PERTANIAN BERKELANJUTAN

A. Definisi

Menurut Sanganatan (1989) bahwa istilah umum “pertanian” berarti kegiatan menanami tanah dengan tanaman yang nantinya menghasilkan suatu yang dapat dipanen, dan kegiatan pertanian merupakan campur tangan manusia terhadap tumbuhan asli dan daur hidupnya. (Rohmad, 2012)

Pertanian Berkelanjutan adalah keberhasilan dalam mengelola sumberdaya untuk kepentingan pertanian dalam memenuhi kebutuhan manusia, sekaligus mempertahankan dan meningkatkan kualitas lingkungan serta konservasi sumberdaya alam. (Sihotang, 2009)

B. Kriteria sistem pertanian berkelanjutan

Sistem pertanian berkelanjutan harus dievaluasi berdasarkan pertimbangan beberapa kriteria, antara lain:

1. Aman menurut wawasan lingkungan, berarti kualitas sumberdaya alam dan vitalitas keseluruhan agroekosistem dipertahankan/mulai dari kehidupan manusia, tanaman dan hewan sampai organisme tanah dapat ditingkatkan. Hal ini dapat dicapai apabila tanah terkelola dengan baik, kesehatan tanah dan tanaman ditingkatkan, demikian juga kehidupan manusia maupun hewan ditingkatkan melalui proses biologi. Sumberdaya lokal dimanfaatkan sedemikian rupa sehingga dapat menekan kemungkinan terjadinya kehilangan hara, biomassa dan energi, dan menghindarkan terjadinya polusi. Menitikberatkan pada pemanfaatan sumberdaya terbarukan.

2. Menguntungkan secara ekonomi, berarti petani dapat menghasilkan sesuatu yang cukup untuk memenuhi kebutuhannya sendiri/ pendapatan, dan cukup memperoleh pendapatan untuk membayar buruh dan biaya produksi lainnya. Keuntungan menurut ukuran ekonomi tidak hanya diukur langsung berdasarkan hasil usaha taninya, tetapi juga berdasarkan fungsi kelestarian sumberdaya dan menekan kemungkinan resiko yang terjadi terhadap lingkungan.

3. Adil menurut pertimbangan sosial, berarti sumberdaya dan tenaga tersebar sedemikian rupa sehingga kebutuhan dasar semua anggota masyarakat dapat terpenuhi, demikian juga setiap petani mempunyai kesempatan yang sama dalam memanfaatkan lahan, memperoleh modal cukup, bantuan teknik dan memasarkan hasil. Semua orang mempunyai kesempatan yang sama berpartisipasi dalam menentukan kebijkan, baik di lapangan maupun dalam lingkungan masyarakat itu sendiri.

4. Manusiawi terhadap semua bentuk kehidupan, berarti tanggap terhadap semua bentuk kehidupan (tanaman, hewan dan manusia) prinsip dasar semua bentuk kehidupan adalah saling mengenal dan hubungan kerja sama antar makhluk hidup adalah kebenaran, kejujuran, percaya diri, kerja sama dan saling membantu. Integritas budaya dan agama dari suatu masyarakat perlu dipertahankan dan dilestarikan.

5. Dapat dengan mudah diadaptasi, berarti masyarakat pedesaan/petani mampu dalam menyesuaikan dengan perubahan kondisi usahatani: pertambahan penduduk, kebijakan dan permintaan pasar. Hal ini tidak hanya berhubungan dengan masalah perkembangan teknologi yang sepadan, tetapi termasuk juga inovasi sosial dan budaya.

Sedangkan menurut Van der Heide et al., 1992 kriteria pertanian berkelanjutan dari suatu perkembangan pola tanam, dengan menitikberatkan pada usaha pengendalian masalah lingkungan pada tingkat lokal, regional dan nasional/global. (http://www.worldagroforestry.org/sea/Publications/files/book/BK0028-04/BK0028-04-3.pdf)


Tingkat lokal (petani)

a. Dapat mempertahankan sumber alam sebagai penunjang produksi tanaman untuk jangka panjang, dengan cara:

- Mengontrol erosi dan memperbaiki struktur tanam

- Mempertahankan kesuburan tanah dengan cara menjaga keseimbangan hara

- Mengusahakan diversifikasi tanaman di lahannya

b. Dapat mempertahankan produktivitas lahan dengan tenaga kerja yang cukup:

- Swa-sembada penyediaan pangan, kayu bakar dan hasil sampingan lainnya

c. Dapat mengatasi risiko gagal panen akibat musim yang kurang cocok, hama, penyakit, gulma dan turunnya harga pasaran, melalui :

- Mempertahankan diversifikasi (setiap komponen dengan kelebihannya masing-masing.

- Mampu bertahan bila mengalami kegagalan dalam produksi

d. Dapat menyediakan dan memberikan peluang untuk perbaikan dan pengembangan:

- Penelitian pada tingkat petani untuk mendapatkan teknologi yang dibutuhkan

- Paket teknologi yang cocok untuk berbagai kondisi

Tingkat Regional (desa)

a. Tidak ada efek negatif terhadap lingkungan, misalnya:

- Tidak ada erosi atau pengendapan dan pendangkalan pada sungai dan danau

- Tidak ada pencemaran air tanah maupun air permukaan

- Tidak terjadi pencemaran yang berkaitan dengan agroindustri

b. Tidak terdapat 'kelaparan' tanah (yang berkaitan dengan A dan B):

- Tidak ada perambahan terhadap sumber daya hutan dan suaka alam

Tingkat Nasional/Global

a. Tidak ada ketergantungan terhadap sarana produksi yang berasal dari industri ataupun bahan import.

b. Tidak menimbulkan masalah emisi gas yang dapat merubah komponen iklim.

C. Metode pertanian berkelanjutan dengan menggunakan pertanian secara organik 

a. Definisi

Seringkali terdapat pemahaman yang keliru tentang “pertanian alami” dan “pertanian organik”. Kedua istilah tersebut praktek sering dianggap sama. Akan tetapi beberapa pendapat di bawah ini membuat lebih jelas. Fukuoka (1985) mengemukakan empat langkah menuju pertanian alami, dan menjelaskan prinsip pertanian alami:

- Tanpa olah tanah. Tanah tanpa diolah atau dibalik. Pada prinsipnya tanah mengolah sendiri, baik mengangkut memasuknya perakaran tanaman maupun kegiatan mi­krobia tanah, mikro fauna dan cacing tanah.

- Tidak digunakan sama sekali pupuk kimia maupun kompos. Tanah dibiarkan begitu saja, dan tanah dengan sendirinya akan memelihara kesuburannya. Hal ini mengacu pada proses daur-ulang tanaman dan hewan yang terjadi di bawah tegakan hutan.

- Tidak dilakukan pemberantasan gulma baik melalui pengolahan tanah maupun penggunaan herbisida. Pemakaian mulsa jerami, tamanan penutup tanah maupun penggenangan sewaktu-waktu akan membatasi dan menekan pertumbuhan gulma.

- Sama sekali tidak tergantung pada bahan kimia. Sinar matahari, hujan dan tanah merupakan kekuatan alam yang secara langsung akan mengatur keseimbangan kehidupan alami.

Istilah pertanian organik menghimpun seluruh imajinasi petani dan konsumen yang secara serius dan bertanggung jawab menghindarkan bahan kimia dan pupuk yang bersifat meracuni lingkungan dengan tujuan untuk memperoleh kondisi lingkungan yang sehat. Mereka juga berusaha untuk menghasilkan produksi tanaman yang berkelanjutan dengan cara memperbaiki kesuburan tanah menggunakan sumber daya alami seperti mendaur-ulang limbah pertanian. Dengan demikian pertanian organik merupakan gerakan “kembali ke alam”. (Rohmad, 2012)

Pertanian organik adalah sistem manajemen produksi terpadu yang menghindari penggunaan pupuk buatan, pestisida dan hasil rekayasa genetik, menekan pencemaran udara, tanah, dan air. Di sisi lain, Pertanian organik meningkatkan kesehatan dan produktivitas di antara flora, fauna dan manusia. (Sihotang, 2009)

b. Prinsip Ekologi Pertanian Organik

Prinsip ekologi dalam penerapan pertanian organik dapat dipilahkan sebagai berikut:
- Memperbaiki kondisi tanah sehingga menguntungkan pertumbuhan tanaman, terutama pengelolaan bahan organik dan meningkatkan kehidupan biologi tanah.
- Optimalisasi ketersediaan dan keseimbangan daur hara, melalui fiksasi nitrogen, penyerapan hara, penambahan dan daur pupuk dari luar usaha tani.
- Membatasi kehilangan hasil panen akibat aliran panas, udara dan air dengan cara mengelola iklim mikro, pengelolaan air dan pencegahan erosi.
- Membatasi terjadinya kehilangan hasil panen akibat hama dan penyakit dengan melaksanakan usaha preventif melalui perlakuan yang aman.
- Pemanfaatan sumber genetika (plasma nutfah) yang saling mendukung dan bersifat sinergisme dengan cara mngkombinasikan fungsi keragaman sistem pertanian terpadu.

Masing-masing prinsip tersebut mempunyai pengaruh yang berbeda terhadap produktivitas, keamanan, kemalaratan (continuity) dan identitas masing-masing usaha tani, tergantung pada kesempatan dan pembatas faktor lokal (kendala sumber daya) dan dalam banyak hal sangat tergantung pada permintaan pasar.

Pada prinsipnya, aliran hara terjadi secara konstan. Unsur hara yang hilang atau terangkut bersama hasil panen, erosi, pelindian dan volatilisasi harus digantikan. Untuk mempertahankan sistem usaha tani tetap produktif dan sehat, maka jumlah hara yang hilang dari dalam tanah dan tidak melebihi hara yang ditambahkan, atau harus terjadi keseimbangan hara di dalam tanah setiap waktu. (Rohmad, 2012)

c. Kendala pertanian organik di Indonesia

Beberapa kendala dari pertanian organik di Indonesia (Rohmad, 2012):

- bulkiness pupuk organik, takarannya harus banyak, dan dapat menghadapi persaingan dengan kepentingan lain dalam memperoleh sisa pertanaman dan limbah organik dalam jumlah yang cukup. Misalnya, limbah panen digunakan untuk makanan ternak, jerami padi diminati pabrik kertas, ampas tebu digunakan sendiri oleh pabrik gula sebagai bahan bakar, sampah kota dan pemukiman digunakan untuk menimbun lahan yang rendah atau cekungan untuk memperluas lahan yang dipersiapkan untuk mendirikan bangunan terutama di kota-kota besar.

- Pupuk hayati masih berada pada taraf awal pengembangan. 

- Pertanian organik belum dapat ditetapkan secara murni mengingat cukup banyak kendala yang dihadapi. - - Pada tahap awal penerapan pertanian organik masih perlu dilengkapi pupuk mineral, terutama pada tanah-tanah yang miskin hara.

d. Contoh pertanian berkelanjutan dengan sistem pertanian organik di tokoh STOP     
    STROWBERRY, diBali

Gambar 1 Buah Strowberry dengan sistem mulsa dan pupuk organik

Gambar 2 Tata Penanaman Strowberry 

      Sistem pertanian berkelanjutan yang dilaksanakan di toko ini lebih cenderung sekam padi sebagai pupuk organik. Penyiraman dilaksanakan secara manual dengan disiram melalui bantuan selang. Strowberry ini ditanam secara hidroponik. Pada saat kunjungan ini kami melihat banyak strowberry yang tumbuh dan siap dipetik. Penjualan strowberry 1 Kg Rp 50.000,-. Penjualan dengan harga tinggi ini merupakan prospek pendapatan yang baik bagi para petani untuk memulai pertanian dengan sistem pertanian organik.

Daftar Pustaka

Rohmad, 2012, Sistem Pertanian Berkelanjutan, http://rohmatfapertanian.wordpress.com/2012/07/01/sistem-pertanian-berkelanjutan/,  diakses 19 November 2012
Sihotang, Benediktus, 2009, Pembangunan Pertanian Berkelanjutan dengan Pertanian Organik,      http://diperta.jabarprov.go.id/index.php/subMenu/informasi/berita/detailberita/110, diakses 19 November 2012
http://www.worldagroforestry.org/sea/Publications/files/book/BK0028-04/BK0028-04-3.pdf, diakses 19 November 2012

Konservasi Tanah dan Air

A.       Definisi Konservasi Tanah dan Air

Tanah menurut pengertian sehari-hari merupakan tempat berpijak makhluk hidup di darat, fondasi tempat tinggal, dan sebagainya. Secara ilmiah, tanah merupakan media tempat tumbuh tanaman. Menurut Simmonson (1957), tanah adalah permukaan lahan yang kontinyu menutupi kerak bumi kecuali di tempat-tempat berlereng terjal, puncak-puncak pegunungan, daerah salju abadi. Sedangkan menurut Soil Survey Staff (1973), tanah adalah kumpulan tubuh alami pada permukaan bumi yang dapat berubah atau dibuat oleh manusia dari penyusun-penyusunnya, yang meliputi bahan organik yang sesuai bagi perkembangan akar tanaman. (Beydha, 2002)
Menurut Sitanala Arsyad (1989), Konservasi tanah dalam arti yang luas adalah penempatan setiap bidang tanah pada cara penggunaan yang sesuai dengan kemampuan tanah tersebut dan memperlakukannya sesuai dengan syarat-syarat yang diperlukan agar tidak terjadi kerusakan tanah. Dalam arti yang sempit konservai tanah berarti upaya mencegah kerusakan tanah oleh erosi dan memperbaiki tanah yang rusak oleh erosi (Berliana, 2012)
Berdasarkan definisi-definisi di atas dapatdikatakan konservasi tanah dan air merupakan suatu tindakan atau upaya yang dilakukan manusia guna meningkatkan fungsi lahan menjadi lebih produktif, sehingga tidak terjadi kerusakan tanah dan air, namun dapat meminimalkan dampak negatif.

B.        Metode Konservasi Tanah dan Air

Metode Konservasi tanah dan air di bedakan menjadi tiga, yaitu:

a.         Metode Mekanis

Merupakan metode yang menggunakan sarana fisik seperti tanah dan batu sebagai sarana konservasi tanah. Tujuan dari metode ini ialah memperlambat aliran air di permukaan, mengurangi erosi serta menampung dan mengalirkan aliran air di permukaan. Metode mekanis dikelompokkan menjadi terras kredit, terras guludan dan terras bangku.

Teras kredit  merupakan bangunan Rehabilitasi Lahan dan Konservasi Tanah (RLKT), dengan fungsi dan tujuannya adalah terkendalinya erosi, berkurangnya kecepatan aliran permukaan, bertambahnya peresapan air ke dalam tanah, serta terkendalinya aliran permukaan yang tidak meresap ke dalam tanah. (Mawardi, 2011)

b.        Metode Vegetatif
       Metode vegetatif adalah penggunaan tanaman atau tumbuhan dan sisa-sisanya untuk mengurangi daya rusak hujan yang jatuh, mengurangi jumlag dan daya rusak aliran permukaan dan erosi. Fungsi dari metode vegetatif adalah (Aidia, 2011):
      1. Untuk melindungi tanah terhadap daya perusak butir-butir hujan yang jatuh.
      2. Untuk Melindungi tanah terhadap daya perusak aliran air di atas permukaan tanah.
      3. Untuk memperbaiki kapasitas infiltrasi tanah dan penahan air yang langsung
          mempengaruhi besarnya aliran permukaan.

          Usaha-usaha yang dilakukan untuk pengawetan tanah dan air menggunakan metode  vegetatif ini meliputi (Kyaine, 2008): 

               1.    Penanaman tanaman secara berjalur (strip cropping). Cara ini terutama untuk      menghindari pengolahan lahan yang cukup luas. Dengan demikian ada bagian yang  diolah dan ada bagian yang diusahakan. Dalam cara ini semua pekerjaan pengolahan tanah dilakukan searah dengan jalur/baris.

2.        Pergiliran tanaman dengan tanaman pupuk hijau. Setiap pergantian musim, petak lahan yang diusahakan ditanami tanaman secara bergilir. Misalnya pada suatu areal tanah ditanami suatu tanaman semusim tertentu dan untuk musim tanam berikutnya, bekas areal tanah tersebut ditanami tanaman pupuk hijau.

3.        Penanaman rumput/makanan ternak. Cara ini sangat sesuai bila diterapkan pada daerah yang mempunyai populasi ternak cukup tinggi. Penanaman rumput dapat digabung dengan tanaman tahunan.

4.        Penanaman tanaman tahunan. Jenis tanaman yang dapat dipergunakan seperti sejenis kayu-kayuan, buah-buahan atau tanaman industri. Dalam penanamannya perlu memperhatikan tempat tumbuh (ekologis) dan hasil yang diharapkan (ekonomis) serta sisa-sisa (seresah) tanaman yang cukup banyak.

5.        Penggunaan sisa-sisa tanaman untuk penutup tanah. Cara ini untuk mencegah kerusakan tanah, yaitu menutup permukaan tanah dengan bahan organik, yang paling mudah didapatkan berupa sisa-sisa tanaman.

Berikut Beberapa teknik konservasi tanah dan air yang mampu mengendalikan erosi dapat ditempuh melalui cara vegetatif seperti pertanaman lorong (alley cropping), silvipastura, dan pemberian mulsa (Departemen Pertanian, 2007).

              1. Pertanaman lorong

        Pertanaman lorong (alley cropping) adalah sistem bercocok tanam dan konservasi tanah  dimana barisan tanaman perdu leguminosa ditanam rapat (jarak 10-25 cm) menurut garis kontur (nyabuk gunung) sebagai tanaman pagar dan tanaman semusim ditanam pada lorong di antara tanaman pagar. Persyaratan ialah memiliki kelerengan 3-40% dan kedalaman tanah > 20 cm dan cocok untuk tanah dengan tingkat kesuburan rendah sampai sedang.

2. Silvipastura

            Sistem silvipastura sebenarnya bentuk lain dari tumpangsari, tetapi yang ditanam di sela-sela tanaman hutan bukan tanaman pangan melainkan tanaman pakan ternak, seperti rumput gajah, setaria, dll. Ada beberapa bentuk silvipastura yang dikenal di Indonesia antara lain (a) tanaman pakan di hutan tanaman industri, (b) tanaman pakan di hutan sekunder, (c) tanaman pohon-pohonan sebagai tanaman penghasil pakan dan (d) tanaman pakan sebagai pagar hidup.  Persyaratan Terutama untuk lereng agak curam dan curam dan Pemilihan jenis tanaman disesuaikan dengan keinginan petani. Jika tidak, akan mematikan motivasi petani menanam dan memelihara tanaman sampai menghasilkan.

3. Pemberian mulsa

Pemberian mulsa dimaksudkan untuk menutupi permukaan tanah agar terhindar dari pukulan butir hujan. Mulsa merupakan teknik pencegahan erosi yang cukup efektif. Jika bahan mulsa berasal dari bahan organik, maka mulsa juga berfungsi dalam pemeliharaan bahan organik tanah. Bahan organik yang dapat dijadikan mulsa dapat berasal dari sisa tanaman, hasil pangkasan tanaman pagar dari sistem pertanaman lorong, hasil pangkasan tanaman penutup tanah atau didatangkan dari luar lahan pertanian.

Fungsi lain mulsa adalah :

-   Jika sudah melapuk dapat meningkatkan kemampuan tanah menahan air sehingga air lebih tersedia untuk pertumbuhan tanaman, dan memperkuat agregat tanah.

-   Mengurangi kecepatan serta daya kikis aliran permukaan.

-   Mengurangi evaporasi, memperkecil fluktuasi suhu tanah, meningkatkan jumlah pori aerasi sebagai akibat meningkatnya kegiatan jasad hidup di dalam tanah dan meningkatkan kapasitas infiltrasi tanah.

-   Menyediakan sebagian zat hara bagi tanaman.

-   Dianjurkan menggunakan 6 ton mulsa/ha/tahun atau lebih. Bahan mulsa yang paling mudah didapatkan adalah sisa tanaman.

-   Mulsa diberikan dengan jalan menyebarkan bahan organik secara merata di permukaan tanah.

-   Bahan mulsa yang baik adalah bahan yang sukar melapuk seperti jerami padi dan batang jagung.

-   Mulsa dapat juga diberikan ke dalam lubang yang dibuat khusus dan disebut sebagai mulsa vertikal.

c.         Metode Kimiawi

Merupakan metode yang memanfaatkan soil conditioner atau bahan-bahan pemantap tanah dalam hal memperbaiki struktur tanah sehingga tanah akan tetap resisten terhadap erosi.

Bahan kimia akan berpengaruh pada permeabilitas tanah, dan juga akan memperbaiki pertumbuhan tanaman semusim pada tanah liat. 

C. KTA di Paingan dengan Teknik Mulsa

Pada gambar di atas diperlihatkan bagaimana pengelohan KTA dengan sistem mulsa.yaitu tanah dilapisi dengan plastik yang berperan melinduni zat hara yang dikandung tanah dan juga melindungi tanaman cabai yang diperihara dari hama dan gulma. dengan teknik ini tanah akan menjadi lebih subur dan air tidak tercemar bahan seperti peptisida. 

Teknik mulsa yang terdapat di sawah Paingan merupakan mulsa vertikal yang dirancang mengikuti kontur. parit kontur dibuat dengan lebar kurang lebih 25 cm dan dalam 25 cm diisi dengan mulsa. Parit ini berfungsi menampung dan merembeskan air dan mengendapkan sendimen yang terbawa air dan menurut Fairbourn dan Gardner (1972), alur yang diberikan mulsa vertikal akan meningkatkan infiltrasi lebih besar daripada alur tanpa mulsa, mulsa vertikal dapat menghemat air 41 % lebih besar dibandingkan tanpa mulsa.

Keuntungan teknik ini ialah:

1. Cara ini efektif mengendalikan erosi dan aliran permukaan
2. Tanah yang tererosi tertahan dan tidak hanyut ke lahan daerah lain.
3. Kompos dari mulsa.

Kelemahan Teknik ini:

Tambahan tenaga kerja untuk mengawasi tumbuhan.

Daftar Pustaka
Beydha, Inon, 2002, Konservasi Tanah Dan Air Di Indonesia Kenyataan dan Harapan,   Universitas Sumatera Utara, diakses 9 November 2012.

Beliana, Ana, 2012, Analisis Konservasi Lahan Perkebunan Kopi di Desa Lengkese, Fakultas Pertanian Universitas Hasanuddin, http://rizka-agroteknologi.blogspot.com/2012/06/jurnal-konservasi-tanah-dan-air.html, diakses 9 November 2012.

Aidia, 2011, Metode Vegetatif Pada Konservasi Tanah dan Air, http://kuliahitukeren.blogspot.com/2011/07/metode-vegetatif-pada-konservasi-tanah.html, diakses 9 November 2012.

Kyaine, 2008, Konservasi Tanah dan Air dengan Metode Vegetatif, http://padeblogan.com/2008/11/02/konservasi-tanah-dan-air-dengan-metode-vegetatif/, diakses 9 November 2012.

Departemen Pertanian, 2007, Petunjuk Teknis Teknologi Konservasi Tanah dan Air, Balai Besar LITBANG Sumber Daya Lahan Pertanian, diakses 9 November 2012.

Mawardi, 2011, Peranan Teras Kredit Sebagai Pengendali Laju Erosi Pada Lahan Bervegetasi Kacang Tanah, Teknik Sipil Politeknik Negeri Semarang, TEKNIS Vol. 6 No.3 Desember 2011 : 105 -113, diakses 9 November 2012.

Santoso, Joko, Teknologi Konservasi Tanah Vegetatif, diakses 9 November 2012.

Y4N1_Then_USD: Genetic

Y4N1_Then_USD: Genetic: About Sense and Antisense DNA

http://sheesh-dnaworld.blogspot.com/
DNA normally has two strands, i.e., the sense strand and the ant...

Y4N1_Then_USD: ICT

Y4N1_Then_USD: ICT: Akankah kita terus melukai bumi dan mengobati bumi dengan obat yang salah?

Y4N1_Then_USD: Science

Y4N1_Then_USD: Science: Karir Kedua_Belajar dari semut

Picture from: http://scienceblogs.com
S ebagai pengumpul dari sistem kasta koloni, semut pemotong dau...

Model Pembelajaran (Tugas_IT) Download Disini...

Media Pembelajaran IT

Kumpulan Media Pembelajaran IT :

• Media Pembelajaran IT awal Download disini

Pengetahuan

PERAN VITAMIN K DAN KALSIUM DALAM HEMOSTATIS (PEMBEKUAN DARAH ) PADA MANUSIA  

a. Sistem Pembekuan Darah....

Fakta yang kita ketahui selama ini ialah tidak ada  satu manusia pun yang tidak pernah terluka secara fisik.  Luka yang biasa diakibatkan oleh aktifitas hidup manusia pada akhirnya dapat berefek pada pembuangan sel- sel darah pengangkut sari-sari makanan keluar dari sistem pembuluh darah yang ada. Untuk mencegah agar sel-sel darah pengangkut darah tersebut dapat dialirkan kembali pada sistem pembuluh darah maka perlu adanya kerja dari sistem pembekuan darah. Sistem pembekuan darah ini melibatkan beragam komponen. Komponen-komponen tersebut adalah keping darah ( trombosit), vitamin K, dan kalsium (Ca).

Tahap-tahap pembekuan darah secara umum menurut Anna Poedjiadi adalah sebagai berikut :

Setelah terbentuk gumpalan, benang-benang fibrin secara perlahan akan mengalami pengkerutan sehingga plasma darah terperas keluar. Jika di dalam darah terjadi penambahan garam oksalat, maka ion Ca⁺⁺ akan bereaksi membentuk endapan Ca oksalat. Tidak adanya Ca⁺⁺  dan vitamin K maka reaksi tahap II tidak akan terjadi. Jadi dapat dipahami betapa pentingnya Vitamin K dan Ca dalam pembekuan darah.

Jadi secara rinci proses pembekuan darah dapat dibagi menjadi tiga lintasan yaitu lintasan instrinsik, lintasan ekstrinsik, dan lintasan akhir. Bagian- bagian ini diawali dari proses  pembentukan bekuan fibrin sebagai respons terhadap cedera jaringan dilaksanakan oleh lintasan ekstrinsik. Lintasan intrinsik pengaktifannya berhubungan dengan suatu permukaan yang bermuatan negatif. Lintasan intrinsik dan ekstrinsik menyatu dalam sebuah lintasan terakhir yang sama yang melibatkan pengaktifan protrombin menjadi trombin dan pemecahan fibrinogen yang dikatalis trombin untuk membentuk fibrin. Pada peristiwa diatas melibatkan bermacam jenis protein yaitu dapat diklasifikaskan sebagai berikut:

a. Zimogen protease yang bergantung pada serin dan diaktifkan pada proses koagulasi

b. Kofaktor

c. Fibrinogen

d. Transglutaminase yang menstabilkan bekuan fibrin

e. Protein pengatur dan sejumla protein lainnya

Lintasan intinsik melibatkan faktor XII, XI, IX, VIII dan X di samping prekalikrein, kininogen dengan berat molekul tinggi, ion Ca2+ dan fosfolipid trombosit. Lintasan ini membentuk faktor Xa (aktif). Lintasan dimulai dengan “fase kontak” dengan prekalikrein, kininogen dengan berat molekul tinggi, faktor XII dan XI terpajang pada permukaan pengaktif yang bermuatan negatif. Secara in vivo, kemungkinan protein tersebut teraktif pada permukaan sel endotel. Jika komponen dalam fase kontak terakit pada permukaan pengaktif, faktor XII akan diaktifkan menjadi faktor XIIa pada saat proteolisis oleh kalikrein. Faktor XIIa ini akan menyerang prekalikrein untuk menghasilkan lebih banyak kalikrein lagi dengan menimbulkan aktivasi timbal balik. Begitu terbentuk, faktor xiia mengaktifkan faktor XI menjadi Xia, dan juga melepaskan bradikinin (vasodilator) dari kininogen dengan berat molekul tinggi.

Faktor Xia dengan adanya ion Ca²⁺ mengaktifkan faktor IX, menjadi enzim serin protease, yaitu faktor IXa. Faktor ini selanjutnya memutuskan ikatan Arg-Ile dalam faktor X untuk menghasilkan serin protease 2-rantai, yaitu faktor Xa. Reaksi yang belakangan ini memerlukan perakitan komponen, yang dinamakan kompleks tenase, pada permukaan trombosit aktif, yakni: Ca²⁺ dan faktor IXa dan faktor X. Perlu diperhatikan bahwa dalam semua reaksi yang melibatkan zimogen yang mengandung Gla (faktor II, VII, IX dan X), residu Gla dalam region terminal amino pada molekul tersebut berfungsi sebagai tempat pengikatan berafinitas tinggi untuk Ca²⁺. Bagi perakitan kompleks tenase, trombosit pertama-tama harus diaktifkan untuk membuka fosfolipid asidik (anionic). Fosfatidil serin dan fosfatoidil inositol yang normalnya terdapat pada sisi keadaan tidak bekerja. Faktor VIII, suatu glikoprotein, bukan merupakan precursor protease, tetapi kofaktor yang berfungsi sebagai reseptor untuk faktor IXa dan X pada permukaan trombosit. Faktor VIII diaktifkan oleh trombin dengan jumlah yang sangat kecil hingga terbentuk faktor VIIIa, yang selanjutnya diinaktifkan oleh trombin dalam proses pemecahan lebih lanjut.

Lintasan ekstrinsik melibatkan faktor jaringan, faktor VII, X serta Ca²⁺ dan menghasilkan faktor Xa. Produksi faktor Xa dimulai pada daerah cedera jaringan dengan ekspresi faktor jaringan pada sel endotel. Faktor jaringan berinteraksi dengan faktor VII dan mengaktifkannya; faktor VII merupakan glikoprotein yang mengandung Gla, beredar dalam darah dan disintesis di hati. Faktor jaringan bekerja sebagai kofaktor untuk faktor VIIa dengan menggalakkan aktivitas enzimatik untuk mengaktifkan faktor X. faktor VII memutuskan ikatan Arg-Ile yang sama dalam faktor X yang dipotong oleh kompleks tenase pada lintasan intrinsikc. Aktivasi faktor X menciptakan hubungan yang penting antara lintasan intrinsik dan ekstrinsik.

Interaksi yang penting lainnya antara lintasan ekstrinsik dan intrinsik adalah bahwa kompleks faktor jaringan dengan faktor VIIa juga mengaktifkan faktor IX dalam lintasan intrinsik. Pembentukan kompleks antara faktor jaringan dan faktor VIIa merupakan proses penting yang terlibat dalam memulai pembekuan darah secara in vivo. Makna fisiologik tahap awal lintasan intrinsik, yang turut melibatkan faktor XII, prekalikrein dan kininogen dengan berat molekul besar. Inhibitor lintasan faktor jaringan (TFPI: tissue faktor fatway inhibitior) merupakan inhibitor fisiologik utama yang menghambat koagulasi. Inhibitor ini berupa protein yang beredar di dalam darah dan terikat lipoprotein. TFPI menghambat langsung faktor Xa dengan terikat pada enzim tersebut di dekat tapak aktifnya. Kemudian kompleks faktor Xa-TFPI ini, manghambat kompleks faktor VIIa-faktor jaringan.

Lintasan Terakhir, faktor Xa yang dihasilkan oleh lintasan intrinsik dan ekstrinsik, akan mengaktifkan protrombin(II) menjadi trombin (IIa) yang kemudian mengubah fibrinogen menjadi fibrin. Pengaktifan protrombin terjadi pada permukaan trombosit aktif dan memerlukan perakitan kompelks protrombinase yang terdiri atas fosfolipid anionic platelet, Ca²⁺, faktor Va, faktor Xa dan protrombin. Faktor V yang disintesis dihati, limpa serta ginjal dan ditemukan di dalam trombosit serta plasma sebagai kofaktor dengan kerja mirip faktor VIII dalam kompleks tenase. Ketika aktif menjadi Va oleh sejumlah kecil trombin, unsur ini terikat dengan reseptor spesifik pada membrane trombosit dan membentuk suatu kompleks dengan faktor Xa serta protrombin. Selanjutnya kompleks ini di inaktifkan oleh kerja trombin lebih lanjut, dengan demikian akan menghasilkan sarana untuk membatasi pengaktifan protrombin menjadi trombin.

Protrombin (72 kDa) merupakan glikoprotein rantai-tunggal yang disintesis di hati. Region terminal-amino pada protrombin mengandung residu Gla, dan tempat protease aktif yang bergantung pada serin berada dalam region-terminal karboksil molekul tersebut. Setelah terikat dengan kompleks faktor Va serta Xa pada membrane trombosit, protrombin dipecah oleh faktor Xa pada dua tapak aktif untuk menghasilkan molekul dua rantai trombin yang aktif, yang kemudian dilepas dari permukaan trombosit. Rantai A dan B pada trombin disatukan oleh ikatan disulfide.

Konversi fibrinogen menjadi fibrin (faktor 1, 340 kDa) merupakan glikoprotein plasma yang bersifat dapat larut dan terdiri atas 3 pasang rantai polipeptida non-identik (Aα,Bβγ)2 yang dihubungkan secara kovalen oleh ikatan disulfida. Rantai Bβ dan y mengandung oligosakarida kompleks yang terikat dengan asparagin. Ketiga rantai tersebut keseluruhannya disintesis dihati. Tiga struktural yang terlibat berada pada kromosom yang sama dan ekspresinya diatur secara terkoordinasi dalam tubuh manusia. Region terminal amino pada keenam rantai dipertahankan dengan jarak yang rapat oleh sejumlah ikatan disulfide, sementara region terminal karboksil tampak terpisah sehingga menghasilkan molekol memanjang yang sangat asimetrik. Bagian A dan B pada rantai Aa dan Bβ, diberi nama difibrinopeptida A (FPA) dan B (FPB), mempunyai ujung terminal amino pada rantainya masing-masing yang mengandung muatan negative berlebihan sebagai akibat adanya residu aspartat serta glutamate disamping tirosin O-sulfat yang tidak lazim dalam FPB. Muatannegatif ini turut memberikan sifat dapat larut pada fibrinogen dalam plasma dan juga berfungsi untuk mencegah agregasi dengan menimbulkan repulse elektrostatik antara molekul-molekul fibrinogen.

Trombin (34kDa), yaitu protease serin yang dibentuk oleh kompleks protrobinase, menghidrolisis 4 ikatan Arg-Gly diantara molekul-molekul fibrinopeptida dan bagian α serta β pada rantai Aa dan Bβ fibrinogen. Pelepasan molekul fibrinopeptida oleh trombin menghasilkan monomer fibrin yang memiliki struktur subunit (αβγ)2. Karena FPA dan FPB masing-masing hanya mengandung 16 dan 14 residu, molekul fibrin akan mempertahankan 98% residu yang terdapat dalam fibrinogen. Pengeluaran molekul fibrinopeptida akan memajalankan tapak pengikatan yang memungkinkan molekul monomer fibrin mengadakan agregasi spontan dengan susunan bergiliran secara teratur hingga terbentuk bekuan fibrin yang tidak larut. Pembentukan polimer fibrin inilah yang menangkap trombosit, sel darah merah dan komponen lainnya sehingga terbentuk trombos merah atau putih. Bekuan fibrin ini mula-mula bersifat  lemah dan disatukan hanya melalui ikatan nonkovalen antara molekul-molekul monomer fibrin.

Selain mengubah fibrinogen menjadi fibrin, trombin juga mengubah faktor XIII menjadi XIIIa yang merupakan trans-glutaminase yang sangat spesifik dan membentuk ikatan silang secara kovalen antar molekul fibrin dengan membentuk ikatan peptide antar gugus amida residu glutamine dan gugus ε-amino residu lisin, sehingga menghasilkan bekuan fibrin yang lebih stabil dengan peningkatan resistensi terhadap proteolisis. Begitu trombin aktif terbentuk dalam proses hemostasis atau thrombosis, konsentrasinya harus dikontrol secara cermat untuk mencegah pembentukan bekuan lebih lanjut atau pengaktifan trombosit. Pengontrolan ini dilakukan melalui 2 cara yaitu:

1. Trombin beredar dalam darah sebagai prekorsor inaktif, yaitu protrombin. Pada setiap reaksinya, terdapat mekanisme umpan balik yang akan menghasilkan keseimbangan antara aktivasi dan inhibisi.

2. Inaktivasi setiap trombin yang terbentuk oleh zat inhibitor dalam darah.    

Vitamin K ditemukan sebagai hasil penelitian terhadap penyebab gangguan  perdarahan, penyakit perdarahan pada ternak dan ayam yang diberi makan diet bebas-lemak, tiga senyawa yang memiliki aktifitas biologis vitamin K adalah filokuinon yang terdapat normal dalam sumber makanan, sayuran hijau, menakuinon yanng disintesis oleh bakteri usus, dengan panjang rantai samping yang berbeda-beda. Menadion dan menadion asetat , senyawa yang dibuat dan dimetabolisme menjadi filokuinon.

Vitamin K dalam perannya pada tubuh manusia secara umum merupakan kofaktor untuk karboksilasi residu glutamat pasca modifikasi protein untuk pembentukan asam amino tak lazim γ-karboksi-glutamat(Gla). Pada awalnya, vitamin K hidrokuinon dioksidasi menjadi epoksida, yang mengaktifkan sebuah residu karbanion, yang akan bereaksi secara nonenzimatis dengan karbon dioksida untuk membentuk γ-karboksiglutamat. Vitamin K epoksida direduksi menjadi kuinon oleh reduktase yang peka-warfarin, dan kuinon direduksi menjadi hidrokuinon aktif oleh reduktase peka-warfarin yang sama atau suatu redutase kuino yang tidak peka warfarin. Dengan adanya warfarin vitamin K epoksida tidak dapat direduksi, tetapi menumpuk dan diekskresikan. Jika vitamin K (kuinon) terdapat dalam diet dengan jumlah yang cukup, vitamin K ini dapat direduksi menjadi hidrokuinon aktif oleh enzim yang insensitif-warfarin, dan karboksilasi dapat berlanjut, dengan pemakaian staikiometrik vitamin K dan ekskresi epoksida.

Protrombin dan beberapa protein lain  pada sistem pembekuan darah masing-masing mengandung 4-6 residu γ-karboksi-glutamat mengikat ion kalsium sehingga protein-protein pembekuan darah dapat berikatan dengan membran. Defisiensi vitamin K dapat menyebabkan sukarnya darah membeku selain itu pada bayi yang baru lahir ini akan mengakibatkan penyakit hemoragik.

Kalsium (Latin calcis, bermaksud "kapur") ditemukan pada tahun 1808 di England, oleh Sir Humphrey Davy melalui pengelektrolisisan campuran kapur dan raksa oksida. Kalsium merupakan mineral yang paling banyak terdapat didalam tubuh manusia. Kira-kira 99% kalsium terdapat di dalam jaringan keras yaitu pada tulang dan gigi. 1% kalsium terdapat pada darah, dan jaringan lunak. Untuk memenuhi 1% kebutuhan ini, tubuh mengambilnya dari makanan yang dimakan atau dari tulang. Apabila makanan yang dimakan tidak dapat memenuhi kebutuhan, maka tubuh akan mengambilnya dari tulang. Sehingga tulang dapat dikatakan sebagai cadangan kalsium tubuh. Jika hal ini terjadi dalam waktu yang lama, maka tulang akan mengalami pengeroposan tulang. Jumlah kalsium diatur oleh hormon paratiroid . Sumber kalsium dapat diperoleh dari jaringan-jaringan hewan dan tumbuhan. Sumber nabati yang banyak mengandung kalsium adalah daun singkong , kacang panjang, dan sayuran lain.

Daftar Pustaka... 

Anonim, Pharmachotherapy, 2008, http://www.medscape.com, diakses 24 November 2009

Murray, Robert, 1995, Biokimia Harper Edisi ke-22, Jakarta : Buku Kedokteran

Murray, Robert, 2006, Biokimia Harper Edisi ke-27, Jakarta : Buku Kedokteran

Nuringtyas, Rini, Vitamin dan Mineral, http://elisa.ugm.ac.id, diakses 24 Nvember 2009

Poedjiadi, Anna, 1994, Dasar-Dasar Biokimia, Jakarta : Universitas Indonesia

Yahya, Harun, 2005, Keajaiban Desain di Alam, http://www.harunyahya.com, diakses 24 November 2009