KERACUNAN BESI PADA PADI: ASPEK EKOLOGI DAN FISIOLOGI

Seminar Nasional Inovasi Teknologi Pertanian, 2013
KERACUNAN BESI PADA PADI: ASPEK EKOLOGI DAN
FISIOLOGI-AGRONOMI
Aidi Noor dan Khairuddin
Balai Pengkajian Teknologi Pertanian Kalimantan Selatan
ABSTRAK
Keracunan besi merupakan kendala utama dalam produksi padi di daerah tropikal dan
subtropikal, dimana diperkirakan sekitar 4 juta ha lahan sawah di dunia dipengaruhi oleh
keracunan besi yang dapat menurunkan hasil padi 30-60 %, bahkan dapat mengakibatkan
kegagalan panen pada kasus keracunan besi yang berat. Keracunan besi pada tanaman padi
dipengaruhi oleh lingkungan (ekologi) tumbuh tanaman padi dan juga kepekaan varietas
tanaman padi. Hasil-hasil penelitian menunjukkan lahan-lahan yang paling potensial keracunan
besi dari segi kondisi psiko-kimianya adalah lahan- lahan pasang surut sulfat masam, tanah
liat masam, dan sawah bukaan baru. Keracunan besi pada padi terjadi karena kelebihan
serapan Fe yang dipengaruhi oleh faktor lingkungan seperti tingginya kadar Fe, defisiensi atau
ketidakseimbangan hara, pH rendah, drainase buruk (selalu tergenang) atau kepekaan varietas
padi. Keracunan besi mempengaruhi beberapa karakter agronomi dan fisiologi tanaman yang
berakibat terganggunya pertumbuhan dan menurunkan hasil padi. Kelebihan serapan Fe
menyebabkan terganggunya serapan hara, menurunnya kadar gula larut dan klorofil, dan
proses fotosintesis tanaman.Pengendalian keracunan besi dapat dilakukan dengan
mengkombinasikan antara penggunaan varietas toleran/agak toleran dengan perbaikan
lingkungan tumbuh tanaman seperti perbaikan drainase, pemupukan berimbang, pemberian
kapur dan pupuk organik.
Kata kunci: ekologi, fisiologi, keracunan besi, padi
PENDAHULUAN
Tanaman padi merupakan komoditas yang penting dan strategis, terutama bagi
negara-negara yang berkembang. Diperkirakan sekitar 100 juta ha lahan pertanian
padi diseluruh dunia mengalami penurunan produksi yang disebabkan oleh defisiensi
atau keracunan hara. Keracunan besi merupakan kendala utama dalam produksi padi
di daerah tropikal dan subtropikal, dimana diperkirakan sekitar 4 juta ha lahan
dipengaruhi oleh keracunan besi yang dapat menurunkan hasil padi 30-60 %
(Sahrawat 2000; Majerus et al. 2007). Berdasarkan hasil penelitian Audebert dan
Sahrawat (2000), keracunan besi pada tanaman padi yang terserang berat
mengakibatkan pertumbuhan sangat jelek, anakan tidak tumbuh sehingga hasil yang
didapatkan sangat rendah dan bahkan dapat mengakibatkan kegagalan panen.
Keracunan besi pada tanaman padi dipengaruhi oleh lingkungan (ekologi)
tumbuh tanaman padi dan juga kepekaan varietas tanaman padi terhadap kandungan
Fe tinggi. Menurut laporan Harahap et al. (1989), keracunan besi merupakan kendala
305
Aidi Noor dan Khairuddin: Keracunan Besi pada: Aspek ….
utama pada pertanaman padi sawah di Indonesia terutama di lahan pasang surut,
sawah bukaan baru, sawah berdrainase jelek dan
daerah depresi yang tersebar di
Jawa, Sumatera, Kalimantan dan Sulawesi. Selain konsentrasi Fe lingkungan tumbuh
tanaman yang tinggi, keracunan Fe juga berhubungan dengan berbagai faktor seperti
stres berbagai hara (K, P, Ca, dan /atau Mg) yang cenderung mengurangi kemampuan
oksidasi akar, kondisi lingkungan seperti drainase buruk dan tanah selalu tergenang,
maupun varietas yang peka keracunan Fe seperti IR64 (Makarim dan Supriadi 1989;
Makarim et al. 1989).
Gejala keracunan besi pada padi hanya terjadi pada kondisi spesifik yaitu
dalam kondisi tergenang. Kondisi reduksi di lahan sawah tergenang memperlihatkan
gejala keracunan besi melalui pelarutan semua bentuk Fe menjadi bentuk terlarut
(Fe+2) yang melibatkan mikroba pelarut (Beckers dan Ash 2005; Audebert 2006b).
Jumlah besi ferro yang tinggi di dalam larutan tanah juga dapat mengakibatkan
terjadinya ketidakseimbangan hara mineral yang mempengaruhi pertumbuhan
tanaman. Besi ferro yang diserap tanaman dan terkonsentrasi pada daun
mengakibatkan discolaration pada daun, mengurangi jumlah anakan dan secara nyata
mengurangi hasil (Audebert 2006b). Penurunan hasil padi karena keracunan besi juga
disebabkan karena terganggunya proses metabolisme di dalam tanaman yang
berakibat terjadinya perubahan karakter agronomi maupun fisiologi dalam tanaman
padi.
KARAKTERISTIK EKOLOGI PADI KERACUNAN BESI
Sahrawat dan Diatta (1995), mengemukakan beberapa faktor di dalam tanah
yang dapat mengakibatkan keracunan besi pada padi adalah 1) mineralogy (kaolinit)
dan kandungan liat tanah, 2) jumlah Fe yang dapat dipertukarkan di dalam tanah, 3)
pH tanah, 4) adanya factor stress hara. Lahan-lahan yang paling potensial keracunan
besi dari segi kondisi psiko-kimianya adalah seperti tanah sulfat masam (Tinh 1999),
tanah liat masam,tanah rawa (Deturk 1994), lahan sawah yang menerima aliran runoff dari lahan diatasnya. Konsentrasi besi ferro dalam larutan di lahan sawah yang
dapat mengakibatkan keracunan besi mempunyai kisaran antara 10-2000 ppm.
Dobermann dan Fairhurst (2000) mengemukakan mengenai prinsif terjadinya
keracunan Fe pada tanaman : 1) Konsentrasi Fe+2 yang tinggi dalam larutan tanah
yang disebabkan oleh kondisi reduksi yang kuat dalam tanah dan atau pH yang
rendah, 2) Status hara yang rendah & tidak seimbang di dalam tanah, 3)kurangnya
oksidasi akar dan rendahnya daya ekslusi Fe+2 oleh akar yang disebabkan karena
306
Seminar Nasional Inovasi Teknologi Pertanian, 2013
defisiensi hara P, Ca, Mg atau K, 4) Kurangnya daya oksidasi akar (eksklusi Fe+2)
akibat terjadinya akumulasi bahan-bahan yang menghambat
asam organik), 5) Aplikasi
respirasi (H2S, FeS,
bahan organik dalam jumlah besar yang belum
terdekomposisi, 6) Suplai Fe secara terus menerus dari air bawah tanah atau
rembesan secara lateral dari tempat yang lebih tinggi
Keracunan besi pada padi di Indonesia banyak dijumpai terutama pada lahan
pasang surut yang mempunyai beberapa kendala seperti kahat hara, kemasaman
yang tinggi, kadar Al, Fe dan H2S yang tinggi (Sarwani et al. 1994).Masalah fisikokimia lahan pasang surut untuk pengembangan tanaman pangan meliputi antara lain
genangan air dan kondisi fisik lahan, kemasaman tanah dan asam organik pada lahan
gambut tinggi, mengandung zat beracun dan intrusi air garam, kesuburan alami tanah
rendah dan keragaman kondisi lahan tinggi (Adimihardja et al. 1998 dan Sarwani et
al. 1994).
Berdasarkan jangkauan air pasang, lahan pasang surut dibagi berdasarkan tipe
luapannya yaitu : 1) tipe luapan A, terluapi air pasang baik pasang besar maupun kecil,
2) tipe luapan B, hanya terluapi air pada pasang besar saja, 3) tipe luapan C, tidak
terluapi air pasang tapi kedalaman air tanahnya < 50 cm, 4) tipe luapan D, tidak
terluapi air kedalaman air tanahnya > 50 cm (Widjaya 1986).
Lahan pasang surut berdasarkan tipologi lahannya, dibagi menurut macam
dan tingkat masalah fisika- kimia tanahnya, yaitu
1) lahan potensial, kedalaman
lapisan pirit > 50 cm dari permukaan tanah, 2) lahan sulfat masam (sulfat masam
potensial dan sulfat masam aktual), bila kedalaman lapisan pirit < 50 cm dari
permukaan tanah, 3) lahan gambut, mengandung lapisan sisa-sisa tanaman yang
sudah lapuk secara alami, 4) lahan salin, dipengaruhi oleh intrusi alir laut selama lebih
3 bulan dalam setahunnya. Berdasarkan tipologinya, lahan gambut merupakan tipe
lahan pasang surut yang terluas (10,9 juta ha), kemudian diikuti lahan sulfat masam
(6,7 juta ha), lahan potensial ( 2,1 juta ha) dan lahan salin 0,4 juta ha (Widjaya 1986).
Dari ketiga tipologi lahan di lahan pasang surut, lahan sulfat masam merupakan
lahan yang mempunyai kendala lebih berat, karena mempunyai pH tanah yang masam
sampai sangat masam, kandungan unsur meracun Al dan Fe yang tinggi serta
kandungan dan ketersediaan hara yang rendah.
Pada kondisi tergenang besi ferro
biasanya berlebihan pada lahan sulfat masam yang dapat menyebabkan keracunan
besi pada padi.
Hasil analisis tanah lahan pasang surut di Blandean dan Puntik Dalam,
kabupaten Barito Kuala, Kalimantan Selatan menunjukkan pada kedua tanah tersebut
307
Aidi Noor dan Khairuddin: Keracunan Besi pada: Aspek ….
pH sangat masam dengan kandungan hara terutama basa-basa tukar yang rendah,
dan unsur meracun Al dan Fe yang tinggi (Tabel 1).
Tabel 1. Karakteristik tanah di lahan rawa pasang surut, Blandean dan Puntik
Dalam, Kabupaten Barito Kuala
Sifat Tanah
pH
C. Organik (%)
N total (%)
P Bray I (ppm P2O5)
P total (mg/100g P2O5)
K total (mg/100 g K2O)
Basa-basa tukar (me/100g)
Ca
Mg
K
Na
KTK (me/100 g)
Al-dd (me/100 g)
Fe (ppm)
Tekstur (%):
Liat
Debu
Pasir
Sumber :
1)
Noor et al. (2006),
2)
Blandean 1)
Nilai
Kriteria
4,00
SM
8,47
T
0,45
S
8,11
S
31,20
S
13,27
R
0,33
1,23
0,20
0,27
37,57
8,87
407,61
48,5
43,1
8,4
SR
R
R
R
T
T
Liat
berdebu
Puntik Dalam 2)
Nilai
Kriteria
3,77
SM
4.06
T
0.13
R
10.75
S
13.17
SR
8.25
SR
0.80
0.32
0.25
0.14
5.76
699,0
SR
R
S
R
T
-
56.77
33.67 Liat berdebu
9.56
Noor et al (2007)
Keracunan besi pada padi disebabkan tingginya kadar Fe tanah atau dalam
larutan tanah,
hasil-hasil penelitian menunjukkan kadar Fe dalam larutan yang
menyebabkan keracunan Fe pada tanaman sangat beragam. Batas kritis konsentrasi
Fe dalam larutan tanah yang menyebabkan keracunan besi adalah sekitar 100 ppm
pada pH 3.7 dan 300 ppm atau lebih tinggi pada pH 5.0 (Sahrawatet al. 1996). Menurut
Ash et al. (2005), kadar Fe dalam larutan yang menyebabkan keracunan bervariasi
sangat luas berkisar antara 10-500 ppm Fe. Hasil penelitian Majerus et al. (2007) dan
Mehraban et al. (2008) menunjukkan kadar Fe dalam larutan hara 250-500 ppm
dengan pH 4.5-6.0 meningkatkan secara nyata kadar Fe dalam jaringan tanaman dan
menunjukkan gejala keracunan Fe pada tanaman yang peka. Hasil penelitian Dorlodot
et al. (2005) pada konsentrasi Fe dalam larutan hara > 250 ppm menunjukkan gejala
keracunan besi dan menurunnya pertumbuhan tanaman.
Hasil penelitian Noor et al. (2012) menunjukkan konsentrasi Fe dalam larutan
yang menyebabkan gejala keracunan Fe padi varietas IR 64 yang ringan (skoring  3)
adalah  52 ppm Fe, gejala keracunan Fe sedang (skoring = 5) = 143 ppm Fe, dan
308
Seminar Nasional Inovasi Teknologi Pertanian, 2013
gejala keracunan Fe yang berat (skoring ≥ 9) adalah ≥ 325 ppm Fe. Pada konsentrasi
400 ppm Fe menyebabkan terhambatnya pertumbuhan tanaman padi, bobot kering
tanaman menurun dari 2,69 g (kontrol tidak ada gejala keracunan besi) menjadi 0,39
g/rumpun atau menurun 85.5%.
KARAKTER TANAMAN PADI KERACUNAN BESI
Gejala keracunan Fe dalam tanaman
Keracunan besi pada padi menyebabkan terjadinya perubahan baik karakter
morfologi maupun fisiologi tanaman, dimana respon setiap genotipe berbeda-beda
tergantung sifat toleransi atau kepekaanya terhadap keracunan besi. Penampilan
tanaman keracunan besi berhubungan dengan tingginya serapan Fe+2 oleh akar dan
ditransportasikan ke daun melalui aliran trasnspirasi.
Kelebihan kadar Fe dalam
jaringan tanaman padi menyebabkan terjadinya perubahan beberapa karakter fisiologi
seperti kadar protein larut (Dorlodot et al. 2005), gula larut (Mehraban et al. 2008),
klorofil (Mehraban et al. 2008), ethylene (Yamauchi and Feng 1993; 1995), proline
(Majerus et al. 2007), dan laju fotosintesis (Audebert 2006b).
Mekanisme keracunan besi dimulai dari meningkatnya permeabilitas sel-sel
akar terhadap ion Fe2+ seiring dengan meningkatnya aktivitas mikroba pereduksi Fe
didaerah perakaran tanaman, sehingga penyerapan ion ferro meningkat pesat.
Reduksi Fe3+ yang terjadi didaerah perakaran secara terus menerus menyebabkan
rusaknya oksidasi Fe sehingga influks Fe2+ tidak terkendali masuk dalam perakaran
padi(Makarim dan Supriadi, 1989; Makarim et al. 1989).
Gejala keracunan besi beragam diantara genotipe padi, dan umumnya adalah
adanya bercak coklat keunguan dari daun yang diikuti dengan pengeringan. Gejala
visual yang khas berhubungan dengan proses keracunan besi, terutama terjadinya
akumulasi dari polyphenol-teroksidasi yang disebut bronzing atau yellowing pada padi.
Karena mobilitas Fe yang rendah dalam tanaman, gejala yang khas dimulai dengan
bercak berwarna coklat kemerahan dari daun tua. Bercak berwarna tembaga kemudian
meluas keseluruh daun, perkembangan gejala selanjutnya ujung daun menjadi kuningjingga kemudian kering dari bagian atas (Peng dan Yamauchi 1993).
Gejala ini dapat terjadi pada tahap pertumbuhan yang berbeda dan dapat
mempengaruhi padi pada tahap tanaman muda yaitu selama tahap pertumbuhan
vegetatif, dan tahap reproduktif. Dalam kasus keracunan pada tahap pembibitan.
perkembangan tanaman padi terhenti, dan pembentukan anakan secara ekstrim
terhambat. Keracunan pada tahap vegetatif menyebabkan menurunnya tinggi dan
309
Aidi Noor dan Khairuddin: Keracunan Besi pada: Aspek ….
berat kering tanaman, berkurangnya anakan, berkurangnya klorofil tanaman (Fageria
et al. 2008). Pembentukan anakan dan jumlah anakan produktif secara drastis
menurun. Bila keracunan besi terjadi pada tahap akhir vegetatif, atau pada awal tahap
reproduktif, jumlah malai turun, gabah hampa meningkat dan pada tahap pembungaan
dan pematangan menjadi tertunda. Tanaman yang keracunan besi akarnya menjadi
sedikit, kasar, pendek dan tumpul, berwarna coklat gelap (Sahrawat 2004; Fageria et
al. 2008).
Kadar Fe dan hara lain dalam tanaman
Hasil penelitian Mehraban et al. (2008) menunjukkan kandungan besi dalam
akar dan tajuk (shoot) tanaman meningkat secara nyata dengan peningkatan
perlakuan konsentrasi besi. Di bawah perlakuan Fe tinggi, penambahan hara K tidak
menurunkan kandungan Fe dalam tanaman. Kecuali pada perlakuan Fe 250 dan 500
mgl-1, kandungan K dalam akar dan tajuk lebih tinggi dengan meningkatnya perlakuan
K. Pada kedua organ peningkatan konsentrasi Fe menurunkan kandungan K.
Hasil penelitian Majerus et al. (2007) menunjukkan konsentrasi Fe dalam akar,
batang dan daun secara nyata meningkat bila aplikasi Fe ditingkatkan sampai 500 mg
l-1 Fe+2. Meskipun pada dosis Fe lebih tinggi varietas TOG mengakumulasi Fe lebih
banyak selama 5 hari pertama dibandingkan dengan varietas IRGC, cenderung terbalik
kalau dilihat setelah 10 hari. Konsentrasi Fe dalam daun lebih tinggi pada genotipe
IRGC dari pada TOG setelah 5 dan 10 hari untuk kedua perlakuan Fe .
Stress Fe juga menurunkan konsentrasi Ca, Mg dan P, perubahan penyebab
stress selalu lebih terlihat pada genotype toleran dari pada genotipe peka (Majerus et
al. 2007). Hasil penelitian menunjukkan semakin tinggi konsentrasi besi dalam larutan
semakin rendah kandungan hara K, Ca, Mg dan P dalam organ batang maupun daun
terutama untuk genotipe yang peka. Pada genotipe yang tolerant, kosentrasi Fe dalam
larutan hara tidak terlalu mempengaruhi kandungan hara K baik dalam daun maupun
batang dan kandungan Ca dalam daun (Tabel 2).
310
Seminar Nasional Inovasi Teknologi Pertanian, 2013
Tabel 2. Kandungan hara (µmol g-1 dw) dalam batang dan daun dari dua genotipe padi
IRGC10407 (peka terhadap keracunan besi) dan TOG7105 (toleran terhadap
keracunan besi) pada 10 hari dalam larutan hara yang mengandung 0, 250,
500 mg l-1 Fe.
Organ
Batang
Genotipe
IRGC
(Peka)
TOG
(Toleran)
Daun
IRGC
Perlakuan Fe
0
250
500
0
250
500
0
250
500
K
1524
1408
671
1361
1331
1303
592
661
534
Ca
15,6
14,3
9,3
14,5
17,5
19,8
74,1
52,1
62,3
Mg
136
95
84
145
117
109
213
148
205
P
268
199
184
214
178
186
177
136
132
0
250
500
607
640
639
70,0
54,4
44,1
217
150
135
162
144
117
TOG
Sumber : Majerus et al. (2007)
Kalium adalah hara makro yang umum dalam tanaman yang mengaktivasi
beberapa enzim yang meliputi fotosintesis dan respirasi. Kalium memegang peranan
penting seperti sintesis pati dan protein, pembesaran sel, pergerakan stomata dan
mengurangi stress (Marchner 1995). Kalium juga terlibat dalam keseimbangan anionkation, pengaturan muatan listrik, dan menjaga pH menyeberang membrane biological.
Hasil penelitian Sahrawat(2004), menunjukkan pemberian K dapat meningkatkan
eksklusi besi dari akar dan menurunkan translokasi besi kebagian atas (tajuk) tanaman
terutama ke bagian daun lebih atas. Li et al. (2001) melaporkan bahwa penambahan K
dalam medium akar dapat meningkatkan potensial oksidasi akar dan menghasilkan
penyerapan K yang lebih tinggi dan penyerapan Fe yang lebih rendah.
Audebert (2006a) mempelajari mengenai karakteristik morfo-fenologi dan
serapan Fe tanaman dari beberapa varietas menunjukkan adanya perbedaan distribusi
Fe dalam organ tanaman padi (akar, batang dan daun) (Tabel 3).
Tabel 3. Konsentrasi Fe (ppm) pada organ tanaman padi yang berbeda pada
beberapa varietas padi
Varietas
Akar
Bouaké 189 (sedang)
CK4 (toleran)
Tox 3069 (peka)
70.200
61.300
85.300
Sumber : Audebert (2006a)
311
Organ tanaman padi
Daun
2.000
1.420
3.430
Batang
1.800
2.300
3.140
Aidi Noor dan Khairuddin: Keracunan Besi pada: Aspek ….
Hal ini menunjukkan adanya mekanisme penghindaran (avoidance) secara
fisiologi yang spesifik pada masing-masing varietas. Pada genotipe toleran (CK4),
lebih banyak menimbun Fe di batang dan lebih sedikit di daun di bandingkan genotype
yang peka. Genotipe yang sangat peka (Tox 3069) tidak mempunyai mekanisme
penghambat (barrier) Fe diantara organ yang berbeda dan kandungan Fe lebih tinggi
dalam semua organ, hal ini menunjukkan genotype peka tidak mempunyai selektivitas
Fe diantara organ tanaman.
Kemampuan padi untuk mengatasi Fe eksternal tinggi kemungkinan hasil dari
kedua strategi penghindaran (avoidance) dan atau toleransi jaringan. Avoidance pada
padi mungkin berhubungan dengan kemampuan oksidasi Fe+2 menjadi Fe+3 pada
permukaan akar, sehingga membentuk endapan orange yang khas yang dikenal
sebagai
“iron plaque” (Asch et al. 2005). Hasil penelitian menunjukkan bahwa
genotype toleran (TOG) lebih efisien dari pada genotype peka (IRGC) karena dapat
menahan lebih banyak Fe di dalam akar setelah 10 hari perlakuan dari pada
selanjutnya. Konsentrasi besi yang rendah dalam tajuk (Shoot) dari genotype toleran
TOG juga diperkirakan adalah mekanisme avoidance yang mungkin bermanfaat dalam
memberikan kontribusi pertahanan tanaman seperti yang telah dikemukan oleh
Audebert dan Sahrawat (2000).
Karakter Agronomi-Fisiologi
Keracunan besi menyebabkan terjadinya baik perubahan agronomis maupun
fisiologi pada tanaman padi.
Hasil penelitian di lahan pasang surut sulfat masam
Blandean menunjukkan genotipe padi mempunyai respon yang berbeda-berda
terhadap keracunan besi yang ditunjukkan oleh berbedanya hasil yaitu berkisar antara
2,24-5,09 t/ha dan skoring keracunan besi berkisar antara 1,3-6,3. Nilai skoring besi
menunjukkan seberapa berat tanaman keracunan, semakin tinggi nilai skoring semakin
berat tanaman keracunan besi dan semakin rendah nilai scoring semakin ringan
keracunan. Pada nilai sekoring  5 menunjukkan tanaman peka terhadap keracunan
besi sedangkan pada nilai  3 menunjukkan tanaman toleran terhadap keracunan besi.
Padi yang toleran terhadap keracunan menunjukkan hasil gabah yang lebih tinggi
dibandingkan padi yang kurang toleran atau tidak toleran (Tabel 4 ).
312
Seminar Nasional Inovasi Teknologi Pertanian, 2013
Tabel 4. Hasil padi dan gejala keracunan besi pada tanaman padi di lahan
pasang surut, Blandean, Kal-Sel, MK. 2004
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
Galur/Varietas
IR35664
IR58511
IR61242
B8239G-KN-13
B10214F-KN-2-3-1-2
BP1126D-92-2-2-2
Margasari
IR.64
Hasil (t/ha)
5,09
4,51
4,45
4,28
3,61
2,24
3,34
3,24
Skoring Fe
2,3
3,0
3,0
3,3
3,7
6,3
1,3
5,0
Skor keracunan besi (IRRI, 1996) : 1 = tidak ada gejala, 2 = ringan, 3 = sedang,
5 = agak berat, 7 = berat, 9 = sangat berat
Sumber : Noor et al. (2007)
Hasil gabah kering dari varietas yang diuji di lahan pasang surut sulfat masam
di Puntik Dalam menunjukkan varietas Indragiri memberikan hasil tertinggi (4,56 t/ha),
kemudian diikuti oleh varietas Tenggulang (4,11 t/ha), Ciherang (3,75 t/ha), Lambur
(3,65 t/ha), Banyu Asin (3,61 t/ha) dan terendah Bondoyudo 3,23 t/ha. Gejala
keracunan besi yang diamati pada saat akhir vegetatif menunjukkan varietas Indragiri,
Tenggulang, Lambur dan Banyu Asin tergolong toleran dengan skoring berkisar antara
1-3, sedangkan Ciherang dan Bondoyudo tergolong agak toleran dengan skoring
berkisar antara 3-5 (Tabel 5).
Tabel 5. Hasil gabah kering giling varietas yang diuji di lahan rawa
pasang surut, Desa Puntik Dalam, Kal-Sel, MK.2006
Varietas
Indragiri
Tenggulang
Ciherang
Lambur
Bondoyudo
Hasil gabah
4,56
4,11
3,75
3,65
3,23
Skoring Fe
2,0
2,3
4,0
2,3
4,0
Sumber : Noor et al (2006)
Pemberian bahan amelioran seperti kapur dan bahan organik jerami padi dapat
mengurangi keracunan besi pada tanaman dan meningkatkan produktivitas padi. Padi
yang peka memerlukan lebih banyak kapur dibandingkan padi yang toleran untuk
mendapatkan hasil yang sama. Rata-rata varietas Kapuas (toleran) memberikan hasil
gabah yang lebih tinggi dibandingkan varietas yang peka IR.64 (Tabel 6).
313
Aidi Noor dan Khairuddin: Keracunan Besi pada: Aspek ….
Tabel 6. Pengaruh pemberian bahan amelioran terhadap hasil gabah dan skoring
keracunan Fe di lahan sulfat masam bukaan baru, Unit Tatas, Kal-Teng
Perlakuan
Kontrol
Kapur 0,5 t/ha
Kapur 1,0 t/ha
Jerami 5,0 t/ha
Jerami 5,0 t/ha + Kp 0,5 t/ha
Hasil gabah (t/ha)
IR64
Kapuas
1,61
2,05
2,23
3,46
3,40
3,68
2,04
3,24
2,78
4,19
Skoring Fe
IR64
Kapuas
6
4
2
2
2
1
6
2
2
1
Sumber : Noor dan Jumberi (1998)
Hasil penelitian menunjukkan semakin tinggi keracunan besi (yang dapat dilihat
dari semakin tingginya skoring Fe) pada tanaman padi semakin rendah hasil padi.
Rendahnya hasil padi disebabkan karena adanya perubahan fisiologis dari tanaman
padi yang disebabkan tinggi kadar Fe dalam tanaman. Hasil penelitian Audebert (2006)
menunjukkan kandungan Fe yang tinggi dalam daun berpengaruh negatif terhadap laju
fotosintesis, penurunan gejala keracunan besi berkorelasi dengan laju fotosintesis dan
meningkatkan hasil padi. Terdapat korelasi antara skoring keracunan Fe dengan hasi
padi, semakin tinggi skoring keracunan besi semakin menurun hasil padi (Audebert
2006a). Korelasi antara hasil padi dengan distribusi Fe diantara organ tanaman dapat
digunakan sebagai kriteria pemuliaan padi dalam menyeleksi dan memperbaiki
genotipe padi. Pertumbuhan padi dipengaruhi secara nyata oleh konsentrasi Fe
terutama dibawah 250 mg l-1 Fe yang menurunkan secara drastis, sedangkan pada
konsentrasi diatas 250 mgl-1 Fe penurunan pertumbuhan relatif konstan (Mehraban
2008).
Hasil penelitian Mehraban (2008) menunjukkan keracunan besi pada tanaman
padi mengakibatkan menurunnya kandungan gula larut total dan kandungan klorofil.
Penurunan gula larut dan klorofil dalam tanaman terutama apabila konsentrasi Fe
dalam media larutan lebih dari 50 ppm Fe, peningkatan konsentrasi K dapat
meningkatkan kandungan gula larut dibandingkan tanpa diberi K. Menurut hasil
penelitian Majerus et al. (2007), kandungan gula larut dalam daun juga dipengaruhi
oleh perbedaan kepekaan genotipe padi terhadap keracunan besi.
Keracunan besi
pada padi menunjukkan terjadinya akumulasi unsur dalam
jaringan tanaman yang diiringi dengan biosintesis ethylene dalam akar, menurunnya
pertumbuhan akar dengan drastis dan hilangnya hasil (Yamauchi and Feng 1995;
Becker and Ash 2005; Dorlodot et al. 2005). Penampilan tanaman keracunan besi
berhubungan dengan tingginya serapan Fe+2 oleh akar dan ditransportasikan ke daun
melalui aliran transpirasi. Oksidasi Fe+2 adalah fungsi langsung dari jumlah oksigen
314
Seminar Nasional Inovasi Teknologi Pertanian, 2013
yang dilepaskan oleh akar dan hasil dari pembentukan aerenchyma. Etilen dilaporkan
berperan penting dalam diferensiasi aerenchyma.
Penelitian sebelumnya telah
menghitung sintesis etilen pada padi dalam merespon stress Fe (Yamauchi dan Peng,
1995; Peng dan Yamauchi, 1993).
STRATEGI PENGENDALIAN KERACUNAN BESI
Strategi pengendalian besi dan peningkatan produktivitas padi pada lingkungan
yang bermasalah dengan keracunan Fe (stres Fe) tergantung penyebab utama
terjadinya keracunan pada tanaman. Menurut Ismunadji et al. (1989) untuk mengatasi
keracunan besi dan meningkatkan produksi padi pada lahan keracunan Fe, dapat
dilakukan dengan teknologi tata air seperti perbaikan drainase, pemupukan berimbang,
penambahan bahan organik dan pengapuran..
Selain teknologi budidaya dan pengelolaan tanah dan air, penggunaan varietas
yang toleran atau cukup toleran lebih efisien dalam mengendalikan keracunan besi.
Penggunaan varietas padi hendaknya disesuaikan dengan kemampuan padi untuk
beradaptasi pada lingkungan yang spesifik. Penggunaan varietas toleran merupakan
cara yang paling murah dan mudah diaplikasikan oleh petani, hanya saja untuk
mendapatkan varietas yang toleran dengan hasil tinggi sangat sulit dan memerlukan
waktu yang lama. Perbaikan lingkungan tumbuh agar tanaman dapat tumbuh optimal
dan memberikan hasil tinggi apabila menggunakan varietas yang tidak toleran
memerlukan input yang tinggi sehingga biaya produksi juga menjadi tinggi.
Untuk mengendalikan keracunan besi dan meningkatkan produktivitas padi
dapat dilakukan dengan mengkombinasikan antara varietas toleran/agak toleran
dengan perbaikan lingkungan tumbuh. Pada lingkungan dengan cekaman Fe yang
ringan dapat menggunakan varietas dengan potensi hasil tinggi yang agak toleran
terhadap keracunan Fe. Pada lingkungan dengan cekaman Fe sedang dapat
menggunakan varietas toleran atau agak toleran yang mempunyai potensi hasil tinggi
dengan mengkombinasikan perbaikan lingkungan tumbuh dengan input rendah. Pada
lingkungan dengan cekaman Fe berat sebaiknya menggunakan varietas toleran Fe
yang dikombinasikan dengan perbaikan lingkungan tumbuh.
315
Aidi Noor dan Khairuddin: Keracunan Besi pada: Aspek ….
KESIMPULAN
1. Lahan-lahan yang paling potensial keracunan besi dari segi
kondisi psiko-
kimianya adalah tanah lahan pasang surut sulfat masam, tanah liat masam dan
sawah bukaan baru. Keracunan besi pada padi terjadi karena kelebihan serapan
Fe yang dipengaruhi oleh faktor lingkungan seperti tingginya kadar Fe, defisiensi
atau ketidakseimbangan hara, pH rendah, drainase buruk atau kepekaan varietas
padi.
2. Keracunan besi mempengaruhi beberapa karakter agronomi dan fisiologi tanaman
yang berakibat terganggunya pertumbuhan dan menurunkan hasil padi. Kelebihan
serapan Fe menyebabkan terganggunya serapan hara, menurunnya kadar gula
larut dan klorofil, dan proses fotosintesis tanaman
3. Pengendalian keracunan besi dapat dilakukan dengan mengkombinasikan antara
penggunaan varietas toleran/agak toleran dengan perbaikan lingkungan tumbuh
tanaman seperti perbaikan drainase, pemupukan berimbang, pemberian kapur
dan pupuk organik.
DAFTAR PUSTAKA
Adimihardja A, Sudarman K, Suriadikarta DA. 1998. Pengembangan Lahan
Pasang Surut : Keberhasilan dan kegagalan ditinjau dari fisiko kimia lahan
pasang surut. Dalam. Prosiding Seminar Nasional Hasil Penelitian Menunjang
Akselerasi Pengembangan Lahan Pasang Surut. Balittra, Banjarbaru.
Asch, F., M. Becker, D.S. Kpongor, 2005. A quick and efficient screen for tolerance to
iron toxicity in lowland rice, J. Plant Nutr. Soil Sci. 168: 764–773.
Audebert. A. 2006a. Iron partitioning as a mechanism for iron toxicity tolerance in
lowland rice. In : Audebert. A.. L.T. Narteh. D. Millar and B. Beks. 2006. Iron
Toxicity in Rice-Based System in West Africa. Africa Rice Center (WARDA).
Audebert. A. 2006b. Toxicity in rice-environmental condition and symptoms In :
Audebert. A.. L.T. Narteh. D. Millar and B. Beks. 2006. Iron Toxicity in RiceBased System in West Africa. Africa Rice Center (WARDA).
Becker, M. and F. Asch. 2005. Iron toxicity in rice-condition and management concept.
J. Plant Nutr. Soil Sci, 168 (4) : 558-573.
Deturck P. 1994. Iron toxicity to rainfed lowland rice in Sri Lanka. KULFLTB, Leuven,
Belgium. 162 p.
Dobermann A, Fairhurst T. 2000. Iron toxicity. In. Rice: Nutrient Disorders and Nutrient
Management (eds). International Rice Research Institute, Manila. 121-125.
316
Seminar Nasional Inovasi Teknologi Pertanian, 2013
Dorlodot, S., S. Lutts, and P. Bertin. 2005. Effect of ferrous iron toxicity on the growth
and mineral competition of and interspecific rice. J. Plant Nutr. , 28 (1) : 1-20.
Fairhurst TH and C Witt. 2002. Rice: A practical guide to nutrient management. Manila,
The Philippines: International Rice Research Institute.
Harahap, Z., M. Ismunadji, J. Sujitno, A.M. Fagi dan D.S. Damardjati. 1989.
Perkembangan dan Sumbangan Penelitian untuk Pelestarian Swasembada
Beras. Dalam : M. Syam (Eds). Buku I. Risalah Simposium II Penelitian
Tanaman Pangan.
Ciloto, 21-23 Maret 1988.
Pusat Penelitian dan
Pengembangan Tanaman Pangan. Bogor. p : 135-185
Ismunadji, M., W.S. Ardjasaand H.R. von Uexkull. 1989. increasing productivity of
lowland rice grown on iron toxic soil. Paper presented at International
Symposium on Rice production on Acid Soils of tropics, june 26-30, 1989.
Kandy, Sri Lanka.
Li, H., X. Yang, and A. Luo. 2001. Ameliorating effect of potassium on iron toxicity in
hybrid rice. J. Plant Nutr., 24 (12) : 1849-1860.
Majerus, V., P. Bertin, S. Lutts . 2007. Effects of iron toxicity on osmotic potential,
osmolytes and polyamines concentrations in the African rice (Oryza glaberrima
Steud.). Plant Science. 173: 96–105
Makarim , A.K., M. Ismunadji, and von Uexkull. 1989. An overview of major nutritional
constrain to rice production on acid soils of Indonesia. In. P. Deturck and F.N.
Ponnamperuma (eds). Rice production on acid soils of the tropics. Kandy, Sri
Lanka. p. 199-203.
Makarim, K., O. Sudarman, dan H. Supriadi. 1989. Status hara tanaman padi
berkeracunan Fe di daerah Batumarta, Sumatera Selatan. Penelitian Pertanian
9(4):166-170.
Mehraban, P., A. Abdol Zadeh and H. Reza Sadeghipour. 2008. Iron toxicity in rice
(Oryza sativa L.) under different potassium nutritiom. Asian J. of Plant Sci. 1-9
Noor A., I.Lubis, M. Ghulamahdi, M. A. Chozin, K. Anwar, dan D. Wirnas. 2012.
Pengaruh Konsentrasi Besi dalam Larutan Hara terhadap Gejala Keracunan
Besi dan Pertumbuhan Tanaman Padi. J. Agronomi Indonesia. 15 (2): 91-98.
Perhimpunan Agronomi Indonesia dan Institut Pertanian Bogor.
Noor, A. dan A. Jumberi. 1998. Peranan bahan amelioran, pupuk kalium dan varietas
dalam mengatasi keracunan besi pada tanaman padi di lahan pasang surut.
Dalam : Prosiding Lokakarya Strategi Pembangunan Pertanian Wilayah
Kalimantan, 2-3 Desember 1997 di Banjarbaru. Badan Litbang Pertanian.
Instalasi Penelitian dan Pengkajian Teknologi Pertanian Banjarbaru. p: 275279.
Noor, A. I. Khairullah, R. D. Ningsih, dan Sumanto. 2006. Evaluasi toleransi galurgalur padi terhadap keracunan besi di lahan sulfat masam. Jurnal Pertanian
Agric, 2006. Univ. Satyawacana
317
Aidi Noor dan Khairuddin: Keracunan Besi pada: Aspek ….
Noor, A., Khairuddin dan D. I. Saderi. Keragaan beberapa varietas unggul padi di
lahan rawa pasang surut sulfat masam. 2007. Dalam. Prosiding Seminar
Nasional Pertanian Lahan Rawa : Revitalisasi Kawasan PLG dan Lahan Rawa
Lainnya untuk Membangun Lumbung Pangan Nasional, Kuala Kapuas, 3-4
Agustus 2007. Badan Litbang Pertanian-Pemerintah Kabupaten Kapuas
Kalimantan Tengah.
Peng, X.X. and M. Yamauchi. 1993. Ethylene production in rice bronzing leaves
induced by ferrous iron, Plant Soil 149: 227–234.
Sahrawat, K.L. 2004. Iron to xicity in wetland rice and the role of other nutrient. J.
Plant Nutr, 27 (8) : 1471-1504.
Sahrawat, KL. 2000. Elemental composition of the rice plant as affected by iron toxicity
under field conditions. Comm. Soil Sci. Plant Anal. 31, 2819-2827.
Sahrawat, KL. and S. Diatta. 1995. Nutrient management and season affect soil iron
toxicity. Annual Report 1994. Bouaké, Côte d’Ivoire: West Africa Rice
Development Association. p 34-35.
Tinh, TK. 1999. Reduction chemistry of acid sulphate soils: Reduction rates and
influence of rice cropping. Acta Universitatis Agriculturae Sueciae, Agraria 206,
Uppsala, Sweden.
Widajaya Adhi, IPG. l986. Pengelolaan lahan pasang surut dan lebak. Jurnal Litbang
Pertanian V (1), Januari 1996. Badan Litbang Pertanian.
Yamauchi, M. and X.X. Peng. 1995. Iron toxicity and stress-induced ethylene
production in rice leaves. Plant and Soil 173: 21-28. 1995
Yamauchi, M. and X Peng. 1993. Ethylene production in rice bronzing leaves induced
by ferrous iron. Plant Soil 149, 227-234.
318