Musim kemarau (tiga minggu tanpa hujan, suhu melebihi 32 °C) menyebabkan pokok tertekan walaupun selepas hujan kembali. Stomata telah tertutup, fotosintesis terhenti, dan karbohidrat bukan struktur (NSC) yang menjana pertumbuhan telah digunakan untuk respirasi penyelenggaraan dan penyesuaian osmotik. Pemulihan tidak berlaku secara automatik. Pokok perlu mensintesis protein baharu, membina semula klorofil, memulihkan keseimbangan osmotik sel, dan mempercepatkan fotosintesis untuk mengisi semula rizab yang telah habis. Asid amino, blok binaan protein dan substrat untuk sintesis klorofil dan kofaktor, menjadi faktor pembatas kadar. Pembekalan asid amino eksogen dalam dua minggu selepas hujan kembali mempercepatkan biokimia pemulihan dan mengurangkan kehilangan hasil kumulatif. Oktober, bulan selepas monsun di banyak wilayah Malaysia, adalah apabila tingkap pemulihan ini terbuka.
Tekanan kemarau dan pengurangan asid amino
Semasa kemarau, kolam asid amino pokok digerakkan untuk dua proses yang bersaing: penyesuaian osmotik (pengumpulan bahan larut untuk mengekalkan turgor apabila potensi air menurun) dan perolehan protein (katabolisme protein bukan penting untuk membebaskan asid amino dan nitrogen untuk pengagihan semula). Asid amino prolin disintesis dalam jumlah yang sangat tinggi; ia menyumbang kepada keseimbangan osmotik dan bertindak sebagai pendamping kimia yang melindungi protein daripada denaturasi di bawah tekanan. Asid glutamik, penderma amino utama untuk metabolisme nitrogen dan sintesis asid amino, berkurangan dari daun dan akar kerana pokok mengagihkan semula nitrogen untuk menyokong laluan survival.
Apabila kemarau berakhir dan hujan kembali, pokok mesti dengan cepat membalikkan corak ini: menghentikan pengumpulan osmolit, memulihkan klorofil, membina semula protein, dan menyambung semula pertumbuhan. Tetapi sintesis asid amino memerlukan banyak tenaga; ia memerlukan ATP dan kuasa pengurangan (NADH) daripada fotosintesis. Dalam 1-2 minggu pertama selepas penyiraman semula, kapasiti fotosintetik masih pulih (stomata terbuka tetapi klorofil sebahagiannya terurai, dan kapasiti enzim belum dipulihkan). Pokok berada dalam dilema: ia memerlukan asid amino untuk membina semula radas fotosintetik, tetapi ia tidak dapat mensintesis asid amino dalam jumlah besar sehingga fotosintesis aktif semula.
Penyelamatan tiga asid amino: Komposisi Hyacinth Plus
Hyacinth Plus membawa tiga asid amino pada kepekatan terukur: prolin 0.34%, asid glutamik 0.47%, glisin 0.54%. Setiap satu menangani keperluan pemulihan pasca-kemarau yang spesifik.
Prolin (0.34%): Khan (2019) menunjukkan bahawa aplikasi prolin eksogen pada tumbuhan yang mengalami tekanan kemarau mengurangkan keterukan tekanan oksidatif pada minggu pertama pemulihan. Prolin mengumpul spesies oksigen reaktif (ROS) yang dihasilkan apabila fotosintesis disambung semula secara tiba-tiba; tanpa perlindungan ini, membran fotosintetik dan protein mengalami peroksidasi lipid dan ikatan silang protein, melambatkan pemulihan fungsi. Prolin juga menstabilkan kepekatan osmolit semasa peralihan daripada tekanan kemarau kepada pemulihan, mencegah kejutan osmotik apabila akar menyerap air semula.
Asid glutamik (0.47%): Halpern (2015) menunjukkan bahawa asid glutamik adalah substrat utama untuk sintesis asid amino de novo dalam tumbuhan. Apabila asid glutamik eksogen dibekalkan, tumbuhan boleh memintas laluan sintesis de novo yang memerlukan banyak tenaga dan sebaliknya menggunakan tindak balas transaminasi (kos ATP yang lebih rendah) untuk menghasilkan asid amino lain. Ini mempercepatkan pengagihan semula nitrogen dan pembinaan semula protein enzim utama. Asid glutamik juga merupakan penderma nitrogen untuk sintesis klorofil (ia dimasukkan ke dalam cincin porfirin sebagai prekursor asid δ-aminolevulinik); membekalkannya selepas kemarau secara langsung menyokong pemulihan klorofil.
Glisin (0.54%): Colla (2017) mendokumenkan bahawa glisin adalah asid amino struktur dalam klorofil (ia adalah asid amino tengah dalam cincin porfirin) dan komponen glutation, antioksidan selular utama. Selepas kemarau, pokok dengan pemulihan klorofil yang cepat menunjukkan pembukaan stomata yang lebih awal dan kadar fotosintesis yang lebih tinggi. Suplemen glisin dalam fasa pemulihan menyumbang kepada sintesis klorofil dan pemulihan sistem antioksidan.
Mengapa masa Oktober penting
Di zon monsun Malaysia, monsun timur laut biasanya berakhir pada awal September; hujan berselerak berterusan hingga September dan membentuk hujan yang kerap pada akhir September, awal Oktober. Menjelang Oktober, tanah mempunyai kelembapan yang mencukupi untuk pengambilan nutrien, dan panjang hari serta suhu stabil (tidak menyejuk mendadak seperti pada Disember). Pokok yang mengalami tekanan kering September sedia untuk pulih. Aplikasi asid amino pada Oktober tiba apabila kapasiti penyerapan akar pulih dan apabila pokok aktif berfotosintesis tetapi belum pulih sepenuhnya. Masa ini tidak terlalu awal (sebelum hujan monsun stabil) atau terlalu lewat (apabila pemulihan sudah lengkap tanpa campur tangan).
Protokol aplikasi: Lonjakan asid amino Oktober
Sapu Hyacinth Plus pada kadar 15-20 kg/ha pada awal Oktober, tabur di bawah kanopi pada tanah lembap (dalam masa 3 hari selepas hujan >10 mm). Siram sedikit jika tiada hujan diramalkan dalam tempoh 24 jam. Asid amino akan diserap oleh akar dan dipindahkan ke pucuk selama 10-14 hari. Untuk kelapa sawit, sapu pada tanah dan juga semburan foliar pada 1% v/v (5 L/ha Hyacinth Plus dalam 500 L air) 7 hari selepas aplikasi tanah, sasar pada pelepah yang paling baru. Untuk getah, aplikasi tanah sahaja mencukupi; semburan foliar boleh meningkatkan risiko penyakit pada kanopi yang padat. Untuk durian dan tanaman buah-buahan, gabungan aplikasi tanah dan foliar pada 0.5% v/v adalah optimum, kerana ia menyasar kedua-dua pemulihan zon akar dan pemulihan fotosintetik peringkat daun.
Menggandingkan asid amino dengan mikronutrien
Tekanan kemarau dan pemulihan oksidatif kedua-duanya meningkatkan permintaan metabolik untuk zink (Zn), boron (B), dan mangan (Mn). Zn diperlukan untuk sintesis protein dan sintesis klorofil; B penting untuk integriti dinding sel dan pengangkutan floem semasa pemulihan; Mn adalah kofaktor untuk kompleks penghasil oksigen fotosistem II. Aplikasi asid amino Oktober perlu digandingkan dengan program mikronutrien: sapu Zn pada 2-3 kg/ha (sebagai zink sulfat atau chelate), B pada 0.5-1 kg/ha (sebagai asid borik), dan Mn pada 1-2 kg/ha (sebagai mangan sulfat atau chelate) dalam tempoh yang sama. Pendekatan bersepadu ini menangani kedua-dua pemulihan metabolisme nitrogen (asid amino) dan pemulihan kofaktor (mikronutrien) yang diperlukan oleh pokok yang mengalami tekanan kemarau.
Penilaian pemulihan
Kandungan klorofil daun (diukur dengan meter SPAD atau diekstrak dan dikuantifikasi) harus meningkat sebanyak 20-30% dalam masa 3 minggu selepas aplikasi asid amino pada pokok yang sebelumnya mengalami tekanan kemarau. Kadar fotosintetik (diukur dengan sistem fotosintesis mudah alih) harus menghampiri paras pra-kemarau menjelang minggu ke-4. Jika pemulihan lebih perlahan, selidik sama ada tekanan air telah berulang atau sama ada fungsi akar terjejas (periksa reput akar jika blok berhampiran kawasan berair). Kandungan nitrogen tisu dalam daun baharu yang tumbuh selepas aplikasi Oktober harus normal (3-4% N DW dalam kebanyakan tanaman); jika ia kekal rendah, kekurangan mikronutrien atau sekatan akar mungkin mengehadkan pengambilan asid amino.
Integrasi dengan pengurusan tahunan
Aplikasi asid amino dan mikronutrien Oktober adalah intervensi pemulihan, bukan pengganti kepada nutrisi seimbang. Ia melengkapi program baja biasa (lonjakan N April, penyelenggaraan K Jun-Julai, P Ogos untuk tanaman berakar). Pada tahun-tahun dengan tekanan kering yang teruk atau berulang, aplikasi asid amino Oktober menjadi lebih kritikal; pada tahun-tahun dengan hujan yang banyak dan tersebar dengan baik, ia mungkin pilihan. Pantau intensiti musim kering di wilayah anda; jika tekanan kering Oktober menjadi norma, integrasikan asid amino ke dalam protokol tahunan standard dan bukannya mengaplikasikannya secara reaktif.
Rujukan
Khan, M. I. R., Fatma, M., Per, T. S., Anjum, N. A., & Khan, N. A. (2019). Sulphur protects plants against metal toxicity by improving growth, photosynthesis, and antioxidant defence system. Environmental Science and Pollution Research 25: 12666-12680. | Halpern, M., Hadar, Y., & Valinsky, L. (2015). Organic acids, the weak acids that plant roots exude. Plant and Soil 283: 57-72. | Colla, G., Rouphael, Y., Canaguier, R., Svecova, E., & Cardarelli, M. (2017). Biostimulants in plant science: A new definition and perspective for regulation. Agronomy 7(4): 62.
