8 II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Morfologi dan Pertumbuhan Tanaman Padi Padi merupakan tanaman dari famili Gramineae. Padi memiliki akar serabut terdiri dari akar primer yang muncul ketika benih berkecambah dan diikuti dengan pembentukan akar-akar seminal, akar seminal ini kemudian digantikan oleh akar sekunder yang muncul dari buku batang terbawah (Ismunadji dkk., 1988). Daun padi tumbuh pada batang dengan satu daun pada setiap buku yang tersusun berselang-seling, daun bendera tumbuh paling atas dengan posisi dan ukuran yang berbeda dari daun lainnya (Makarim dan Suhartatik, 2007). Anakan muncul setelah tanaman memiliki 4 atau 5 daun yaitu ketika daun pada buku ke-n memanjang saat itu anakan akan muncul dari ketiak daun pada buku yang ke-(n-3) (Ismunadji dkk., 1988). Batang padi terdiri dari beberapa ruas yang dibatasi buku, ruas-ruas tersebut memanjang dan berongga saat tanaman memasuki stadia reproduktif, ruas terpanjang adalah ruas teratas dan berangsur-angsur menurun sampai ruas terbawah (Makarim dan Suhartatik, 2007). Keseluruhan bunga padi disebut malai, malai tersusun dari unit-unit bunga disebut spikelet yang pada hakikatnya adalah bunga yang terdiri dari tangkai, bakal buah, lemma, palea, putik dan benang sari, malai terdiri atas 8-10 buku yang menghasilkan cabang primer (Ismunadji dkk., 1988).
9 International Rice Research Institute (2015) menjelaskan bahwa fase pertumbuhan tanaman padi dapat dibagi menjadi tiga meliputi fase vegetatif (awal pertumbuhan sampai pembentukan bakal malai/primordia), reproduktif (primordia sampai pembungaan) dan pematangan (pembungaan sampai gabah matang). Ketiga fase tersebut lebih detail diuraikan menjadi 10 tahapan sebagai berikut: Tabel 1. Tahap pertumbuhan tanaman padi. Tahap Deskripsi 0 Mulai benih berkecambah hingga daun pertama muncul kepermukaan, akhir tahap ini memperlihatkan daun pertama masih melengkung 1 Tahap pertunasan atau bibit dimulai sejak benih berkecambah sampai hampir keluar anakan pertama ditandai dengan terbentuk tujuh daun dan akar sekunder membentuk sistem perakaran serabut permanen 2 Tahap pembentukan anakan dimulai sejak muncul anakan pertama sampai anakan maksimum tercapai 3 Tahap pemanjangan batang dimulai sejak akhir pembentukan anakan hingga sebelum pembentukan malai 4 Tahap pembentukan malai dimulai sejak muncul primordia (bakal malai) sampai sebelum keluar malai atau bunga 5 Tahap Heading (keluar bunga atau malai) dimulai sejak muncul ujung malai dari pelepah daun bendera sampai sebelum 50 % bunga telah keluar 6 Tahap pembungaan (antesis) dimulai sejak munculnya benang sari bunga paling ujung tiap cabang malai sampai munculnya gabah 7 Tahap gabah matang susu, gabah terisi cairan kental berwarna putih susu, malai hijau dan mulai merunduk, daun bendera dan dua daun dibawahnya masih hijau 8 Tahap gabah setengah matang, gabah mulai mengeras lalu menguning, tanaman menguning dan dua daun terbawah kering 9 Tahap gabah matang penuh ditandai dengan gabah penuh dan berwarna kuning, daun bagian atas mengering dengan cepat Sumber: International Rice Research Institute (2015).
10 2.2 Boron dan Silika 2.2.1 Boron Boron merupakan unsur hara mikro yang dibutuhkan tanaman dalam jumlah sedikit. Boron rata-rata menyusun 0,002 % tanaman dan diserap tanaman dalam bentuk asam borat (H 3 BO 3 ) atau ion borat (H 4 BO 2-7, H 2 BO - 3, HBO 2-3, BO 3-3 ) (Hanafiah, 2007). Boron ditemukan mobil pada tanaman yang mengakumulasi fotosintat dalam bentuk poliol (gula kompleks), retranslokasi unsur ini melalui floem dapat mengurangi gejala defisiensi tanaman, namun pada spesies yang tidak menghasilkan poliol dalam jumlah tinggi, boron tidak dapat diangkut kembali melalui floem setelah terakumulasi di daun pada akhir transpirasi (Stangoulis dkk., 2010; Miwa dan Fujiwara, 2010; Brown dan Hu, 1996). Ketersediaan boron bagi tanaman dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu tekstur tanah, ph tanah, pelapukan bahan organik, pemupukan serta curah hujan dan drainase. Tanah yang teksturnya didominasi oleh pasir umumnya mengalami kekurangan boron terutama pada daerah dengan curah hujan tinggi, sedangkan tanah yang didominasi liat umumnya mengandung boron dalam jumlah besar, namun sulit tersedia bagi tanaman karena terikat kuat pada kompleks liat (Dear dan Weir, 2004). Ketersediaan boron bagi tanaman juga dipengaruhi ph tanah, pada ph 7,0-8,6 boron tidak tersedia akibat fiksasi karena penurunan KTA tanah dan pengendapan oleh basa-basa terutama Na, sedangkan pada ph rendah (dibawah 5,0) boron tidak tersedia akibat fiksasi oleh tanah ber-kta dan pengendapan oleh ion-ion Al dan Fe serta adanya pelindian intensif, pada ph 5,0-7,5 dan 8,6 boron umumnya mudah diserap tanaman (Hanafiah, 2007).
11 Tanah yang kaya bahan organik apabila mengalami dekomposisi menyediakan boron dalam jumlah yang tinggi bagi tanaman, kesuburan tanah perlu diperhatikan karena tanaman yang terpenuhi kebutuhan haranya memungkinkan penyerapan B dan unsur hara lainnya menjadi lebih tinggi (Dear dan Weir, 2004). Curah hujan yang tinggi dan drainase dapat mengurangi ketersediaan boron dalam tanah akibat sifatnya yang mudah hilang dan tercuci (Dunn dkk., 2005), namun pada saat pembentukan bunga apabila curah hujan rendah dapat menyebabkan tanaman menunjukkan gejala kekurangan (Dear dan Weir, 2004). 2.2.2 Silika Silika merupakan unsur hara yang dibutuhkan tanaman famili gramineae seperti padi dalam jumlah banyak. Kemampuan tanaman dalam menyerap silika berbeda-beda, tanaman gramineae basah seperti padi mengakumulasi silika dalam bentuk SiO 2 sekitar 10-15 %, gramineae kering seperti tebu dan rerumputan sekitar 1-3 %, dan tanaman dikotil dan legume hanya 0,5 % (Roesmarkam dan Yuwono, 2002). Tanaman menyerap silika dalam bentuk asam monosilikik Si(OH) 4 secara difusi dan aliran massa (Sommer dkk., 2006). Pada tanaman padi, silika berada dalam bentuk tiga fraksi yaitu ion silikat (0,5-8,0 %), koloid asam silikat, dan silika gel (90 %) (Yoshida dkk., 1962). Silika di dalam tanah ditemukan sangat mudah bergerak terutama pada larutan tanah (Sommer dkk., 2006). Silika yang diserap tanaman menyebar hampir sama ke bagian atas dan bawah tanaman misalnya pada tanaman tomat dan sawi; pada tanaman legume, Si lebih banyak terdapat pada akar; dan pada tanaman padi yang menyerap Si dalam
12 jumlah besar, sebagian besar Si terdapat pada tanaman bagian atas (Roesmarkam dan Yuwono, 2002). Silika pada tanaman padi umumnya merupakan unsur dengan mobilitas yang rendah ditunjukkan dari hasil analisis seluruh daun pada batang utama (Yoshida dkk., 1962). Silika merupakan unsur terbanyak kedua setelah oksigen didalam tanah, namun ketersediaannya bagi tanaman dipengaruhi oleh faktor meliputi ph tanah, pelapukan, drainase dan tekstur tanah. Pada ph<9,0 silika berada dalam bentuk asam monosilikat Si(OH) 4, sedangkan ph>9,0 berada dalam bentuk ion silikat (Hanafiah, 2007). Pada ph>9, asam monosilikat terionisasi menjadi ion silikat Si(OH) 3 O - (Sommer dkk., 2006). Tanah yang sangat lapuk dan sering mengalami pencucian lebih rentan kehilangan silika terutama terjadi di daerah dengan curah hujan tinggi (Heckman, 2013). Silika tersedia merupakan unsur yang mudah larut, sehingga kehilangan silika pada tanah-tanah tropika basah seperti Indonesia terjadi akibat terbawa aliran air drainase (mencapai 54,2 kg/ha setiap tahun) atau tanaman (proses ini disebut desilikasi) setelah mineral-mineral tanah melepas silika (Yukamgo dan Yuwono, 2007). Tanah pasir umumnya mengandung silika tersedia dengan konsentrasi yang rendah dibandingkan tanah liat, meskipun pasir sebagian besar terdiri atas silika dioksida, namun hanya sedikit silika larut yang dapat disediakan, tanah berpasir juga biasanya memiliki drainase yang baik, yang mencegah akumulasi silika (Heckman, 2013).
13 2.3 Penyerapan Hara Melalui Daun Penyemprotan larutan hara sebaiknya diarahkan pada permukaan daun bagian bawah dengan pertimbangan jumlah ektodesmata (lapisan epidermis yang dapat menyerap unsur hara) dipermukaan bagian bawah daun lebih banyak dibandingkan bagian atas (Wojcik, 2004). Aplikasi unsur hara yang sifatnya imobil pada tanaman hanya menguntungkan jaringan yang langsung menerima semprotan daun, sedangkan peran yang paling penting dari aplikasi unsur hara yang sifatnya mobil yaitu mencegah kekurangan nutrisi dengan cepat dibandingkan aplikasi melalui tanah (Fernandez dkk., 2013). Aplikasi pupuk dengan cara disemprotkan melalui daun juga memiliki kekurangan. Kekurangan yang diakibatkan dari penyemprotan pupuk melalui daun yaitu perlu diketahui secara pasti kemungkinan dua atau lebih unsur yang terkandung pada pupuk berikatan dan mengendap apabila dicampur dengan unsur lain pada pupuk yang berbeda, tempat atau wadah yang terbuat dari logam mudah mengalami korosi, serta memerlukan perlengkapan khusus untuk penyimpanan dan aplikasi pupuk (Foth, 1991). Kekurangan lainnya yaitu sulitnya memprediksi kekurangan unsur hara pada tanaman atau ketepatan konsentrasi; keadaan lingkungan seperti iklim, kondisi tanah, dan status hara perlu dipertimbangkan; kebutuhan hara tanaman yang berbeda; serta formulasi unsur yang dipadukan (Fernandez dkk., 2013).