respons seluaian beberapa klod...

12
Pel ita Perkehunan 1003, 19(2). 55 -66 Respons Seluaian Beberapa KlOD Kakao Terhadap CekaInan Kekeringan Response of Several Clones of Cocoa Seedlings Againts Drought Stress A.Adi Prawoto l ), Abdus Salam 2 ) dan Slameto 3l Ringkasan Pengembangan areal pertanaman kakao ke kawasan marginal kering perlu diantisi1'asi dengan bahan tanam yang toleran kekurangan air. Penelhian untuk menguji scmaian beberapa l<1on kakao unggul terhadap cekaman kekcringan telah dilakukan di rumah kaca Pusat Penelitian Kopi dan Kakao Indonesia. Percobaan menggunakan rancangan aeak kelompok tiga ulangall dengan perlakuan faktorial lOx 4. Sepuluh maeam semaian (benih propelegitim) klon kakao yang diuji yaitu KW 165, KW 163, KW 162, GC 7, Sca 12, leS 13, rcs 60, TSfT 858, DR 2, DRC 16. Empat perlakuan eekaman kekeringan berdasarkan persentase yaitu : (1) ]00% (kapasitas 1apang = kontrol), (2) 75%, (3) 50%, dan (4) 25% lengas terseclia. Basil penelitian melluujukkan bahwa bibit kakao masih tumbuh normal sampai kadar lengas tersedia 75 %. Pada kadar lengas tersedia 50 %, pertumbuhan turon sekitar 20 % dan pada lengas terseclia 25 % turun sekitar 40 %. Semaian dari klan KW 165 dan KW 163 cukup toleran terhadap kekeringan, sebaliknya semaian KW 162, res 13, GC 7, IeS 60 dan DR 2 kurang taleran kekeringall. Pellingkatan cekaman kekeringan meningkatkan kadar prolin dalam daun (r = 0,9961). Bahan tanam yang toleran kekeringan menunjukkan kandungan scnyawa prolin yang tinggi pula (r = 0,6021). Dengan demikian kadar 1'rolin potcnsial untuk dijadikan indikator res1'ons ketahanan hahan tanam kakao tcrhadap cckaman air. Summary Cocoa area development to dry area must be accompanied with planting 17wterial tolerant to drought stress. A study to evaluate seedlings of some clones to drought stress had been conducted in glass house of Indonesian Coffee and Cocoa Research Institute. A factorial study of planting materials and several levels of drought stress was arranged in Randomized Complete Block Design 'rvith three replications. The planting materials were propelegitimate seeds of 10 clones i.e. KW 165, KW 163, KW 162, GC 7, Sca 12, ICS 13, ICS 60, 1) Ahli Peneliti (Senior Researcher): Pusat PeneJitian Kopi dan Kakao Indonesia, JI. PB. SuJirman 90, Jember 68118, Indonesia. 2) Dosen (Lecturer), Fakultas Pcrtanian, Universilas Islam Jcmber. 3) Dosen (Lecturer) Fakultas Perlanian, Universitas Jcmbcr. Naskah dilerima 17 Marel200J (Manuscript received 17 March 2003). 55

Upload: others

Post on 27-Jan-2020

8 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Respons Seluaian Beberapa KlOD Kakaoperkebunan.litbang.pertanian.go.id/dbasebun/asset_dbasebun/Penerbitan... · Pada kadar lengas tersedia 50 %, pertumbuhan turon sekitar 20 % dan

Pel ita Perkehunan 1003, 19(2). 55 -66

Respons Seluaian Beberapa KlOD Kakao Terhadap CekaInan Kekeringan

Response of Several Clones of Cocoa Seedlings Againts Drought Stress

A.Adi Prawoto l), Abdus Salam2

) dan Slameto3l

Ringkasan

Pengembangan areal pertanaman kakao ke kawasan marginal kering perlu diantisi1'asi dengan bahan tanam yang toleran kekurangan air. Penelhian untuk menguji scmaian beberapa l<1on kakao unggul terhadap cekaman kekcringan telah dilakukan di rumah kaca Pusat Penelitian Kopi dan Kakao Indonesia. Percobaan menggunakan rancangan aeak kelompok tiga ulangall dengan perlakuan faktorial lOx 4. Sepuluh maeam semaian (benih propelegitim) klon kakao yang diuji yaitu KW 165, KW 163, KW 162, GC 7, Sca 12, leS 13, rcs 60, TSfT 858, DR 2, DRC 16. Empat perlakuan eekaman kekeringan berdasarkan persentase yaitu : (1) ]00% (kapasitas 1apang = kontrol), (2) 75%, (3) 50%, dan (4) 25% lengas terseclia. Basil penelitian melluujukkan bahwa bibit kakao masih tumbuh normal sampai kadar lengas tersedia 75 %. Pada kadar lengas tersedia 50 %, pertumbuhan turon sekitar 20 % dan pada lengas terseclia 25 % turun sekitar 40 %. Semaian dari klan KW 165 dan KW 163 cukup toleran terhadap kekeringan, sebaliknya semaian KW 162, res 13, GC 7, IeS 60 dan DR 2 kurang taleran kekeringall. Pellingkatan cekaman kekeringan meningkatkan kadar prolin dalam daun (r = 0,9961). Bahan tanam yang toleran kekeringan menunjukkan kandungan scnyawa prolin yang tinggi pula (r = 0,6021). Dengan demikian kadar 1'rolin potcnsial untuk dijadikan indikator res1'ons ketahanan hahan tanam kakao tcrhadap cckaman air.

Summary

Cocoa area development to dry area must be accompanied with planting 17wterial tolerant to drought stress. A study to evaluate seedlings of some clones to drought stress had been conducted in glass house of Indonesian Coffee and Cocoa Research Institute. A factorial study of planting materials and several levels of drought stress was arranged in Randomized Complete Block Design 'rvith three replications. The planting materials were propelegitimate seeds of 10 clones i.e. KW 165, KW 163, KW 162, GC 7, Sca 12, ICS 13, ICS 60,

1) Ahli Peneliti (Senior Researcher): Pusat PeneJitian Kopi dan Kakao Indonesia, JI. PB. SuJirman 90, Jember 68118, Indonesia.

2) Dosen (Lecturer), Fakultas Pcrtanian, Universilas Islam Jcmber.

3) Dosen (Lecturer) Fakultas Perlanian, Universitas Jcmbcr.

Naskah dilerima 17 Marel200J (Manuscript received 17 March 2003).

55

Page 2: Respons Seluaian Beberapa KlOD Kakaoperkebunan.litbang.pertanian.go.id/dbasebun/asset_dbasebun/Penerbitan... · Pada kadar lengas tersedia 50 %, pertumbuhan turon sekitar 20 % dan

Prawoto, Salam dan Slameto

TSH 858, DR 2, and DRC 16. Treatment of drought stress was conducted by controlling soil-water-content. Four levels (~l soil water content were (1) field capacity (100%). (2) 75%, (3) 50%, and (4) 25% of available water. 771e result showed that cocoa seedlings could grow normal until 75 % of available soil ,,'vater content. At 50% available soil water content, the growth was depressed to 20% "....'hile at 25 % available soil water content, the depression was 40% compared with the control. Seedlings C?l KW 165 and KW 163 were more tolerant to drought stress, whereas KW 162, ICS 13, GC 7, ICS 60 and DR 2 were less tolerant. Increasing in stress raised the proline content ql'leaf (r = 0.9961), where the tolerance seedlings produced more proline than the intolerant. Proline content may be used as an indicator for drought tolerant reaction for cocoa seedlings.

Key words : Theobroma cacao, drought stress, growth, proline.

PENDAHULUAN

Harga biji kakao yang membaik sejak tahun 2001 menyebabkan minat pekebun untuk mengusahakan tanalnan kakao meningkat pesat. Jika pada tahun 2000 harga biji kakao mencapai titik terendah sejak kurun 1990-an, maka semenjak 2001 harga bergerak naik, mencapai puncak tahun 2002 dengan rata­rata US$1,369.17 per ton selanjutnya tahun 2003 masih sekitar US$1,319.71 per ton (lCCO, 2003). Dengan produktivitas 1,7 ton per hektar maka biaya produksi (dcngan kctetapan biaya tahun 2003) sekitar Rpl000,- per kilogram Inaka kakaomenjadi komoditas yang amat nlenarik untuk diusahakan (Laporan PPKKI, unpublished).

Di lain pihak, pengembangan kakao dewasa ini dilakukan bukan hanya di areal yang Inemenuhi persyaratan teknis, melainkan juga merambah pada areal marginal yang mcmiliki keterbatasan kondisi pedo-agroklimat. Areal pengembangan tersebut Ineliputi kawasan yang sering mcngalalni defisit air dan tercekanl

kekeringan. Cekaluan kekeringan dapat berdampak serius bagi pertulnbuhan dan perkelnbangan tanaman kakao. Dampak langsung dari kekeringan adalah daun rontok, ranting kcring, lananlan lnati dan produksi dapat hilang sckitar 20-55 % tergantung pada tingkat cekmnan kekeringan yang teljadi (Laporan PPKKI ke PTPN XII, unpublished). Dalnpak cekalnan kekeringan terhadap produksi kakao lazimnya tidak terjadi pad a tahun kering yang ber­sangkutan melainkan pada produksi SClnester satu tahun berikutnya. Pada SClnester satu tersebut yang lazilllnya bersaInaan dengan musim hujan, tanaluan berupaya 111enlulihkan habitusnya dcngan lebih sering bertunas sehingga pertumbuhan generatif akan terganggu. Pertumbullan bunga dan buah baru kem.bali normal pada semester dua.

Secara fisiologis, terjadinya ketidak­seimbangan antara laju penyerapan air serta kehilangan air dari tubuh tanaman menyebabkan tckanan turgor scI turul1, tananlan layu, dan intersepsi cahaya turun. Kejadian ini di satu sisi nlenguntungkan

56

Page 3: Respons Seluaian Beberapa KlOD Kakaoperkebunan.litbang.pertanian.go.id/dbasebun/asset_dbasebun/Penerbitan... · Pada kadar lengas tersedia 50 %, pertumbuhan turon sekitar 20 % dan

Respolls semaian beberapa klon kakao terhadap cekaman kekeringan

karcna mengurangi energi transpirasi, tetapi di sisi lain merugikan karena menghambat pertumbuhan (Fitter & Hay, 1999). Pertumbuhan jaringan vegetatif maupun reprodukti f tanaman sangat tergantung pada terpeliharanya tekanan turgor sel. Tekanan yang ditilubulkan oleh kandungan air dalam protoplastna tersebut menentukan proses pembesaran scI, perbanyakan scI, pelnbukaan dan pcnutupan stonlata, pcrtulnbuhan bunga serta pergerakan nutrien antarsel dan bagian dalanl tubuh tanaman (Barley et al., 1975).

Bila tanaman dihadapkan pada kondisi kering, maka terdapat dua Illaeam respons yang dapat memperbaiki status air, yaitu tananlan ll1engubah asimilat untuk lebih banyak mcndukung pertulnbuhan akar dcngan mcngorbankan pertunlbuhan tajuk, atau tanaman akan mcngatur dcraj at pClubukaan stomata untuk luenghambat kehilangan air lewat transpirasi (Mansfield & Atkinsoll, 1990). Proses yang paling peka dengan kekurangan air adalah pertumbuhan dan pembesaran sel. Selain itu kekurangan air akan luenghalubat pembentukan dinding seI, protein serta enzim protein seperti hidrolasc dan dehidrogenase (Mengcl & Kirby, 1978).

Respons tanaman terhadap eekaruan kekerillgan ditandai dengan peningkatan sintesis asam absisat (ABA). Semakin parah tingkat kckeringan yang dialalui, selnakin tinggi ABA yang dihasilkan. Sebagai aki batnya sebagian daun akan kering dan rontok serta terhentinya pcrtunasan (Alvim et al., 1974). Sclain itu rcspons terhadap eekaIllan kekcringan juga ditandai dengan mcningkatnya kandungan prolin. Senyawa yang diproduksi dari asam amino glutamat

ini dikatalisis oleh dua maeam cnziln yaitu D-pyroroline-5 carboxilate synthase (P5CS) dan pyroroline-5 carboxilate reductase (Bray, 1997). Hasil penelitian pada Vigna aconitifolia menunjukkan bahwa selalna kekurangan air terjadi peningkatan kandungan prolin dua kali lipat dibanding dalam kondisi normal, dan varietas yang kandungan prolinnya tinggi mmnpu tUlnbuh lebih baik dalam kondisi kekeringan. Sementara itu penelitian pada bibit kakao menunjukkan bahwa kadar prolin daun menillgkat seeara nyata (sekitar 860 %)

akibat perlakuan kekeringan (Balasimha, 1983) .

Salah satu alternatif untuk nlengatasi rnasalah kekeringan adalah dengan nlenggunakan bahan tanam yang toleran dan mampu beradaptasi terhadap cekaman kekcringan. Infonnasi mengcnai toleransi tanalllan terhadap defisit air eukup banyak dilaporkan khususnya pada tanaman pangan dan hortikultura (Frederique et al., 1998), tetapi pada tanalnan kakao nlasih anlat terbatas. Penelitian ini bertujuan untuk meneari bahan tanam kakao yang toleran cekaman kckeringan schingga dapat dimanfaatkan scbagai batang bawah dalmn proses okulasi atau penymubungan.

BAHAN DAN METODE

Penelitian dilakukan di rUlnah kaea Pusat Penelitian Kopi dan Kakao Indonesia. Perlakuan yang diuji merupakan faktorial antara sClnaian 10 klon kakao serta clupat macanl tingkat cekaman kckcringan. Scpuluh lnacam sCluaian klon-klon unggul kakao (benih propelegitim) yaitu KW 165, KW 163, KW 162, GC 7, Sea 12, ICS 13,

57

Page 4: Respons Seluaian Beberapa KlOD Kakaoperkebunan.litbang.pertanian.go.id/dbasebun/asset_dbasebun/Penerbitan... · Pada kadar lengas tersedia 50 %, pertumbuhan turon sekitar 20 % dan

Prawoto, Salam dan Slameto

ICS 60, TSH 858, DR 2 dan DRC 16. Empat perJakuan cekalnan kekeringan ber­dasarkan kadar lengas tersedia yaitu : (1) 100 % (kapasitas lapang = kontrol), (2) 75 %, (3) 50 %, dan (4) 25 % terhadap kadar lengas tersedia. Percobaan ini menggunakan rancangan aeak kelompok tiga ulangan, setiap ulangan menggunakan 10 tanaman.

Perlakuan Cekalnan Kekeringan

Tanah jenis Regosol diambil dari Desa Sumbersalak, Kecamatan Sunlbersari, Kabupaten Jember. Tanah dikering­anginkan kemudian dihaluskan dan disaring menggunakan saringan 2 nlm. Setelah itu tanah dimasukkan ke dalam polibeg 20 eln x 30 em sebanyak 2,5 kg per polibeg. Sebagian tanah diba,va ke Laboratorium Tanah Pusat Penelitian Kopi dan Kakao Indonesia untuk ditetapkan kadar lengas pada kapasitas lapang dan titik layu permanen.

Setelah dilakukan analisis diketahui bahwa kadar lengas tanah kering angin = 8,1 %, kapasitas lapang = 40,6 %; titik layu permanen = 25,3 % sehingga kadar lengas tersedia = 40,6%-25,3% = 15,3%. Selanjutnya perlakuan cekaman kekeringan lnendasarkan pada kadar lengas tersedia tersebut sebagai berikut :

COJengas 100% = 100% x 15,3% + kadar titik layu penn~nen = 40,600 %.

1

Cl lengas 75 % = 75 % ~ 15,3 % + kadar titik layu permanen = 36,775 %.

C2 lengas 50% = 50% x 15.3 % + kadar titik layu permanen = 32,950%.

C3 lengas 25 % = 25 % x 15,3 % + kadar titik layu permanen = 29,125 %.

Dalam media kering angin 2.500 g pcr polibeg, dipcrolehbobot kering tanah = 2.312,7 g.

Air yang harus ditambahkan untuk setiap perlakuan sebagai berikut :

CO = (40,6-8,1)/100 x 2.312,7 g

- 751,6 g.

Cl = (36,775-8,1)/100 x 2.312,7 g 663,2 g.

C2 = (32,950-8,1)/100 x 2.312,7 g 575,0 g.

C3 = (29,125-8,1)/100 x 2.312,7 g 486,3 g.

Pelaksanaan

Benih ditanam dalam polibeg yang tanahnya telah disiranl sampai jenuh. Bibit

dipelihara seeara standar salnpai Ulnur satu setengah bulan, setelah itu penyiranlannya baru disesuaikan dengan perlakuan yang diteliti. Penambahan air dilakukan dengan eara penimbangan. Sebulan sekali, jumJah air siraman dikoreksi dengan bobot basah bibit.

Pengatnatan pertull1buhan dilakukan setelah bibit berumur lima bulan. Parameter yang diukur meliputi tinggi bibit, jumlah daun, diametcr batang, luas daun, suhu daun, laju transpirasi, kandungall prolin dalaln daun, kandungan air relatif, jumlah stomata serta bobot kering bibit. Suhu daun

dan laju transpirasi diukur dengan alat Porometer Steady State Li-Cor I-lie tipe

Li-1600. Parameter pertutnbuhan utalua yang diamati selain bobot kering, juga indeks pertumbuhan hipotetik yang dihitung

58

Page 5: Respons Seluaian Beberapa KlOD Kakaoperkebunan.litbang.pertanian.go.id/dbasebun/asset_dbasebun/Penerbitan... · Pada kadar lengas tersedia 50 %, pertumbuhan turon sekitar 20 % dan

Respons semaian beberapa klon kakao terhadap cekaman kekeringan

dcngan perSalnaan sebagai berikut (Adenikinju, 1974) :

(log N + log A + log H + log R + log G) IKH = -------------­

log T

IKH = Indeks Kegigasan Hipotetik

N = jumlah daull

A = luas daun (em2)

H = tinggi bibit (em)

R = bobot kering akar (g)

G = lilit batang (em)

T = umur (minggu)

Penentuan Kadar Prolin

Prohn diekstrasi dan diukur kadarnya seeara ko lorimetri menggunakan metode Bates (1973). Dua granl daun segar digerus mcnggunakan N

2 eair dan dilarutkan dalmn

10m! 3% (b/v) asam sulfosalisilat kenludian disaring mcnggunakan kertas saring Whatman. Filtrat yang diperoleh diainbil 2 In! dalam tabung reaksi kemudian ditanlbahkan 2 ml ninhidrin dan 2 In! asam asetat glasial. Tabung reaksi tersebut sclanjutnya dircbus dalam air 100°C selama satu jam. Larutan ninhidrin diperoJeh dengan cara melarutkan 1,25 g ninhidrin dalaITI 30 m! aSaIll asctat glasial dan 20 In! 6 M asam fosfat dengan agitasi dan pemanasan. Reaksi diakhiri dengan inkubasi daiain es selama 5 Inenit. Campuran reaksi diekstraksi dengan 4 m! toluen dan diaduk dcngan vortck sclaIna 20 detik. Contoh dipipct 1 m] dan diukur absorbansinya pada spcktrofo tOlne ter dengan panj ang gclornbang 520 nln. Konsentrasi ditentukan dengan kurva standar prohn.

Penentuan Jumlah Stomata

Bagian tengah permukaan bawah daun kakao diolesi dengan ki teks yang bening sepanjang 3 em dan ditunggu salnpai kering. Sctelah kering kcmudian kiteks tersebut diambil menggunakan pinset lalu dilctakkan di atas gelas bcnda dan ditctcsi fiksatif alkohol 70 %. Di dalaln kiteks yang telah kering tersebut akari terikut sel-sel lapisan epidermis beserta stoluatanya. Gelas benda segera ditutup dengan gelas obyek dan stomata diamati di bawah rnikroskop dengan perbesaran 400 kali. JUllllah stomata dihitung dalam setiap satu bidang pandang mikroskop. PengaInatan diulang dalam 10 bidang pandang.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil anal isis ragam paranlcter pertumbuhan yang diamati lnenunjukkan tidak ada intcraksi antara klon dengan tingkat cekaman kekeringan, olch scbab itu data hasil pengamatan disajikan sebagai faktor tunggal. DalalTI penelitian ini tolok ukur IKH (Indeks Kegigasan Jlipotetik) tidak IneInasukkan data bobot kering akar karena bobor akar tidak diamati secara terpisah.

Dari Tabel 1 kelihatan jelas perbedaan respons bahan tanam kakao terhadap tingkat kekcringan. Dengan Inendasarkan pada bobot kcring bibit maka dari 10 macam sClnaian klon-klon ungbrul yang ditcliti dapat dikelompokkan menjadi tiga yaitu : toleran kekeringan KW 165, KW 163~ agak taleran kekeringan DRC 16, Sea 12, TSH 858; peka kekeringan GC 7, rcs 13, KW 162, ICS 60. Hasil scjenis juga tanlpak dari tolak

59

Page 6: Respons Seluaian Beberapa KlOD Kakaoperkebunan.litbang.pertanian.go.id/dbasebun/asset_dbasebun/Penerbitan... · Pada kadar lengas tersedia 50 %, pertumbuhan turon sekitar 20 % dan

--

Prawoto, Salam dan Slameto

Tabel 1. Pengaruh tingkat kekeringan serta bahan tanam kakao terhadap bobot kering bibit dan indeks kegigasan hipotetik umur lima bulan

Table 1. Effect of drought stress and planting material on seedling dry weight and hyporetical growth index at 5 months old

IKH Perlak.'uan Bobot kering (g) Hypotetical Growth Treatmellt Dry weight, g Index

KW 165 22.72 a 0.977 ah

KW 163 24.78 a 0.987 a

DR 2 19.24 b 0.961 ab

DRC 16 21.56 ab 0.995 a

GC 7 19.05 b 0.965 ab

ICS 13 19.16 b 0.966 ab

IeS 60 20.63 b 0.952 ah

KW 162 20.28 b 0.947 b

Sca 12 21.80 ab 0.972 ab

TSH 858 21.81 ab 0.972 ab

Kapasitas lapang 25.06 a 1.005 a Field capacity

75 % air tersedia 23.78 a 0.999 a A vailable water

50% air tersedia 20.04 b 0.971 b Available water

25 % air tersedia 14.94 c 0.903 c Available water

Catatan (NOleS) : Data pada kolom yang sama dari sctiap kclompok perlak.'uan tidak berbeda nyata (lada taraf 5% mcnurut uji Tukcy apabila diikuti huruf yang sama (Data in the same coLumn of each group of treatment was not significantly differenl al .'5 % Level according to Tukey test if followed by the same letter).

ukur IKH tetapi perbedaan antarbahan tanam tidak sejelas pada tolok ukur bobot kering bibit. Diduga nilai IKI-I tersebut belum mencerminkan nilai yang sesungguhnya sebab toIok ukur bobot kering akar tidak dimasukkan dalam perhitungan. Walaupun nilai IKH ditambah dengan tolok ukur bobot kering akar ranking bahan tanam tidak akan berubah banyak sebab menurut Sharp & Davies (1989) cit.

Chaves et aI. (2002) respons akar terhadap kekeringan lebih kecil daripada tajuk (bagian tanaman di atas tanah). AkaI' Iebih toleran cekalnan kekeringan sebab melniliki luekanisllle pengaturan oSJnotik dan kapasitas pelong-garan dinding sel-selnya lebih baik daripada tajuk (Hsiao & Xu, 2000 cit. Chaves et aI., 2002).

Dalaln penelitian in i penentuan semaian klon yang toleran lnaupun yang peka terhadap kekeringan juga luendasarkan pada regresi hubungan antara bobot kering bibit dengan tingkat cekaman kekeringan. Hasilnya menunjukkan bahwa 1110del

regresi linier untuk semua semaian menghasilkan koefisien determinasi (R2

)

yang tinggi (Tabel 2). Penentuan semaian yang toleran Inaupun yang peka terhadap cekaman kekeringan selanjutnya mendasarkan pada besarnya intersep, karena nilainya menunjukkan bobot kering dalalu kondisi paling tercekam (kadar lengas 25 % terhadap lengas tersedia).

Tabel 2. Persamaan regTesi bobot kering bibit dcngan tingkat cekaman kekeringan

Table 2. Regression between seedling dry lveighl and drought lellel

Kioll (Clone) Regresi (Regression) R2

KW 163 Y = 0.1472 X + 15.585 0.9070

GC7 Y = 0.1488 X + 9.750 0.9310

KW 162 Y = 0.1887 X + 8.485 0.9777

KW 165 Y = 0.1228 X + 15.05 0.9964

TSH 858 Y = 0.1947X + 9.345 0.9731

DRC 16 Y = 0.1595 X + 12.49 0.9639

res 13 Y = 0.1940 X + 7.035 0.9989

ICS 60 Y = 0.1829X + 9.195 0.9676

Sea 12 Y = 0.1788 X + 10.63 0.9417

DR2 Y = 0.1507 X -+- 9.82 0.9912

60

Page 7: Respons Seluaian Beberapa KlOD Kakaoperkebunan.litbang.pertanian.go.id/dbasebun/asset_dbasebun/Penerbitan... · Pada kadar lengas tersedia 50 %, pertumbuhan turon sekitar 20 % dan

Respons semaian beberapa klon kakao terhadap eekaman kekeringan

Tabel 3. Pengaruh tingkat kekeringan dan bahan tanam kakao terhadap jumlah dan )uas daun, kadar air daun relatif, laju transpirasi, suhu daun serta jumlah stomata

TabLe 3. Effect ofdrought stress and cocoa planting materiaL on Le{~f number, Leafarea, transpiration rate, lea! temperature, reLarive Leaf I,vater content and number of stomata

Perlakuan Treatment

Jum)ah daun No qf Leaves

Luas daun, em 2

Leaf area, cm 2

Transpirasi, Transpiration, Jlg em-2!see

Suhu daun Leaf temp., °C

KAR RWC, %

Jumlah stomata No. (~t sWlIlata

KW 165 ]8.8 bed 16.24 a 149.13 a 30.9 a 0.82 a 42.3

KW 163 19.5 b 16.04 ab 147.92 abe 30.9 a 0.85 a 31.5

DR 2 19.3 be 14.06 ed 147.28 bed 30.9 a 0.85 a 37.3

DRC ]6 22.2 a 14.34 cd ]47.42 bc 30.9 a 0.83 a 24.0

GC 7 19.8 b 14.55 be ]47.03 cd 30.8 ab 0.81 a 16.3

res 13 19.3 be 14.63 be 146.19 d 30.7 be 0.84 a 27.0

ICS 60 17.9 cd 14.26 cd 146.81 cd 30.6 cd 0.81 a 34.0

KW 162 17.9 cd 12.86 d 148.29 ab 30.5 de 0.85 a 31.5

Sea 12 17.8 d 15.52 abe 147.89 abe 30.5 de 0.81 a 33.5

TSH 858 19.6 b 14.02 cd 147.63 abe 30.5 de 0.83 a 31.3

Kapasitas lapang 21.40 a 15.96 a 147.74 a 30.73 a 0.88 a 24.9

Field capacity

75 % air tersedia 19.73 ah 17.09 a 147.78 a 30.70 a 0.87 ab 25.7 Available water

50%' air tersedia 19.03 h 14.94 a 147.02 a 30.70 a 0.81 be 33.0 AvaiLabLe jA,!ater 25 % air terscdia 1 6.60 c 10.61 h 147.69 a 30.70 a 0.76 c 39.8 A vaiLable water

rntersep dari 10 maCaIl1 semaian yang ditcliti Inenunjukkan kisaran pada 7,035 sampai 15,585. Semaian yang memiliki intersep tinggi (dinyatakan toleran kekeringan) adalah KW 163 disusul KW 165 dan DRC 16, sedangkan sen1aian yang InemiJiki intersep rendah (peka cekaman kckeringan) adalah rcs 13 disusul KW 162. Walaupun demikian, semaian rcs 13 dan KW 162 mell1iliki kaefisien regresi yang besar, artinya bahwa semaian illi memiliki respans yang besar terhadap lengas tanah. Hasi] ini mirip dengan penilaian yang Inendasarkan pada babot kering bibit. Dari

sepuluh macam selnaian yang diteliti, semaian KW 165 melniliki intersep paling tinggi dan kaefisien regresi yang kecil. Hal ini berarti semaian dari klan tersebut paling tahan cekaman kekeringan.

Dari Tabel 1 dan 3 kclihatan jelas pengaruh cekaman kekeringan terhadap pertumbuhan bibit kakao. Makin tinggi tingkat cekan1an kekeringan maka semua parameter pertumbuhan yang diamati datanya makin kecil. Demikian pula halnya dengan kadar air daun relatif. Hal yang menarik dari penelitian ini bahwa bibit kakaa scsungguhnya masih taleran sampai

61

Page 8: Respons Seluaian Beberapa KlOD Kakaoperkebunan.litbang.pertanian.go.id/dbasebun/asset_dbasebun/Penerbitan... · Pada kadar lengas tersedia 50 %, pertumbuhan turon sekitar 20 % dan

Prawoto, Salam dan Slameto

kadar lengas tanah mencapai 75 % dari kadar lengas tersedia. Tinggi bibit, jumlah daun, luas daun, bobot kering bibit, serta

kadar lengas daun relatif belum menunjukkan beda nyata dengan perlakuall kapasitas lapallg. Penunman rata-rata bobot kering bibit yang ditallam dalam kondisi lengas 75 % kadar lengas tcrscdia hanya sekitar 5 %. Pertulnbuhan bibit yang dinyatakan dalan1 bobot kering maupun indcks kegigasan pertun1buhan baru terpengaruh setelah kadar lengas terus Inenerus pada tingkat 50 % lengas tersedia. Dibandingkan dengan kontrol maka penurunan bobot kering bibit yang

ditumbuhkan pada kadar lengas tersebut mencapai sekitar 20 % dan yang ditun1buhkan pada kadar lengas 25 % air tersedia sekitar 41 %.

Tingkat kekeringan yang ditcliti mcmpengaruhi laju transpirasi yaitu makin tinggi cekan1an kekcringan maka laju transpirasi cenderung makin lan1bat (Tabel 3)meskipun belum terhenti sepenuhnya. Kecenderungal1 penurunan laju transpirasi erat berkaitan dengan penutupan stolnata. Berbagai penelitian membuktikan bahwa respons stomata lebih erat dcngan kadar lengas media perakaran daripada kadar lengas daun (Chaves el al., 2002). Hal ini

menunjukkan bahwa stonlata responsif terhadap signal kimiawi (misal ABA) yang dihasilkan oleh akar yang tercekam kekeringan, senlentara status lengas daun

tctap terjaga konstan (Gowing et al., 2000

cit. Chaves et al., 2002). Dcl1am penelitian ini pengalnatan stomata hanya dilakukan tcrhadap kerapatannya dan tidak terhadap jumlah yang mell1buka. Hasilnya Inenunjukkan jUIl1lah stolnata meningkat

dengan semakin tingginya tingkat cekaman kekeringan (Tabel 3). Fcnomena tersebut dapat dipahaIni scbab respons tanaIllan terhadap kekeril1gan antara lain tampak dari ukuran daunnya Iebih kecil tetapi lebih tebal, dan ukuran sel-selnya juga lebih kecil. Sebagai akibat ukuran sel yang Inakin kecil

tersebut maka jumlah stolnata per satuan luas akan makin banyak. Mekanismc yang mendasarinya adalah sebagai akibat dari kekcringan maka tckanan turgor sel tidak optimum sehingga pembesaran sel dan sintesis selulosa penyusun dinding sel mengalami gangguan. Dengan tergang­gunya pembesar sel maka ukuran sel yang

terbentuk akan lebih kccil (IslaIlli & UtcHno, 1995). Pengaruh bahan tanan1 tcrhadap jumlah stolnata bersifat genetis, dan tampak aIllat beragaIll. NaInun apabila dikaitkan dengan toleransinya terhadap cekalllan kekeringan, maka data junllah stomata ini tampak tidak berkait secara jelas.

Transpirasi juga berfungsi untuk menurunkan suhu daun sebab untuk menguapkan saUl granl air diperlukan energi 500-600 kalori (Noggle & Fritz, 1986). Secara aktual, transpirasi dilaporkan potensial menurunkan suhu daun 2-30 C. NaIllun dalaIll penelitian ini dampak tcrsebut kclihataI1 tidak nyata scbab suhu daw1 siang

hari yang hanya sekitar 30°C adalah salna dengan suhu atnlosfir dan rnasih dalam kisaran yang nonnal untuk aktivitas metabolisme. Suhu daun tidak lebih tinggi

daripada suhu atrllosfir sebab dengan ukuran daun yang makin kecil mC111ungkinkan hilaI1gnya panas lewat 111ckanisll1C konvcks i dan konduksi lebih intensif. Walaupun delnikian suhu daua 4-8°C yang lebih tinggi daripada suhu udara pernah dilaporkan pada

62

Page 9: Respons Seluaian Beberapa KlOD Kakaoperkebunan.litbang.pertanian.go.id/dbasebun/asset_dbasebun/Penerbitan... · Pada kadar lengas tersedia 50 %, pertumbuhan turon sekitar 20 % dan

---

Respans semaian beberapa klan kakaa terhadap cekaman kekeringan

Quercus ilex sclama nlusim panas (Larcher,

2000 cit. Chaves et al., 2002).

Cekalnan kckeringan lucnycbabkan jumlah dauB sedikit dan luas daun makin sC111pit (Tabel 2) sarna dengan laporan Sale (1970) di Trinidad. Walaupun kakao dcwasa

yang mengalami cekalnan kekeringan bertunas lebih sering tetapi jurnlah daun per tunas dan rata-rata luas daunnya lebih kecil. Cekaman kekeringan juga rnenl­

pengaruhi sintesis hormon. Kraluer (1983) luenyatakan bahwa sintcsis auksin berdanlpak pada pcrtumbuhan tunas serta pertulnbuhan kmnbiu111 bcrdampak pada

pembesaran batang terhan1bat oleh

kekeringan.

Kadar Prolin

Kadar proIin daIam daun semakin meningkat dengan meningkatnya cekaman kckcringan (Gambar 2). Kocfisicn

korelasinya dengan bobot kering sebesar 0,9961 dan dengan indeks kegigasan hipotetik sebesar 0,9804. Di lain pihak hubungan antara tingkat to]eransi klan

kakao tcrhadap kekeringan dengan kadar prolin adalah positif dan cukup kuat, koefisien korelasi antara bobot kcring bibit

dengan kadar prolin sebcsar 0,6021. Hasil

ini sejenis dengan penelitian pada tanaman kelapa sa\vit (Pangaribuan et al., 2000 serta Yaniv & Palevitch cit. Rahardjo et al. (1999) bahwa makin besar cekaman air

yang diberikan luaka luakin tinggi produk mctabolit sckunder yang dihasilkan.

Tanaman tahan terhadap cekaman air

karcna dapat mcngembangkan mckanisme untuk mcnccgah atau 111cnghindarinya

60

50

~ 40 ~

c 30 0 .... c- 20

10

0 Lcngas media

Available water, %

Gambar 1. Pengamh ringkat kekeringan rerhadap kadar prolin dalam daun.

Figure 1. l:-Jfect of drought stress lepel 011 the prolille coment_

dengan cara osmoregl,llasi (Kluge, 1976). Osmoregulasi merupakan kemalnpuan

tanaman untuk memperkecil perbedaan potensial air tanaman dan 1ingkungan

dengan cara mengatur potcnsial osmotiknya. Apabila potensial air lingkungan turun, tanalnan nlcnurunkan potensial airnya dcngan sintesis dan akumulasi senyawa

osmotik aktif. Pada keadaan tersebut, cadangan pati (OSll10tik inaktif) diubah menjadi gula (osmotik aktit). Ada tanal11an yang mengubah pati nlenjadi mannitol,

gliserol atau prolin. Dengan osmorcgulasi, tanaman tidak saja lTIanlpU nlcncegah kchilangan air tetapi juga Inampu menycrap

air dari tanah untuk Inenycimbangkan dcfisit air di dalaI11 sel-selnya.

Dalam kondisi ccka111an kckeringan, tanaman berusaha mcnyesuaikan di ri

dengan secara aktif mengubah cadangan pati menjadi asam aillino prolin, asarn-asam

organik, gula dan beberapa senyawa nitrogen untuk menyesuai kan tekanan

osmotik protoplaSl11a agar potensial turgor sel selalu terj aga tctap tinggi (Isiami & Dtomo, 1995). Salah satu respOllS tanaman

63

Page 10: Respons Seluaian Beberapa KlOD Kakaoperkebunan.litbang.pertanian.go.id/dbasebun/asset_dbasebun/Penerbitan... · Pada kadar lengas tersedia 50 %, pertumbuhan turon sekitar 20 % dan

60

Prawoto, Salam dan Siameto

50

40 -..

--~ 00 "<J 6Q~ ~.-: c:: ~ 30:.= t: o Qaw ~ ~ "'0:.:::: c<:: Q

~ Q::: 20

10

o KW 165 KW 163 DR 2 DRC 16 GC 7 ICS 13 ICS 60 KW 162 SCJ 12 TSH 858

Gambar 2. Kadar prolin dalam daun semaian beberapa klon kakao.

Figure 2. Leaf proline content qf seedling qf sOIne cocoa clones.

adalah mensintesis OSl110lit, yaitu senyawa tanalnan dalammekanisme osmoregulasi kOlTIpatibel yang dapat diakulTIulasi dalam atau pengaturan osmotik sel-selnya. konsentrasi tinggi tanpa merusak fungsi Bahashilna (1983) dari penelitiannya pada protein, salah satunya adalah asalU amino bibit kakao menyatakan bahwa kadar prolin prolin. Prolinmerupakan senyawa yang bebas Ineningkat dari 75{tg/g bobot sampel disintesis dari L-asam glutamat meIaIui daun basah sebelum mengalami cekarnan P5CS (D-pyrolline-5-carboxylate synthase). kekeringanmenjadi 648 {tg/g bobot basah Reaksi ini dikatalisis oleh enZilTI P5C saat tanaman dikenai cekaman kekeringan. synthase (P5CS) dan P5C rcduktase (P5CR). Selanjutnya kadar prolin turun lagi menjadi Peruraian prolin rnenjadi P5C dikatalisis 147 {tg/g ketika tanaman mcngalami oleh prolin dehidrogenase. Tanaman yang pemulihan kcmbali. Hasil penclitian ini kandungan prolinnya Iebih tinggi sebagai scjenis dengan penclitian tcrdahulu bahwa hasil P5CS, manlpu tumbuh lebih baik bahan tanam kakao yang tolcran kekcringan selama kekurangan air (Bray, 1997). Kishor ditandai dcngan kandungan prolin yang et al. (1995) dalmll penelitiannya pada lcbih tinggi daripada yang peka. Koefisicn tanmllan tembakau transgenik membuktikan korclasi antara bobot kering bibit dcngan bahwa tanalnan yang tcrcekmTI kekeringan

kadar prolin daun (r) = 0,6021.menunjukkan akUlTIulasi prolin bebas dan induksi sintesis protein dengan bobot Maestri et al. (1995) menyatakan

luolekul 72 kDa. Mekanisme tersebut untuk bahwa pada genotipe kapi Arabika dan

lnempertahankan potensial air jaringan Robusta yang to]eran kekeringan,

64

Page 11: Respons Seluaian Beberapa KlOD Kakaoperkebunan.litbang.pertanian.go.id/dbasebun/asset_dbasebun/Penerbitan... · Pada kadar lengas tersedia 50 %, pertumbuhan turon sekitar 20 % dan

Respons semaian beberapa klon kakao terhadap cekaman kekeringan

perlakuan cekaman kekeringanmenye­babkan terjadinya akumulasi prolin dua kali lcbih banyak daripada tanpa perlakuan Cekanlan kekcringan. Prolin bertindak sebagai oSlnolit yang kornpatibel dan mungkin rnerupakan cadangan nitrogen organik dalam tanaman yang akan digunakan selama proses penyembuhan berlangsung.

KESIMPULAN

1. Perturnbuhan bibit kakao masih nornlal smnpai kadar lengas media 75 % terhadap kapasitas lapang.

2. Scnlaian dari klon KW 165 dan KW 163 cUkup toleran terhadap kekeringan, sebaliknya semaian KW 162, rcs 13, GC 7, ICS 60 dan DR 2 kurang toleran kekeringan.

3. Peningkatan cekaman kekeringan rneningkatkan kadar prolin dalam daun dengan koefisien korelasi 0,9961. Bahan tanam yang toleran kekeringan mcnunjukkan kandungan prolin yang tinggi pula (r = 0,6021), dengan dcmikian kadar proUn potensial untuk dijadikan

indikator respons ketahanan sernaian kakao terhadap cekaman air.

UCAPAN TERIMA I(ASIH

Penulis nlcngucapkan tcrima kasih kepada Sdr. Hcrwanto yang sccara langsung telah merubantu pelaksanaan penelitian. Ucapan yang sarna disaJnpaikan kepada semua pihak yang langsung rnaupun tidak langsung ikut membantu kelancaran penclitian ini.

DAFTAR PUSTAKA

Adenikinju, S.A. (l974). Analysis of growth pattern in cocoa seedlings as influenced by bean maturity. Exp. Agric., 10, 141-147.

Alvim, R.; P. de T. Alvin1; R. Lorenzi & P.F. Saunders (1974). The possible role of abscissic acid and cytokinins in growth rhytn1s of Theobroma cacao L. Revista Theobroma, 4, 3-12.

Bahashima, D. (1983). Effect of abscissic acid and kinetin on growth and pro line accumula tion in cacao seedlings under water stress. Indian 1. Plant Physiol., 26, 139-142.

Bates, L.S.; R.P. Waldren & LD. Teare (1973). Rapid determination of free proline for water stress s tudi es. Plant and Soil, 39, 205-207.

Bray, E.A. (1997). Respon tanaman terhadap kekurangan air. Plant Sci., 2, 48-54.

Chaves, M.M.; l.S. Pereira; l.Maroco; M.L. Rodrigues; C.P.P. Ricardo; M.L. Osorio; L. Carvalho; T. Faria & C. Pinherio (2002). How plants cope with water stress in the field ? Photosynthesis and growth. Annals of Botany, 89, 907-916.

Fitter, A.H. & R.K.M. Hay (1998). Fisiologi Lingkungan Tanaman. Gadjah Mada Press, Yogyakarta.

Frederique, R.; G. Pascale; D. de Vienne & Z. Michel (1998). Protein change in response to progressive water deficit in maize. Plant Physiol., 117, 1253- 1263.

ICCO (2003). Cocoa Statistic. http// WWW.lcco.org

Islami, T. & W.H. Dtomo (1995). Hubungan Tanah, Air, dan Tanaman. IKIP Sernarang Press, Semarang.

65

Page 12: Respons Seluaian Beberapa KlOD Kakaoperkebunan.litbang.pertanian.go.id/dbasebun/asset_dbasebun/Penerbitan... · Pada kadar lengas tersedia 50 %, pertumbuhan turon sekitar 20 % dan

Prawoto, Salam dan Slameto

Kishor, P.K.; Z. Hong; G.B. Miao; C.A.A. Hu & P.S. Virma (1995). Over-expression of D-pyroline-5­carboxylase synthetase increases proline production and confers osmotolerance in transgenic plants. Plant Physiol., 108, 387-394.

Kluge, M. (1976). Carbon and nitrogen metabolism under water stress, p. 243-252. In: O.L. Lange, L. Kappen & E.D. Schulze (Eds.). Water and Plant Life, Problem and Modern Approaches. Springer-Verlag, Berlin.

Kranler, P.J. (1983). Water Relations of Plant~."

Acad. Press Inc., Orlando, Florida.

Maestri, B.; F.M. Da Matta; A.I. Regazzi & R. S. Barros (1995). Accumulation of proline and quartenary ammonium compounds in mature leaves of water stressed coffee plants (Coffea arabica and C. canephora). HortScience, 70, 229-233.

Mengel, K. & E. Kirkby (1978). Principles of Plant Nutrition. Potash lust. Bern, Switzerland.

Noggle, G.R. & G.I. Fritz (1986). 2ndIntroductory Plant Physiology.

ed. Prentise Hall, New Delhi, India.

Orchard, J.E. (1994). The effect of dry season on the water status of Theobroma cacao in Equador. Proc. 9th Int. Cocoa. Res. Conf., Lome, Togo, 12-18 January 1994, 103-109.

Pangaribuan, Y; Sudradjat & D. Asmono (2002). Respon fisiologis beberapa varietas kelapa sawit di pembibitan terhadap cekaman air. 1. Penel. Kelapa Sawit, 8, 81-96.

Rahardjo, M.; S.M.D. Rosita; R. Fathan & Sudiarto (1999). Pengaruh cekaman air terhadap mutu simplisia pegagan (Centella asiatica L.). 1. Penel. Tan. lndustri, 5, 92-97.

Sale, P.J.M. (1970). Growth, f10wering and fruiting of cocoa under controlled soil moisture conditions. 1. Hort. Sci., 45, 99-118.

***********

66