4
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Mucuna bracteata 2.1.1. Botani
Mucuna bracteata adalah jenis kacangan penutup tanah yang berasal dari dataran
tinggi Kerala India Selatan, dapat juga dijumpai di beberapa dataran tinggi Pulau Sumatera, seperti di sepanjang 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 Indormation Network Amerika (Harahap, dkk, 2011).
Nama latin dari kacangan ini adalah Mucuna bracteata dengan klasifikasi sebagai berikut :
Kingdom : Plantae
Division : Spermatophyta Sub Division : Angiospermae Class : Dicotyledoneae Ordo : Fabales
Famili : Fabaceae Sub Famili : Faboideae
Genus : Mucuna
Species : Mucuna bracteata
Selain Mucuna bracteata, jenis kacangan ini juga memiliki spesies lain dalam genus yang sama seperti Mucuna cochinchinensis yang sudah di kenal sebelumnya sebagai kacangan penutup tanah, Mucuna pruriens, Mucuna
macrocarpa, Mucuna hubery, Mucuna killipian, Mucuna gigantean, dan lain
5
2.1.2. Morfologi a. Daun
Helaian daun tanaman Mucuna bracteata berbentuk oval, satu tangkai daun terdiri dari 3 helain anak daun (trifoliat), berwarna hijau, muncul disetiap ruas batang. Ukuran daun dewasa dapat mencapai 15x10 cm. Helai daun akan menutup apabila suhu lingkungan tinggi (termonasti), sehingga sangat efisien dalam mengurangi penguapan di permukaan daun tanaman (Harahap, 2011).
Gambar 2.1.Tipe daun majemuk trifoliate Sumber: Muthmainnah,2018
b. Batang
Tumbuhan menjalar, merambat/membelit/memanjat, berwarna hijau muda sampai hijau kecoklatan. Batang ini memiliki diameter 0,4-1,5 cm berbentuk bulat berbuku dengan panjang buku 25-34 cm, tidak berbulu, teksturnya cukup lunak, lentur, mengandung banyak serat dan berair. Batang yang telah tua akan mengeluarkan bintil-bintil kecil berwarna putih yang bila bersinggungan dengan tanah akan berdiferensiasi menjadi akar baru (Simangungsong,2008).
Gambar 2.2.Batang Mucuna bracteata Sumber: Muthmainnah,2018
6
c. Akar
Mucuna bracteata memiliki sistem perakaran tunggang sebagai mana kacangan
lain, berwarna putih kecokelatan, tersebar di atas permukaan tanah dan dapat mencapai kedalaman 1 meter di bawah permukaan tanah. Tanaman ini juga memiliki bintil akar. Bintil akar ini berwarna merah muda segar dan relatif sangat banyak, berbentuk bulat dan berukuran diameter sangat 6 bervariasi antara 0,2-2.0 cm (Simangungsong, 2008).
Gambar 2.3. Akar Mucuna bracteata Sumber: Muthmainnah,2018
d. Bunga
Bunga berbentuk tandan menyerupai rangkaian bunga anggur dengan panjang 20-35 cm, terdiri dari tangkai bunga 15-20 tangkai dengan 3 buah bunga setiap tangkainya. Bunga Monoceus ini berwarna biru terong, dengan bau yang sangat menyengat untuk menarik perhatian kumbang penyerbuk (Harahap, 2011).
Gambar 2.4. Bunga Mucuna bracteata Sumber: Muthmainnah,2018
7
e. Buah dan biji
Dalam satu rangkaian bunga yang berhasil menjadi polong sebanyak 4- 15 polong, tergantung dari umur tanaman dan lingkungan setempat termasuk perubahan musim. Polong yang berbulu ini memiliki 2-4 biji untuk setiap polongnya. Biji berwarna coklat tua sampai hitam mengkilap, dari 1 kg polong basah dapat menghasilkan 250 g biji kering dengan berat 45 biji kering/100 gram. Dari mulai munculnya bunga sampai polong siap dipanen dibutuhkan waktu sekitar 50-60 hari (Harahap, 2011).
Gambar 2.5. Biji Mucuna bracteata Sumber: Muthmainnah,2018
2.2. Syarat tumbuh
Mucuna bracteata merupakan kacangan yang cukup toleran terhadap semua
lokasi tumbuh, namun untuk tumbuh secara optimal kacangan ini juga memerlukan syarat tumbuh tertentu yang berkaitan dengan faktor iklim dan tanah (Hidayat, 2011).
2.2.1. Iklim
Dalam salah satu faktor utama yang mempengarui pertumbuhan dan produksi kacangan, namun setiap jenis kacangan juga memiliki respon yang berbeda-beda terhadap faktor iklim tersebut termasuk Mucuna bracteata. Oleh sebab itu pemilihan lokasi untuk penanaman kacangan ini terutama dengan tujuan untuk memproduksi biji harus sesuai dengan kondisi lingkungan yang dikehendaki oleh
8
kacangan itu sendiri. Berikut merupakan komponen-komponen iklim yang dikehendaki oleh kacangan Mucuna bracteata.
a. Ketinggian Tempat
Mucuna bracteata jika di tanam di dataran rendah <1.000 mdpl tanaman akan
tumbuh jagur namun tidak dapat menghasilkan bunga. Jika ditanam di dataran tinggi >1.000 mdpldapat menghasilkan bunga dan biji. Ketinggian tempat juga mempengaruhi unsur-unsur iklim lain seperti temperatur, curah hujan, dan kelembaban (Hidayat, 2011).
b. Temperatur
Mucuna bracteata merupakan salah satu jenis tanaman yang dapat tumbuh di
daerah temperatur tinggi maupun rendah, namun untuk berbunga Mucuna
bracteata menghendaki temperatur harian minimum 12°C dan maksimum 23°C.
Jika suhu minimum di atas 18°C maka dapat mencegah atau memperlambat proses pembungaan, hal inilah yang menyebabkan kacangan Mucuna bracteata yang di tanaman di dataran rendah tidak pernah menghasilkan bunga (Pangaribuan, 2008).
c. Curah Hujan
Air merupakan suatu unsur yang menentukan pertumbuhan dan perkembangan tanaman mulai dari perkecambahan sampai tanaman berproduksi. Namun agar proses pembentukan polong tidak terganggu sebaiknya Mucuna bracteata ditanam di lokasi yang cukup hujan 1000- 2500 m/m/tahun, dan 3-10 hari hujan/bulan (Pangaribuan, 2008).
d. Kelembaban
Mucuna bracteata tidak menyukai kelembaban udara yang terlalu tinggi. Jika
kelembaban udara terlalu tinggi, maka bunga-bunga yang telah terbentuk akan busuk, layu dan kering. Kelembaban udara yang dikehendaki oleh kacangan ini ialah <80% (Pangaribuan, 2008).
9
e. Lama Penyinaran Matahari
Kacangan penutup tanah ini termasuk ke dalam tanaman berhari pendek dan hanya membutuhkan 6-7 jam penyinaran matahari penuh untuk setiap harinya. Jika ditanam di daerah panas dengan penyinaran matahari panjang Mucuna
bracteata dapat beradaptasi dengan baik untuk daerah tropis seperti Indonesia
(Rahutomo,2008).
2.2.2. Tanah
Pada umumnya Mucuna bracteata dapat tumbuh baik pada semua 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, dan tidak tergenang air (Rahutomo,2008).
2.3. Mucuna bracteata Sebagai Penutup Tanah
Pembangunan LCC (Legume Cover Crops) atau kacangan penutup tanah pada pertanaman kelapa sawit muda dilakukan untuk menanggulangi erosi permukaan tanah dan pencucian hara tanah, memperkaya bahan organik fiksasi nitrogen untuk memperkaya hara N tanah, memperbaiki struktur tanah dan menekan pertumbuhan gulma (Subronto dan Harahap ,2002).
Golden hope di Malaysia pada 1991 mengintroduksi jenis kacangan yang lebih tahan terhadap naungan yaitu, Mucuna bracteata dari negeri Bagian Kerala India bagian Selatan. Semula memang banyak yang digunakan pada perkebunan karet di Kerala karena memiliki beberapa keunggulan (Mathew, 1998) yaitu:
Mudah ditanam dengan input yang rendah.
Pertumbuhannya yang cepat dan menghasilkan biomassa yang sangat tinggi.
Tidak disukai ternak karena daunnya mengandung kadar fenol yang tinggi. Toleran terhadap serangan hama dan penyakit.
10
Memiliki sifat alelopati sehingga memiliki daya kompetisi yang tinggi terhadap gulma.
Memiliki perakaran yang dalam, sehingga menambah kesuburan tanah. Mengendalikan erosi.
Sebagai leguminosa dapat mengikat N bebas dari udara.
2.3.1. Penambah Bahan Organik
Kandungan bahan organik Mucuna bracteata lebih tinggi dibandingkan kacangan penutup tanah lainnya, seperti hasil penelitian yang dilaporkan oleh Mattew (1998), dimana penanaman Mucuna bracteata mampu menyumbang serasah basah hingga 5.238,71 ton/ha, jauh lebih tinggi dibanding sumbangan serasah oleh LCC konvensional yang hanya mencapai 4,41 ton/ha.
Tabel 2.1. Produksi humus Mucuna bracteata dibandingkan dengan LCC konvensional
Perlakuan Berat Basah
(gram) Berat Kering (gram) Berat Basah (ton/ha)
M. bracteata lahan datar 1380,69 130,87 5,23
M. bracteata lahan teras 1173,66 217,81 8,71
LCC konvensional lahan datar 738,56 110,26 4,41
Sumber:Mathew,1998
Serasah ini bila melapuk akan memberikan manfaat yang positif tehadap tanah yang akhirnya berpengaruh pada pertumbuhan kelapa sawit. Hasil penelitian Subronto dan Harahap (2002) menunjukkan terjadinya penambahan unsur hara dalam tanah seperti kandungan karbon, total P, K tertukar dan KTK dalam tanah yang ditumbuhi Mucuna bracteata meningkat sangat tajam dibandingkan dengan lahan yang ditumbuhi gulma maupun kacangan konvensional.
11
Tabel 2.2. Kandungan Hara Yang Dihasilkan Oleh Mucuna bracteata Dibandingkan Dengan LCC Konvensional.
Kandungan Hara LCC (Kg/ha/thn) M. bracteata (Kg/ha/thn) Persentase MB Vs LCC (%) N 163 522 320 P 8 23 287 K 93 193 207 Mg 13 28 215 Ca 45 85 189
Total N% dalam hijauan 1,85 2,08 12,43
C/N dalam hijauan 18,74 16,5 -11,95
Total N% dalam serasah 1,93 2,36 22,28
C/N dalam serasah 17,88 13,78 -22,93
Total N% dalam tanah 0-30 cm 0,19 0,23 21
C/N dalam tanah 0-30 cm 9,11 5,17 -43,3
Sumber: Subronto dan Harahap (2002).
2.3.2. Penambat N
Mucuna bracteata juga memiliki bintil akar yang dapat memfiksasi N bebas di
udara menjadi N dalam bentuk ion yang tersedia bagi tanaman.
N2 + 16 ATP + 8e- + 8H+ -> 2NH3 + 16 ADP + 16 Pi + H2
Dengan demikian jumlah ion N yang di kandung tanah juga meningkat sehingga dapat diserap oleh tanaman. Secara umum jumlah unsur hara yang dikandung oleh tanah akibat penanaman Mucuna bracteata di perkebunan kelapa sawit dan karet akan bertambah baik dari sumbangan biomassa dalam bentuk serasah maupun fiksasi N bebas menjadi N tersedia bagi tanaman.
2.3.3. Pengendalian Gulma
Hampir seluruh gulma utama yang tumbuh di lingkungan pertanaman perkebunan dapat dikendalikan oleh kacangan Mucuna bracteata. Pengendalian gulma di atas akan lebih efektif jika kacangan Mucuna bracteata ditanam pada musim hujan untuk mengurangi tingkat cekaman air yang dapat menimbulkan kematian (Harahap, dkk 2011).
12
Adapun populasi efektif untuk perkebunan kelapa sawit adalah 300 - 400 bibit/ha. Semakin tinggi populasi Mucuna bracteata maka semakin cepat ia menutupi semua areal yang terbuka dan semakin efektif juga pengendalian semua gulma yang disebutkan di atas (Harahap, dkk 2011).
2.3.4. Pengendalian Hama (Oryctes rhinoceros)
Kacangan ini juga mampu mengurangi serangan Oryctes rhinoceros, dimana dengan daya tumbuhnya yang cepat, dapat menutupi rumpukan batang sawit dengan cepat setelah pembukaan lahan, sisa-sisa batang tersebut merupakan tempat bersarangnya kumbang tersebut, karena sisa-sisa batang tersebut merupakan tempat yang paling baik untuk berkembang biak kumbang tersebut (Rahutomo,2008).
Penggunaan Mucuna bracteata di perkebunan kelapa sawit dapat mengurangi pergerakan hama Oryctes rhinoceros, dimana dengan penutupan lahan yang tebal dapat menghalangi terbangnya kumbang untuk mencari makanan dan tempat berkembang biak. Maka itu sangat disarankan untuk menanam Mucuna bracteata lebih awal setelah penebangan (Rahutomo,2008).
2.4. Bakteri Rhizobium sp
2.4.1. Penambatan N oleh Rhizobium sp
Empat besar unsur-unsur penyusun tubuh tanaman adalah karbon, hidrogen, oksigen dan nitrogen. Tiga besar pertama tersedia dalam bentuk karbon dioksida (CO2 ), air (H2O), dan oksigen (O2 ). Sebaliknya nitrogen, unsur pembentuk
senyawa protein, relatif tidak dapat dimanfaatkan secara langsung oleh tanaman meskipun sekitar 80 % udara tersusun oleh senyawa ini. Rincian gas-gas penyusun atmosfer bumi berturutturut adalah nitrogen (N2) 78 %, oksigen (O2 ) 21
%, sisanya karbon dioksida (CO2 ), uap air (H2O)dan gas lainnya sekitar 1 %
13
Mikroba penambat N ada yang bersimbiosis dengan tanaman dan ada pula yang hidup bebas di sekitar perakaran tanaman. Salah satu mikroba penambat N simbiotik yakni Rhizobium sp. Bakteri ini hidup di dalam bintil akar tanaman kacang-kacangan (Leguminosae). Mikroba penambat N non-simbiotik misalnya:
Azospirillum sp. dan Azotobacter sp. Mikroba penambat N simbiotik hanya bisa
digunakan untuk tanaman Leguminosae saja, sedangkan mikroba penambat N non simbiotik dapat digunakan untuk semua jenis tanaman (Nurhayati, 2009).
Beberapa jenis mikroba dapat bersimbiosis dengan akar tanaman inangnya membentuk nodul akar. Jenis bakteri yang dapat bersimbiosis dengan tanaman Leguminosae yakni Rhizobium sp. dan Bradyrhizobium sp. Bakteri Rhizobium ini memperoleh karbohidrat dari tanaman inang dan memasok tanaman inang dengan senyawa nitrogen yang diperolehnya dari nitrogen di atmosfer (Dewi, 2007).
Surtiningsih, et al. (2009) menjelaskan karakteristik bakteri Rhizobium secara makroskopis adalah warna koloni putih susu, tidak transparan, bentuk koloni sirkuler, konveks, semitranslusen, diameter 2 - 4 mm dalam waktu 3 - 5 hari pada agar khamir-manitol-garam mineral. Secara mikroskopis sel bakteri Rhizobium berbentuk batang, aerobik, Gram negatif dengan ukuran 0,5 - 0,9 x 1,2 - 3 µm, bersifat motil pada media cair, umumnya memiliki satu flagella polar atau subpolar. Untuk pertumbuhan optimum dibutuhkan temperatur 25 - 30°C, pH 6 - 7 (kecuali galur-galur dari tanah masam).
Lebih lanjut Soepardi (1989) dalam Nasikah (2007) menjelaskan bahwa suhu optimal untuk Rhizobium berkisar 18°C - 26°C, minimal 3°C dan maksimal 45°C. Sedangkan kisaran pH optimal untuk Rhizobium adalah sedikit di bawah netral hingga agak alkali, kendati demikian pada pH 5,0 beberapa strain Rhizobium masih dapat bertahan hidup. Bakteri Rhizobium bersifat kemoorganotropik, yaitu dapat menggunakan berbagai karbohidrat dan garam-garam asam organik sebagai sumber karbonnya.
14
Organisme ini memiliki ciri khas yaitu dapat menyerang rambut akar tanaman kacang-kacangan di daerah beriklim sedang atau beberapa daerah tropis dan mendorong memproduksi bintil-bintil akar yang menjadikan bakteri sebagai simbiosis intraseluler. Kehadiran bakteri pada bintil-bintil akar sebagai bentuk pleomorfik di mana secara normal termasuk dalam fiksasi nitrogen atmosfer ke dalam suatu bentuk penggabungan yang dapat dimanfaatkan oleh tanaman inang. Semua galur bakteri bintil akar menunjukkan afinitas terhadap inang.
Suatu pigmen merah yang disebut leghemoglobin dijumpai dalam bintil akar antara bakteroid dan selubung membran yang mengelilinginya. Jumlah leghemeglobin di dalam bintil akar memiliki hubungan langsung dengan jumlah nitrogen yang difiksasi (Rao, 1994 dalam Rahmawati, 2005).
2.4.2 Spesifisitas Nodulasi
Bagaimana mekanisme bakteri Rhizobium menginfeksi tanaman jenis legume sampai dengan tahun 2000-an belum diketahui dengan pasti. Diinformasikan bahwa di daerah rizosfer, merupakan tempat ideal bagi tempat berkumpulnya mikroba karena di daerah ini terdapat banyak jenis substrat organik yang dikeluarkan tanaman seperti hormon, lektin dan enzim-enzim perombak senyawa organik (Battisti et al., 1992; Singh et al., 2008).
Semakin tinggi jumlah bahan organik, populasi mikroorganisme juga semakin tinggi. Dugaan bahwa sebelum sel bakteri menginfeksi tanaman inang didahului oleh adanya senyawa protein spesifik yang disebut inducer yang dikeluarkan tanaman sebagai signal yang dikenal bakteri (Battisti et al., 1992; Long, 1995; Singh et al., 2008).
Selanjutnya, bakteri mengeluarkan senyawa lipo-oligosakarida atau selanjutnya disebut nod factor untuk perintah pembelahan sel inang. Oleh karena itu, diduga simbiosis dapat terjadi ditentukan oleh kecocokan masing-masing substrat yang dihasilkan (Long, 1995; Foyer dan Noctor, 2004; Werner dan Newton, 2005).
15
Diinformasikan bahwa apabila terjadi kecocokan, maka selanjutnya bakteri memperbanyak diri, membentuk hypa-hypa untuk melakukan penetrasi ke dalam akar. Selanjutnya, bakteri memperbanyak diri di dalam sel akar yang disebut bakteroid. Sel akar yang terinfeksi kemudian membengkak, membentuk bintil-bintil, dimana struktur dalamnya, antara sel inang dan bakteroid dilapisi oleh leghemoglobin dengan penampakan warna ungu kemerahan.
Spesies Rhizobium sp tertentu umumnya efektif dengan hanya satu spesies tanaman legum ataupun dalam setiap kultivar kacang-kacangan. Rhizobium sp untuk kacang tanah berbeda dengan Rhizobium sp untuk kedelai. Suryantini (1994) dalam Nasikah (2007) menjelaskan bahwa spesies Rhizobium japonicum dan Bradyrhizobium japonicum bersimbiosis dengan kedelai, Bradyrhizobium
spp. bersimbiosis dengan kacang tanah, kacang tunggak, dan kacang gude,
sedangkan Rhizobium phaseoli bersimbiosis dengan kacang hijau.
Tabel 2.3. Simbiosis antara spesies bakteri Rhizobium dengan Legum sebagai tanaman inang yang bersifat spesifik (Lawn, 1975; Adnyana, 2012).
NO Kelompok Tanaman
Spesies
Rhizobium Spesies Tanaman Inang
1 Alfalfa R. melioti Alfalfa (Medicago) Sweet clover (Melilotus)
2 Semanggi R. trifolli Semanggi (Trifolium sp.) 3
Polong-polongan
R.
leguminosarum
Kacang kapri (Pisum), Lathyrus, kacang babi (Vicia), kacang merah (Lens)
4 Lupin R. lupine Lupin (Lupinus)
5 Kedelai R. japonicum Kedelai (Glycine) 6 Kacang R. phaseoli Kacang koro (Phaseolus)
7 Kacang
tunggak
Rhizobium sp. Kacang tunggak, kacang panjang, Johar (Cassia), kacang tanah (Arachis), akasia (Acasia), Desmodium, koro pedang (Canavalia), kacang bali (Cajanus), Cyamopsis.
16
2.4.3. Mekanisme Pembentukan Bintil Akar
Bintil akar merupakan bengkakan jaringan akar tumbuhan yang berisi bakteri. Bakteri ini mendapatkan karbohidrat dalam jaringan akar, sedangkan tumbuhan memanfaatkan sebagian bahan bernitrogen yang dibuat oleh bakteri dari nitrogen dalam udara yang ada di atas partikel tanah. Simbion menjadikan tumbuhan pasangan simbiosisnya sebagai sumber nitrogen yang berharga untuk tanah. Waktu mulai terbentuknya nodul/bintil akar berbeda - beda untuk tiap jenis tumbuhan inang.
Menurut Adisarwanto (2005) nodul atau bintil akar tanaman kedelai terbentuk pada umur 4 - 5 hst yaitu sejak terbentuknya akar tanaman, dan dapat mengikat nitrogen dari udara pada umur 10 - 12 hst, tergantung kondisi lingkungan tanah dan suhu. Suhu lingkungan seperti kelembaban yang cukup dan suhu tanah sekitar 25°C sangat mendukung dalam pertumbuhan bintil akar. Perbedaan warna hijau daun pada awal pertumbuhan (10-15 HST) merupakan indikasi efektivitas
Rhizobium sp.
Fiksasi (penambatan) nitrogen merupakan proses biokimiawi di dalam tanah yang memainkan salah satu peranan paling penting, yaitu mengubah nitrogen atmosfer (N2, atau nitrogen bebas) menjadi nitrogen dalam persenyawaan/nitrogen
tertambat. Adapun genusgenus bakteri yang dapat mengikat N2 di udara yaitu
Azotobacter, Clostridium, dan Rhodospirilum. Selain itu, dikenal pula genus
bakteri yang mampu mengikat N2 bebas, tetapi hanya dapat hidup jika
bersimbiosis dengan tanaman dari suku Leguminoceae, yaitu genus Rhizobium (Nasikah, 2007).
Rhizobium masuk ke dalam akar legum melalui rambut akar atau secara langsung
ke titik munculnya akar lateral. Rambut akar merupakan bagian tanaman yang pertama kali dapat memberikan respon karena terinfeksi Rhizobium. Di dalam bintil akar tidak hanya terdapat satu strain Rhizobium saja, mungkin dua atau lebih strain hidup bersama-sama di dalam satu bintil akar. Meskipun demikian, beberapa genus hanya ditemukan pada tanaman inang tertentu (spesifik) saja.
17
Strain Rhizobium mampu menginfeksi legum dengan melepaskan polisakarida spesifik yang menyebabkan lebih banyak aktivitas pektolitik oleh akar (Dewi, 2007).
Menurut Dewi (2007) terbentuknya nodula akar dimulai dengan masuknya infeksi benang dan berpenetrasi ke dalam akar dari sel ke sel. Sel ini terbagi membentuk jaringan nodula di mana bakteri ini membelah dan menggandakan diri. Batas pemisah pun berkembang, lokasi pusat di mana bakteri berada dinamakan zona bakteri yang ditandai dengan adanya nodula dari bakteri yang menyerangnya, sedangkan jaringan bebas dinamakan korteks nodula. Jaringan nodula tumbuh dalam berbagai ukuran, mendorong dirinya melalui akar dan kemudian muncul sebagai tambahan dalam sistem perakaran.
2.5. Pupuk FeSO4
Untuk meningkatkan kadar unsur hara makro dalam tanah sudah biasa dilakukan yaitu dengan pemberian pupuk buatan. Tetapi untuk unsur hara mikro karena dibutuhkan dalam jumlah sedikit dan harus ada untuk pertumbuhan tanaman, maka penambahannya harus hati-hati karena jika kelebihan dapat bersifat racun bagi tanaman (Anonim, 1989). Secara umum fungsi unsur hara mikro adalah :
1. Sebagai penyusun jaringan tanaman. 2. Sebagai katalisator (stimulant).
3. Mempengaruhi proses oksidasi dan reduksi tanaman. 4. Membantu mengatur kadar asam.
5. Mempengaruhi nilai osmotic tanaman/ Mempengaruhi pemasukan unsur hara.
6. Membantu pertumbuhan tanaman.
Perhatian terhadap unsur mikro dewasa ini meningkat pesat, hal ini karena : a. Terangkatnya unsur mikro dalam tanaman menyebabkan persediaan dalam
18
b. Penggunaan pupuk makro yang meningkat dosisnya mempertajam menurunnya unsur mikro tanah.
c. Penggunaan pupuk berkadar unsur tinggi, meniadakan peluang digunakannya bahan-bahan kurang murni, sehingga kontaminasi unsur mikro dalam pupuk berkurang.
d. Kemampuan kita mengenal gejala kekurangan unsur mikro masih relatif kurang.
Salah satu sifat dari unsur mikro adalah bahwa unsur mikro diperlukan dalam jumlah sedikit dan dapat merusak bila dijumpai dalam jumlah banyak. Molibdenium misalnya bila diberikan sebanyak 15-30 gram tiap hektar akan menguntungkan, tetapi pemberian 3-4 kg tiap hektar dapat merusak/racun bagi tanaman (Wiliams , and Joseph, KT, 1979).
Beberapa fungsi Besi (Fe) pada Tanaman adalah: Untuk sintetis klorofil
Penyusun penting dari enzim
Sebagai akseptar oksigen dalam perubahan Fe2+ menjadi F3+
Berperanan dalam sistem redox metabolisme N dan S Kekurangan unsur besi (Fe) bagi tanaman menyebabkan :
Timbulnya warna bintik-bintik kuning pada daun muda (chlorosis)
Pertumbuhan tanaman terhenti dan daun berguguran dan dapat mengakibatkan kematian.
2.5.1. Peran Unsur Fe
Unsur mikro besi (Fe) merupakan salah satu hara yang sangat penting bagi tanaman karena Fe diperlukan dalam sintesis klorofil, memegang peranan penting dalam transfer energi, merupakan bagian dari beberapa enzim dan protein serta berfungsi dalam respirasi dan metabolisme tanaman juga terlibat dalam fiksasi nitrogen (Marschner, 1995; Anonim, 2010).
19
Walaupun besi hanya diperlukan tanaman untuk pertumbuhan dalam jumlah yang sedikit tetapi kalau unsur besi tidak tercukupi bagi tanaman maka tanaman akan menunjukkan gejala abnormalitas yang diawali dengan menguningnya daun-daun muda yang kemudian diikuti dengan kematian jaringan (khlorosis) (Bennett, 1993).
2.5.2. Hubungan dengan Pembentukan Bintil Akar
Adanya bakteri menyebabkan rambut akar menggulung. Sejalan dengan masuknya bakteri akar membentuk benang infeksi yang di dalamnya ada bakteri bintil. Benang infeksi terus berkembang sampai di korteks dan mengadakan percabangan. Percabangan ini menyebabkan jaringan korteks membesar yang dapat dilihat sebagai bintil. Di tempat ini terjadi fiksasi N.
Mekanisme penambatan nitrogen secara biologis dapat digambarkan melalui persamaan berikut ini. Dua molekul amonia dihasilkan dari satu molekul gas nitrogen dengan menggunakan 16 molekul ATP dan pasokan elektron dan proton (ion hidrogen).
N2+8H+8e+16ATP=2NH3+H2+16ADP+16Pi
Reaksi ini hanya dilakukan oleh bakteri prokariot, menggunakan suatu kompleks enzim nitrogenase. Enzim ini mengandung 2 molekul nutrien yaitu molekul protein besi dan 1 molekul protein molibden besi. Reaksi ini berlangsung ketika molekul N2 terikat pada kompleks enzim nitrogenase. Protein Fe mula-mula direduksi oleh elektron yang diberikan oleh ferredoksin. Kemudian Fe reduksi mengikat ATP dan mereduksi protein molibden besi yang memberikan elektron pada N2 sehingga menghasilkan NH=NH. Pada dua daur berikutnya prosesi ini (masing-masing membutuhkan elektron yang disumbangkan oleh ferredoksin) NH=NH direduksi menjadi H2N-NH2 dan selanjutnya direduksi menjadi NH3 tergantung pada jenis mikrobanya, ferredoksin reduksi yang memasok elektron untuk proses ini diperoleh melalui fotosintesis, respirasi atau fermentasi
