Nitrogen merupakan unsur yang esensial yang memberikan pengaruh yang paling nyata dan cepat terhadap pertumbuhan tanaman (Soepardi, 1983). Sumber nitrogen bagi tanaman padi berasal dari amonium dan nitrat yang terdapat pada tanah yang tergenang, mineralisasi bahan organik, fiksasi nitrogen oleh alga, bakteri serta dari pupuk. Padi yang dipupuk memperoleh 0 persen sampai dengan 80 persen nitrogen dari tanah, sedangkan yang tidak dipupuk memperoleh N dari mineralisasi bahan organik (Ismunadji dan Roechan, 1988).

Menurut De Datta (1981), unsur nitrogen berperan memberi warna hijau daun, mempercepat pertumbuhan yaitu bertambahnya tinggi batang, jumlah anakan, ukuran daun, butiran gabah, serta jumlah spikelet dalam panikelet, meningkatkan persentase gabah isi dan meningkatkan kadar protein dalam beras. Wididana dan Higa (1996) menyatakan bahwa, peranan nitrogen bagi tanman padi mampu memperbesar ukuran gabah.

Menurut Sismiyati dan Partoharjono (1994), penggunaan pupuk yang berlebihan akan menyebabkan tanaman rentan terhadap penyakit, memperpanjang umur tanaman dan pencemaran nitrat dan nitrit. Padmini dan Suwardi (1998) menyatakan bahwa penggunaan pupuk yang berlebihan menyebabkan tanaman berbatang tinggi dan lemah sehingga mudah rebah, menigkatkan persentase gabah hampa serta peka terhadap penyakit.

Kekurangan hara nitrogen sangat erat kaitannya dengan penurunan produksi padi. Padi yang kekurangan nitrogen akan menunjukkan gejala seperti pertumbuhan terhambat dan jumlah anakan sedikit, tanaman kerdil, daun sempit dan pendek, berwarna hijau kekuningan dan daun tua menjadi berwarna coklat muda dan mati (De Datta, 1981; Soemedi 1982). Hal ini karena nitrogen bersifat dinamis (mobil) sehingga jika terjadi kekurangan nitrogen pada bagian pucuk, nitrogen yang berada pada daun yang tua akan ditranslokasikan ke organ yang lebih muda (Novizan 2002).

Asimilasi Nitrogen pada Tanaman Padi Sawah

Akar tanaman menyerap nitrogen dalam bentuk ion amonium dan ion nitrat. Menurut Yoneyama (1991) amonium lebih banyak diserap pada ujung akar, sedangkan nitrat pada sepanjang akar rambut. Sesuai dengan tempat hidupnya tanaman padi sawah menyerap N dalam bentuk amonium disebabkan relatif mantap dalam kondisi tergenang (reduksi) sehingga dalam lingkungan oksidasi akan mengalami nitrifikasi menjadi nitrat yang mudah hilang melalui sistem pengairan. Bentuk nitrat dapat diubah oleh bakteri denitrifikaasi menjadi NO2 dan N2 yang mudah menguap.

Salah satu pupuk nitrogen yang biasa diberikan pada padi sawah yaitu pupuk urea (CO(NH2)2). Menurut Sanchez et al. (1994), reaksi pupuk urea jika diberikan ke dalam tanah akan menjadi ammonium dan dalam keadaan tersedia bagi tanaman, dengan reaksi sebagai berikut :

CO(NH2)2 + 2H2O → NH3 +CO2

2NH3 + 2H2O → 2NH4OH → 2NH4+ + 2OH

Menurut Matsuo et al. (1995), proses perubahan nitrat menjadi amonium untuk selanjutnya dapat diserap oleh tanaman padi mengalami dua tahap yaitu:

1. NO3 + 2é + 2H+   → NO2 + H2O

2. NO2 + 6é + 8H+  → NH4+ + 2H2O

Reaksi tahap pertama dikatalis oleh enzim nitrat reduktase (NR) yang berperan dalam reduksi nitrat menjadi nitrit dan berlangsung di dalam sitosol sedangkan reaksi tahap kedua dikatalis oleh enzim nitrit reduktase (NiR) yang berperan di dalam reduksi nitrit menjadi amonium.

Reaksi tahap pertama yaitu

NO3 + NADPH + H+         NR               NO2 + NADP+ + H2O

Energi yang digunakan dalam reduksi nitrat menjadi nitrit disuplai oleh NADH yang diperoleh dari fotosintesis. NO2dalam sitosol yang dihasilkan pada reaksi tahap pertama ditranslokasikan ke dalam kloroplas (daun) atau ke dalam akar tempat reduksi selanjutnya menjadi NH4+ berlangsung yang dikatalis oleh enzim NiR. Reaksi tahap kedua yaitu

NO2 + 3H2O + 2H+ + Cahaya           NiR           NH4+ + 1,5 O2 + 2H2O

Reaksi tahap kedua berlangsung di daun dalam kloroplas. Energi yang digunakan untuk mereduksi nitrit (terutama pada daun) diturunkan dari reaksi cahaya dalam fotosintesis dalam feredoksin (Salisbury dan Ross, 1995).

Efisiensi Pemanfaatan Unsur Hara Nitrogen pada Tanaman Padi Sawah

Efisiensi tanaman dalam penggunaan unsur hara dapat dijelaskan dalam berbagai definisi. Efisiensi hara didefinisikan sebagai kemampuan untuk mendapatkan hasil yang tinggi pada keterbatasan satu atau lebih unsur hara (Jagau, 2000). Menurut Clark (1990) tanaman efisien unsur hara yaitu tanaman yang memiliki kenampakan lebih baik dari tanaman lainnya jika diberikan sejumlah unsur hara di bawah kebutuhan optimal dalam takaran yang sama. Moll et al. (1982) menyatakan efisiensi N yaitu sebagai produksi gabah per unit N yang diberikan.

Tingkat efisiensi nitrogen suatu tanaman dapat dilihat dari keefisienannya dalam memanfaatkan nitrogen. Menurut Below (1995) menyatakan bahwa tingkat efisiensi dapat diketahui dari 2 komponen yaitu efisiensi penyerapan nitrogen (nitrogen uptake efficiency) adalah jumlah nitrogen di dalam tanaman per unit nitrogen yang diberikan dan efisiensi penggunaan nitrogen (nitrogen utilization efficiency) adalah biomassa yang dihasilkan per unit nitrogen tanaman. Pengamatan penyerapan dan pemanfaatan nitrogen oleh tanaman dapat dilakukan dengan analisis tanaman. Analisis kandungan nitrogen pada tanaman padi sawah menggunakan organ tanaman tersebut, seperti daun dan gabah. Untuk kandungan nitrogen daun dewasa lebih baik digunakan sebagai indikator daripada daun muda karena pada daun muda unsur tersebut konsentrasinya cenderung konstan. Daun dewasa terdapat aktivitas nitrat reduktase yang bermanfaat mempercepat laju metabolisme khususnya nitrat menjadi protein dan kandungan klorofil daun yang berhubungan dengan kegiatan fotosintesis yang akan menghasilkan biomassa tanaman. Perbedaan aktivitas nitrat reduktase tersebut merupakan salah satu penentu keragaman dalam efisiensi nitrogen (Marshner, 1986).

DAFTAR PUSTAKA

Anwar, K., R. Damanhuri dan S. Partohardjono. 1986.  Respon Varietas / Galur Harapan Padi Sawah Terhadap Pemupukan Nitrogen.. Hal 243-249 Dalam : Mahyudin S, et all, Seminar Hasil Penelitian Tanaman Pangan.  Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Pangan, Bogor.

Armandaris, A.,S. Djojodirjo, W., Mangoendidjodjo, dan Hartika. 1991. ANR dan korelasinya Terhadap Sifat Pertumbuhan Kakao Muda. Agric.Science No.4 Vol.6. 299-307 hal.

Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian. 2003. Deskripsi Varietas Padi. BPTP. Sukamandi. 50 hal.

Badan Pusat Statistik. 2007. Produksi Padi Sawah Nasional. http://www.bps.go.id. Diakses tanggal 16 Februari 2008.

Beevers, L. Dan R. H. Hageman. 1969. Nitrat Reductase in Higher Plants. Ann. Rev. Plant Physiologi. 20:495-522. Dalam :Jazilah, N. R. 2005. Evaluasi Efisiensi Penggunaan Hara N Beberapa Varietas Padi Sawah Berdasar Karakter Fisiologik. Skripsi. Fakultas Pertanian, UNSOED. (tidak dipublikasikan).

Buckmen, H.O, dan N.C. Brady. Ilmu Tanah. Terjemahan oleh Soegiman. Bratara Karya Karsa. Jakarta. 788 hal.

Below, F. E. 1995. Nitrogen Metabolism and Crop Productivity. P:275-301. Pessarakli, .(eds). Handbook of Plant Physiologi and Crop Physiologi. Marcel Dekker, Inc. New York.

Clarck, R. B. 1990. Phisiology of Cereals For Mineral Nutrian Uptake, Use and Efficiency. p: 131-209. V. C. Baligar and R. R. Duncan (eds). Crops as enhanchers of nutrian use. Academic press Inc. Harcourt Brace Javanovich. Publisher, San Diego.

Darmawijaya M, I.  1990.  Klasifikasi Tanah, Dasar Teori Bagi Peneliti Tanah dan Pelaksana Pertanian di Indonesia.  UGM Press, Yogyakarta. 278 hal.

De datta, S. K. 1981. Principle and Practices Rice Production. John Wiley and Sons, Inc USA. 618 hal.

Fagi, A.M dan L. Irsal. 1988. Lingkungan Tumbuh Padi. Padi I. Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, Bogor.167-214p.

Farid, N dan Suprayogi. 2001. Efisiensi Nitrogen pada Padi Gogo Toleran Kekeringan. Agronomika No.1(1). Unsoed, Purwokerto. Hal:52-53.

Fitter, A. H dan R.K. M Hay. 1991. Fisiologi Lingkungan Tumbuhan. Terjemahan S. Andani dan E.D. Purbayanti. Gadjah Mada University Perss. Yogyakarta. 421 hal.

Foth, H D. 1984. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. Terjemahan oleh Purbayanti, E,D.,Lukiwati, Dwi Retno, Trimulatsih, Rahayuning. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta. 780 hal.

Gardner, F. P., R.B. Pearce dan R.L. Mithcehell, 1991. Fisiologi Tanaman Budidaya. Terjemahan oleh Susilo, H. Universitas Indonesia Press, Jakarta. 428p.

Handayani, I.P.  1999.  Kuantitas dan variasi nitrogen-tersedia pada tanah setelah penebangan hutan. Tanah Tropis. Hal.215-226.

Hardjowigeno, S. 1989. Ilmu Tanah. PT Mediatama Sarana Perkasa, Jakarta. 233 hal.

Isfan, D. 1993. Genotypic Variability for Fisiological Efficiency Index of Nitrogen in Oats. Plant and Soil. 154:53-59

Ismunadji, M., S. Partoharjono, M. Syam dan A. Widjono. 1988. Padi I. Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, Bogor. 319p.

Ismunadji, M dan S. Roechan. 1988. Hara Mineral Tanaman Padi.Padi I. Balai Penelitian dan Pengembangan Tanaman Pangan, Bogor. Hal:231-269.

Istiqomah. 2002. Studi Beberapa Sifat Morfologi dan Fisiologi Tanaman Padi Gogo Efisien Hara Nitrogen. Skripsi. Fakultas Pertanian UNSOED, Purwokerto. 25 hal (tidak dipublikasikan).

Jagau, Y. 2000. Fisiologi dan Pewarisan Efisiensi Nitrogen dalam Keadaan Cekaman Aluminium Padi Gogo (Oryza sativa L.). Disertasi. Program Pasca Sarjana , IPB, Bogor. 139 hal.

Khush, G.S. 1996. Prospect of and Approaches to Increashing The Genetic Yield Potensial of Rice. In R.I. Everson, R.W. Herdt,  and M.Hossain (Eds). Rice Research In Asia: Progress and Priorities: IRRI, Philippines. Hal 12-23.

Lakitan, B. 1993. Dasar-Dasar Fisiologi Tumbuhan. PT RajaGrafindo Persada, Jakarta. 205 hal.

Lehniger, A. L. 1982. Dasar-dasar Biokimia Jilid II. Erlangga, Jakarta. 386 hal.

Limbong, L., L.R. Oldeman, Sutjipto, Maramis, Mudika, dan Sudrajat. 1980. Effect of Climate on The Growth and Yield of Rice. In Agroclimate Research on Rice and Secondary Crops. Special Series Vol. 8. CRIA. Bogor. 30p.

Manurung, S. O. dan Ismunadji, 1988. Morfologi dan Fisiologi Padi. Padi I. Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, Bogor. p: 55-105.

Marschner, H. 1986. Mineral Nutrition in Higher Plants. Academic Press Inc, London. Hal.673.

Mas´ud, P. 1992. Telaah Kesuburan Tanah. Penerbit Angkasa. Bandung. 227 hal.

Matsuo, T., K. Kumazawa, R. Ishii, K. Ishihara, and H. Hirata. 1995. Science of the Rice Plant. FAVRC. Tokyo, Japan.1224p.

Moll, R.H., Kamprath, E.J., Jackson, W.A. 1982. Analysis and interpretation of factors which contribute to efficiency of nitrogen utilization. Agronomy. Journal 74: 562-564.

Novizan. 2002. Petunjuk Pemupukan yang Efektif. PT Agromedia Pustaka, Jakarta. 114 hal.

Padmini, O. Sarhesti dan Suwardi. 1998. Pengaruh Dosis Pupuk N dan Pemindahan Umur Bibit Terhadap Pertumbuhan Dan Hasil Padi. Agrivet. 2 (I) : 102-108.

Penebar Swadaya. 1997. Kamus Pertanian Umum. Penebar Swadaya. Jakarta. 533 hal.

Raun, W.R. dan G.V. Johnson. 1999. Improving Nitrogen Use Effisiency For Cereal Production. Agronomy Journal.Hal: 357-363.

Salisbury, F. B., dan C.W. Ross. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid 2. Terjemahan oleh Diah R Lukman dan Sumaryono. ITB, Bandung. 173 hal.

Sanchez, C. A., R. I. Roth, and B. R. Gardner. 1994. Irrigation and Nitrogen Management for Springcler Irrigated Cabbage on Sand. Journal America Society Horticulture Science. 119 (3) :423-433.

Sismiyati, R., dan S. Partohardjono. 1994. Status hara N Padi Sawah di dalam Kaitanya dengan Efisiensi Pupuk. Jurnal Penelitian Pertanian. 14(1) : 3-8.

Soemedi.  1982.  Pedoman Bercocok Tanam Padi. Fakultas Pertanian Universitas Jenderal Soedirman, Purwokerto.  108 Hal.

Soepardi, G. 1983. Sifat dan Ciri Tanah. Departemen Ilmu-Ilmu Tanah. Fakultas Pertanian IPB. Bogor. 146 hal.

Surowinoto, S. 1980. Teknologi Produksi Tanaman Padi Sawah. Jurusan Agronomi Fakultas Pertanian IPB, Bogor. 78p.

Sutejo, M. M. 1995. Pupuk dan Pemupukan. Rineka Cipta, Jakarta. 177 hal.

Tian G.  1998.  Effect of soil degradation on leaf decomposition and nutrient release under humid tropical conditions.  Soil Science. Hal. 897-906.

Utomo, M. 1999.  Reorientasi Paradigma Pembangunan Pertanian. Pokok Pikiran untuk Mewujudkan Pertanian Tangguh. Makalah disampaikan pada LatihanKepemimpinan dan Manajemen Mahasiswa Pertanian Indonesia, Bandar Lampung. 91p.

Wididana, G.N., dan T. Higa. 1996. Tanya Jawab Teknologi Efektivitas Mikroorganisme. Koperasi Karyawan Sumber Daya Kehutanan, Jakarta. 57p.

Yoneyama, T. 1991. Uptake Assimilation and Translokation of Nitrogen by Crops. Tsubuka, Ibaraki, Jepang. JARG 25(2). 75-82p.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *