AfPlpun:¥-' VOL.f No.2Duemb«' 2010

RESPONTANAMANTERHADAPALUMINRJM

THE RESPONSE OFCROP TOALUMINIUM

M. Anang FirmansyahStafBalai Pengkajian Teknologi Pertanian Kalimantan Tengah

Jl. G.Obos Km 5 Palanfka Raya 7311!

Diterima 2Agustus 2010 IDisetujui 5 Oktober2010

ABSfRACfIn general, the composition of

tropical uplands such as Ultisol, Oxisol,and Spodosol consists of acid soils withhigh Aluminum (Al) toxicity content.The occurrence ofhighAl content couldbe overcome by proper improvement.Any improvement can then be intendednot only for plant aspects but also forsoil aspects. For plant, improvementcan be conducted by understandingresponse mechanism of sensitive plantas well as tolerant plant to the Al. Themechanism of tolerant plant to AI isdivided into 2 parts: 1) externalmechanism throught forcing out AI, 2)internal mechanism, through thecapability of plant to neutralize plant aswell as secreted organic compounds.Some organic compounds such asoxalate acid, citrate acid, nalIat acid,fenolic group, and some protein typescould be produced by plant in order toovercome AI toxicity. In managementimprovement of acid soils, the additionof organic matter is the most propermethod. In addition, it can be appliedto larger area. The input of organicmatter approximately 8.5 - 10 tonIhectares able to decrease Al toxicitythrought chelated Al by humicsubstance.Keywords: aluminum, toxicity, acid soil

ABSTRAKLahan kering tropis umumnya

tersusun dari tanah-tanah masam dengantoksisitas Al (Aluminium) tinggi, yaituUltisol, Oxisol, maupun Spodosol.TingginyaAlpada tanah-tanahmasamtidakdapat dihindarkan, sehingga perludiupayakan perbaikan. Perbaikan dapatdilakukan pada aspek tanaman maupuntanah. Perbaikanmelaluitanamandimulaidengan memahami mekanisme respontanaman peka maupun toleran Al.MekanismetoleraTlsitanaman terhadapAlterbagiduamacam:1)mekanismeeksternalmelalui pengusiran Al, 2) mekanismeinternal yaitu kemampuan tanamanmenetralkanAl. Keduamekanismetersebutterkait erat dengan senyawa organikdidalam tanaman maupun yangdisekresikan. Asam oxalat, asam sitrat,asammalat,beberapa jenis protein.,gugusfenolik merupakan beberapa contohsenyawa organik yang dikembangkantanamanuntukmengatasitoksisitasAl Padaperbaikanpengelolaantanahmasam,makapenambahan bahan organik adalah carayangmudahdandapatdiaplikasika'1secaraluas. Pemberian bahan organik denganjumlah antara 8,5-10 ton/ha mampumenurunkan toksisitas Al melaluipengkhelatanAloleh senyawahumik.Kata kunci: alumini'.llll,toksisitas, tanahmasam

807

~~- ------------- ~~~~~--------------------M.Anang Firmansyah: Respon Tanaman Terhadap Aluminium :807 -818

PENDAHULUANLahan kering di wilayah tropis

umumnya memiliki tingkat kesuburanrendah, karena deplesi basa-basa akibatproses pencucian intensif akibat curahhujan yang tinggi. Tingginya curah hujandanjuga faktor pembentuk tanah lainnyaseperti bahan induk masam, topografi,vegetasi, dan waktu menyebabkan tanahtropis terlapuk lanjut. Pelapukan terjadisecara intensifmeninggalkan ion-ionAl3+maupun oksida-oksida besi. TingginyaAP' pada tapak jerapan maupun larutantanah menyebabkan kemasaman tanahmeningkat dankonsentrasi yang dominansehingga unsur AP' menjadi toksik.

Tulisan ini membaha!>tentangrespon tanaman terhadap kandungan Al,kaitan erat antara mekanisme fisiologitanaman terhadap cekaman Al. Tujuantulisan ini untltk mengetahui mekanismetanaman sensitif maupun toleran Al,karakterisasi tanaman toleran Al, danupaya pengelolaan lahan pada cekamanAl tinggi.

Karakteristik Laban Kering TropisLahan kering tropis basah

umumnya ditutupi vegetasi hutan,ekosistem ini merupakan ekosistemtertutup, artinya semua unsur haraberputar dalam suatu sistem tertutup dansedikit sekali keluar dari ekosistemtersebut. Ekosistem ini mampumendukung kestabilan dan kelestarian,dan merupakan bentuk ekosistem alamiterbaik sebagai penyangga lahan tropisyang memiliki fragilitas lahan tinggi.Kebutuhan manusia yang makinmeningkatmemaksamenggunakan lahanhutan untuk memenuhi kebutuhannya,mulailah terjadi deforestasi alih fungsihutan untuk berbagai penggunaan. Alih

808

fungsi hutan ke non hutan menyebabkanberubahnya bentuk ekosistem tertutupmenjadi ekosistemterbuka, dimana siklusunsur hara dapat hilang dari ekosistemtersebut.

Faktor pembentuk tanah danaktivitasmanusia menyebabkan fragilitaStanah lahan kering tropis basah yang telahberalih fungsi ke non hutan akanterdegradasi cepat. Degradasi tanahmenurut FAO (1977) adalah hasil satuatau lebih proses terjadinya penurunankemampuan tanah secara aktual maupunpotensial untuk memproduksi barang danjasa; sedangkan Arsjad (1989)menyamakan degradasi tanah dengankerusakan tanah, yaitu hilang ataumenurunnya fungsi tanah sebagai matriktempat akar tanaman berjangkar dan airtersimpan. serta tempat unsur hara danair ditambahkan. Tiga tipe degradasiyaitu fisik, kimia dan biologi, dalamtulisan ini diulas degradasi kimIa yangmerupakan salah satu degradasi yangumumteIjadidi lahankeringyangditandaidengan penurunan kesuburan tanah,pemasaman tanah, deplesi basa-basa danakumulasi H dan khususnya AI padakompleks pertukaran (LaI, 1995).Aktivitas AP+umumnya dijumpai padatanah dengan kemasaman dibawah pH5,5 (BoOOef al., 1979). Hubungan antarapersentase kejenuhan Al pada pH tanahdinyatakan dengan persamaan Y=516, 1- 163,97x + 12,7y2,dengan r = 0,99**.Artinya bila pH meningkat makapersentase kejenuhan Al menurun,sedangkan bila pH menurun ataukemasaman meningkat maka persentesekejenuhanAl meningkat.

'jlJenis tanah di lahan kering tropiscukup beragam, namun bila dikaitkandengan toksisitas AI terdapat tiga ordo

t4flrlpun:l/ VOL.'NO.2 DeStmW 2010

yaitu Oxisol (525 juta ha), Ultisol (413juta ha) dan Spodosol (19 juta ha). OrdoUltisolmerupakan tanah dengan toksisitasAl tertinggi dibandingkan Oxisol denganperbandingan 7-10 : 1 (Abruna,dkk., 1975 dalam VanWambeke, 1992).Tanah tersebut memiliki kesubUFalltanahrendah, sehingga dampak degradasi kimiamenjadi sangat drastis menurunkankapabilitas tanah, selain itu juga terjadidefisiensi N, P,Ca dan Zn.

Toksisitas AI cukup jelasmempengaruhi dalam perlambatanpertumbuhan akar dan menghambatpertumbuhan tanaman, tanpa didahuluiperkembangan gejala sebelumnya (Gupta,1997).

Mekanisme Toksisitas AluminiumUmumnya tiga parameter untuk

melihat toksisitas AI atau resistensitanaman terhadap AI, yaitu: 1)mengetahui konsentrasi AI di ujung (tip)akar, dapat menunjukkan hubunganpositif terhadap toksisitas AI; 2) induksipembentukan cal/ase di apikal akarsebagai suatu indikator sensitif terhadap

kepekaan tanaman terhadap A1~dan 3)perpanjangan akar yang diukur secaralangsung pengaruhnya terhadap Al padapembentukan akar. Meskipun parametersensitifitas Al terhadap tanaman telahdiketahui, namun penelitian tentangmekanisme penyebab toksisitas Alterhadap tanaman yang sensitif maupuntoleranAIterusdilakukan,berikut ini akandiuraikan mekanisme tersebut.

Tanaman yang peka dan sedangtoleransinya terhadap Alartinya tanamanyang pertumbuhannya menurun akibatadanya kandungan AI rendah dan tinggi(Osaki, dkk., 1997), Toksisitas AIterhadap tanaman terutamamempengaruhi perakaran, yaitu teIjadipenghambatan perpanjangan akar.Beberapa hasilpenelitian berikut ini akanmenjelaskan mekanisme toksisitas AIterhadap. penghambatan pertumbuhanakar.

Berdasarkan karakteristikkeberadaan AIdi lapang, Bushamuka danZoel (1998) melakukan percobaan padatopsoil non toksik AI, subsoil toksik AIdan subsoil dikapur. Hasilnya sangat

Tabell. Hasil Panjang Akar Lateral dalam Lapisan Topsoil 100 mm KultivarJagung dan Kedelai yang Toleran dan Sensitif AI

Panjang Akar (cm)Spesies Kultivar Lapisan Subsoil Lapisan Subsoil Taraf Nyata

Tanpa Kapur DikapurJagung SA-3 127,3 107,1 NS

SA-6 164,3 140,7 *CMS-36 129,7 128,7 NSTuxpeno 43,0 161,0 ***

Kedelai Perry 146,5 103,0 **PI 416937 228,2 204,2 NSDavis 69,0 152,3 "***Essex 60,7 169,3 ***

Keter3ngall ., ••.••• = taraf nyata pada peluang 0,05, 0,01, 0,001, NS = Not Significant.Smllber: Bushamuka dan 2001 (1998)

809

L

M.Anang Firmansyah: Respon Tanaman Terhadap Aluminium :807-818

menarik, ditunjukkan dengan responperakaran lateral tanaman kedelai danjagung yang sensitif dan toleranAl (Tabel1). Jagung cv SA-6 dan kedelai cv Perrysensitif terhadap toksisitas Al,menunjukkll" panjang akar ll\teralmeningkat nyata ada lapisan 100mmnontoksisitas Al (topsoil) dimana lapisansubsoilnya tanpa dikapur dibandingkanpada subsoil yang dikapur. SedangkanTuxepo, Essex dan Davis yang toleranAl malah menunjukkan penurunanpanjang akar lateralnyapada subsoil yangtanpa kapur. Hal inimenunjukkan bahwakandungan Al yang toksik pada subsoilakan menyebabkan peningkatankonsentrasi akar pada topsoil non toksikAl. Mekanisme ini disebut avoidanceyaitumekanismeefektiftoleransi terhadaptoksisitas subsoil dibawah kelembabannormal.

Pengaruh Al tinggimeayebabkan terbentuknya lapi:;anyangmenutupi epidermis di ujung akartanaman. Konsentrasi Al diatas 60 11Muntuk tanaman Canola (Brassica napusyar. Napus L.) menyebabkanpertumbuhan akar terhambat cukupkuat, juga mengakibatkan kerusakan selterutama disekeliling sel-sel ujung akar(Clune dan Copeland, 1999). Ikeda danTadano (1993) menyebutkanterhambatnya perpanjangan akar akibatAI tinggi menyebabkan penebalandinding sel dan akumulasi gelembung(vacuola) kecil diseputar aparatus golgi;sedangkan Kataoka, dkk., (1997) jugaSasaki ef al., (1997) menyatakantingginya AI selain menyebabkankerusakan dlL,penurunan viabilitas akar,3kibat AI terikat kuat pada ujung akar,epidermis dan olller korteks, kemudiandiikuti matinya sel.

810

Menarik sekali mencaripenyebab tingginyaAldiujung akar, sebabkadarAlyangtinggimeruPakan salah satudari parameter tanaman sensitif Al.Beberapa penelitian cukup rincimenjelaskan fenomena tersebut, baikkarena pengaruh abiotik maupun biotik.Pengaruh abiotik diteliti Gottlein, dkk.,(1999) membuktikan konsentrasi Al duakali lipat lebih tinggi padajara.\ dari akarkurang dari 5 mm dibandingkan denganjarak lebih dari 15 mm. Berdasarkanpenelitian tersebut dapat diduga tingginyaAl akibat terikut aliran masa atau difusisaat "kar tanaman menyerap kationterutama Ca2+ dan Mg2+, sedangkan Al3.tidak penting bagi tanaman tertinggaldipermukaan akar.

Pengaruh biotik terhadaptingginyaAlpada ujung akar diungkapkanoleh beberapa peneliti antara lain Horst,dkk., (1999) yang menyatakan bahwaada korelasi positif antara pectin dankandungan Al di zone perakaran apikal.Kandungan pectin merupakan salah satufaktor yang berperanan terhadaptingginya perbedaan akumulasi Al.Tingginya kandungan pectin dan jugaclcumulasiAl tertinggi ditunjukkan padazone perakaran apikal 1- 2 mm. Hal inididukung oleh tingginya induksi callose-Al pada zone ini. Peneliti kedua adalahGottlein,dkk., (1999) meneliti tanamanoak yang peka AI, temyata asam-asamorganik berberat molekul rendah darieksudat akar tidak efektif dalammenurunkan toksisitas AI ataudetoksifikasi AI melalui mekanismekompleks antara asam organik - Al.Ketidak efektifan senyawa organiktanaman peka AI dalam mengkompleksdan detoksifIkasiAlmenyebabkanAl tetapdalam kondisi meracun. Menurun Tan

Aflripeuw VOL o' No.1 Deumber 20111

(1993) dan Hayes dan Swift (1990)bahwa senyawa organik mampumelakukan kompleks atau bahkan khelat(menjepit) ion logam sehingga dapatmengurangi kelarutan unsur meracuntersebut. Pertanyaan yang perlu dijawabadalah mengapa senyawa organiktanaman yang peka Al tidak efektif danpada tanaman toleran Al berlakusebaliknya? Jawaban yang diajukan danmemerlukan penelitian lebih mendalam,antara lain: 1)jenis, komposisi dar.jumlahkandungan senyawa organik padatanaman peka .dan toleran Al, 2)ketahanan senyawa organik darikerusakan pada kondisi media tanahmasam, 3) ada atau tidak adanya interaksisenyawa organik denganmikroorganisme di rhizosfir yangmenggunakan senyawa organik sebagaimedia berkembang biak sehingga terjadipenurunan jumlah dan komposisinya.Salah satujawaban telah diperoleh, bahwaketidak efektifan senyawa organik salahsatunya disebabkan karena jumlah yangdihasilkan tidak mampu untukmenetralkan atau mengusir Al (Sopandiedkk, 2003; Kasim, dkk., 2001).

Seperti diketahui akar tanamanmenghasilkan senyawa atau materialorganik seperti eksudat, sekresi,musilage, mucigel, dan lysate, dengankomposisi organiknya terdiri dari gula,asam amino, asam organik, asa;n lemak,sterol, agen pertumbuhan hingga enzim.Selain itu rhizosfir juga mendukungperkembangan mikroorganisme yangjuga mengeluarkan karbon organik.Menurut Bolton dkk., (1993) suhu,irradiasi, kadar kelembaban tanah, statusunsur hara dan tanah, serta cekaman danlukanya akar dapatmengubah jumlah dankomposisi eksudat akar. Perubahan

komposisi eksudat ini dikuatirkan dapatmenurunkan bahkan menghilangkansama sekalikemampuan senyawa organikeksudat akar dalam mengkompleks dandetoksifikasi Al.

Mekanisme Tanaman ToleranAluminium

Menurut Fitter dan Hay (1991)terdapat empat mekanisme utamaketahanan tanaman terhadap ion-iontoksik, yaitu: I) penghindaran (escape)fenologis, apabila cekaman yang terjadipada tanaman bersifat musiman, tanamandapat menyesuaikan siklus hidupnya,sehingga tumbuh dalam musim yangsesuai saja; 2) eksklusi, tanaman dapatmengenal ion toksik dan mencegah agartidak terambil sehingga tidak mengaiamitoksisitas; 3) ameliorasi ataupenanggulangan, tanaman barangkalimengabsorbsi ion toksik tersebut, tetapibertindak sedemikian rupa untukmeminimumkan pengaruhnya, jenisnyameliputi pembentukan khelat,pengenccran, lokalisasi dan ekskresi; 4)tolerans~tanamandapat mengembangkansistemmetabolismeyang dapat berfungsipada konsentrasi toksik yang potensial,mungkin dengan molekul enzim. Namunsecara khusus untuk mekanismeketahanan tanaman terhadap cekamanAlmenurut Taylor (1991 dalam kasim el al.2001) terbagi dua kelompok, yaitu: I)mekanisme ekstemal (pengusiran AI),dapat berupa immobilisasi AI di dindingsel, selektivitas membran plasmaterhadapA], induksipH didaerah rhizozferatau apoplas akar, sekresi senyawa-senyawa pengkhelat Al; 2) mekanismeinternal (penetralan AI) mencakuppengkhelatanAl di sitosol,mengunmgAIdalam vakuola, sintesis protein pengikat

811

-u------------------ ....--------------M.Anang Firmansyah: Respon Tanaman Terhadap Aluminium : BOl - 818

Al, penurunan aktivitas beberapa enzimtertentu, dan induksi akumulasi proteintertentu.

Mekanisme internal danekstemal menurut Taylor (1991 dalamKasim ef. al., 2001) pada hakekatnyasejalan dengan mekanisme ameliorasimenurut Fitter dan Hay (1991).Mekanisme tersebut lebih umumdijumpai,beberapa hasil penelitianberikutini akan menunjukkan hal tersebut.

Ditinjau dari kondisi perakaran,tanaman toleran Al memiliki ketahananterhadap daya rusak toksisitas Al temyatatidak sepenuhnya benar, karena akartanaman yang toleran Aljuga mengalami

.//"

Sumber: Buchholz (1983)

kerusakan. Namun demikian perakarantanaman toleran Al yang rusak akibattoksisitas Al mampu melakukanregenerasi (Gambar 1). Buchholz (1982)menguji pada tanaman barley kultifarDay ton, ternyata memiliki dayaregenerasi pada ujung akar setelah ujungakar tua rusak akibat toksisitas Al.

Tanaman toleran Al juga terkaitdengan serapan hara. Osaki ef al.,(1997) menyatakan bahwa tanamantoleran AI dalam pertumbuhan danserapan N, P, K dipicu oleh apliKaSIAl,bahkan mampu menurunkan keracunanW dan juga meningkatkan aktivitas akardalam menyerap P. Selanjutnya

tI

Gambar I. Regenerasi ujung akar barley setelah empat hari terpapar Al. Meristemproksima (pm) membentuk sel-sel ujung akar baru setelah ujung akar tuamengalamI kerusakan.

812

Azplp~ VOLoI No.1 Desember 2010

Matsunaga ef al., (1998) jugamenyatakan bahwa pada tanamanakumulator Al tampak bahwa Al malahmenunjukkan kondisi positif memacuakumulasi unsur lain: P, S, di daun.Akumulator AI e" 3 g/kg menunjukkankorelasi positif antara konsentrasi pj danP, Si di daun, dan tidak ada hubungannegatif antara AI dengan Ca, Mg, P, Sdan Si di daun. Contoh tanaman ini adalahfamili Cornaceae, Euphorbiaceae,Fagaceae, Lauraceae, Mdastomataceae,Myrtaceae, Polygalaceae, Proteaceae,Rubiaceae dan Theaceae. Penelitiantersebut menunjukkan bahwa tanamanyang toleran Ai memiliki efisiensi dalampenyerapan unsur hara lain. selain itudidapatkan bahwa tana.-nan akumulatorAl ekstrem tinggi> 10 g/kg menunjukkanakumulasi Al tidak hanya pada daun tuanamun juga pada daun muda.Mekanisme ekskresi atau gugur daun tuatentu saja akan mengembalikan Al yangdiserap tanaman yang umumnya berasaldari sub soil menjadi naik ke top soil danakan meningkatkan penyebaran toksisitasAl. Makmur (2003) menyatakan bahwastudi fisiologi efisiensi hara N, P, Kdiarahkan pada fisiologik efisiensi padakondisi tercekam AI dan unsur harakurang. Hasil percobaan kultur haramenunjukkan bahwa, baik pada N, P,maupun K, galur yang efisien mempunyaikemampuan yang lebih besar dalammenggunakan unsur dalam pembentukanberat kering dibandingkan galur yangtidak efisien. Juga menunjukkan bahwagalur-galur yang toleran Al juga efisienN, P, K.

Senyawa organik yang dihasilkantanaman memiliki peranan pentingterhadap AI. Heim, dkk." (1999)menunjukkan bahwa senyawa organik

yang efektif mengkompleks Al padatanaman spruce (Picea abies L. Karst)yang toleran Al adalah senyawa fenolikpada permukaan akar. Selain itu jugapenghambatan penyerapan AI melaluiimmobilisasi pada permukaan akar dan didalam dinding sel epidermis dan korteks.Penelitian lain mengungkapkan bahwaterjadi komplek dankhelat senyawaorganikdengan Al. Zheng ef al., (1998)mengungkapkan bahwa tanamanbuckwheat (Fogopyrum esculenfumMoench evJianxi) toleran Al berhubungandengan mekanisme detoksifikasi internaldan eksternal, yaitu berkaitan denganinduksi sekresi (eksudat) asam oksalat-Al. Mekanisme inklusi detoksifikasiAl padasymplasma sedangkan mekanisme eksklusipada apoplasma. Penelitian yang iebihdalam tentang asam oksalat juga dilakukanMa ef al., (1998) bahwa kemampuan asamoksalat dalam detoksifikasi AI karenamembentuk kompleks dan khelatAldenganperbandingan 3 : 1.

Mekanisme internal dan eksternaljuga sangat jelas diperoleh dari penelitianKasim dkk, (200 I) bahwa tanamankedelaiyang toleran Al memproduksi aSar::J.sitratdan asammalatlebih tinggi daripada genotipyang sensitif Peningkatan sintesis tersebutberkaitan dengan mekanisme detoksifikasiAl oleh kedua asam organik tersebutmelaluipembentukan kompleks Al- asam organik.Genotip yang toleran memproduksi asamsitrat lebih tinggi dan juga mensekresikanasam sitrat lebih tinggi daripada genotipsensitif(TabeI2). Hal tersebut menunjukkantanaman berusaha mendetoksifikasikanAlbaik yang ada dalam sel maupun yang masihdi luar seL Mekanisme ketahanan intemaldilakukan asam sitrat dan asam mal at,ketahanan eksternal dilakukan asam sitratsaja.

813

M.Anang Firmansyah: Respon Tanaman Terhadap Aluminium :807-818

ooo

2,91X0,183,641:0,204,281:0,10

Asam MalatToleran Peka

4,861:0,066,161:0,077,441:0,10

o0,03:1::0,010,02:1::0,01

0,0 mlv[ Al0,7 mM Al1,4 mM Al

0,0 mM Al 00,7 mM Al 0,421:0,051,4 mM Al 0,651:0,04

Stunber: Kasim el al.. (2001)

Tahel2. Hasil Panjang Akar Lateral dalam Lapisan Topsoil 100 mm Kultiv8CJagung dan Kedelai yang Toleran dan Sensitif Al

Kandungan Asam SitratAsam Organik Toleran Peka

Jaringan (J.Ullollg)2,441:0,05 1,31X0,052,851:0,07 1,40XO,053,341:0,10 1,431:0,06

Sekresi (J.Ullollg)o

0,25XO,060,231:0,02

Upaya Pengelolaan Lahan KeringMasam

Pengelolaan lahan keringmasamdi lingkungan tropis umumnya dilakukandengan perbaikan sifat tanah dan jugapenggunaan tanaman yang mempunyaitoleransi terhadap kondisi pH rendah atautoksik akan AI.

Pengelolaan lahan untukmenurunkan tingkat kemasaman dantoksisitasAlumumnyaada beberapa cara,yaitu:pemberiankapur,pemberianbatuanfosfat, penjenuhan dengan pemupukan Pberat, pemberian terak baja, danpemberian bahan organik. Dari kelimacara tersebut, maka yang dapatdiaplikasikansecaraluas diskalausahatanitropis adalahpemanfaatan bahan organik.Pemberianbahan organik secara langsungmampu meningkatkan N, P, S yangterlepas dari bahan organik yangterdekomposisi, sedangkan aspek takiangsung adalah terbentuknya senyawaorganik hasil sintesis sekunder yaitusenyawa humik. Senyawa ini mampumengkhelatN, sehinggaAl dapat ditukartanah menurun dan dapat melepaskan Pyang terikat Al menjadi tersedia untuktanaman. Tambas dan Gofar (1998)

menyatakan bahwa Al reaktif terhadapasam humik, adanya senyawa komplekslogW1-liat-humikmakaakan stabil hinggapengamatan60hari setelahaplikasibahanorganik. Namun demikianjurn1ah bahanorganik yang diaplikasikan cukupbanyak. Young (1990 dalam Reitntjedkk., 1999) pada wilayah tropis basahmemerlukan penambahan 8,5 ton.residuorganik, umumnya untuk tanamanmonokultur memiliki residu 3 tonlh,sehingga penambahan sebesar 5,5 toniha masih diperlukan. Untuk tanah toksikAI sangat tinggi seperti TypicHaplohcmultGajrugdenganAl-dd hingga16 mell00 g tanah, menurut penelitianWinarso (1996) pemberian 10 ton/habahan organik baik berupa serasah segardan komposmucunamaupun jerami padidapat menekan AI-ddmenjadi 7mel IOOg tanah. Berdasarkan nilai kisaran Al-ddhanya 3 mel IOO g tanah, maka AI-ddtanah Gajrug yang telah diberi bahanorganik 10 Uha termasuk masih tinggi.Hal ini menjadikan tanah Gajrugperkecualian tanahdenganAl-dd tertinggidi Indonesia. Aplikasi dosis untuk lahankering di luar Gajrug dapat kurang dari10 Uha. Mekanisme penurunan Al-dd

814

juga karena adanya pengkhelatan Al olehsenyawa hwnik.

Pengelolaan tanaman yangtoleran Al pada tanah masam di lahankering tropis dapat dilakukan lebih tepatapabila mekanisme toksisitas Al dantoleran.l\l diketahui secarajelas MenurutBarcelo dkk., (1994) pengetahuantentang mekanisme toksisitas dan toleranAl dapat digunakan untuk memperbaikipenampilan tanaman pada tanah masam,agar didapat genotipe toleran Al. Selainitu dapat digunakan dengan berbagaimetode percobaan. Makmur (2003)menguji tanaman toleran Al denganbeberapa tahapan, antara lain: percobaanpada kebun percobaan, percobaan kulturhara, dan rercobaan rumah kaca.Metode uji yang cukup sederhana, cepat,non destruktif ditemukan oleh Voightdkk.,., (1997) dengan teknik pen&:,01.JIJ.aanlapisan tipis tanah masam yangditempatkan diatas agar cair padat. T~knikini mampu mengumpulkan datapertumbuhan akar dengan mudah, dandapat digunakan untuk ukuran populaSIbesar pada tanaman berbijikecil. Temyatatallaman yang t0leran Al perkembanganakar lebih cepat di lapisan tanah masamdaripada tanawan sensitif Al.

Toleransi tanaman terhadap Alterkait erat dengan senyawa organik yangdilepaskan baik dalam mekanismeeksklusi maupun inklusi. Mengingatpentingnya senyawa organik yangdihasilkan tanaman, maka perlumekanisme yang mengatur perihaltersebut berasal dari sifat gen tanamanbersangkutan. Menurut Poespodarsono(1998) bahwa manipulasi gen sertagenotipa merupakan proses dalammemperoleh varietas tanaman yar.gdiharapkan. Pemuliaan tanaman dalam

upaya memperoleh varietas yang tahanterhadap lingkungan ekstrim seperticekaman Al tinggi merupakan upayaselanjutnya setelah mekanisme fisiologitanaman terhadap cekaman lingkunganekstrim diketahui.

KESIMPULAN DAN SARANI. Tanaman yang sensitif Al

menunjukkan penghambat anpertumbuhan akar, sedangkantanaman toleran Al tidakmenampakkan hal demikian.

2. Tanaman sensitif Al ternyatamenghasilkan senyawa organik yangtidak efektif mengatasi toksisitas Al,sedangkan pada tanaman toleran Alberlaku sebaliknya.

3. Tanaman toleran Al umumnyamemiliki mekenisme eksternal yaitupengusiran Al maupun mekanismeinternal yaitu penetralanAl.

4. Penyerapan hara atau basa-basatanaman toleran Al lebih tinggidibanding tanaman sensitif Al,sehingga pertumbuhan tanamantoleran Al lebih baik dibandingkantanaman sensitifAl.

5. Pengelolaan lahan masam yang toksikAl dapat diperbaiki dengan cara yangmudah dan luas adalah melaluipenambahan bahan organik.

DAFTAR PUSTAKAArsjad, S. 1989. Konservasi tanah dan

air. IPB Press. 290 h.

Barcelo, 1., Ch. Poschenenrieder, M.D.Vazques, and R. Gunse. 1996.Aluminium Phytotoxicity: aChallenge for Plant Scientists.(C.R. Barruececo -editor).Fertilizer and Environment.

815

M.Anang Finnansyah : Respon Tanaman Terhadap Aluminium :807-818

Proceedings of the intemationalsymposium fertilizer andenvironment, held in Salamanca,Spain, 26-29, September, 1994.P: 405-411.

Bolton, H., J.M. Frediekson, and L.F.Elliol1993. Microbial EcologyRhizosphere. In Soi! MicrobialEcology:Application inAgriculturaland Environmental Management.F.B. Metting Jr (Editor). MarcelDekker, Inc. P: 27-63.

Bohn, M.I., B.L. Mc Neal, and G.A.O'Condor. 1979. SoilChemistry.John Willey & Sons. New York.

Buchholz, C.H.H. 1982. LightandElectronMicroscopic Investigation of theReactions of Various Genotypesno Nutritional Disorders. (Saric,MR andRe. Loughman-Editor).GeneticAspect of Plant Nutrition.Martinus NijhoffPublishers. P: 17-31.

Bushamuka, VN., and R W. Zobel. 1998.Maize and Soybean Tap, Basal,and Lateral Root Responses to aStratified Acid, Aluminum-toxicsoi!. Crop Sci. 38:416-421.

Clune, T.S., and L. Copeland. 1999. Effectof Aluminium on Canola Roots.PlantandSoil.216:27-33.

FAO. 1977. FAO Soil Bulletin: AssessingSoil Degradation. UN. Rome.83p.

Fitter, A.H., and R.K.M. Hay. 1991.Fisiologi Lingkungan Tanaman.

816

Gadjah Mada University Press.421 h.

Gottlein,A.A Heim, andE. Matzer. 1999.Mobilization ofAltuninium in theRhizosphere Soil Solution ofGrowing Tree RootS in an Acidic$Oil. Plant and Soil. 211:41-49.

Gupta, U.S. 1997. Crop ImprovementVolume 2: Stress Tolerance.Science Publishers Inc. 303p.

Hayes, M.H.B., and R.S. Swift. 1990.Genesis, Isolation, Compositionand Structure of Soil HumicSubstance. In Soil Colloids andTheir Assosiations in Aggregates.De Booth, M.F., M.H.B. Hayes,and Herbilon - Editor. P1enumPress. New York. p:245-305.

Heim, A.: 1. Luster, I. Brunner, B. Frey,and E. Frossard. 1999. Effectof aluminium treatment onNorway spruce roo15: aluminiumbinding form, element distribution,and release of organic substance.Plant and Soil. 216: I 03-116.

Horst, w.1., N. Schmohl, M. Kollmeier, B.Baluska, and M. Sivaguru. 1999.Does Aluminium Affect RootGrowth of Maize throughtInteraction with the Cell Wall -plasma Membrane - cYt0skeletoncontinuum? Plant and Soil.215:163-174.

\Ikeda, H., and T. Tadano. 1993.

Ultra~tructural Changes of theRoot Tip Cell in Barley inducedby a compariatively low

_._ .._- - ._---

t'lf1n7Jun;t/ VOL.f NO.2 Dts",,"" 2010

concentration of aluminum. Soi!Sci. Plant Nutr. 39(1):109-117.

Kasim, N., D. Sopandie, S. Harran, danM. Jusuf 2001. PolaAkumulasidan SekresiAsamSitratdanAsamMalat pada Beberapa GenotipeKedelai Toleran dan PekaAluminium. Hayati. 8(3):58-61.

Kataoka, T, H.!kura, andTM. Nakanishi.i997. A1uminumDistributionandVJabilityofplantand CulturedCellSoi! Sci. 'Plant Nutr. 43: 1.003-1.007.

LaI,R 1995. SustainableManagement ofSoii Resources in the HumidTropics. UnitedNationUniversityPress. 146p.

Ma, lF., S. Hiradate, and H. Matsumoto.1998. HighAluminumResitancein Buchwheat: II. Oxalic aciddetixifies aluminum intemally.PlantPhysiol. 117:753-759.

Makmur, A 2003. Pemuliaan Ta..'1amanBagi Lingkungan SpesifIk. IPBPress-PPs IPB. 53 h.

Masunaga, T, D. Kubota, M. Hotta, andT Wakasutki, 1998. MineralComposition ofLeaves and Barkin A1uminum Accumulators inTropical Rain in Indonesia. SoilSci. Plant Nutr. 44(3):347-358.

Osaki, M., T Watanabe, and T. Tadano,1997. Beneficial effect ofaluminum on growth of plantsadapted to lowpH soils. Soil Sci.Plant Nutr. 43(3):551-563.

Poespodarsono, S. 1988. Dasar-dasarllmu Pemuliaan lanman. PAUIPB - LSI IPB. 169 haI.

Reinjnjes, C., B. Haverkort, and AWBqayer. 1992. Pertanian masadepan:PengantaruntukPertanianBerkelanjutan dengan Input LuarRendah (texjemahan). Kanisius.270 hal.

Sasaki,M., Y Yamamoto,lF. Ma, and H.Matsumoto. 1997. Early eventInduced by Aluminium Stress inElongating Cells ofWheat Root.Soi!Sci. PlantNutr. 43(5):1.009-1.014.

Sopandie, D., I. Marzuki, dan M. Yusuf2003. Aluminium Tolerance inSoybean: Protein ProfJIes andAccumulation of AI in Roots.Hayati. 10(1):30-33.

Tambas, D., dan N. Gofar. 1998. StudiPemhentukan dan PenguraianSenyawa Kompleks Logam-koloid T&nah:antara Ft: dan AIdenganKoloidLiat,Fraksihumatda.'1campurannya. J.TanahTrop.6:119-128.

Tan, K.H. 1993. Principles of SoilChemistry. Second Edition.Marcel Dekker, Inc. 362p.

Van Wambeke, A 1991. Soil of theTropics:PropertiesandAppraisal.McGraw-Hill, Inc. 343p.

Voight, P.W, D.R. MaTris, and H.WGodwin. 1997. A soil-on-AgarMethod to Evaluate acid-soil

817

Andy Bhermana dan Ronny YG. : Pemetaan Wilayah untuk Mendukung Pelestarian... : 818 - 831

Resistance inWhite Clover. CropSci. 37:1.493-1.496.

Winarso, S. 1996. Pengaruh PenambahanBahan Organik terhadapPengkhelatan Aluminium olehSenyawa-senyawa Humik padaTypic Haplohumult. Tesis IPB.130 hal.

Zheng, S.1., lF. Ma, and H. Matsumoto.1998. HighAluminum Resistancein Buchwheat:'1. Al-inducedspecific secretion of oxalic acidfrom root tips. Plant Physiol.1l7:745-751.

PEMETAAN WllAYAH UNfUKMENDUk"lJNGPELESTARIAN PLASMANUTFAHANGGREKWKAL

(Studi .Kasus di Kabupaten Barito Selatan dan Barito Timur,Kalimantan Tengah)

THE MAPPING OF ZONATION TO SUPPORT PRESERVATION OFGERMPLASM FOR LOCAL ORCHID

(A Case Study of South Barito and East Barito Regency, Central Kalimantan)

Andy Bhermana dan Ronny Yuniar GalinggingStaf Balai Pengkajian Teknologi Pertanian (BPTP) Kalimantan Tengah

Jalan G Obos KM. 5 Palangkaraya, Kalimantan Tengah.

Diterima IDisetujui

ABSTR<\CfCentral Kalimantan has a

potential biodiversity for omamentalplants. Determination of conservationzone and area development for germplasmof local orchid is then required. Mainlyon the basis of agroecosystem andvarious environmental biophysicconditions, the concept of zonationsystem is needed in order to determineconservation area for germplasm ofIocalorchid. The Land System approach withboth ecological principles and recl1rringpattern can be used to delineateaccord ing to its homogeneousenvironmental biophysic condition. As aresult, the delineation of region can beused to make zonation concept. The

818

result ofIand suitability evaluation usingLand System approach indicates that thcorchid originated from South Barito couldbe developed in South Barito and EastBarito that cover approximately 164 .214ha and 22.305 ha respectively. While,the orchid originated from East Baritocould be developed in East Barito andSouth Barito that cover 164.214 ha and22.305 ha respectively. The conservationarea is centered in Sanggu, South Baritoand Murutuwu East Barito. There are 13accessions collected as result from bothsurvey and eY.:ploration process ofgermpla~m of orchid. In Sanggun, 8accessions were found. While, 5accessions were found in Murutuwu.Key words: zonation, germplasm,