Allelopati 1InterferensiSuatu bentuk interaksi antara gulma dengan tanaman budidaya :

Kompetisi Allelopathy

Definisi AllelopathyAllelopathy (definition by the International Allelopathy Society in 1996): Semua proses yang melibatkan metabolit sekunder yang dihasilkan tumbuhan, mikro-organisme, virus dan jamur dan mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan suatu sistem pertanian dan sistem biologis (kecuali hewan)Sejarah Allelopathy Fase utama lahirnya allelopathy (Willis, 1996):

Era of A.P.de Decandolle (1785-1845), eksudasi akar ryegrass (Lolium temulentum) diduga mengganggu tanaman pertanian . Fenomena disebut “soil sickness”

Era S.U.Pickering and U.S.D.A Bureau of Soils (1900-1920s) 1960s – sekarang

TErjadinya gejala allelopathy pertama sekali didokumentasikan oleh Theophrastus (300 BC), ketika chickpea (Cicer arietinum) mengganggu pertumbuhan gulma di sekitarnyaMeskipun sejarah allelopathy telah dimulai lama sekali, istilah “allelopathy” itu sendiri belum pernah disebut sampai tahun 1937.

Istilah allelopathy pertama sekali diperkenalkan oleh Professor Hans Molisch (of Vienna).

Dalam aktivitasnya, allelopathy melibatkan rantai komunikasi kimia (chemical communication) yang kompleks diantara species tumbuhan (Harborne, 1987)

Allelokimia : metabolit sekunderAllelokimia adalah semua senyawa yang bersifat allelopathy

Non-nutrisi Hampir semua bersifat inhibitor Sebagian kecil bersifat stimulator Berasal dari metabolisme karbohidrat, lemak, dan asam amino; ATAU Produk sampingan dari proses yang mengarah pada sintesis metabolisme

primerAsal Allelokimia:

Lintasan Acetate, Lintasan Shikimate, ATAU Struktur kimianya berasal dari kombinasi kedua sumber diatas (Einhellig,

1995)Terlepasnya allelokimia dari tumb donor

Pencucian (leaching) dari bagian tumb hidup Eksudasi akar Volatilisasi (penguapan)

Dekomposisi serasah (residu) tumbuhan Aktivitas mikroorganisme Praktek pertanian (pencangkulan, pencampuran serasah tanaman kedalam tanah)

(Rice, 1984; Inderjit and Dakshini, 1992; 1994; Inderjit and Keating, 1999).Faktor pengaruhi aktivitas allelokimia1. Akseptabilitas plasma membran

Struktur fisik (dibungkus oleh eksresi cair atau eksresi hidrofilik) dapat membatasi penetrasi allelokimia mencapai sel target

Keberadaan enzim-enzim permukaan (peroxidase, aminoxidase, and protease) dapat mengenali substratnya masing-masing dan merobah aktivitas enzim tanpa dapat menembus sel target : enzyme sbg pelindung thd masuknya allelokimia

2. Cekaman (stress) lingkungan Pengaruh allelokimia terjadi bersamaan dgn kondisi lingkungan yang sub-optimal. Gabungan kondisi tersebut dapat terjadi secara additive, synergistic or antagonistic.Cekaman lingkungan (tº, kelembaban, status hara, herbisida, hama, dan penyakit) dapat memodifikasi status fisiologis tanaman (metabolisme sekunder)

Water stress dpt [ ] senyawa fenolik Rendahnya ketersediaan N di musim panas, menurunkan [ ] senyawa fenolik dlm

tanah Tumbuhan sunflower yang alami cekaman hara melepaskan lebih banyak

senyawa fenolik melalui pencucian (leaching) Intensitas cahaya pengaruhi produksi senyawa tannins pada bibit muda tomat pH tanah mempengaruhi aktivitas senyawa allelokimia melalui gangguan

terhadap kestabilan kimiawinya pH rendah: senyawa fenolik cenderung membentuk ikatan hidrogen yang

dicirikan oleh their reversibility and lower strength pH>8 : senyawa fenolik dapat membentuk irreversible covalent bonds w/

organic matter pH tanah berperan penting karena senyawa-senyawa fenolik butuh proses

oksidasi pada hampir semua aktivitas ekologisnya, dan keadaan oksidasinya bervariasi bergantung pada kondisi physiochemical lingkungan, termasuk pH tanah

Senyawa-senyawa fenolik juga dapat mengalami degradasi biologis dibawah pengaruh pH dan tekstur tanah.

Peningkatan pH tanah: meningkatkan aktivitas polyphenol oxidase (suatu grup enzymes yang berpartisipasi dalam proses degradasi senyawa-senyawa fenolik)

Kadar liat dan KTK yang tinggi dapat menurunkan aktivitas enzim polyphenol oxidase.

!!!!! stress lingkungan dapat meningkatkan atau menurunkan produksi fitotoksin oleh tumbuhan donor allelokimia.

Pengaruh Fisiologis senyawa allelokimia

Integritas membran Perkecambahan Fotosintesis Respirasi Metabolisme nitrogen & nodulasi akar Aktivitas enzym, DAN LAINNYA

1. Integritas membran Melalui interaksi langsung dgn komponen penyusun membran, ATAU Melalui gangguann/kerusakan beberapa fungsi metabolik penting bagi

sistem penjagaan fungsi membran

Membran adalah komponen pertama dari sel yang kontak langsung dengan senyawa allelokimia. Gangguan dan kerusakan membran dapat menjadi titik awal bagi efek majemuk dari senyawa allelokimia. e.g. Benzoic and cinnamic acids:Kerusakan integritas membran sel dan disfungsi membran pada kedelai melalui depolarisasi membran sel akar.

Berkurangnya pengambilan hara Banyak K+ and Cl- keluar dari perakaran kedelai karena kebocoran

membran2. Perkecambahan

Perkecambahan, pemanjangan kecambah dan radikula dapat dipengaruhi oleh senyawa allelokimia melalui mekanisme yang berbeda:

Hambatan aktivitas enzim pada proses respirasi Gangguan fungsi mitokondria Gangguan Plant-water relationship

3. FotosintesisMekanisme :

Kurangnya fungsi chlorophyll Gangguan fungsi stomata Gangguan laju transpirasi Rx transfer elektron Turunnya kandungan klorofil (however, there is a lack of evidence

concerning whether the loss of chlorophyll results from the inhibition of the chlorophyll biosynthetic pathway or its degradation)