9
II KAJIAN KEPUSTAKAAN
2.1
Tanaman Sorgum
2.1.1
Daerah Asal dan Penyebaran Sorgum Sorgum yang diusahakan pertama diperkenalkan di Amerika dan Australia
kira-kira 100 tahun yang lalu, serta pembudidayaan sorgum juga telah meluas ke seluruh dunia (Goldsworthy dan Fisher, 1992). Daerah-daerah produksi utama meliputi daerah dataran rendah di Amerika Utara, Sub-sahara Afrika, Cina sebelah timur laut, Plato Deccan di India bagian tengah dan Argentina. Sorgum menduduki peringkat ke-5 di dunia antar tanaman padi-padian setelah gandum, padi, dan jagung (Goldsworthy dan Fisher, 1992). 2.1.2
Klasifikasi Tanaman Sorgum
Kingdom
: Plantae
Subkingdom : Tracheobionta – Vascular Plants Divisio
: Spermatophyta
Classis
: Liliopsida – Monocotyledoneae
Ordo
: Cyperales
Familia
: Poaceae
Genus
: Sorghum Moench - sorghum
Spesies
: Sorghum bicolor (L.) Moench – sorghum
Sumber : USDA (2008)
10 Tanaman sorgum memiliki akar serabut. Rismunandar, (2006) menyatakan bahwa sorgum merupakan tanaman biji berkeping satu tidak membentuk akar tunggang dan hanya akar lateral. Sistem perakarannya terdiri atas akar-akar seminal (akar-akar primer) pada dasar buku pertama pangkal batang, akar-akar koronal (akar-akar pada pangkal batang yang tumbuh ke arah atas) dan akar udara (akar-akar yang tumbuh dipermukaan tanah). Tanaman sorgum membentuk perakaran sekunder 2 kali lipat dari jagung. Rangkaian bunga sorgum terdapat di ujung tanaman, tampak pada pucuk batang dan bertangkai panjang tegak lurus. Bunga tersusun dalam malai. Tiap malai terdiri atas banyak bunga yang dapat menyerbuk sendiri atau silang. Rangkaian bunga sorgum nantinya akan menjadi bulir-bulir sorgum. Biji sorgum ada yang tertutup rapat oleh sekam yang liat, ada pula yang tertutup sebagian atau hampir – hampir telanjang. Biji tertutup oleh sekam yang berwarna kekuningkuningan atau kecoklat-coklatan. Warna biji bervariasi yaitu coklat muda, putih atau putih suram tergantung varietas. Secara umum tanaman sorgum memiliki arti penting yang didukung oleh karakter-karakter yang positif, yaitu tahan kekeringan, mudah diproduksi, daya hasil yang sangat tinggi, daya adaptasi luas, mempunyai keragaman genetik luas pada mutu dan warna. Sorgum merupakan komoditas ekspor dunia dan cara penanamannya dapat diusahakan secara monokultur maupun tumpangsari (Sumarno dan Karsono, 1995). Keunggulan sorgum adalah toleran terhadap kekeringan, hal ini dicirikan dengan permukaan daun dilapisi lilin dan ditumbuhi bulu-bulu halus. Tanaman ini berakar dalam sehingga bisa efektif dalam menyerap unsur hara dan air sehingga tahan terhadap kekeringan. Sorgum dapat ditumpangsarikan dengan tanaman lain.
11 Nilai gizi lebih tinggi dalam kadar protein dan Ca dibandingkan beras dan gandum. Tepung serealia tidak higroskopis dibandingkan dengan tepung ubiubian (Nurmala, 2003).
Gambar 1. Tanaman Sorgum (https://rewisa.wordpress.com/2011/01/14/potensi-terpendam-dalam sorgum)
12 2.1.3
Syarat Tumbuh Tanaman Sorgum Tanaman sorgum dapat tumbuh pada kondisi suhu yang beragam. Suhu
yang optimal dalam proses perkecambahan yaitu 23 - 30°C dengan kelembaban 20 – 40 %. Pada daerah-daerah yang tingginya lebih dari 800 meter dari permukaan laut, dimana suhunya kurang dari 20°C, tanaman akan terhambat pertumbuhannya dan umurnya menjadi panjang (Nurmala, 2003). Tanaman sorgum dapat tumbuh di berbagai jenis tanah. Penyebaran jenis-jenis tanah di Indonesia yang dikategorikan subur adalah tanah-tanah inceptisol, entisol, vertisol, dan alfisol (Rahmat Rukmana dan Yuyun Yuniarsih, 2001). Kesesuaian lahan untuk tanaman sorgum relatif luas, mulai tumbuh pada tanah ringan berpasir hingga tanah berat berliat. Sorgum memerlukan kesuburan tanah yang relatif lebih baik, karena selain hasil biji akan diambil juga nira batangnya. Dengan demikian kondisi tanah harus menunjang perkembangan perakaran yang akan mampu menyerap nutrisi. Keasaman tanah untuk pertumbuhan sorgum yang optimum berada pada kisaran pH 5,5 – 6,5 (Sumantri, 1994). Dalam kaitannya dengan fungsi tanah yang perlu mendapat perhatian adalah pengaturan drainase dan aerasi tanah. Tanaman sorgum tidak menyukai lahan tergenang, oleh karena itu pemeliharaan juga perlu diperhatikan. Sorgum memiliki potensi hasil yang relatif lebih tinggi dibanding padi dan gandum. Bila kelembaban tanah bukan merupakan faktor pembatas, hasil sorgum dapat mencapai 11 t/ha dengan rata-rata 7-9 t/ha. Pada daerah dengan irigasi minimal, rata-rata hasil sorgum 3-4 t/ha (House 1985). 2.1.4
Kandungan Nutrisi Tanaman Sorgum Sorgum memiliki kandungan nutrisi yang baik, bahkan kandungan protein
dan nutrisi penting sorgum lebih tinggi dibandingkan dengan beras. Menurut
13 Leder (2004), kandungan karbohidrat biji sorgum relatif sama dengan beras, bahkan kadar protein, kalsium, besi, dan fosfor lebih tinggi. Kandungan protein dan mineral yang tinggi ini menunjukkan kelayakan sorgum sebagai bahan pangan, khususnya bagi masyarakat pedesaan di lahan marjinal. Kandungan protein pada sorgum lebih tinggi dari jagung dan hampir sama dengan gandum, namun protein sorgum bebas glutein. Berikut komposisi nutrisi sorgum dibanding serelia lainnya. Tabel 1. Komposisi Nutrisi Sorgum dalam 100 g dibanding serealia lainnya Bagian
Total Gula
Lemak
Protein
Karbohidrat Total Serat
Energi
Biji
(g)
(g)
(g)
(g)
(g)
(kkal)
Sorgum
2,5
3,4
10,6
72,0
6,7
329
Beras
0,1
0,5
6,8
81,6
2,8
370
Jagung
0,6
4,7
9,4
74,2
7,3
365
Gandum
0,4
1,9
10,6
75,3
12,7
340
Barley
0,8
1,1
9,9
77,7
15,6
352
Sumber : USDA (2015) Penelitian mengenai pemanfaatan biji sorgum sebagai sumber pangan sudah banyak dilakukan, salah satu yang paling mudah diaplikasikan adalah pengolahan biji menjadi tepung yang kemudian dapat diolah menjadi berbagai produk olahan. Gluten tidak terdapat pada sorgum, inilah titik awal permasalahan substitusi sorgum kepada tepung terigu. Namun kabar gembiranya adalah saat ini negara-negara maju mulai berkampanye untuk tidak mengkonsumsi makanan bergluten secara berlebihan, atau disebut gerakan “gluten free”. Beberapa hambatan lain yang muncul selain ketidakadaan gluten dalam sorgum yaitu adanya senyawa yang dianggap sebagai antinutrisi pada sorgum, yaitu tanin dan
14 asam fitat (Suarni, 2001). Namun dengan berkembangnya ilmu pengetahuan maka sedikit demi sedikit mulai terlihat sebenarnya apakah senyawa tersebut betul-betul antinutrisi dan tidak bermanfaat bagi kesehatan atau sebaliknya. Tannin pada sorgum memang menyebabkan rasa pahit dan menurunkan daya cerna protein dan efisiensi pakan pada manusia dan ternak (Peter, 2012). Namun disisi lain, tannin telah diteliti mengandung antioksidan tinggi, antiinflamasi dan UV-protection serta bermanfaat bagi kesehatan manusia (Awika et al., 2003). Bahkan, studi terbaru menunjukkan bahwa tannin dapat mengurangi resiko obesitas karena dapat mengurangi daya cerna.Selain itu tannin dalam sorgum juga menyediakan pertahanan kimia alami terhadap predasi burung dan serangan bakteri dan jamur di lahan perkebunan (Peter, 2012). Asam fitat, merupakan senyawa yang bisa dipastikan ada dalam biji-bijian, makanan berkadar fitat tinggi secara signifikan dapat mengurangi penyerapan mikronutrien esensial seperti Ca, Fe, Zn, dan Mg (Bohn et al.,2004). Namun Asam fitat juga berfungsi sebagai antioksidan, penghambat selektif anti-inflamasi yang menyimpan energi, dan pengatur vesikular melalui pengikatan berbagai protein (Talamond et al.,2000).
2.2
Pupuk Fosfor Pupuk adalah suatu bahan yang bersifat organik ataupun anorganik, bila
ditambahkan ke dalam tanah atau tanaman dapat menambah unsur hara serta dapat memperbaiki sifat fisik, kimia, biologi, dan kesuburan tanah. Pemupukan adalah cara-cara pemberian pupuk, metode pemberian pupuk atau bahan-bahan lain seperti bahan kapur, bahan organik, pasir dan tanah liat ke dalam tanah. Jadi pupuk adalah bahannya sedangkan pemupukan adalah cara pemberiannya. Pupuk
15 banyak macam dan jenis-jenisnya serta berbeda pula sifatnya dan berbeda pula reaksi dan peranannya di dalam tanah dan tanaman. Karena hal-hal tersebut agar memperoleh hasil pemupukan yang efisien dan tidak merusak akar tanaman maka perlu diketahui sifat, macam, jenis pupuk dan cara pemberian pupuk yang tepat (Hasibuan, 2006). Pupuk digolongkan menjadi dua, yakni pupuk organik dan pupuk anorganik. Pupuk organik adalah pupuk yang terbuat dari sisa-sisa makhluk hidup yang diolah melalui proses pembusukan (dekomposisi) oleh bakteri pengurai, misalnya pupuk kompos dan pupuk kandang. Pupuk kompos berasal dari sisa-sisa tanaman, dan pupuk kandang berasal dari kotoran ternak. Fosfor merupakan salah satu unsur hara makro yang penting dalam pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Unsur tersebut berfungsi sebagai penyusun metabolit dalam senyawa kompleks, sebagai aktivator, kofaktor atau penyatu enzim serat dan berperan dalam proses fisiologi, komponen struktural dari sejumlah senyawa penting, molekul pentransfer energi ADP dan ATP (Zulaikha dan Gunawan, 2006). Definisi fosfat alam menurut American Geological Institute adalah batuan sedimen yang tersusun terutama oleh mineral fosfat (Gary dkk., 1974). Berdasarkan pada komposisi mineralnya batuan sedimen fosfat dapat dibedakan atas fosfat-Ca, fosfat Ca-Al-Fe dan fosfat Fe-Al (McClellan dan Gremillon, 1980). Ketiga jenis fosfat tersebut dapat merupakan suatu sekuen pelapukan dengan fosfat Fe-Al adalah yang paling lapuk. Selain fosfat dan karbonat, di dalam batuan fosfat alam terkandung berbagai unsur seperti Ca, Mg, Al, Fe, Si, Na, Mn, Cu, Zn, Mo, B, Cd, Hg, Cr, Pb, As, U, V, F, Cl. Unsur utama di dalam fosfat alam antara lain P, Al, Fe, dan Ca.
16 Secara kimia, fosfat alam dapat dikatagorikan menjadi fosfat alam dengan dominasi Ca-P atau Al-P dan Fe-P sedangkan unsur lain merupakan unsur ikutan yang bermanfaat dan sebagian lain kurang bermanfaat bagi tanaman. Unsur ikutan yang perlu diwaspadai adalah kandungan logam berat yang cukup tinggi dalam fosfat alam, seperti Cd, Cr, Hg, Pb, dan U. Fosfor memliki pengaruh terhadap tanaman seperti, penyusun metabolit dan senyawa kompleks; sebagai aktivator, kofaktor, atau pengaruh enzim, dan peranannya dalam proses fisiologik. Pengaruh menguntungkan fosfor lainnya adalah dalam kegiatan-kegiatan seperti pembagian sel dan lemak dan albumin; pembentukan bunga, buah, dan biji; kematangan tanaman, melawan pengaruh nitrogen; perkembangan akar halus dan akar rambut; memperkuat jerami, jadi tidak mudah rebah; kualitas hasil tanaman, terutama rumput dan sayuran, dan ketahanan terhadap penyakit (Soepardi, 1983). Rock phosphate merupakan pupuk P organik, lambat tersedia bagi tanaman, oleh karena itu perlu suatu teknologi yang dapat meningkatkan unsur P misalnya dengan bantuan FMA. Tanaman yang diinokulasi dengan FMA, memanfaatkan lebih banyak fosfor larut yang berasal dari fosfat alam dari pada tanaman yang tidak mengandung mikoriza. Konsentrasi fosfat alam yang diberikan sangat berpengaruh terhadap ketergantungan tanaman pada FMA. Hifa FMA juga membantu serapan unsur hara lainnya seperti nitrogen yang sangat dibutuhkan tanaman (Indriani dkk., 2015) Beberapa faktor yang mempengaruhi kelarutan fosfat alam antara lain konsentrasi H, Ca dan P di dalam larutan, komposisi fosfat alamnya khususnya adanya substitusi karbonat terhadap P pada apatit, derajat percampuran antara fosfat alam dan tanah serta tingkat penggunaan fosfat alam pada tanah (Khasanah
17 dan Doll, 1978). Kelarutan fosfat alam dalam larutan tanah akan lebih baik bila pH tanah, Ca dapat dipertukarkan dan konsentrasi P di dalam larutan tanah rendah (Chien, 1990). Pada tanah masam yang banyak memerlukan P penggunaan fosfat alam dinilai lebih efektif dan lebih murah dibandingkan bentuk P yang lain, karena pada tanah masam fosfat alam lebih reaktif dan lebih murah di banding penggunaan superfosfat. Pemakaian langsung fosfat alam sebagai pupuk diketahui hampir sama efektifnya dengan pupuk P cair di beberapa negara (Engelstad dkk., 1974). Pemakaian fosfat alam dari North Carolina dan Tunisia pada tanah Podsolik Merah Kuning yang kahat P, pH 4,5 dan kejenuhan aluminium 78% selama empat musim tanam berturut-turut untuk tanaman padi gogo dan jagung menunjukkan bahwa fosfat alam tersebut lebih efektif bila dibandingkan TSP (Sediyarso dkk., 1999). Penelitian lainnya pada tanah podsolik dari Lampung dan Jambi menunjukkan bahwa fosfat alam mempunyai efektivitas yang sama dan bahkan lebih baik dari TSP (Sri Adiningsih dan Sri Rochayati, 1990).
2.3
Fungi Mikoriza Arbuskula Fungi Mikoriza Arbuskula (FMA) adalah suatu bentuk asosiasi simbiotik
mutualisme antara akar tumbuhan tingkat tinggi dan miselium cendawan tertentu (Schuessler, et al., 2001), dengan lebih dari 70% famili tanaman (Newman dan Reddell, 1987). Berbagai penelitian menunjukkan pertumbuhan tanaman yang bermikoriza lebih baik dari tanaman tidak bermikoriza. Hal ini disebabkan mikoriza akan menyediakan unsur hara ke tanaman inang (Smith dan Read, 2008), meningkatkan ketahanan terhadap kekeringan (Auge et al., 1994), melindungi tanaman dari patogen jamur (Matsubara et al, 2001; Thygesen et al,
18 2004), nematoda (Pinochet et al, 1998). Disamping itu mikoriza dapat memperbaiki struktur tanah dengan membentuk agregat tanah stabil melalui jaringan hifa eksternal yang dihasilkannya. Manfaat dari FMA dapat dikelompokkan menjadi tiga, yaitu manfaat dalam ekosistem, manfaat bagi tanaman, dan manfaatnya bagi manusia. Manfaat mikoriza FMA dalam ekosistem sangat penting, yaitu berperan dalam siklus hara, memperbaiki struktur tanah dan menyalurkan nutrisi yang dibutuhkan organisme tanah dari akar tanaman (Ana Aeronika, 2003). Sedangkan manfaat bagi tanaman yaitu dapat meningkatkan penyerapan unsur hara, terutama P (Sinwin dkk, 2006), dimana MVA dapat mengeluarkan enzim fosfatase dan asam-asam organik, khususnya oksalat yang dapat membantu membebaskan P. Dan jelas terlihat, semua hal tersebut sangat bermanfaat bagi manusia. FMA dapat membantu mengatasi masalah ketersediaan fosfat melalui dua cara, pengaruh langsung melalui jalinan hifa eksternal yang diproduksinya secara intensif sehingga tanaman bermikoriza akan mampu meningkatkan kapasitasnya dalam menyerap unsur hara dan air (Sinwin dkk, 2006) dan pengaruh tidak langsung, dimana mikoriza dapat memodifikasi fisiologis akar sehingga dapat mengeksresikan asam-asam organik dan fosfatase asam ke dalam tanah, dimana menurut Marschner dan Dell, (1994) cit., Sinwin dkk, (2006) fosfatase asam merupakan suatu enzim yang dapat mamacu proses mineralisasi P organik dengan mengkatalisis pelepasan P dari kompleks organik menjadi kompleks anorganik.
