Jenis dan Cara Kerja Herbisida M.Yuli Irianto R&D Syngenta Indonesia-Cikampek Materi: PENDAHULUAN Definisi Herbisida Kenapa Harus Tahu Jenis dan Cara Kerja Prinsip Ap likasi Herbisida Hal2 Yang Perlu Diketahui JENIS HERBISIDA Klasifikasi Umum Herbisida Sistemik Herbisida Kontak Selektifita
s CARA KERJA HERBISIDA (Mode of Action/MoA) Definisi Umum Klasifikasi Berdasarkan
Cara kerja 2 1
PENDAHULUAN HERBISIDA = Herba (plant)+caedere (to kill) Bahan kimia pertanian yang digunakan untuk pengendalian gulma atau menghambat pe rtumbuhan tanaman secara normal 4 2
Mengapa Harus Tahu Jenis dan Cara Kerja Herbisida? Mengetahui jenis /golongan gulma apa yang dapat dikendalikan Mengetahui teknik a plikasi apa yang tepat/sesuai Mendiagnosa masalah2 keracunan Mencegah adanya res istensi gulma terhadap suatu herbisida PRINSIP2 APLIKASI HERBISIDA 5 Prinsip dari Aplikasi Herbisida Yakinkan herbisida mencapai gulma target Ada dipermukaan daun sebelum diabsorbsi tanaman Mencapai sasaran (site of action) dalam tanaman Hingga akhirnya, tanaman menunjukkan gejaka keracunan Jika karena suatu alasan, satu atau lebih dari langkah diatas terbatas atau terhambat, tingkat pengendalian gulma dapat dinyatakan menurun. 6 3
Hal-hal apa saja yang harus diketahui? Selektifitas Cara Aplikasi Waktu Aplikasi JENIS HERBISIDA CARA KERJA (MoA) Target Sasaran (SoA) Spektrum Pengendalian
7 KUALITAS PENGENDALIAN ALAT dan KALIBRASI WAKTU APLIKASI KUALITAS PRODUK (50%) NOZZLE 8 4
Jenis Herbisida Struktur Kimia ” Cara Kerja” nya (MoA) Gejala Keracunan Spektrum pengendalian Te Aplikasi 9 Klasifikasi dan Cara Kerja Herbisida Herbisida dapat diklasifikasikan dalam berbagai cara: Metode/Waktu Apliasi (Tanah vs Daun) Tanah (Pre-emg; PPI → kandungan liat, BO, pH, curah hujan) Daun (E-post; POST) → spesies/stadia gulma, iklim) Gejala Keracunan (Kontak vs Sistemik) Periode Residual activity (Persisten vs Non-persisten) Selektivitas (Selektif vs Non-sele ktif; Daun lebar vs Rumputan) Karena kompleksitas-nya, maka klasifikasi herbisid a umumnya didasarkan atas “Cara Kerja/MoA dan Struktur/Kelompok Kimia. 10 5
Jenis Herbisida Kontak (Contact herbicides) C12H14N2Cl2 Sistemik (Translocating herbicides)
+ Root-shoot inhibitors
11 Herbisida Sistemik (Translocating Herbicides) Aplikasi lewat daun (Foliar-Applied) (10f2) Diserap melalui permukaan daun /foliage Bergerak melalui proses fotosintesa (sym plastic) atau air/transpirasi (apoplastic) kedalam jaringan meristem (meristemat ic areas) Sangat tergantung dari waktu/saat aplikasi Stadia gulma harus pada kon disi yang tepat untuk dikendalikan (most vulnerable stage(s) : - Mis: Rumputan p ada 2 – 4 daun - Mis: Gulma tahunan pada saat pertumbuhan tunas 12 6
Herbisida Sistemik (Translocating Herbicides) Aplikasi lewat tanah (Soil Applied) (20f2) Diabsorpsi melalui akar terutama melalui rambut2 akar (root hairs) Bergerak dg m ediasi air (kelembaban dan olah tanah diperlukan untuk inkorporasi) Bergerak ke target sasaran/ site of action (tujuan utama adl: sistem vaskuler) melalui apopl astic, simplastic dan trans-membrane Waktu aplikasi bukan hal yang “kritis” seperti halnya herbisida2 lain-nya - Gulma2 yang lebih besar dan berakar dalam dari pada lapisan herbisida menyebab kan pengendalian menjadi kurang bagus 13 Herbisida Kontak (Contact Herbicides) Aplikasi hanya lewat daun (Foliar application) - Hanya mengendalikan jaringan yang terkena (above-ground foliage) - Umumnya tid ak ditranslokasi (do not translocate in the plant) Coverage, sangat penting Mengendalikan annuals dan biennial seedlings Pengendali an gulma tahunan yang sudah established dianjurkan untuk aplikasi ulangan 14 7
Penghambat akar dan seedling (Seedling & Root Inhibitors) Hanya melalui tanah (root uptake exclusively) Umumnya mempunyai residual activit y Sangat aktif pada seedling yang baru berkecambah (germinating seedlings) - Menghambat pertumbuhan akar (root growth) - Menghambat pertumbuhan tunas (shoo t growth) Harus diaplikasi dan dicampurkan/inkorporasi dalam tanah sebelum biji gulma berk ecambah (prior to seed germination) 15 Selektifitas Herbisida 8
Herbisida Selektif - Hanya mematikan gulma yang tidak mampu mendetoksifikasi herbisida (susceptible plants) - Gulma yang mampu mendetoksifikasi herbisida umumnya tidak mati (toler ant plants) Herbisida Non-selektif - Mengendalikan semua jenis Gulma (all types of weeds) 17 Selektifitas tergantung pada beberapa faktor : 1. Berdasarkan Fisiologi Tanaman Menyebabkan keracunan pada beberapa tanaman 2,4-D Herbisida memblok enzim yang digunakan untuk sintesa asam amino atau lipida atau fotosintesa 18 9
2. Berdasarkan Struktur Tanaman Bentuk daun (Leaf shape) Jumlah stomata, bulu daun, lapisan lilin/wax, dan atau debu yang melapisi permuk aan daun akan mempengaruhi uptake dari herbisida 19 3.Berdasarkan Waktu Aplikasi Sebelum tanam/Pre-plant (incorporated) - PPI Pra-tumbuh /Pre-emergence to crop o r weed – PRE Awal Purna Tumbuh/ E-POST Purna-tumbuh/Post-emergence - POST 20 10
WAKTU adalah SEGALANYA STADIA DAUN Tanam Tumbuh 1 2 3 4 5 6 7 Minggu I Minggu II Minggu III Minggu IV PERIODE KRITIS (KEHILANGAN HASIL TINGGI) KOSMETIK, Mencegah Penyebaran Biji Gulm a PROTEKSI UNTUK HASiL YG LEBIH TINGGI dan Hasil mungkin tidak seperti yg diharapkan 21 4. Berdasarkan Penempatan-nya Pada Kedalaman Tanah (Depth in soil) - Diatas perakaran tanaman - Seedling yang tumbuh akan menyerap herbisida Serasah yang ada di permukaan tanah dapat menurunkan efektifitas herbisida 22 11
5. Berdasarkan Aplikasi-nya Herbisida “langsung” diaplikasikan pada gulma. - Spot spray - Rope wick or wiper - L angsung (Direct spray) 23 Cara Kerja (MoA) 12
Mode of Action Bagian dari suatu proses kejadian yang menyebabkan tanaman mati atau pertumbuhan -nya terganggu. (The sequence of events that leads to plant death or growth interruption) • 2 fase • Bergerak ke target sasaran (Movement to target site) • Berinteraksi pada target sasaran (Interaction at target site) HERBICIDE Tidak mampu mengikat ENZYM -> GULMAGULMA hidup tetap mati HERBISIDA me mblok dan menghambat kerja ENZYM -> ENZYM HERBISIDA Mutasi pada target sasaran dan/atau Metabolisme Herbisida 25 www.hracglobal.com Proses : Cahaya (eg. Photosynthesis, pigment CAHAYA synthesis) 26 Proses : Metabolisme Sel (eg. Protein or lipid synthesis) METABOLISME SEL Proses: Pembelahan Sel (eg. Microtubule formation, Auxin transport) 13
Beberapa hal yang harus diketahui sehubungan dengan “Cara Kerja” .... Fotosintesa (makanan) Respirasi (energi) Asam amino (protein/pertumbuhan) Lipid (membran sel) Pigmen (energi/cahaya) Mitosis (pembelahan sel) 27 Klasifikasi berdasarkan “Mode of Action” Menghambat proses fotosintesa (Photosynthesis Inhibitors) Mobile and Nonmobile M enghambat biosintesa asam amino (Amino Acid Biosynthesis Inhibitors) Menghambat biosintesa lipida (Fatty acid/Lipid Biosynthesis Inhibitors) Menghambat pembentu kan pigment (Pigment Inhibitors) Menghambat Pertumbuhan Tanaman (Plant Growth Re gulators) Menghambat Pertumbuhan seedling (Seedling Growth Regulators) Root & Sh oot and Shoot Merusak membran sel (Cell Membrane Disrupters) Merusak metabolisme N (Phosphorylated Amino Acid (N Metabolism) Disrupter 28 14
Klasifikasi berdasarkan “Mode of Action” WSSA Group 1 2 5 7 6 22 9 14 28 HRAC Group Cara Kerja (MoA) ACCase Inhibitors ALS Inhibitors (AHAS) PS II Inhibitors (PS II ) PS I (electron diversion) EPSP Synthase Glutamine Synthetase PPO Inhbitors HPP D’s inhibitors Kelompok Kimia FOP’s & DIM’s Sulfonylurea’s Imidazolinone Triazine; Uracil Triazolinone Ureas; Amida Nitrile; Phenylpiridazil Bipyridiliums Glycines Phosphinic acid Diphenylethers T riketones Bahan Aktif Clodinafop; Cyhalofop, Clethodim, Setoxydim Metsulfuron, Triasulfuron Imazapyr, Imazethaphyr Atrazin, Bromacil Amycarbazone Diuron; Propanil Bromoxynil, Pyridat e Paraquat; Diquat Glyphosate; Sulfosate Glufosinate, Bialaphos Oxyfluorfen Meso trione, Tembotrione A B C1 C2 C3 D G H E F2 http://www.plantprotection.org/HRAC/Bindex.cfm?doc=MOA.html 29 30 15
31 32 16
Photosynthesis Inhibitors Herbisida golongan ini mengganggu proses fotosintesa yaitu proses konversi energ i cahaya dalam tanaman (daun) menjadi makanan. Mis: Atrazin, Diuron, Hexazinone Karakterisitik: Kebanyakan berupa PRE-emg/ PPI Beberapa punya kemampuan sbg POST Lewat tanah → tra nslokasi sistemik Residual efek tergantung dari Jenis herbisida cytoplasm P680 2e2H20 PSII stroma thylakoid membrane Pheo QA QB 2H+ NADP+ PSI FP Fd H ATP A D P + P i PQn cyt b6 FeS PQnH 2 2H+ cyt f PC P700 H+ B-carotene FeS + 02 + 4H Gejala: Gejala kekuningan disertai dengan matinya jaringan tanaman dari sisi luar daun J ika di aplikasikan POST – jaringan tanaman cepat terbakar Tanaman yang toleran saa t di aplikasi POST menyebabkan spot kekuningan atau mengkerut 33 Amino Acid Biosynthesis Inhibitors (/ALS) Herbisida golongan ini menghambat sintesa Asam Amino yang sangat diperlukan seba gai protein tanaman. Mis: SU’s (Metsulfuron, Triasulfuron) Imidazolinone (Imazapir , Imazapic) Karakterisitik: Aktif baik lewat tanah maupun daun Di translokasi secara sistemik dalam tanaman Residual efek tergantung dari Jenis herbisida Dosis sangat rendah (g/ha) Leucine Valine Threonine Pyruvate HETP TPP P Oxobutyrat e HETP TPP Acetolactate synthase (ALS) P Dihydroxy isovalerate Oxoisovalerate Acetohydroxybutyrate Dihydroxy aminovalerate Oxo methylvalerate Iso leucine Gejala: Pada Gol Rumputan : Stunting/Yellowing, menghambat sistem perakaran Pada Gol Dau n lebar: bentuk&warna daun memerah/purple, daun muda menguning dan titik tumbuh menghitam Proses kematian cukup lama ( 10 hari) 34
17
Fatty Acid/Lipid Biosynthesis Inhibitors Herbisida ini merusak biosintesa Lipid (pada gol rumputan) pada sel2 tanaman dan organ2 sel yang mengandung membran lipid, sehingga mempengaruhi integritas memb ran dalam jaringan meristem. Mis: FOP’s (Fluazifop; Cyhalofop) Karakterisitik: Umumnya diaplikasi Lewat Daun (Foliar) Translokasi lewat phloem ke jaringan meri stem Berpengaruh hanya pada Gol Rumputan (tahunan/menahun) fluazifop-P target site inhibition Acetyl Co-A Acetyl Co-A carboxylase ATP, CO2 Fatty acid ADP + Pi Malonyl Co-A Gejala: Gejala awal pada daerah meristem Pada daerah ini akan menjadi klorosis disertai dengan nekrosis, kemudian mudah dipisahkan dari bagian tanaman yg lain. Gejala k ematian cukup lama terlihat ( 7-14 hari) 35
Saat aplikasi 1 MSA 3 MSA Pigments/HPPD Inhibitors Herbisida ini menyebabkan rusaknya klorofil sehingga tanpa klorofil tanaman tida k mampu melakukan fotosintesa dan mati. Mis: Triketones (Mesotrione, Isoxaflutol e) Karakterisitik: Aktif baik lewat tanah maupun daun (Shoot-Root) Di absorbsi lewat tanah lalu dit ranslokasi ke daun lewat xylem Mengendalikan gulma pada stadia awal (Daun Lebar dan Rumputan) Resiko resistensi rendah Plastoquinone/Tocophe rol Synthesis tyrosine 4 hydroxyphenylpyruvate MESOTRIONE Carotenoid Synthesis farnesyl-pp geranylgeranyl-PP cofactor for PDS HPPD homogentisate phytoene norflurazon fluorchlorid one phytofluene alpha-tocopherol plastoquinone carotenoids Gejala: Gejala berupa Älbino” /Bleaching Daun lebih tua umumnya lebih dulu terlihat Jika Ble aching <50% kemungkinan dapat recover 36 18
Again, Know Your Fields! Jika hasil pengendalian rbisida dengan cara kerja spesies gulma tersebut ktu aplikasi, iklim, alat 37 38 19
kurang memuaskan, ada beberapa opsi pilihan : - Pilih He berbeda - Pilih tanaman yang mampu berkompetisi dengan Cari tahu faktor utama penyebab ketidak berhasilan (Wa aplikasi) Harus dipertimbangkan carry-over effect
