Nanofertilizer adalah material berukuran nano yang berperan untuk menyediakan satu atau lebih tipe nutrisi untuk mendukung pertumbuhan serta meningkatkan produksi tanaman. Pada skala nano, material memiliki karakteristik fisik, optik, mekanik, dan kimia tertentu yang memiliki banyak keunggulan.
Konsep nanofertlizer adalah mengubah ukuran menjadi fraksi yang lebih kecil melalui cara mekanis atau metode kimia tertentu. Teknologi nanobubble menghasilkan nitrogen nanofertilizer yang merupakan makronutrien bagi tanaman. Dalam mekanismenya, nitrogen di alam bebas akan dikonversi menjadi gelembung nano yang kaya akan unsur N dan digunakan sebagai pupuk pada tanaman melalui proses penyiraman.
Berdasarkan kebutuhan nutrisi tanaman, nanofertilizer dibagi ke dalam 2 kategori yaitu makronutrien, dan mikronutrien.
1. Makronutrien nanofertilizer merupakan unsur hara yang dibutuhkan tanaman dalam jumlah yang besar seperti Nitrogen (N), fosfor (P), kalium (K), magnesium (Mg), belerang (S) dan kalsium (Ca).
Aplikasi nanofertilizer Ca dan P pada kedelai (Glycine max) meningkatkan pertumbuhan 22% - 30% dibandingkan dengan menggunakan pupuk fosfor biasa. Adapun nanofertilizer Mg and Fe yang diaplikasikan pada kacang tunggak (Vigna unguiculata) terbukti meningkatkan berat biji sebesar 7%.
2. Mikronutrien nanofertilizer dibutuhkan dalam jumlah yang kecil (<100 ppm) untuk aktivitas metabolisme yang berbeda pada tumbuhan. Beberapa mikronutrien contohnya seperti magnesium (Mn), Seng (Zn), Tembaga (Cu), Molibdenum (Mo), Nikel (Ni), Boron (B) dan Klorin (Cl).
Aplikasi mikronutrien nanofertilizer seperti FeO pada kacang-kacangan terbukti meningkatkan berat biji, kandungan klorofil dan laju fotosintesis. Kacang hijau (Vigna radiata) yang diberikan Mn nanofertilizer mengalami peningkatan pertumbuhan dan peningkatan dalam fotosintesis. Panjang akar meningkat sebesar 52%, panjang pucuk 38%, jumlah akar kecil sebesar 71 %, biomassa segar meningkat sebesar 38% dan biomassa kering meningkat 100%.
Mekanisme nanofertilizer masuk ke tanaman
Ukurannya yang kecil memungkinkan nanofertilizer diserap oleh tanaman melalui beberapa bagian. Nanofertilizer diserap oleh tanaman melalui dinding sel yang memiliki ukuran pori yang kecil (hingga 20 nm), melalui akar tanaman yang bertindak sebagai pintu masuk nutrisi, melalui pori-pori dan bukaan stomata pada daun serta melalui plasmodesmata. Sebuah penelitian telah dilaporkan bahwa tanaman memiliki pori yang signifikan terhadap nanofertilizer dibandingkan dengan bahan pupuk konvensional.
(Baca Juga : Meningkatkan Kesuburan Tanah dengan Nanobubble )
Manfaat nanofertilizer pada tanaman
Nanofertilizer merupakan teknologi yang relatif baru dan menjanjikan di bidang pertanian. Pupuk ini dirancang untuk memberikan nutrisi yang lebih efisien dan efektif dibandingkan dengan pupuk konvensional. Nanofertilizer memiliki beberapa manfaat dan keunggulan dibandingkan pupuk konvensional, beberapa manfaat dan keunggulan tersebut adalah :
1. Efisiensi penyerapan nutrisi yang tinggi
Nanofertilizer dapat direkayasa untuk memiliki sifat pelepasan terkontrol yang memungkinkan pelepasan nutrisi secara bertahap dan stabil dalam waktu lama. Hal ini memastikan tanaman menerima pasokan nutrisi yang berkelanjutan, meminimalkan pemborosan nutrisi dan meningkatkan efisiensi serapan nutrisi.
2. Meminimalkan potensi efek negatif penggunaan pupuk berlebih
Nanofertilizer dapat disesuaikan dengan tanaman tertentu dan dosis kebutuhan nutrisinya sehingga memungkinkan pengelolaan nutrisi yang tepat.
3. Mengurangi pencemaran dan toksisitas pada lingkungan
Tingginya tingkat penyerapan nanofertilizer oleh tanaman akan mengurangi limpasan pupuk ke lingkungan yang dapat menyebabkan kerusakan ekologis.
4. Meningkatkan produktivitas tanaman
Terpenuhinya kebutuhan nutrisi pada tanaman membuat nanofertilizer memiliki potensi untuk meningkatkan hasil panen secara signifikan.
5. Mendukung pertanian berkelanjutan
Dengan nanofertilizer, petani dapat mengurangi jumlah penggunaan pupuk sekaligus mencapai pertumbuhan dan produktivitas tanaman yang diinginkan. Hal ini dapat mengarah pada praktik pertanian yang lebih berkelanjutan dengan mengurangi jejak lingkungan yang terkait dengan penggunaan pupuk.
Penulis : Zakia Dwi Puspa
Editor : Afridha Setia Jayanti
Sumber :
[1] Chhipa. 2017. Nanofertilizers and nanopesticides for agriculture. Environmental chemistry letters, 15, 15-22.
[2] Iqbal, M. A. (2019). Nano-fertilizers for sustainable crop production under changing climate: a global perspective. Sustainable crop production, 8, 1-13.
[3] Kah, et al. 2019. Nano-enabled strategies to enhance crop nutrition and protection. Nat. Nanotechnol. 14, 532–540.
[4] Naderi & Danesh. 2013. Nanofertilizers and their roles in sustainable agriculture. International Journal of Agriculture and Crop Sciences (IJACS), 5(19), 2229-2232.
