Download - Besi
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.