trubus.id
Perubahan Indeks Reflektansi Fotokimia, Dapat Digunakan untuk Memantau Kondisi Tanaman

Perubahan Indeks Reflektansi Fotokimia, Dapat Digunakan untuk Memantau Kondisi Tanaman

Syahroni - Minggu, 20 Okt 2019 15:00 WIB

Trubus.id -- Saat ini, pertanian tetap menjadi salah satu sektor aktivitas manusia yang paling padat karya dan vital. Bagi para ilmuwan Universitas Lobachevsky, Rusia, meningkatkan efisiensinya adalah salah satu prioritas penelitian mereka yang memerlukan pengembangan metode dan pendekatan baru, termasuk metode pemantauan jarak jauh tanaman.

"Secara khusus, pemantauan jarak jauh memfasilitasi deteksi dini kerusakan yang disebabkan oleh stresor terhadap pabrik dan lokalisasi area yang terkena dampak, sehingga memungkinkan untuk menerapkan langkah-langkah perlindungan hanya pada tanaman yang terkena dampak dan melakukannya tepat waktu. Pendekatan yang paling menjanjikan untuk analisis status tanaman adalah untuk mengukur cahaya yang dipantulkan dalam rentang yang terlihat, karena reflektifitas tanaman terkait erat dengan proses fisiologis dan biokimia mereka dan pengukuran cahaya yang dipantulkan relatif sederhana dari sudut pandang teknis, " jelas Vladimir Sukhov, Kepala Laboratorium Electrophysiology di UNN Institute of Biology and Biomedicine.

Perlu dicatat bahwa analisis spektra refleksi adalah tugas yang cukup sulit, yang melibatkan penggunaan analisis indeks reflektansi spektral. Pada gilirannya, indeks reflektansi sering merupakan rasio perbedaan refleksi pada dua panjang gelombang (pita sempit) dengan jumlah mereka.

Salah satu indeks tersebut adalah indeks refleksi fotokimia (PRI), yang dihitung berdasarkan pantulan cahaya oleh pabrik pada panjang gelombang 531 dan 570 nm. Penggunaan indeks semacam itu didasarkan pada penurunan reflektansi yang relatif cepat pada panjang gelombang 531 nm ketika tanaman terkena faktor-faktor yang merugikan; ini berarti PRI harus berkurang di bawah pengaruh stresor, dan ini dapat digunakan untuk melakukan pemantauan jarak jauh.

Namun, mekanisme perubahan PRI pada menit pertama iluminasi belum diteliti secara memadai, dan penjelasannya dapat memiliki nilai fundamental dan terapan yang signifikan, karena pengukuran lapangan indeks fotokimia dilakukan dalam kondisi iluminasi yang tidak stabil oleh sinar matahari.

Tujuan penelitian yang dilakukan oleh Ekaterina Sukhova, Ph.D. pelajar di Departemen Biofisika, Institut Biologi dan Biomedik UNN, bersama dengan rekan-rekannya akan melakukan analisis eksperimental tentang mekanisme yang mendasari penurunan PRI setelah dimulainya iluminasi.

Secara khusus, penulis menganalisis hubungan antara perubahan indeks reflektansi fotokimia dan pengasaman lumen kloroplas yang terpapar cahaya. Penelitian ini didukung oleh Yayasan Sains Rusia dan hasilnya diterbitkan dalam jurnal Biokimia (Moskow), Seri Tambahan A: Membran dan Biologi Sel.

"Pengasaman tersebut merupakan langkah kunci dalam fotosintesis dan, dengan demikian, dalam proses produksi tanaman. Untuk menilai pengasaman lumen, penulis menggunakan perubahan dalam transmisi cahaya daun tanaman pada panjang gelombang 535 nm dalam kisaran menit, karena perubahan ini menunjukkan perubahan pH lumen kloroplas," jelas Ekaterina Sukhova.

Indeks reflektansi fotokimia diukur menggunakan spektrometer. Untuk studi ini, bibit kacang dan tanaman dewasa dari geranium dipilih, yang merupakan objek yang nyaman untuk analisis pengasaman lumen dan perubahan indeks reflektansi fotokimia.

Studi ini menunjukkan bahwa ketika lampu dinyalakan, pengasaman lumen kloroplas terjadi bersamaan dengan pengurangan PRI dari daun kacang dan geranium. Kedua proses dikembangkan secara serentak selama dua menit pertama iluminasi, yang dikonfirmasi oleh koefisien korelasi tinggi antara dua parameter yang diteliti.

Proses sebaliknya, peningkatan pH lumen dan peningkatan indeks reflektansi fotokimia terjadi ketika cahaya dimatikan; koefisien korelasi antara nilai tetap tinggi. Untuk interval yang lebih lama (hingga 10 menit), hubungan antara perubahan indeks reflektansi fotokimia dan transmisi cahaya pada panjang gelombang 535 nm menjadi lemah; itu berarti bahwa perubahan transmisi cahaya yang terkait dengan pH bertanggung jawab atas perubahan PRI.

"Secara keseluruhan, hasil kami menunjukkan bahwa pengasaman cepat dari lumen kloroplas yang terpapar cahaya terlibat dalam pengembangan pengurangan indeks pendinginan fotokimia dalam rentang menit. Hasil ini sangat penting untuk memperjelas mekanisme Perubahan PRI dalam kondisi pencahayaan yang tidak stabil. Secara khusus, hal ini menunjukkan bahwa penurunan indeks reflektansi fotokimia terkait tidak hanya dengan perubahan biokimia yang diinduksi oleh stresor dari pigmen fotosintesis (perubahan tersebut membutuhkan dari beberapa menit hingga beberapa menit), tetapi juga untuk proses yang lebih cepat dalam peralatan fotosintesis; mungkin itu dapat terjadi karena kompresi kloroplas yang disebabkan oleh pengasaman lumen," komentar Vladimir Sukhov pada hasil penelitian.

Dari sudut pandang praktis, hasil yang diperoleh dapat digunakan untuk menentukan kondisi untuk menerapkan indeks reflektansi fotokimia untuk memantau keadaan tanaman dalam kondisi pencahayaan alami yang tidak stabil atau untuk perubahan intensitas pencahayaan yang diberikan ketika menanam tanaman di rumah kaca. Di masa depan, pendekatan ini dapat digunakan untuk meningkatkan teknik pemantauan jarak jauh keadaan tanaman di ladang dan di rumah kaca, dan untuk melakukan diagnosis dini efek stresor yang bekerja pada tanaman. [RN]

Editor : Syahroni

Berita Terkait

26 Okt 2020
19 Okt 2020
19 Okt 2020