4  

  

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Fosfor dalam Tanah

Fosfor adalah unsur yang sangat esensial untuk pertumbuhan tanaman

setelah nitrogen. Namun ketersediaan unsur ini untuk tanaman dibatasi oleh

perbedaan reaksi kimia khusunya pada tanah arid dan semiarid. Fosfor

memainkan peranan penting dalam aktivitas fisiologi dan biokimia tanaman

seperti fotosintesis, transformasi gula ke zat tepung, dan penurunan ciri-ciri

genetik . Sharma (2002) dalam Mehvarz et al. (2008) melaporkan salah satu

keuntungan dari pemberian tanaman dengan fosfor menghasilkan akar yang lebih

dalam dan. Malakooti dan Nafisi (1995) dalam Mehrvarz et al. (2008)

menyatakan bahwa pH terbaik untuk fosfor dapat diambil oleh tanaman adalah

6.5. Mineral fosfat dalam tanah dipelajari lebih intensif daripada mineral nutrisi

lainnya kecuali nitrogen. Meskipun memerlukan usaha yang besar, sedikit hal

pasti bisa dikatakan tentang keadaan fosfat dalam tanah. Ketidakpastian tentang

kimia fosfat dalam tanah disebabkan interaksi kuat fosfat fase padat anorganik

dan organik, pengambilan oleh tanaman dan mikroorganisme secara terus-

menerus, seringnya kembali dari peluruhan organik, dan tingkat reaksi yang

lambat (Bohn et al. 1979).

2.2. Kandungan Fosfor

Tanah perawan dan tanah-tanah muda di area yang memiliki curah hujan

rendah biasanya memiliki total fosfor yang tinggi (Tisdale et al. 1985). Fosfor

dalam tanah sebagian besar terdapat dalam bentuk ortofosfat. Kandungan total

berkisar antara 0.02 - 0.15%, sebagian besar dari bentuk P ini berasosiasi dengan

bahan organik dan di tanah mineral proporsi dari P organik terletak antara 20 -

80% dari total P.

2.3. Bentuk dan Ketersediaan

Fosfor (P) merupakan salah satu unsur yang diperlukan tanaman dan

memegang peranan penting dalam proses metabolisme. Dalam tanah dijumpai

fosfor organik dan anorganik, keduanya merupakan sumber hara penting bagi

5  

  

tanaman. Tanaman menyerap fosfor dalam bentuk H2PO4-, HPO4

-, PO4-. Pada

umumnya bentuk H2PO4- lebih tersedia bagi tanaman daripada HPO4- dan PO4

-.

Ketersediaan fosfor anorganik sangat ditentukan oleh pH tanah , jumlah dan

dekomposisi bahan organik, serta kegiatan jasad mikro dalam tanah (Lal 2002

dalam Suliasih dan Rahmat 2007)

Fosfor tanah bisa dikelompokkan secara umum sebagai fosfor organik dan

fosfor anorganik, tergantung pada kandungan-kandungan alamiah dimana bentuk

P tersebut terjadi. Fraksi organik ditemukan dalam humus dan bahan organik yang

mungkin atau tidak mungkin berasosiasi dengan humus. Ukuran P-organik dalam

tanah sangat besar berkisar dari 0 hingga melebihi 0.2% (Tisdale et al. 1985).

Kosentrasi fosfat yang berada pada larutan tanah berkisar antara 0.1 hingga 1 ppm

(10-5 hingga 10-6 M). Fosfat tanah disebut labil atau tidak labil, tergantung dari

tingkat dimana fosfat mengalami pertukaran dengan radioaktif PO4. Fraksi yang

tidak labil dipertimbangkan akan menjadi sejumlah fosfat yang tersedia bagi

tanaman (Bohn et al. 1979).

2.4. P Organik Tanah

Secara alami dan reaksi dari fosfat organik tanah tidak begitu dipahami

dengan baik. Tapi penjelasan berikut akan memberikan pemahaman yang baik

tentang fosfat organik tanah. Bentuk fosfat organik tanah sebagian besar secara

alamiah bentuk fosfat organik tanah adalah ester dari asam orthofosfat dan

sejumlah mono dan diester yang telah dikarekterisasi. Ester fosfat organik

diidentifikasi ke dalam lima kelas : fosfat inositol, fosfolipid, asam nukleat,

nukleotida dan gula fosfat. Tiga bentuk pertama merupakan bentuk yang dominan

(Tisdale et al. 1985).

Fosfat Inositol. Inositol adalah sebuah kandungan gula homosiklik,

C6H12O6, yang mana terbentuk dari sebuah rangkaian wilayah ester fosfat dari

monofosfat ke hexafosfat. Asam phytic (asam myoinositol hexafosfor) adalah

sejumlah besar ester bentuk ini yang dtemukan dalam tanah. Fosfat inositol

dilepaskan dari substansi organik ke dalam tanah pada tingkat yang sangat lambat

daripada ester lain, namun bisa dengan cepat stabil dan bisa terakumulasi

dibeberapa tanah, dan merupakan fosfat yang terhitung lebih dari setengah fosfat

6  

  

organik dan jumlahnya sekitar seperempat dari total fosfor di tanah (Tisdale et al.

1985).

Asam nukleat. Dua perbedaan bentuk dari asam nukleat, asam ribonukleat

dan asam deoksiribonukleat, terdapat dalam semua bentuk kehidupan. Masing-

masing terdiri dari unit rantai gula, baik ribose maupu deoksiribosa bergabung

dengan jembatan ester fosfat. Sebuah basa nitrogen baik yang berasal dari purin

maupun pirimidin diberikan ke masing-masing molekul gula. Nukleosida adalah

unit-unit yang hanya mengandung satu molekul gula yang berikatan dengan satu

molekul dari basa nitrogen. Fosfat berasal dari nuklosida yang disebut nukleotida

(Tisdale et al. 1985).

Asam nukleat dimungkinkan dilepaskan ke dalam tanah lebih banyak dan

cepat daripada fosfat inositol dan mengalami kerusakan lebih cepat. Karena tidak

mungkin untuk mengisolasi asam nukleat murni dari tanah, Pengukurannya

biasanya berdasarkan pada sejumlah nukleotida dari turunan purin atau pirimidin

yang dibebaskan oleh hidrolisis dari fraksi bahan organik tanah. (Tisdale et al.

1985).

2.5. P Anorganik Tanah

Fosfat terlarut dari material pupuk, dalam air limbah, dan sumber tanah

setempat serta bereaksi dengan unsur tanah menghasilkan bentuk yang sukar larut.

Fosfat kemudian hilang dari fase larutan akibat ditahan atau diikat oleh koloid

tanah. Pemahaman dari perubahan tersebut adalah penting dalam manajemen

pupuk fosfat dan untuk tujuan lain seperti pemilharaan lahan dari limbah cair.

Sejumlah mekanisme ditujukan untuk menjelaskan retensi fosfat. Mekanisme

tersebut termasuk reaksi pengendapan-pelarutan, reaksi penyerapan-pelepasan,

dan reaksi mineralisasi–immobilisasi. Reaksi pelarutan-presipitasi rendah terdapat

dalam tanah yang dipengaruhi oleh penamabahan pupuk fosfat dipelajari lebih

ekstensif (Tisdale et al. 1985). Di bawah kondisi lapang dimana pupuk fosfat

diaplikasikan ke tanah dalam bentuk granul atau droplet dalam kosentrasi tinggi

dan berdekatan dengan tanah yang berhubungan larutan tanah yang mengandung

kosentrasi yang tinggi dari fosfat dan yang mengelilingi kation. Reaksi retensi

7  

  

fosfat dimulai di lingkungan seperti ini, yang mana sering memperkenankan

presipitasi in situ dari bahan fosfat (Tisdale et al. 1985).

Bentuk fosfat sukar larut bila bergabung dengan Fe3+, and Al3+ pada pH

rendah, lebih larut bila bergabung dengan Ca2+ dan Mg2+ pada nilai pH mendekati

netral, dan sukar larut bila bergabung dengan Ca2+ pada nilai pH yang lebih tinggi

ada wilayah yang lebar dalam pelarutan berbagai macam bahan fosfat ini dan

ketersediaan mereka untuk tanaman biasanya paling besar dengan pH pada skala

6-7 untuk sebagian besar tanah pertanian (Tisdale et al. 1985).

2.6. Pemupukan Fosfat dan Permasalahannya

Untuk meningkatkan produksi pangan pada tanah-tanah masam seperti

ultisol diperlukan penambahan P-anorganik seperti fosfat alam dan bahan organik,

baik pupuk kandang maupun sisa-sisa tanaman. Pupuk fosfat seperti fosfat alam

bukan hanya merupakan sumber P, tapi juga Ca, disamping itu mengandung hara

esensial seperti Mg, S, Fe, Cu dan Zn (Dev 1996 dalam Noor 2003). Pupuk fosfat

alam yang digunakan secara langsung umumnya memiliki kelarutan yang rendah

dibandingkan dengan pupuk kimia, sehingga diperlukan suatu usaha yang dapat

meningkatkan kelarutannya seperti penggunaan mikroorganisme dan bahan

organik (Noor 2003).

Daya larut fosfat dalam karier fosfat yang berbeda adalah berubah-ubah.

Daya larut air dari pupuk fosfat tidak selalu menjadi kriteria yang terbaik dari

ketersediaaan elemen ini untuk tanaman. Kemungkinan pengukuran yang paling

tepat untuk ketersediaan bagi tanaman dari elemen nutrisi adalah memperluas

penyerapan oleh tanaman di bawah kondisi yang sesuai untuk tumbuh.

Penentuannya tidak mudah, yakni kapan ketersediaan dari unsur pupuk harus di

tentukan dengan cepat pada sejumlah besar sampel, sebagaimana dalam

pengendalian pemupukan untuk tanaman (Tisdale et a.l 1985).

Keefektivan pupuk fosfat ditentukan oleh sifat dari garam fosfat dan

kesuburan tanah serta reaksi dimana terdapat pupuk fosfat dengan berbagai

macam unsur tanah. Pelarutan granul dari pupuk fosfat terlarut air sangat cepat,

bahkan di bawah kondisi kadar air tanah rendah. Kecukupan air untuk mengawali

pelarutan, mengubah granul dengan kapilaritas atau transport uap air. Larutan

8  

  

yang mendekati jenuh dari bahan pupuk fosfat berada di sekitar pupuk berbentuk

granul dan droplet. (Tisdale et al. 1985).

2.7. Efektivitas Pemupukan Fosfat

Sejumlah sifat pupuk dan kondisi tanah mempengaruhi junlah pupuk yang

diberikan ke tanah dan juga mempengaruhi efektivitasnya di dalam tanah.

Menurut Tisdale et al. (1985) hal yang mempengaruhi efektivitas pemupukan

fosfat adalah 1) Pengaruh dari ukuran granul, 2) Kadar air Tanah, 3) Distribusi

granul, 4) Tingkat aplikasi, 5) Residu fosfat. Dibawah kondisi tropik, dimana

fosfat terlarut mudah tercuci dari tanah pasir masam, maka aplikasi dari batuan

fosfat diperlukan. Percobaan dengan tebu di Hawai menunjukkan bahwa batuan

fosfat memiliki keefektivan yang sama dengan superfosfat (Ayers and Haghara

1961 dalam Mengel dan Kirkby 1982).

2.8. Masalah Fosfor

Sebagian tanah mengandung zat yang menyediakan total P, sebagain besar

dari itu tinggal dalam bentuk iner, dan hanya kurang dari 10% dari P tanah yang

masuk dalam siklus hewan-tanaman (Kucey et al. 1989 dalam Sundara et al.

2002). Akibatnya kekurangan P meluas dan sebagian besar pupuk P diperlukan

untuk menjaga produksi pangan. Walaupun P dalam pupuk ini mulanya tersedia

bagi tanaman, namun akhirnya itu secara cepat berekasi dengan tanah dan

menjadi makin kurang tersedia untuk diambil tanaman. Penambahan ke tanah

fosfat terlarut kemudian berekasi dengan komponen-komponen tanah dan

membentuk senyawa yang kurang larut (Sundara et al. 2002).

Soepardi (1983) menyatakan, salah satu masalah fosfor yang terpenting

adalah sebagian fosfor tidak tersedia bagi tanaman, dan juga bila fosfor larut

ditambahkan ke dalam tanah, sebagian dari fosfor tersebut diikat dan dibuat

menjadi tidak tersedia bagi tanaman, sekalipun keadaan tanah sangat baik.

Pemakaian pupuk fosfat hampir sebanding dengan pemakaian pupuk nitrogen.

Namun demikian kehilangan fosfor dari tanah terangkut tanaman adalah rendah

dibandingkan dengan nitrogen dan kalium, dalam banyak hal berkisar antara

9  

  

seperempat hingga sepertiga unsur tersebut. Secara singkat, masalah menyeluruh

dari fosfor adalah :1) jumlah sedikit yang terdapat dalam tanah 2)

ketidaktersediaan fosfor yang sudah ada dalam tanah 3) adanya fiksasi fosfor yang

kontras.

Pada tanah tua fosfat akan membentuk komplek hidrooksida Fe-P,

hidrooksida Al-P, sedang pada tanah alkali mebentuk komplek Ca-P. Pada tanah

Andosol akan berikatan dengan alofan membentuk alofan fosfat (Leiwakabessy

1989 dalam Lestari 1994) sedangkan pada kondisi masam ion Al dan Fe bereaksi

dengan ion fosfat membentuk gaeam Fe-P atau Al-P yang tidak larut. Pupuk

fosfat Ca(H2PO4)2 diberikan ke tanah akan berubah seperti gambar 1

Hanafiah (2005) menyatakan dibanding N, maka P-tersedia dalam tanah

relatif cepat menjadi tidak tersedia akibat segera 1) terikat oleh kation tanah

(terutama Al dan Fe pada kondisi masam atau dengan Ca dan Mg pada kondisi

netral) yang kemudian mengalami presipitasi (pengendapan) atau 2) terfiksasi

pada permukaan positif koloidal tanah (liat dan oksida Al/Fe) atau lewat

pertukaran kation (terutama dengan OH-).

Ca(H2PO4)2 P tersedia

H2O

H3PO4 + CaHPO4 P kurang tersedia

Al (OH)3 atau Fe (OH)3

Al (OH)2H2PO4 + Fe (OH)2H2PO4 P tidak tersedia

Gambar 1 Bentuk P dalam tanah

Tisdale et al. (1985) menyatakan terdapat beberapa faktor yang

mempengaruhi retensi fosfat dalam tanah. Faktor tersebut antara lain : 1) sifat

alamiah dan jumlah unsur tanah, 2) pH, 3) ion-ion lainnya, 4) kinetik, dan 5)

kejenuhan dari komplek jerapan.

10  

  

2.9. Kebutuhan Fosfor Tanaman

Kadar kosentrasi fosfat yang terdapat dalam tanaman berkisar antara 0.1

sampai 0.4%. Jumlah tersebut lebih rendah jika dibandingkan dengan hara

nitrogen dan kalium yang terdapat pada tanaman (Tisdale et al. 1985). Jika jumlah

fosfat tersedia berada dalam kisaran yang normal, jumlah fosfat yang harus

diaplikasikan ke tanah harus sesuai dengan jumlah yang diambil oleh tanaman.

Beberapa fosfat yang bersifat labil diubah menjadi immobil. Tingkat aplikasi

fosfat harus lebih tinggi dari 10 hingga 50% dari jumlah yang diambil oleh

tanaman. Umumnya tingkat aplikasi yang baik untuk tanaman yakni antara 20

hingga 80 kg P/ha sesuai dengan spesies tanaman dan kondisi tanah. Tanaman

dengan pertumbuhan yang tinggi, produksi bahan organik dengan jumlah yang

besar, memiliki kebutuhan yang lebih tinggi terhadap fosfat. Seperti yang

diaplikasikan pada tanaman jagung, produksi rumput intensif, kentang dan tebu

(Mengel dan Kirkby 1982).

Jumlah P yang ada dalam larutan tanah, bahkan dalam tanah dengan

ukuran tinggi dari ketersediaan fosfat hanya berkisar 0.3 hingga 3 kg P/ha.

Kecepatan pertumbuhan tanaman menyerap sejumlah fosfat dalam sehari berkisar

1 kg P/ha, ini menjelaskan bahwa fosfat dalam larutan tanah harus diberikan ke

tanah beberapa kali sehari dengan mobilisasi fosfat dari kelompok fosfat labil.

Fosfat labil ini lebih atau kurang identik dengan isotop pertukaran fosfat. Jumlah

dari bagian ini terpadat pada lapisan atas tanah (20 cm) memiliki jumlah antara

150 hinnga 500 kg P/ha. Fosfat ini memiliki tingkat desorpsi yang tinggi dalam

tanah dan kapasitas penyangga fosfat yang tinggi. Berdasarkan ini, maka

sebaiknya tanah mampu menjaga kosentrasi fosfat pada larutan tanah selama

musim penanaman (Williams 1970 dalam Mengel & Kirkbi 1982).

Suplai yang cukup dari fosfat berhubungan dengan sejumlah besar jerami

padi. mutu dari buah, makanan ternak, sayuran, dan tanaman padi-padian dapat

berkembang dan peningkatan ketahanan terhadap penyakit saat tanaman-tanaman

ini mempunyai kecukupan dalam nurisi fosfor (Tisdale et al. 1985).

11  

  

2.10. Mikroorganisme Pelarut Fosfat

Kandungan anorganik yang tidak larut dari fosfor, sebagian besar tidak

tersedia untuk tanaman, tapi terdapat banyak mikroorganisme yang bisa

membawa fosfat ke dalam larutan. Hal ini sering kelihatan, karena sepersepuluh

hingga setengah bakteri yang dites umumnya mampu melarutkan kalsium fosfat

(Ca3(PO4)2) dan jumlah bakteri yang dapat melarutkan fosfat yang tidak larut

berada pada 105 hingga 107 per gram tanah. Sebagai contoh seperti bakteri yang

sering melimpah pada permukaan akar (Raghu et al. 1966 dalam Alexander

1977). Spesies seperti Pseudomonas, Mycobacterium, Micrococcus, Bacillus,

Flavobacterium, Penicillium, Sclerotium, Fusarium, Aspergillus, dan lain-lainnya

sangat aktif dalam proses pengubahan fosfat yang tidak larut air menjadi larut air

(Alexander 1977).

Beberapa bakteri tanah, khususnya yang termasuk dalam kelompok

Pseudomonas dan Bacillus dan fungi yang termasuk dalam kelompok Penicillium

dan Aspergillus menunjukkan kemampuan mengubah fosfat yang tidak larut

dalam tanah ke dalam bentuk larut dengan mengeluarkan asam organik seperti

asam format, asetat, propionat, laktat, glikolat, fumarat, dan suksinat. Asam-asam

ini menyebabkan pH lebih rendah dan memutus ikatan yang membentuk fosfat

(Rao 1982).

Sebagian besar fosfat organik tanah berada dalam bentuk ester fosfat

inositol, hexafosfat inositol dan beberapa di-tri dan tetrafosfat dari inositol.

Beberapa fosfat organik ini diproduksi oleh tanaman, dan sebagian besar

disintesis oleh mikrooragnisme (Dalal 1977 dalam Mengel dan Kirkby 1982).

Peningkatan fosfat tanah tersedia terutama dihasilkan dari dekomposissi

bahan organik. Dekomposisi yang paling baik terjadi pada kondisi tanah netral,

tanah alkalin, dan tanah-tanah ini memiliki kandungan bahan organik yang tinggi.

Beberapa mikroorganisme yang menghasilkan asam sebagai hasil dari akktivitas

metabolisme, juga memiliki peranan dalam melarutkan fosfat mineral tanah yang

tidak tersedia bagi tanaman (Tisdale et al. 1985).

12  

  

2.11. Potensi Bakteri dan Fungi Melarutkan Fosfat

Beberapa bakteri tanah seperti bakteri pelarut fosfat mempunyai

kemampuan untuk melarutkan P organik menjadi bentuk fosfat terlarut yang

tersedia bagi tanaman. Efek pelarutan biasanya disebabkan oleh adanya produksi

asam organik seperti asam asetat, asam format, asam laktat, asam oksalat, asam

malat, dan asam sitrat yang dihasilkan oleh mikroba tersebut. Mikroba tersebut

juga memproduksi asam amino, vitamin, dan growth promoting substance seperti

IAA dan asam giberellin yang dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman

(Richardson 2001, Gyaneshwar et al. 2002; Ponmugaran 2006 dalam Suliasih

2007).

Diantara populasi bakteri tanah, bakteri pelarut fosfat merupakan pelarut

yang berpotensi melarutkan fosfat antara 1 hingga 50% , sedangkan fungi pelarut

fosfat hanya menunjukkan 0.1-0.5% potensi pelarutan (Chen et al. 2006 dalam

Panhwar et al. 2011).

Interaksi mikroorganisme tanah dalam tanaman di daerah perakaran bisa

jadi sangat menguntungkan, netral, bervariasi atau mengganggu pertumbuhan

tanaman. Keuntungan yang diperoleh dari aktivitas mikroorganisme ini termasuk

produksi atau perubahan dalam kosentrasi hormon tanaman seperti IAA, Asam

giberelin, sitokinin, etilen; fiksasi nitrogen, tekanan pertumbuhan dari organisme

pengganggu dengan produksi siderofor, chitinase, antibiotik, dan pelarutan fosfat

dan unsur lainnya (Bhadbhade et al. 2002 dalam Kukreja et al. 2010).

Pupuk biologis (bakteri pelarut fosfat) dinilai sebagai penyokong tanaman

yang baik untuk mensuplai fosfor ke kadar yang sesuai. Pupuk ini diproduksi

berdasarkan seleksi mikroorganisme tanah yang menguntungkan yang mana

mempunyai efisiensi tinggi untuk meningkatkan pertumbuhan tanaman dengan

menyediakan makanan dalam bentuk yang dapat diserap. Aplikasi dari inokulan

yang disediakan oleh mikroorganisme ini meningkat, banyak mikroorganisme

yang aktif dan efektif untuk daerah aktivitas akar, yang mana meningkatkan

kemampuan tanaman untuk mengambil unsur hara dalam jumlah yang lebih

banyak (Mehrvarz et al. 2008).

Alexander (1977) menyatakan mikroorganisme berperan pada sejumlah

transformasi dari unsur fosfat. Peranan tersebut diantaranya (a) mengubah

13  

  

kelarutan dari kandungan anorganik fosfat, (b) mineralisasi kandungan organik

dengan pelepasan fosfat anoragnik, (c) mengubah fosfat anorganik, menyediakan

anion ke dalam komponen sel, sebuah proses immobilisasi analog yang terjadi

dengan nitrogen, (d) berperan pada oksidasi dan reduksi dari kandungan fosfat

anorganik, khususnya dalam proses immobilisasi.

Indikasi dari kegunaan mikroorganisme pelarut fosfat bisa dicapai dengan

membandingkan pertumbuhan dan komposisi kimia dari pertumbuhan tanaman

dengan kehadiran atau tidak hadirnya mikroorganisme. Sebagai contoh, ketika

barley dibenihkan ke dalam sampel tanah steril dan nonsteril, dengan ukuran yang

rendah dari ketersediaan fosfat, hasil dan kandungan fosfat ialah kekurangan di

tanah nonsteril. Penurunan pertumbuhan oleh mikroflora di tanah alamiah tidak

kelihatan jika fosfat yang disediakan tinggi (Benians G.J. dan D.A. Barber 1974

dalam Alexander 1977).

Bahan organik tanah mengandun P, yang mana mineralisasi dari bahan

organik tanah melepaskan fosfat ke dalam larutan tanah. Fosfat yang dilepaskan

dengan cara ini melibatkan keseimbangan ion fosfat yang dilepas dan ion fosfat

yang diserap. Penguraian bahan organik oleh mikroba berhubungan dengan

peningkatan produksi CO2 yang mana memungkinkan peningkatan larutan fosfat

tanah (Mengel dan kirkby 1982)

2.12. Mekanisme Pelarutan Fosfat

Pelarutan fosfat oleh Pseudomonas didahului dengan sekresi asam-asam

organik, diantaranya asam sitrat, asam glutamate, suksinat, laktat, oksalat,

glioksilat, malat, dan fumarat. Hasil sekresi tersebut akan berfungsi sebagai

katalisator, pengkhelat dan memungkinkan asam-asam organik tersebut

membentuk senyawa komplek dengan kation Ca2+, Mg2+, Fe2+, dan Al3+ sehingga

terjadi pelarutan fosfat menjadi bentuk tersedia yang dapat diserap oleh tanaman

(Rao 1982 dalam Wulandari 2001). Lestari (1994) menyatakan proses utama

terhadap pelarutan senyawa fosfat sukar larut adalah produksi asam organik oleh

mikroorganisme dan sebagian asam anorganik yang dapat berinteraksi dengan

senyawa P sukar larut serta melarutkan fosfor dari komplek Al-P, Fe-P, Mn-P dan

14  

  

Ca-P. seperti yang diungkapkan oleh Basyaruddin (1982) dalam suatu reaksi

sederhana sebagai berikut :

OH OH

Al (H2O) OH + OH- Al (H2O) OH+ H2PO4-

H2PO4 OH

Fase Padat Larutan Padat Larutan

OH OH

Fe (H2O) OH + OH- Fe (H2O) OH + H2PO4-

H2PO4 OH

Fase Padat Larutan Padat Larutan

Gambar 2 Reaksi sederhana pelarutan P sukar larut dari komplek Al-P dan Fe-P

Asam organik seperti asam sitrat dan asam sulfat berperan dalam

meningkatkan kelarutan fosfat dalam batuan fosfat (Alexander 1977 dalam

Lestari 1994), ditegaskan oleh Leiwakabessy (1989) dalam Lestari (1994) dalam

mekanisme berikut:

HNO3, H2SO4/ Asam Organik P anorganik P Larut P tidak larut Gambar 3 Mekanisme pelarutan fosfat oleh asam organik

Pelepasan H2PO4- menyebabkan jumlah fosfat dalam larutan tanah akan

bertambah. Mengel dan Kirkby (1982) menyatakan proses akhir dimana fosfat

organik diubah menjadi tersedia dengan pemecahan fosfat anorganik dengan

sejumlah reaksi fosfat. Enzim fosfat dihasilkan oleh akar tanaman tingkat tinggi

oleh sejumlah mikroorganisme (Aspergillus, Penicillium, Mucor, Rhizopus,

Bacillus, Pseudomonas).

Walaupun pelarutan fosfat umumnya memerlukan produksi asam,

mekanisme yang lain dapat diperhitungkan untuk mobilisasi fosfat besi, di tanah

15  

  

banjir, besi dalam fosfat besi yang tidak larut dapat direduksi, sebuah proses yang

menunjukkan ke pembentukkan larutan besi dengan dengan pelepasan yang

bersamaan dari fosfat ke dalam larutan (Patrick et al 1973 dalam Alexander

1977). Fosfat dapat juga dibuat lebih tersedia untuk diambil tanaman dengan

memastikan bakteri yang membebaskan hydrogen sulfida, sebagai produk yang

bereaksi dengan fosfat besi untuk menghasilkan besi sulfida pembebasan fosfat

(Sperber 1957 dalam Alexander 1977). Penambahan asam nukleat murni ke

dalam tanah dengan cepat mengalami defosforilasi. Sejumlah besar berbagai

heterotrof dapat berkembang pada media yang mengandung nukleotida sebagai

sumber tunggal dari karbon, nitrogen, dan fosfor. Mineralisasi dipengaruhi oleh

pH, dan tingkat penurunan dari akibat kemasaman meningkat. Proses tranformasi

dari suatu inisial depolimerisasi dari RNA oleh ribonuklease dan DNA oleh

deoksiribonuklease dan pemecah fosfat berasal dari produk yang dibangun oleh

depolimer enzim-enzim. Fosfor dalam sel mikroba, sebagian besar terdapat dalam

bentuk RNA dan DNA, dibebaskan dengan cepat oleh beberapa organisme

walaupun itu dibebaskan dengan lambat oleh organisme lainnya (Mills &

Alexander 1974 dalam Alexander 1977).

2.13. Hasil-Hasil Penelitian Penggunaan Bakteri dan Fungi Pelarut Fosfat

Mikroorganisme dilibatkan dalam sejumlah proses yang mempengaruhi

transformasi P tanah yang kemudian menjadi bagian integral dari bagian siklus P.

Khususnya mikroorganisme tanah efektif dalam melepaskan P dari kelompok

anorganik dan organik P total tanah melalui pelarutan dan mineralisasi (Hilda &

Fraga 1999 dalam Y.P. Chen et al. 2006).

Mikroorganisme tanah memainkan peranan penting dalam dinamika P

tanah yang berakibat ketersediaannya untuk tanaman (Richardson 2001 dalam

Khan et al. 2009).

Belakangan ini, perhatian diberikan untuk memungkinkan penggunaan

sejumlah besar sumber batu fosfat yang tersedia dengan aksi mikroorganisme

pelarut fosfat. Dalam kaitannya, percobaan lapang dilakukan di India dengan

menggunakan kultur suspensi dari Bacillus polymixa, Bacillus circulans,

16  

  

Pseudomonas striata dan Aspergillus awamori dengan dan tanpa super fosfat dan

batuan fosfat pada hasil panen gandum dan padi (Gaur et al. 1980 dalam Rao

1982). Hasilnya menunjukan bahwa peningkatan yang signifikan pada hasil panen

padi yang memungkinkan ketika gandum diinokulasi dengan P. striata dengan

batuan fosfat pada dosis 100 kg P2O5/ha. Hal yang sama juga terjadi, panen padi

meningkat secara signifikan saat padi diinokulasi dengan B. polymiyxa dengan

batuan fosfat.

Benik dan Dey (1982) dalam Lestari (1994) mengisolasi beberapa

mikroorganisme pelarut fosfat dari tanah alluvial (Fluvakuent), diperoleh dua

strain fungi yaitu ACF2 (Aspergillus candidadus) dan ACF1 (Aspergillus

fumigatus), dua strain bakteri yaitu ACB5, dan ACB13 serta satu strain

Aktinomycetes yang efisien melarutkan P dari Ca3(PO4)2. Mikroorganisme

tersebut memproduksi asam oksalat dan asam tartat tanpa atau dengan asam sitrat,

menunjukkan kemampuan yang tinggi melarutkan P anorganik sukar larut.

Aspergillus fumigatus mempunyai kemampuan paling tinggi melarutkan batuan

fosfat (31.5 ug). Secara umum strain ACF2 mempunyai kemampuan lebih baik

dalam melarutkan fosfat dibanding yang lain.

Dalam percobaan yang sebenarnya dalam media yang mengandung

glukosa sebagai sumber karbon, Aspergillus niger mengasimilasi 0.24 hingga

0.40 bagian, Streptomyces sp. mengasimilasi 0.27 hingga 0.63, sedangkan

gambaran untuk campuran flora tanah berada pada selang 0.16 hingga 0.36 bagian

fosfor untuk masing-masing seratus bagian dari glukosa yang dioksidasi

(Alexander 1977).

2.14. Pupuk Hayati

Kerusakan lingkungan dapat disebabkan oleh penggunaan pupuk kimia

yang tidak ramah lingkungan. Pupuk hayati memiliki peranan yang sangat penting

karena memiliki sifat yang ramah lingkungan, tidak berbahaya dan tidak beracun.

Pupuk hayati yang dimaksud terdiri dari mikroba hidup yang diseleksi dan

menguntungkan, yang mana ditambahkan di tanah sebagai inokulan mikroba.

Beberapa mikroba seperti Cyanobacteria. Azolla, diazotrop endofitik, dan

17  

  

mikroorganisme pelarut fosfat saat ini digunakan sebagai pupuk hayati

(Kannaiyan et al. 2004 dalam Sharma et al. 2007).

Pupuk hayati yang dibuat yang dibuat mengandung mikroorganisme

tertentu dalam jumlah yang banyak dan mampu menyediakan hara serta

membantu pertumbuhan tanaman. Pupuk hayati dapat diterima sebagai pupuk

yang berharga murah dibanding pupuk kimia, dan tidak berdampak negative baik

terhadap kesehatan tanah maupun lingkungan. Pupuk hayati yang banyak

dikembangkan merupakan pemasok nitrogen dan fosfor. Pupuk hayati merupakan

alternative bagi petani untuk memanfaatkan pasokan N2 udara yang cukup besar,

disamping memanfaatkan bentuk P tak tersedia menjadi bentuk tersedia. Melalui

masukkan teknologi rendah, petani dapat memperoleh keuntungan yang lebih

besar (Sutanto 2001).

2.15. Bunga Krisan

Krisan (Chrysanthemum sp) adalah salah satu bunga potong utama di

dunia. Jumlah bunga potong krisan menempati urutan pertama dari pemasaran

semua bunga potong yang dipasarkan setiap tahun di Indonesia menyalurkan US$

1 juta untuk pendapatan nasional pada tahun 2003 dan jumlahnya meningkat naik

hingga US$ 1.8 juta pada tahun 2005. Namun, negara-negara Asia Tenggara

termasuk Indonesia hanya mensuplai kurang dari 10% dari krisan pasar dunia

(Chomchalow 2005 dalam Budiarto et al. 2006). Perubahan-perubahan trend

yang cepat dan dinamis dalam pasar budidaya bunga menentukan faktor dalam

kelas dan harga. Hal ini berkaitan dengan preferensi konsumen pada warna,

ukuran dan tipe bunga. Namun, bunga krisan yang dihasilkan oleh petani

Indonesia mempunyai penampilan fisik yang kurang baik dan kualitas yang

bergantung pada bahan tanaman yang baik dan metode pembudidayaan,

selanjutnya berpengaruh pada harga yang tidak kompetitif dan kurang

menguntungkan (Budiarto et al. 2006). Berikut adalah klasifikasi botani tanaman

hias krisan:

18  

  

Kingdom : Plantae (tumbuh-tumbuhan)

Divisi : Spermathophyta

Subdivisi : Angiospermae (biji berkeping dua)

Ordo : Asterales (Compositae)

Famili : Asteraceae

Genus : Chrysanthemum

Spesies : C. morifolium Ramat, C. Indicum, C. daisy dll.

Permintaan pasar akan bunga potong krisan meningkat sekitar 11.8% per

tahun, berkaitan dengan hal itu upaya penyediaan benih yang bermutu di dalam

negeri perlu mendapatkan prioritas (Soerojo 1991 dalam Raharjo et al. 2008). Hal

itu dikarenakan usaha perluasan produksi bunga ditingkat petani selalu

membutuhkan ketersediaan benih dalam jumlah yang memadai. Jika penyediaan

benih tidak mampu mengimbangi lonjakan permintaan, maka produsen akan

mencari alternatif dengan mengimpor bibit dari luar negeri. Bagi produsen yang

tidak mampu mengimpor bibit, maka terpaksa menggunakan tanaman induk yang

lama dengan resiko kualitas yang rendah. Untuk mendukung penyediaan benih

bermutu tanaman krisan, Balai Penelitian Tanaman Hias telah mengembangkan

teknik perbanyakan bibit dan produksi tanaman induk secara tepat (Marwoto et al.

2004 dalam Raharjo et al. 2008).

Sebagian besar penanaman bunga krisan berada di Jawa (Cipanas,

Bandung, Yogyakarta) dengan tiga musim tanam setiap tahun. Pada penanaman

tradisional, tanaman biasanya ditanami di rumah plastik yang dibangun dari

bambu, karena tanaman bambu jumlahnya banyak dan tumbuh secara alamiah di

alam. Namun, beberapa pembatas masih diperlihatkan selama proses produksi

yang belum terpecahkan hingga saat ini dan kualitas serta produktivitas bunga

perlu untuk dikembangkan. Penggunaan bambu untuk pembangunan rumah

plastik, dinilai kurang tahan lama dibandingkan dengan kayu dan bahan permanen

lainnya seperti aluminium. Kondisi ini mengarah para petani untuk merkonstruksi

dan merenovasi rumah plastik hampir setiap lima tahun. Biaya-biaya dari aktivitas

ini menjadi tambahan biaya dan akhirnya membuat proses produksi kurang

menguntungkan (Boudoin dan Zabeltititz 2002 dalam Budiarto et al. 2007).

19  

  

Disamping konstruksi bambu, masa hidup dari rumah kayu adalah 10 tahun. Di

rumah kayu ada 20% lebih sinar yang masuk dibandingkan rumah plastik yang

dibangun dengan bambu (Gunadi et al. 2006, diacu dalam Budiarto et al. 2007).

Krisan berasal dari daerah subtropis, sehingga suhu yang terlalu tinggi

merupakan faktor pembatas dalam pertumbuhan tanaman. Temperatur rata-rata

untuk pertumbuhan krisan berada pada suhu harian antara 17 0C sampai 30 0C.

Pada fase vegetatif, kisaran suhu harian 22 sampai 28 0C pada siang hari dan tidak

melebihi 26 0C pada malam dibutuhkan untuk pertumbuhan optimal krisan

(Khattak &Pearson 1997 dalam PUSLITBANGHORT 2006). Suhu harian pada

fase generatif 16 0C sampai 18 0C (Wiltkins et al. 1990 dalam

PUSLITBANGHORT 2006). Menurut Maswinkel dan Sulyo (2004) dalam

PUSLITBANGHORT (2006), pada suhu di atas 25 0C, proses inisiasi bunga akan

terhambat dan menyebabkan pembentukan bakal bunga juga terhambat. Suhu

yang terlalu tinggi juga mengakibatkan bunga yang dihasilkan cenderung

berwarna hitam, pucat dan memudar.

Tingkat pemberian pupuk untuk kehidupan atau masa pemberian makanan

dari krisan pada pot, berdasarkan pada nitrogen adalah 350 - 400 ppm N.

Selanjutnya, 375 ppm N digunakan sebagai taraf standar (100%) untuk studi.

Jumlah fosfor dan kalium dalam 375 ppm larutan pupuk N adalah 175 dan 354

ppm, untuk masinng-masing pupuk. Masing-masing perlakuan pupuk dibuat

menjadi pupuk lengkap. Untuk menjaga kesamaan perbandingan dari semua unsur

makro dan mikro, keragaman pemberian pupuk dilakukan secara lurus dari pupuk

ke tingkat spesifik dari setiap percobaan (Chau et al. 2005).

Beberapa pengaruh pembudidayaan menunjukkan pengaruh yang kuat

pada pengaruh musim daripada pengaruh-pengaruh lainnya. ‘Tara’ dikenal dalam

produksi komersial untuk pertumbuhan yang lebih kuat pada suhu produksi yang

lebih tinggi, yang mana ditunjukkan dengan peningkatan cabang pada percobaan

diakhir musim semi dan gugur (Schoellhorn 1996). 

Krisan merupakan salah satu jenis bunga potong yang banyak diminati

konsumen untuk digunakan sebagai bahan dekorasi dan rangkaian bunga, karena

relatif lebih tahan dibandingkan dengan jenis bunga potong lainnya. Pada saat ini

ada dua jenis krisan yang dibudidayakan oleh petani, baik petani pengusaha

20  

  

maupun petani kecil pada ketinggian tempat 600-1200 m dpl, yaitu krisan standar

dan krisan spray dengan sekitar 30 varietas. Pada daerah pusat promosi dan

pemasaran bunga Rawabelong juga terlihat adanya pasokan bunga krisan jenis

lokal dan Holland. Krisan Holland volumenya hampir dua kali lipat dari volume

krisan lokal. Pada pasar internasional krisan juga merupakan komoditi penting.

Beberapa negara berkembang telah menjadi pemasok (supplier) ke pusat eropa,

seperti Columbia (32%), Zimbawe (26%), dan Afrika Selatan (15%) (Ridwan

2005).

Kedudukan Indonesia sebagai negara tropis yang memiliki sumberdaya

lahan dan agroklimat yang sesuai bagi pertumbuhan tanaman hias bunga potong,

telah memungkinkan tanaman krisan diproduksi sepanjang tahun. Perkembangan

luas panen produksi dan produktivitas tanaman krisan pada tahun 2000

menunjukkan terjadinya peningkatan luas panen sebesar 62.20% dibandingkan

dengan tahun sebelumnya. Peningkatan luas panen tersebut diimbangi dengan

peningkatan produksi sebesar 55.26%, meskipun produktivitasnya menurun dari

2.05 tangkai/m2 menjadi 1.97 tangkai/m2 (Direktorat Tanaman Sayuran, Hias,

dan Aneka Tanaman 2001 dalam Ridwan 2005)

Perbedaan produktivitas dan kualitas dari pemotongan dihasilkan oleh

tanaman induk bunga krisan di bawah kondisi terbuka menunjukkan perbedaan

dalam respon tumbuh ke lingkungan yang lebih ekstrim. Studi dilakukan di

musim hujan. curah hujan yang tinggi (22.54 mm/hari) diduga tidak hanya

memberikan pengaruh fisik (pukulan air hujan) tapi juga akibat negatif ke

lingkungan tanaman induk, seperti peningkatan kelembaban dan kondisi air di

zona akar. Disamping, kondisi berawan disiang hari yang mempengaruhi jumlah

tipe cahaya matahari yang diterima oleh tanaman, ketidaksesuaian lingkungan

pada kondisi terbuka mempengaruhi kondisi fisiologi tanaman kualitas

pertumbuhan yang mana akhirnya menurunkan produksi bunga potong (Hiclenton

dan McRae 1984 dalam Budiarto & Marwoto 2009).

Jumlah bunga dari tanaman krisan dari penutupan polyetilen transparan

secara signifikan lebih tinggi daripada dibawah penutupan polyetilen berwarna

sedangkan tanaman dibawah bayangan polyetilen biru mempunyai jumlah bunga

yang paling rendah. Hasil pola yang berlawanan ditemukan dalam hubungan

21  

  

diameter tanaman. Bayangan polyetilen berwarna menurunkan jumlah bunga dan

hasil biomassa sementara terjadi peningkatan diameter dan tinggi tanaman.

Kandungan bioaktif dalam tanaman yang sehat yang tumbuh di bawah naungan

polyetilen yang berbeda, mencapai puncaknya pada tahap yang berbeda melalui

studi waktu, naungan polyetilen biru mempengaruhi biomassa dan akumulasi

kandungan bioaktif (Jin et al. 2012). Pemberian sukrosa di dalam larutan

perendam hendaknya dilakukan pada kondisi optimal, karena pada kondisi

tersebut sukrosa berfungsi sebagai substrat respirasi untuk menghasilkan energi

yang akan digunakan dalam proses kehidupan sehingga kesegaran bunga akan

lebih lama (Wiraatnmajaya 2007).

Petani mempunyai pilihan jenis, warna bunga, dan asal bibit yang

menghasilkan benih krisan sehingga dapat memperhitungkan secara ekonomi

untuk memperoleh keuntungan maksimal dalam agribisnis tanaman hias dan tentu

saja harus memperhitungkan jarak transportasi asal bibit, biaya yang dikeluarkan,

pemasaran, minat konsumen dalam hal dan jenis bunga yang akan dijual ke pasar

(Sukiyono 2005; Bachrein 2006; dalam Masyhudi dan Suhardi 2009).

Pengalaman petani dalam budidaya bunga krisan juga turut memengaruhi

pertumbuhan tanaman dan produksi bunga krisan. Kemampuan petani dan

pengalaman bercocok tanam lebih menguatkan usahatani dan lebih

mengembangkan teknologi budidaya krisan. Teknologi budidaya krisan lebih

berkembang lagi pada tahun 2006 hingga 2007 dengan berbagai usaha efisiensi

dan lebih merapatkan jarak tanam menjadi 8x8 cm bahkan pucuk apikal tanaman

dipotong sehingga tanaman dapat memproduksi cabang dari ketiak daun yang

berjumlah 2-4 cabang. Teknik ini lebih menguntungkan karena produksi bunga

dapat meningkat 2-4 kuntum percabang sehingga dapat menambah keuntungan

(Masyhudi dan Suhardi 2009).

Krisan merupakan salah satu jenis tanaman hias bunga yang sangat

populer dan memiliki nilai ekonomi yang relatif tinggi di Indonesia serta

mempunyai prospek pemasaran cerah. Selain menghasilkan bunga potong dan

krisan dapat juga dimanfaatkan sebagai bunga pot yang digunakan untuk

memperindah ruangan dan menyegarkan suasana, beberapa varietas krisan juga

berkhasiat sebagai obat, antara lain untuk mengobati sakit batuk, nyeri perut, dan

22  

  

sakit kepala akibat peradangan rongga sinus (sinusitis) dan sesak napas (Rukmana

& Mulyana 1997; Anonim 2000, dalam Widiastuti 2004). Meningkatnya

pemberian intensitas cahaya dari 55% menjadi 75% sampai dengan 100% diikuti

dengan semakin lambatnya pemunculan cabang pada tanaman krisan, yang

ditunjukkan oleh jumlah hari pengamatan yang banyak. Hal ini disebabkan sifat

tanaman krisan sendiri yang selalu tumbuh tinggi bila mendapatkan intensitas

cahaya matahari yang banyak. Intensitas cahaya tinggi berpengaruh terhadap

aktivitas auksin pada meristem apikal. Apabila intensitas cahaya tinggi maka

intensitas auksin meningkat pula sehingga menyebabkan tanaman krisan tumbuh

tinggi (Widiastuti 2004).