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 Aplikasi Herbisida Hal2 Yang Perlu Diketahui

JENIS HERBISIDA Klasifikasi Umum Herbisida Sistemik Herbisida Kontak Selektifitas 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 pertumbuhan tanaman secara normal

4

2

Mengapa Harus Tahu Jenis dan Cara Kerja Herbisida?

Mengetahui jenis /golongan gulma apa yang dapat dikendalikan Mengetahui teknik aplikasi apa yang tepat/sesuai Mendiagnosa masalah2 keracunan Mencegah adanya resistensi gulma terhadap suatu herbisida

PRINSIP2 APLIKASI HERBISIDA5

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 terbatasatau 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 PENGENDALIANALAT dan KALIBRASI WAKTU APLIKASI

KUALITAS PRODUK (50%)

NOZZLE

8

4

Jenis Herbisida Struktur Kimia Cara Kerja nya (MoA) Gejala Keracunan Spektrum pengendalian Teknik 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-selektif; Daun lebar vs Rumputan) Karena kompleksitas-nya, maka klasifikasi herbisida umumnya didasarkan atas Cara Kerja/MoA dan Struktur/Kelompok Kimia.

10

5

Jenis HerbisidaKontak (Contact herbicides)C12H14N2Cl2

Sistemik (Translocating herbicides)

+

Root-shoot inhibitors11

Herbisida Sistemik (Translocating Herbicides)

Aplikasi lewat daun (Foliar-Applied)

(10f2)

Diserap melalui permukaan daun /foliage Bergerak melalui proses fotosintesa (symplastic) atau air/transpirasi (apoplastic) kedalam jaringan meristem (meristematic areas) Sangat tergantung dari waktu/saat aplikasi Stadia gulma harus pada kondisi yang tepat untuk dikendalikan (most vulnerable stage(s) : - Mis: Rumputan pada 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 mediasi air (kelembaban dan olah tanah diperlukan untuk inkorporasi) Bergerak ke target sasaran/ site of action (tujuan utama adl: sistem vaskuler) melalui apoplastic, 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 menyebabkan pengendalian menjadi kurang bagus

13

Herbisida Kontak (Contact Herbicides) Aplikasi hanya lewat daun (Foliar application)- Hanya mengendalikan jaringan yang terkena (above-ground foliage) - Umumnya tidak ditranslokasi (do not translocate in the plant)

Coverage, sangat penting Mengendalikan annuals dan biennial seedlings Pengendalian 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 activity

Sangat aktif pada seedling yang baru berkecambah (germinating seedlings)- Menghambat pertumbuhan akar (root growth) - Menghambat pertumbuhan tunas (shoot growth)

Harus diaplikasi dan dicampurkan/inkorporasi dalam tanah sebelum biji gulma berkecambah(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 (tolerant 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 tanaman2,4-D

Herbisida memblok enzim yang digunakan untuk sintesa asam amino atau lipida atau fotosintesa18

9

2. Berdasarkan Struktur TanamanBentuk daun (Leaf shape)

Jumlah stomata, bulu daun, lapisan lilin/wax, dan atau debu yang melapisi permukaan daun akan mempengaruhi uptake dari herbisida19

3.Berdasarkan Waktu Aplikasi Sebelum tanam/Pre-plant (incorporated) - PPI Pra-tumbuh /Pre-emergence to crop or weed PRE

Awal Purna Tumbuh/ E-POST Purna-tumbuh/Post-emergence - POST

20

10

WAKTU adalah SEGALANYASTADIA DAUNTanam Tumbuh12 3 4 5

6

7

Minggu I

Minggu II

Minggu III Minggu IV

PERIODE KRITIS (KEHILANGAN HASIL TINGGI) KOSMETIK, Mencegah Penyebaran Biji Gulma PROTEKSIUNTUK 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 - Langsung (Direct spray)

23

Cara Kerja (MoA)

12

Mode of ActionBagian 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 memblok dan menghambat kerja ENZYM ->

ENZYMHERBISIDA

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 Menghambat biosintesa asam amino (Amino Acid Biosynthesis Inhibitors) Menghambat biosintesa lipida (Fatty acid/Lipid Biosynthesis Inhibitors) Menghambat pembentukan pigment (Pigment Inhibitors) Menghambat Pertumbuhan Tanaman (Plant Growth Regulators) Menghambat Pertumbuhan seedling (Seedling Growth Regulators) Root & Shoot and Shoot Merusak membran sel (Cell Membrane Disrupters) Merusak metabolisme N (Phosphorylated Amino Acid (N Metabolism) Disrupter

28

14

Klasifikasi berdasarkan Mode of ActionWSSA 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 HPPDs inhibitors

Kelompok KimiaFOPs & DIMs Sulfonylureas Imidazolinone Triazine; Uracil Triazolinone Ureas; Amida Nitrile; Phenylpiridazil Bipyridiliums Glycines Phosphinic acid Diphenylethers Triketones

Bahan AktifClodinafop; Cyhalofop, Clethodim, Setoxydim Metsulfuron, Triasulfuron Imazapyr, Imazethaphyr Atrazin, Bromacil Amycarbazone Diuron; Propanil Bromoxynil, Pyridate Paraquat; Diquat Glyphosate; Sulfosate Glufosinate, Bialaphos Oxyfluorfen Mesotrione, 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 InhibitorsHerbisida golongan ini mengganggu proses fotosintesa yaitu proses konversi energi cahaya dalam tanaman (daun) menjadi makanan. Mis: Atrazin, Diuron, HexazinoneKarakterisitik: Kebanyakan berupa PRE-emg/ PPI Beberapa punya kemampuan sbg POST Lewat tanah translokasi sistemik Residual efek tergantung dari Jenis herbisidacytoplasm 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 Jika di aplikasikan POST jaringan tanaman cepat terbakar Tanaman yang toleran saat di aplikasi POST menyebabkan spot kekuningan atau mengkerut33

Amino Acid Biosynthesis Inhibitors (/ALS)Herbisida golongan ini menghambat sintesa Asam Amino yang sangat diperlukan sebagai protein tanaman. Mis: SUs (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 methylvalerateIso leucine

Gejala: Pada Gol Rumputan : Stunting/Yellowing, menghambat sistem perakaran Pada Gol Daun 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 InhibitorsHerbisida ini merusak biosintesa Lipid (pada gol rumputan) pada sel2 tanaman dan organ2 sel yang mengandung membran lipid, sehingga mempengaruhi integritas membran dalam jaringan meristem. Mis: FOPs (Fluazifop; Cyhalofop) Karakterisitik: Umumnya diaplikasi Lewat Daun (Foliar) Translokasi lewat phloem ke jaringan meristem Berpengaruh hanya pada Gol Rumputan (tahunan/menahun)fluazifop-P target site

inhibitionAcetyl 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 kematian cukup lama terlihat ( 7-14 hari)35

Saat aplikasi

1 MSA

3 MSA

Pigments/HPPD InhibitorsHerbisida ini menyebabkan rusaknya klorofil sehingga tanpa klorofil tanaman tidak mampu melakukan fotosintesa dan mati. Mis: Triketones (Mesotrione, Isoxaflutole)Karakterisitik: Aktif baik lewat tanah maupun daun (Shoot-Root) Di absorbsi lewat tanah lalu ditranslokasi ke daun lewat xylem Mengendalikan gulma pada stadia awal (Daun Lebar dan Rumputan) Resiko resistensi rendahPlastoquinone/Tocophe rol Synthesis tyrosine4 hydroxyphenylpyruvateMESOTRIONE

Carotenoid Synthesisfarnesyl-pp geranylgeranyl-PPcofactor for PDS

HPPDhomogentisate

phytoene

norflurazon fluorchlorid one

phytofluene alpha-tocopherol plastoquinone

carotenoids

Gejala: Gejala berupa lbino /Bleaching Daun lebih tua umumnya lebih dulu terlihat Jika Bleaching