BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Mucuna bracteata2.1.1 Botani
Mucuna bracteata adalah jenis kacangan penutup tanah yang berasal dari dataran
tinggi Kerala India Selatan, dapat juga dijumpai dibeberapa dataran tinggi Pulau Sumatera, seperti disepanjang Bukit Barisan, di daerah Sipirok dengan nama daerah biobio. Walaupun termasuk kedalam jenis kacangan penutup tanah baru, namun jenis kacangan ini sudah pernah dipelajari dan telah disusun sistem klasifikasinya. Menurut Germplasm Resources Information Network Amerika dalam Harahap, dkk (2011), nama latin dari kacangan inni adalah Mucuna
bracteata dengan klasifikasi sebagai berikut :
Kingdom : Plantae
Divisio : Spermatophyta Sub division : Angiospermae Class : Dicotyledoneae Ordo : Fabales
Famili : Fabaceae Sub family : Fabiodeae Genus : Mucuna
Spesies : Mucuna bracteata
Jenis kacangan ini juga memiliki spesies lain dalam genus yang sama seperti
Mucuna cochinchinensis yang sudah dikenal sebelumnya sebagai kacangan
penutup tanah, Mucuna pruriens, Mucuna macrocapra, Mucuna hubery, Mucuna
kilipiana, Mucuna gigantean, dan lain sebagainya yang sampai saat ini masih
2.1.2 Morfologi a. Daun
Helaian daun tanaman Mucuna bracteata berbentuk oval, satu tangkai daun terdiri dari 3 helai anak daun (trifoliat), berwarna hijau, muncul setiap ruas batang. Ukuran daun dewasa (trifoliate) dapat mencapai 15x10 cm. helai daun akan menutup apabila suhu lingkungan tinggi (termonastik), sehingga sangat efisien dalam mengurangi penguapan di permukaan daun tanaman. (Harahap, dkk. 2011)
Gambar 2.1. Daun tanaman Mucuna bracteata
Sumber : Dokumentasi pribadi
b. Batang
Tumbuhan ini merambat/membelit/memanjat, bewarna hijau muda sampai hijau kecoklatan. Batang atau sulur ini memiliki diameter 0,4-1,5 cm berbentuk bulat berbuku dengan panjang buku 25-34 cm, tidak berbulu, tekstur cukup lunak, lentur, mengandung banyak serat dan berair. Batang yang tua akan mengeluarakn bintil-bintil kecil bewarna putih yang bila bersinggungan dengan tanah akan berdiferensiasi menjadi akar baru. (Harahap, dkk. 2011)
Gambar 2.2. Batang tanaman Mucuna bracteata
c. Akar
Mucuna bracteata memiliki sistem perakaran tunggang sebagaimana kacangan
lain, bewarna putih kecoklatan, tersebar diatas permukaan tanah dan dapat mencapai kedalaman 1 meter dibawah permukaan tanah. Menurut Dutta dalam Harahap, dkk (2011).
Tanaman ini juga memiliki bintil akar yang menandakan adanya simbiosis mutualisme antara tanaman dengan bakteri Rhizobium sehingga dapat memfiksasi nitrogen bebas menjadi nitrogen yang tersedia bagi tanaman. (Harahap, dkk. 2011)
Gambar 2.3. Akar dan binti akar tanaman Mucuna bracteata
Sumber :Dokumentasi pribadi
Bintil akar ini bewarna merah muda segar dan relative sangat banyak, berbentuk bulat dan berukuran diameter sangat bervariatif anatara 0,2-2,0cm. pada bintil akar dewasa terdapat kandungan leghaemoglobin yang mengindikasikan terdapat system fiksasi N2 udara oleh bakteri Rhizobium. Laju pertumbuhan akar cukup tinggi, sehingga pada umur diatas tiga tahun akar utamanya dapat mencapai panjang 3 meter. (Harahap, dkk. 2011)
d. Bunga
Mucuna bracteata berbentuk tandan menyerupai rangkaian bunga anggur dengan
panjang 20-35 cm, terdiri dari tangkai bunga 15-20 tangkai dengan 3 buah bunga dalam tiap tangkainya. Bunga monoceus ini berwarna biru terung, dengan bau
yang sangat menyengat untuk menarik perhatian serangga penyerbuk. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 2.4. (Harahap, dkk. 2011)
Gambar 2.4. Bunga tanaman Mucuna bracteata
Sumber : Dokumentasi pribadi
e. Buah dan Biji
Dalam satu rangkaian bunga terdapat polong sebanyak 4-15 polong, tergantung dari umur tanaman dan lingkungan setempat termasuk perubahan musim. Polong-polong ini diselimuti bulu-bulu halus berwarna merah keemasan yang berubah warna menjadi hitam ketika matang, bulu-bulu ini juga dapat menimbulkan alergi dan iritasi ringan pad kulit. Polong yang berbulu ini memiliki panjang 5-8 cm, dengan lebar 1-2 cm, dan memiliki biji 2-4 biji untuk setiap polongnya buah dapat dilihat pada gambar 2.5. (Harahap, dkk. 2011)
Gambar 2.5. Buah Mucuna bracteata
Biji berwarna coklat tua sampai hitam mengkilap, dari 1 kg polong basah dapat menghasilkan 250 gr biji kering dengan berat biji 580 biji kering/100 gram. Dari mulai munculnya bunga sampai polong siap dipanen dibutuhkan waktu sekitar 50-60 hari. (Harahap, dkk. 2011)
Gambar 2.5. Biji Mucuna bracteata
Sumber : Dokumentasi pribadi
2.2 Syarat Tumbuh 2.2.1 Iklim
Iklim merupakan salah satu factor utama yang mempengaruhi partumbuhan dan produksi kacangan, namun setiap jenis kacangan juga memiliki respon yang berbeda-beda terhadap faktor iklim tersebut termasuk Mucuna bracteata. Berikut merupakan komponen-komponen iklim yang dikehendaki oleh kacangan Mucuna
bracteata:
a. Ketinggian tempat
Untuk dapat memasuki fase generative yang sempurna Mucuna bracteata
membutuhkan daerah dengan ketinggian >1.000 m dpl. Jika ditanam di daerah daratan rendah <1.000 m dpl tanaman akan tumbuh dengan jagur namun tidak dapat menghasilkan bunga.
b. Temperature
Mucuna bracteata menghendaki temparatur harian minimum 120 C dan
maksimum 230 C. Jika temperature minimum harian di atas 180 C maka dapat mencegah atau memperlambat proses pembungaan
c. Curah hujan
Supaya pembentukan polong tidak terganggu sebaiknya Mucuna bracteata
ditanam di lokasi yang cukup air dengan curah hujan 1.000-2.500 mm/tahun, dan 3-10 hari hujan/bulan.
d. Kelembaban
Mucuna bracteata tidak menyukai kelembaban udara yang terlalu tinggi.
kelembaban udara yang terlalu tinggi mengakibatkan bunga yang telah terbentuk akan busuk, layu dan kering. Kelembaban udara yang dikehendaki oleh kacangan ini adalah <80% untuk dapat memasuki fase generatif.
e. Lama penyinaran matahari
Kacanagan penutup tanah ini termasuk kedalam tanaman berhari pendek yang membutuhkan 6-7 jam penyinaran matahari penuh per harinya. Pada daerah yang panas dengan penyinaran panjang maka Mucuna bracteata
akan merundukkan daun dan batangnya untuk mengurangi penguapan yang umumnya terjadi tepat siang hari. pengamatan yang dilakukan di tiga lokasi penelitian PPKS dapat disimpulkan bahwa kacangan Mucuna
bracteata dapat beradaptasi dengan baik untuk daerah tropis seperti
Indonesia (Harahap, dkk. 2011)
2.2.2 Tanah
Pada umumnya Mucuna bracteata dapat tumbuh baik pada tanaman tekstur tanah yaitu tanah liat, liat berpasir, lempung berpasir atau tanah pasir. Tanaman ini juga dapat tumbuh pada kisaran pH yang cukup luas yaitu antara 4,5-6,5. Pertumbuhan
Mucuna bracteata akan lebih baik, jika ditanam di tanah yang kaya bahan
organik, gembur, dapat menyimpan air. Pertumbuhan vegetatif akan terhambat apabila Mucuna bracteata di tanam pada areal yang tergenang air (Harahap, 2007).
Pertumbuhan Mucuna bracteata akan lebih baik ditanam pada tanah yang kaya bahan organik, gembur, dapat menyimpan air, dan tidak tergenang air.
Petumbuhan vegetatif akan sedikit jika Mucuna bracteata ditanam di areal yang tergenang air.
Menurut penelitian dari Pusat Penelitian Kelapa Sawit (PPKS) mengenai LCC yang ditanamn di tanah gambut, Mucuna bracteata dapat tumbuh dengan baik di tanah gambut. Mucuna bracteata mampu menutupi 75% areal yang ditanaminya dibandingkan dengan Calopogonium mucunoides yang hanya 60%. Mucuna
bracteata juga tumbuh dengan stabil dan dapat bersaing dengan gulma endemik
di wilayah gambut. (Harahap dkk, 2007)
2.3 Manfaatan Mucuna bracteata
Pembangunan Legume Cover Crops (LCC) atau kacangan penutup tanah pada pertanaman seperti kalapa sawit,karetdan lainnya dilakukan untuk menanggulangi erosi dan pencucian hara tanah, memperkaya bahan organik dan memperkaya hara nitrogen tanah melalui fiksasi N bebas melalui simbiosis dengan Rhizobium, memperbaiki struktu tanah, dan menekan pertumbuhan gulma.
Golden Hope di Malaysia pada 1991 mengintroduksi jenis kacangan yang lebih tahan terhadap naungan yaitu Mucuna bracteata dari naegar bagian Kerala India bagian selatan. Semula emang banyak digunakan pada perkebunan karet di Kerala kaena memiliki beberapa keunggulan (Mathews,1998) yaitu :
a. Mudah ditanam dengan biaya yang rendah.
b. Pertumbuhan yang cepat dan menghasilkan biomasa yang sangat tinggi.
c. Tidak disukai ternak karena daunnya mengandung kadar fenol yang tinngi.
d. Toleran terhadap serangan hama dan penyakit.
e. Memiliki sifat alelopati sehinng memiliki daya kompetisi yang tinggi terhadap gulma.
f. Memikili prakaran yang dalam, sehingga menambah kesuburan tanah. g. Mengendalikan erosi
2.4 Bakteri Rhizobium sp.
Menurut Yuwono (2006) bakteri Rhizobium diklasifikasikan sebagai berikut: Kingdom : Bakteria
Filum : Protobakteria
Kelas : Alpha Protobakteria Ordo : Rhizobiales
Famili : Rhizobiaceae Genus : Rhizobium Spesies : Rhizobium sp.
Rhizobium merupakan bakteri gram negative, bersifat aerob, tidak membentuk
spora, berbentuk batang denga ukuran 0,5-0,9 μm. Bakteri ini termasuk family Rhizobiaceae. Bakteri ini banyak terdapat di dalam daerah perakaran (rhizosfer) tanaman legume dan membentuk hubungan simbiotik dengan inang khusus. Hubungan antara Rhizobium dengan tanaman inangnya dapat dibedakan menjadi beberapa kelompok inokulasi. Dalam hubungan simbiotik tersebut Rhizobium
terbentuk struktur khusus pada tanaman yang disebut bintil akar (Yuwono, 2006).
2.4.1. Spesifitas Nodulasi
Spesiasi Rhizobium berdasarkan konsep Linnaeus terbukti sulit sekali dan karenanya, pengelompokan inokulasi-silang berdasarkan studi klasik oleh Fred, Baldwin dan McCoy-lah yang umumunya diikuti. Prinsip pengelompokan inokulasi-silang didasarkan pada kemampuan suatu isolat Rhizobium untuk membentuk bintil pada genus-genus yang terbatas dari spesies legume yang satu sama lain berkerabat. Semua Rhizobium yang dapat membentuk bintil dalam perakaran tipe legume tertentu secara kolektif dimasukkan dalam satu spesies (Pratama, 2011).
Dalam banyak kasus pemberian inokulan Rhizobium indigenous terkadang tidak efektif pada tanaman yang diperkenalkan. Prinsip pengelompokan inokulasi silang didasarkan pada kemampuan isolat Rhizobium untuk membentuk bintil akar pada genus terbatas dari spesies legum yang satu sama lain berkerabat dekat. Semua
secara kolektif dimasukkan dalam satu spesies (Rao, 2010). Berdasarkan pola ini, umumnya dikenal tujuh spesies yang dapat dilihat pada Tabel 2.3.`
Tabel 2.1. Kelopok inokulasi silang Rhizobium
Rhizobium sp. Kelompok Inokulasi Silang
Tipe Legum
R. leguminosarum Kelompok ercis Pisum, Vicia, Lens
R. phaseoli Kelompok kacang Phaseolus
R. trifolii Kelompok semanggi Trifolium
R. meliloti Kelompok alfalfa Melilotus, Medicago,
Trigonella
R. lupine Kelompok lupine Lupinus, Orinthopus
R. japonicum Kelompok kedelai Glycine
R. sp. Kelompok cowpea Vigna, Arachis
2.4.2. Mekanisme pembentukan bintil akar
Dalam melakukan simbiosis dengan tanaman leguminose bakteri Rhizobium
masuk melalui bulu-bulu akar membentuk benang-benag infeksi kemudian masuk menginfeksi sel-sel korteks dan kadang-kadag masuk ke sel-sel pericycle. Bakteri ini berada dalam sitoplasma, menghasilkan stimulan yang menyebabkan membelahnya sel-sel korteks atau pericycle tersebut, sehingga jaringan membengkak dan membentuk bintil-bintil akar berisi bakteri (Hanafiah, 2010).
Besarnya bintil akar dan jumlah bintil akar akan mempengaruhi proses penambatan nitrogen. Semakin besar bintil akar atau semakin banyak bintil akar yang terbentuk, semakin besar nitrogen yang ditambat. Semakin aktif nitrogenase semakin banyak pasokan nitrogen bagi tanaman, sehingga dapat memperbaiki pertumbuhan tanaman (Martani dan Margino, 2005).
Bakteri Rhizobium aktif dapat dikenali secara visual dari bintil-bintil bundar diakar tanaman. Bila dibelah, di dalamnya akan tampak warna kemerahan. Bila bagian ini dipijat, akan keluar cairan kemerahan (wahyuni dan sembiring, 2007)
2.5 Pupuk Cu (Tembaga)
Tembaga (Cu) merupakan unsur mikro yang esensial dan diperlukan dalam jumlah sedikit dan dapat merusak bila dalam jumlah banyak. Tembaga merupakan penyusun berbagai enzim, meliputi asam askorik, oksidase, fenolase, lakase dan lain-lain (Rokhmah,2008)
.
Tembaga (Cu) diserap dalam bentuk ion Cu++ dan mungkin diserap dalam bentuk senyawa kompleks organic, misalnya Cu-EDTA (Cu-ethilen diamine tetra acetate acid) dan Cu-DTPA (Cu-diethilen triamine penta acetate acid). Dalam getah tanaman, baik dalam xylem maupun floem, hampir semua Cu memmbentuk kompleks senyawa dengan asam amino. Cu dalam akar tanaman dan dalam xylem > 99% dalam bentuk kompleks tanaman yang terkenal respon terhadap Cu adalah kentang dan jagung
Dalam tanah, Cu berbentuk senyawa dengan S, O, CO3 dan SiO4 misalnya kalkosit (Cu2S), kovelite (CuS), kalkopirit (CuFeS2), borinit ( CuFeS4), luvigit (CuAsS4), tetrahidrit [(Cu,Fe)12SO4Sl3)], kufirit (Cu2O), sinorit CuO), malasit [Cu2(OH)2CO3)], brosanit [Cu4(OH)6SO4] ( Krauskopf, 1972)
Ketersedian Cu paling optimal adalah pada pH 5,5 sehingga pada tanah asam, sulfat asam, serta tanah yang memiliki pH tinggi misalnya grumusol dan tanah garaman ketersedian Cu rendah. Demikian juga, proses pengapuran yang berlebihan (over liming) menyebabkan turunnya ketersedian Cu dalam tanah. Ketersedian dan perubahan valensi Cu dipengaruhi juga oleh cara pengolahan tanah. Pada tanah yang disawahkan, hara Cu direduksi menjadi bervalensi rendah, misalnya Cu2O, CuS, dan Cu2S ( Krauskopf, 1972)
Kelebihan Cu di dalam tanah juga akan menginduksi penurunan fotosintesis dan fungsi rambut akar, sehingga menghasilkan pengurangan biomassa (Combroll et
Funsi hara tembaga (Cu) pada tanaman:
1. Sebagai katalis dalam fotosintesis dan respirasi
2. Bahan pembentuk dari beberapa enzim yang terlibat dalam metabolisme karbohidrat dan protein
3. Penting untuk membentuk tepung sari, kelangsungan hidup dan kesuburan dalam penyerbukan (viabilitas) sehingga mempengaruhi pembentukan buah dan jumlah bulir per malai pada tanaman serealia 4. Tembaga juga terlibat dalam mekanisme detoksifikasi radikal oksigen
yang di hasilkan dalam proses metabolisme yang dapat memprovokasi pemecahan sel tumbuhan
5. Selain itu, tembaga tembaga juga digunakan dalam lignifikasi dinding sel sehingga mempengaruhi kesetabilitas sel da ketahanan terhadap serangan jamur
Gejala kekurangan tembaga (Cu)
Tembaga mempunyai sifat mobilitas yang bururk di dalam tanaman dan menunjukkan gejala kekuranganya di daun baru. Tanaman yang kekurangan tembaga umumnya warna menjadi pucat, dan akan layu meskipun pada kelembaban tanah yang memadai
Gejala lain dari kekurangan tembaga adalah kematian daun muda, dan pembentukan buah. Pada tanaman buah-buahan, pembungaan juga sedikit, mengurangi potensi hasil dan menyebabkan gugur daun serta mati pucuk
2.6 Pupuk RP (Rock phosphate)
Pupuk RP sebagian besar terdiri dari kalsium fospat dimana P berada dalam bentuk sukar larut. P akan lebih cepat tersedia apabila dijumpai banyak bahan organik sehingga pemakaian RP pada tanah masam (pH rendah) akan lebih baik. Kehalusan pupuk juga sangat penting dimana harus 80 mesh. RP adalah bahangalian sehingga keragaman dalam komposisinya sangatlah besar sehingga pengambilan dan pemeriksaan contoh sangat la penting. Rock phosphate yang dipakai sebagai standar adalah yang mengandung 26% P2O5. Pupuk ini berwana
abu-abu, berbentuk tepung (amorf), tidak higrokopis bereaksi netral basa dan tahan lama di simpan
Menurut Mehlic dan Drake (1995) dalam churun (2009), unsure hara P merupakan bahan pembentuk inti sel, selain itu mempunyai peranan penting bagi pembelahan sel serta bagi perkembangan jaringan. Bagi tanaman zat ini berfungsi untuk mempercepat pertumbuhan akar semai,dan memacu pertumbuhan tanaman pada umumnya (Mulyani dan A.G Kartasaputra, 2005). Phosfate adalah salah satu unsur hara makro yang essensial dalam budidaya tanaman.
2.6.1. Manfaat Unsur P Pada Tanaman
Tanaman memperoleh unsur P seluruhnya berasal dari tanah atau pemupukan serta hasil dekomposisi dan mineralisasi bahan organik. Jumlah P total dalam tanah cukup banyak, namun yang tersedia bagi tanaman jumlahnya rendah 0,01 - 0,02 mg/kg tanah (Handayanto,dan Hairiyah, 2007 dalam madjid,2009).
Salah satu sumber fosfor yang digunakan untuk menambah ketersediaan P dalam tanah adalah dengan memberikan pupuk P berupa fosfat alam (P-alam). Fosfat alam bukan hanya merupakan sumber P, tapi juga Ca, disamping itu mengandung sejumlah hara esensial seperti Mg, S, Fe, Cu, dan Zn. Pupuk fosfat alam yang digunakan secara langsung umumnya mempunyai kelarutan yang rendah dibandingkan dengan pupuk kimia, sehingga diperlukan suatu usaha yang dapat meningkatkan kelarutannya seperti penggunaan mikroorganisme dan bahan organik (Noor, 2003).
Peranan P pada tanaman penting untuk pertumbuhan sel, pembentukan akar halus dan rambut akar, memperkuat tegakan batang agar tanaman tidak mudah rebah, pembentukan bunga, buah dan biji serta memperkuat daya tahan terhadap penyakit(Premono, 2002 dalam madjid, 2009).
Hanafiah (2005) menjelaskan unsur P rerata menyusun 0.2% bagian tanaman. Yang antara lain berfungsi :
1. Sebagai komponen beberapa enzim dan protein ATP, DNA, RNA dan fitin.
2. Sebagai aktifator enzim, unsur P berperan dalam mengatur reaksi-reaksi enzimatik.
3. Menentukan awal fase pematangan terutama untuk serealia, sehingga jika suplai P terbatas, tidak saja akan menyebabkan pertumbuhan terhambat tetapi kualitas dan kuantitas hasil panen.
4. Berperan vital dalam pembentukan biji dan buah.
Rosmarkam (2002) menambahkan fungsi P yang lain adalah mendorong pertumbuhan akar tanaman.
Kekurangan P pada tanaman akan mengakibatkan berbagai hambatan metabolisme, diantaranya dalam proses sintesis protein, yang menyebabkan terjadinya akumulasi karbohidrat dan ikatan-ikatan nitrogen. Kekurangan P dalam tanaman dapat diamati secara visual, yaitu daun-daun yang lebih tua akan berwarna kekuningan atau kemerehan. Gejala lainnya adalah nekrotis atau kematian jaringan pada pinggir atau helai daun diikuti melemahnya batang dan akar terhambat pertumbuhannya.
2.6.2. Keberadaan Unsur P pada Tanah
Posfor tanah berasal dari sisa-sisa mikroba, tanaman, hewan, dan ekskresi hewan. Unsur ini penting bagi tanaman karena bagi tanaman zat ini berfungsi untuk mempercepat pertumbuhan akar semai dan memacu pertumbuhan tanaman pada umumnya(Mulyani dan A.G kartasaputra, 2005). Peranannya yang utama adalah dalam proses pelepasan dan penyimpanan energi dalam metabolism seluler. Dalam bahan organik tanah, hanya sedikit P dijumpai namun memegang peranan penting.
