Besi (Fe) merupakan unsur mikro yang diserap dalam bentuk ion feri (Fe3+)

ataupun fero (Fe2+). Fe dapat diserap dalam bentuk khelat (ikatan logam dengan

bahan organik). Mineral Fe antara lain olivin (Mg, Fe)2SiO, pirit, siderit (FeCO3),

gutit (FeOOH), magnetit (Fe3O4), hematit (Fe2O3) dan ilmenit (FeTiO3). Besi

dapat juga diserap dalam bentuk khelat, sehingga pupuk Fe dibuat dalam bentuk

khelat. Khelat Fe yang biasa digunakan adalah Fe-EDTA, Fe-DTPA dan khelat

yang lain. Fe dalam tanaman sekitar 80% yang terdapat dalam kloroplas atau

sitoplasma. Penyerapan Fe lewat daun dianggap lebih cepat dibandingkan dengan

penyerapan lewat akar, terutama pada tanaman yang mengalami defisiensi Fe.

Dengan demikian pemupukan lewat daun sering diduga lebih ekonomis dan

efisien. Fungsi Fe antara lain sebagai penyusun klorofil, protein, enzim, dan

berperan dalam perkembangan kloroplas. Sitokrom merupakan enzim yang

mengandung Fe porfirin. Kerja katalase dan peroksidase digambarkan secara

ringkas sebagai berikut:

a. Catalase : H2O + H2O O2 + 2H2O

b. Peroksidase : AH2 + H2O A + H2O

Fungsi lain Fe ialah sebagai pelaksana pemindahan elektron dalam proses

metabolisme. Proses tersebut misalnya reduksi N2, reduktase solfat, reduktase

nitrat. Kekurangan Fe menyebabakan terhambatnya pembentukan klorofil dan

akhirnya juga penyusunan protein menjadi tidak sempurna. Defisiensi Fe

menyebabkan kenaikan kadar asam amino pada daun dan penurunan jumlah

ribosom secara drastis. Penurunan kadar pigmen dan protein dapat disebabkan

oleh kekurangan Fe. Juga akan mengakibatkan pengurangan aktivitas semua

enzim.

Pada lahan atau tanah yang ada di Indonesia sering terjadi defisiensi unsur

Fe. Gejala yang terlihat pada tanaman yang kekurangan Fe, antara lain ditandai

dengan warna kuning pada daun-daun muda, pertumbuhan tanaman terhambat,

daun berguguran dan mati pucuk, tulang daun yang berwarna hijau berubah

kekuningan lalu kemudian memutih, serta pertumbuhan tanaman seolah berhenti.

Selain kekurangan atau defisiensi unsur Fe, di Indonesia juga banyak

lahan yang keracunan Fe, yang umumnya tersebar di daerah pasang surut, gambut,

daerah rendah, cekungan dan bukaan baru dengan luas diperkirakan 1 juta ha.

Lahan keracunan Fe juga terdapat di negara lain seperti Malaysia, Sri Lanka,

India, Columbia, Senegal, dan Siera Leone. Hasil padi menurun hingga 90% pada

lahan sawah berkadar Fe tinggi jenis tanah Podsolik Merah Kuning. Virmani

(1977) melaporkan penurunan hasil padi pada lahan keracunan besi mencapai

70% untuk varietas peka dan 30% untuk varietas toleran. Berbagai teknologi telah

tersedia untuk meningkatkan produksi padi pada lahan keracunan Fe, di antaranya

melalui perbaikan drainase, pemupukan berimbang, penambahan bahan organik

dan pengapuran. Penggunaan varietas toleran adalah cara yang paling efisien

sehingga dapat meningkatkan keuntungan.

Keracunan Fe atau bronzing dapat menyebabkan pertumbuhan padi

terhambat, menurunkan produtivitas tanaman dan kematian tanaman. Penyebab

utama dari keracunan Fe di berbagai daerah dapat beragam, keracunan Fe dapat

terjadi pada keadaan pH rendah, besi terlarut tinggi, kadar kation rendah, KTK

rendah atau kombinasi berbagai faktor tersebut. Defisiensi unsur-unsur makro,

suplai Mn yang rendah, defisiensi K menyebabkan penyerapan Fe berlebihan.

Tanaman yang cukup hara mempunyai kekuatan mengoksidasi ferro (Fe2+) dalam

tanah lebih besar daripada tanaman yang kekurangan hara. Kekurangan kalium

berpengaruh besar terhadap kekuatan oksidasi akar. Hal ini sejalan dengan sering

terjadi respon tanaman terhadap pemupukan K pada lahan berkadar Fe tinggi.

Defisiensi K dan P menurunkan kapasitas oksidasi akar dan mempercepat proses

keracunan Fe, namun defisiensi N tidak meningkatkan penyerapan Fe tetapi

jumlah N yang tinggi memacu penyerapan Fe.

Unsur Fe merupakan hara mikro bagi tanaman yang dibutuhkan dalam

jumlah kecil, berfungsi untuk aktivator sistem enzim, proses sintesis klorofil, dan

oksidasi-reduksi dalam respirasi. Kekurangan Fe mengganggu mekanisme

pembuatan khlorofil dan bahan penyusun enzim-enzim dan protein tertentu. Pada

tanah-tanah masam, unsur mikro seperti Fe dapat terlarut dan tersedia bagi

tanaman dalam jumlah berlimpah dan sering meracuni tanaman. Batas kritis

keracunan Fe dalam tanaman menurut Yoshida (1981) adalah 300 ppm. Besi yang

berlebihan dapat membentuk lapisan oksida ferri pada permukaan akar, sehingga

menghambat penyerapan hara, menurunkan daya oksidasi akar, dan daya

pencegahan Fe oleh akar. Keracunan Fe merupakan gejala fisiologis yang

kompleks yang disebabkan oleh kondisi tanaman yang mana meliputi sifat fisik,

hara, dan fisiologik, serta kondisi tanah yang mengandung Fe berlebihan. Gejala

tanaman yang keracunan Fe ditandai oleh daun berwarna oranye atau bronzing,

pembungaan terhambat, proses sintesis terhenti, tanaman menjadi kerdil, bagian

akar menebal dan berwarna coklat, kasar, dan pendek. Pada kondisi yang parah

batang dan daun menjadi busuk dan tanaman akhirnya mati.

Gambar 1. Gejala keracunan Fe

Mekanisme toleransi tanaman padi terhadap keracunan Fe tergantung pada

kekuatan oksidasi akar tanaman, ion Fe2+ (ferro) di sekitar akar dapat teroksidasi

menjadi Fe3+ (ferri), bentuk ini tidak tersedia bagi tanaman. Beberapa varietas

padi memiliki toleransi yang berbeda terhadap kadar Fe tinggi. Hal ini disebabkan

oleh perbedaan struktur akar yang erat kaitannya dengan pergerakan oksigen dari

bagian atas tanaman ke bagian akar. Terdapat perbedaan antar varietas dalam

ekskresi ion OH-. Varietas yang akarnya lebih banyak mengeluarkan ion OH- dan

menaikkan pH lapisan akar yang akan menyerap sedikit ion Fe. Varietas yang

demikian lebih tahan keracunan Fe. Sebaliknya, varietas yang mengeluarkan ion

OH- sedikit cenderung menurunkan pH tanah sehingga menyerap besi lebih

banyak. Gejala keracunan akibat kelebihan ion ferro akan diperlihatkan pada

jaringan daun.

Keracunan Fe dapat terjadi karenan tingginya konsentrasi Fe dalam tanah

karena kondisi reduksi yang kuat dalam tanah atau pH rendah, drainase yang

sangat buruk, serta pemberian bahan organik yang belum terurai dalam jumlah

banyak. Sedangkan untuk mengatasi keracunan Fe maka dibutuhkan tindakan-

tindakan pengendalian Fe, antara lain penggunaan varietas yang toleran keracunan

Fe, tidak menanam setelah penggenangan lahan (baiknya menunggu hingga 10

hari baru tanam agar Fe yang kemungkinan tinggi kadarnya selama proses

penggenangan lahan menjadi berkurang), menggunakan irigasi berselang dan

menghindar setelah panen selama masa bera, serta jangan memberikan bahan

organik secara berlebihan ke tanah yang banyak mengandung Fe.

DAFTAR PUSTAKA

Virmani, S.S. 1977. Varietal tolerance of rice to iron toxicity in Liberia.

International Rice Res. Newsl. 2(1):4-5.

Suhartini, Tintin. 2004. Perbaikan Varietas Padi untuk Lahan Keracunan Fe.

Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Bioteknologi dan Sumberdaya

Genetik Pertanian. Buletin Plasma Nutfah Vol.10 No.1 Th.2004: Bogor.