mengikuti aktivitas katalitik enzim alami, tetapi sebagian besar didasarkan pada senyawa organik yang bersahabat dengan pertanian, seperti urea yang berperan sebagai agen chelating, serta alkohol polivinil untuk menjaga kestabilan partikel.

Peningkatan permintaan pengujian pestisida dan herbisida dalam pertanian untuk melindungi kesehatan manusia dan tanaman telah mendorong upaya pengembangan platform uji berbasis nanozyme OC yang mudah digunakan oleh petani dan konsumen.

Baca juga: Sering Dipakai di Indonesia, Ini Bahaya Besar Plastik Pertanian

"Kami berupaya mengembangkan platform uji berbasis nanozyme OC yang dapat digunakan oleh petani atau konsumen di lapangan atau di rumah," ujar Mohammed Kamruzzaman, asisten profesor di ABE.

Mereka akan menerima alat uji, mencampurkannya dengan sampel, mengambil foto, dan menggunakan aplikasi di ponsel mereka untuk mengidentifikasi hasil pengujian dengan melihat intensitas warna.

Tujuannya adalah menciptakan tes portabel yang mudah digunakan di mana saja.

Manfaat nanozymes organik dalam pertanian

Dilansir dari Life Technology, Selasa (17/10/2023), pengembangan nanozymes organik yang khusus dirancang untuk aplikasi pertanian membuka peluang baru bagi praktik pertanian berkelanjutan.

Beberapa manfaat utamanya meliputi:

1. Meningkatkan pertumbuhan tanaman

Nanozymes organik merangsang pertumbuhan tanaman dengan memacu fotosintesis, meningkatkan penyerapan nutrisi, dan meningkatkan penggunaan air. Ini berpotensi meningkatkan hasil panen dan kesehatan tanaman secara keseluruhan.

2. Pengaturan nutrisi

Nanozymes membantu dalam pengiriman nutrisi yang efisien ke tanaman. Mereka menguraikan senyawa organik kompleks menjadi bentuk yang lebih mudah diserap oleh tanaman, memastikan penyerapan dan pemanfaatan nutrisi yang optimal.

Baca juga: Kapan Pertanian Pertama Kali Dimulai di Dunia?

3. Pengendalian penyakit

Nanozymes menjanjikan dalam mengendalikan penyakit tanaman yang disebabkan oleh patogen. Mereka menghambat pertumbuhan mikroorganisme berbahaya, memperkuat respons kekebalan tanaman, dan mengurangi kebutuhan akan pestisida kimia.

4. Keberlanjutan lingkungan

Penggunaan nanozymes organik dalam pertanian dapat mendukung praktik pertanian berkelanjutan. Ini mengurangi ketergantungan pada pupuk kimia dan pestisida, yang pada gilirannya mengurangi pencemaran lingkungan dan memperbaiki keseimbangan ekosistem.