upaya peningkatan ketahanan tanaman kacang kedelai

Jurusan Biologi, Fakultas Sains dan Teknologi, UIN Alauddin Makassar ~37~

ISBN 978-602-72245-0-6Prosiding Seminar Nasional Mikrobiologi Kesehatan dan Lingkungan

Makassar, 29 Januari 2015

Upaya Peningkatan Ketahanan Tanaman Kacang Kedelai (Glycine max L.)Terhadap Kekeringan Melalui Rekayasa Fisiologis

AMINAHJurusan Agroteknologi Fakultas Pertanian Universitas Muslim Indonesia

Jl. Urip Sumihardjo Km.5 Makassar 90231email: [email protected]

ABSTRAKKedelai merupakan salah satu bahan pangan dengan kandungan protein tinggi (39%) dibanding

dengan kacang-kacangan yang lain dan mempunyai prospek pemasaran lebih baik sehingga mampumeningkatkan pendapatan petani. Daya adaptasi suatu tanaman pada kondisi kekeringan merupakankemampuan tanaman untuk tumbuh normal pada kondisi kekeringan. Kekeringan pada tanamankedelai menyebabkan terjadinya penurunan produksi per hektar. Salah satu upaya peningkatan dayaadaptasi kedelai pada kondisi kekeringan adalah dengan memanipulasi aktivitas fisiologis tanamanyakni melakukan pengaturan osmotik pada daun.

Tujuan penilitian adalah untuk (1) Menemukan stadia pertumbuhan tanaman kedelai yang palingkritis terhadap cekaman kekurangan air. (2) Mengkaji dan menguji peranan osmolit sorbitol dalammempertahankan pertumbuhan dan hasil kacang kedelai yang tumbuh pada kondisi kekurangan airselama stadia pertumbuhan tertentu. Dan (3). Penelitian ini diharapkan akan mendapatkan metodepeningkatan ketahanan tanaman kedelai yang dibudidayakan di lahan kering beriklim kering dalamkondisi kekurangan air dan memperkecil penurunan hasil biji tanaman kedelai yang diusahakan padakondisi kekurangan air.

Penelitian dilakukan di dalam green house dengan menggunakan rancangan acak lengkap, secarafaktorial, yang terdiri dari dua faktor. Faktor pertama waktu pencekaman air dengan enam taraf danfaktor kedua adalah konsentrasi osmolit sorbitol dengan empat taraf. Hasil penelitian menunjukkanbahwa tanaman kedelai yang mengalami cekaman sepanjang hidupnya memperlihatkan penurunanpertumbuhan dan produksi secara keseluruhan, sedangkan didapatkan pula stadia tumbuh yang palingkritis/peka terhadap cekaman air adalah stadia vegetatif aktif. Selanjutnya didapatkan bahwa denganpenyemprotan osmolit sorbitol konsentrasi 20 ml/liter mampu meningkatkan ketahanan tanamankedelai.

Kata Kunci: kedelai, kekeringan, osmolit sorbitol, rekayasa fisiologis

PENDAHULUANKedelai merupakan salah satu bahan

pangan dengan kandungan protein tinggi(39%) dibanding dengan kacang-kacanganyang lain dan mempunyai prospek pemasaranlebih baik sehingga mampu meningkatkanpendapatan petani. Namun produksi dalamnegeri tidak mampu mengimbangi kebutuhannasional dalam kurun waktu lima tahun kedepan (tahun 2010-2014) kebutuhan kedelaisetiap tahunnya ±2.300.000 ton biji kering,akan tetapi kemampuan produksi dalam negerisaat ini baru mampu memenuhi sebanyak851.286 ton (ATAP Tahun 2013, BPS) atau37,01% dari kebutuhan sedangkanberdasarkan ARAM II tahun 2012 baru

mencapai 783.158 ton atau 34,05 %. Sehinggauntuk memenuhi kekurangan kebutuhantersebut harus dipenuhi dengan jalan impor(BPS, 2013).

Upaya peningkatan produksi kacangkedelai sudah diupayakan ditingkatkan melaluiintensifikasi maupun ekstensifikasi.Peningkatan produksi melalui intensifikasiyaitu meningkatkan hasil biji per hektar, antaralain dengan memperbaiki sistem budidayatanaman, misalnya penggunaan kultivarunggul yang mempunyai daya tahan terhadapkekeringan. Peningkatan produksi kedelaisecara ekstensifikasi adalah melaluipenambahan luasan areal tanam denganmemanfaatkan lahan kering.




Penyebab rendahnya produksi kedelaiantara lain 65% luas areal tanaman kedelai diusahakan pada lahan kering dan 35%diusahakan pada lahan sawah yang beririgasipada musim kemarau. Kendala yang dihadapidi lahan kering antara lain persediaan airterbatas sangat bergantung pada curah hujan,produktivitas lahannya relatif rendah. Akibatterbatasnya ketersediaan air dalam tanah, makaumumnya produksi tanaman relatif rendah.Agar tanaman kedelai yang dibudidayakanpada lahan kering tetap mampu berproduksitinggi perlu dilakukan rekayasa fisiologis,yaitu dengan mengatur proses membukanyastomata. Tanaman kedelai yang mengalamikekeringan stomatanya akan menutup gunamengurangi proses transpirasi, namunpenutupan stomata yang berlangsung secaraterus menerus berakibat pertumbuhanterganggu sehingga produksinya akan rendah.Untuk mengupayakan agar stomata tidakselalu menutup, dapat ditempuh denganmemperkecil peranan ABA di dalam daundengan menggunakan senyawa OsmolitSorbitol. Tanaman yang mengalamikekeringan akan memicu terjadinya prosesbiosintesis ABA (Bray, 1988). Ariffin (2001)menjelaskan bahwa tanaman kacang hijauyang mengalami cekaman kekurangan airselama stadia vegetatif maupun sepanjanghidupnya kandungan asam absisat (ABA)meningkat tiga kali lipat dibandingkantanaman yang tidak tercekam. ABAmerupakan hormon yang disintesis di dalamakar dan ditranslokasikan ke daun, danmungkin juga disintesis oleh sel penjaga itusendiri (Assmann dan Shimasaki, 1999). ABAyang terdapat di daun khususnya pada selpenjaga mengendalikan proses penutupanstomata (Turner, 1986).

Berdasarkan uraian tersebut di atas, makadilakukanlah penelitian yang mencobamengkaji upaya peningkatan ketahanantanaman kacang kedelai terhadap kekeringanmelalui rekayasa fisiologis. Tujuan daripenelitian ini adalah (1) Menemukan stadiapertumbuhan tanaman kedelai yang palingkritis terhadap cekaman kekurangan air. (2)Mengkaji dan menguji sejauh mana peranan

osmolit sorbitol dalam mempertahankanpertumbuhan dan hasil kacang kedelai yangtumbuh pada kondisi kekurangan air selamastadia pertumbuhan tertentu. (3) Penelitian inidiharapkan akan mendapatkan metodepeningkatan ketahanan tanaman kedelai yangdibudidayakan di lahan kering beriklim keringdalam kondisi kekurangan air danmemperkecil penurunan hasil biji tanamankedelai yang diusahakan pada kondisikekurangan air. Selain itu hasil penelitian inidiharapkan dapat bermanfaat sebagai paketteknologi dalam budidaya tanaman kacangkedelai bila diusahakan pada lahan kering.

METODEPenelitian dilaksanakan di Rumah Kaca

Balai Penelitian Tanaman Jagung dan Sereal(BALITSEREAL) Kabupaten Maros. Analisatanaman dilaksanakan di LaboratoriumTanaman, Institut Pertanian Bogor (IPB).Percobaan dirancang dengan Rancangan AcakKelompok (RAK) dalam pola faktorial duafaktor, dan tiga ulangan.

Faktor I adalah Waktu Pencekaman Air(W), terdiri dari enam taraf yaitu :W1: tidak dicekam sepanjang umur tanaman.W2: dicekam sepanjang hidupnya (0-85 hari).W3: dicekam mulai pertumbuhan awal (0 – 15hari). W4: dicekam selama stadia vegetatifaktif (16 – 30hari). W5: dicekam pada stadiapembungaan-pengisian polong (pada umur 31– 65 hari). W6: dicekam pada stadiakematangan biji (umur 66 – 85 hari)

Faktor II adalah Konsentrasi OsmolitSorbitol (S) yang terdiri dari 4 taraf:S0: tanpa disemprot Sorbitol. S1: 10 ml/liter.S2: 15 ml/liter. S3: 20 ml/liter. Dari keduafaktor tersebut diperoleh 24 kombinasiperlakuan dan masing-masing diulangsebanyak 3 kali sehingga diperoleh 72 unitpercobaan. Adapun 24 kombinasi perlakuantersebut:




Penetapan jumlah pemberian air(pencekaman) didasarkan pada 50% kebutuhan airnormalnya dan distribusinya biasanya didasarkanpada kebutuhan air pada tanaman kedelai padasetiap periode tumbuhnya.

Media disiapkan berupa campuran tanahdan pupuk kandang dengan perbandingan 4 ; 1,yang diisi dalam polybag dengan ukurandiameter 20 cm dengan tinggi 40 cm dengandengan berat media 8 kg. Setelah media siap,disiram dengan air hingga mencapai bataskapasitas lapang, baru kemudian benih kedelaidi tanam sebanyak 4 butir per lubang, setelahtanaman berumur tujuh hari dilakukanpenjarangan dengan menyisakan dua tanamanper polybag.

Pemupukan P diberikan pada saat tanamsedangkan urea diberikan 15 hst, dosisnyaadalah urea dengan dosis 50 Kg/ha (0,66gUrea/polybag,) dan SP-36 dengan dosis 90kg/ha (1,19 SP-36/polybag)

Pembagian dan jumlah air yang diberikandidasarkan pada kebutuhan air tanamankedelai tiap periode. Menurut Fagi danTangkuman (1993) rata-rata jumlah kebutuhanair tanaman kedelai (varietas Wilis) selamamusim tanam adalah 325 mm/musim.Pencekaman air, dilakukan dengan jalanmemberikan air sebanyak 50% dari kebutuhannormalnya. Waktu pencekaman disesuaikandengan perlakuan pada Tabel 1.

Tabel 1. Waktu Pelaksanaan Pencekaman Air dan Penyemprotan Sorbitol Pada Tanaman Kacang KedelaiPerlakuan Pelaksanaan pencekaman pada umur………………………………..(hari)

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 Frekuensi

W1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

W2 X X X X X X X X X X X X X X X X 16

W3 X X 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

W4 0 0 X X X 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3

W5 0 0 0 0 0 X X X X X X 0 0 0 0 0 6

W6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 X X X X X 5

Keterangan: 0 = tidak dicekam air X : Dicekam Air* = Frekuensi penyemprotan osmilit disesuaikan dengan perlakuan

Penyemprotan osmolit sorbitol dilakukansetiap lima hari sekali, konsentrasinya sesuaidengan perlakukan dengan frekuensipenyemprotan sekitar 2-16 kali. Pelaksanaanpenyemprotan osmolit sorbitol dilakukanmulai umur 10 sampai dengan umur 85 hari,

dengan konsentrasi sesuai perlakuan.Penyemprotan diarahkan pada permukaandaun bagian bawah. Aplikasi osmoilit sorbotildalam penelitian ini dilakukan siang hariantara pukul 10-12.00, dengan caramenyemprotkan kebagian bawah daun.

Tabel 2. Distribusi dan Jumlah Pemberian Air pada masing-Masing Periode Pertumbuhan Tanaman di PolybagPemberianAir

Distribusi dan jumlah air yang diberikan pada fase (ml/hari/polybag Jumlah air(ml/musim)Pertumbuhan

awal(0-15 hari)

Vegetatif Aktif(16-30 hari)

Pembungaan-Pengisian Polong(31-65)

Kematagan Biji 66– 85 hari)

50%kebutuhannormalnya

94 ml 94 ml 94 ml 94 ml 7990 ml

Keterangan: Teknik perhitungan pada Lampiran

Pengamatan meliputi: Tinggi tanaman,bobot kering tanaman, Kandungan klorofil,

kerapatan stomata, kandungan asam absisat(ABA), Jumlah polong per tanaman, bobot




polong dan bobot biji per tanaman. Datadianalisis secara statistik dengan RancanganAcak Kelompok Faktorial, denganmenggunakan sidik ragam taraf 5 %, bila adabeda nyata, maka dilanjutkan dengan ujiDuncan’s Multiple Range Test 5 %.

HASILTinggi Tanaman. Hasil penelitian

menunjukkan bahwa waktu pencekaman airdan pemberian osmolit sarbitol serta interaksiantara keduanya berpengaruh sangat nyataterhadap tinggi tanaman kedelai kedelai.

Tabel 3. Pengaruh Waktu Pencekaman Air dan Konsentrasi Osmoilt Sorbiol Terhadap Tinggi Tanaman Kedelai PadaBerbagai Umur Pengamatan

Pengamatan Tinggi Tanaman Umur 20 Hari Setelah Tanam (HST)Waktu Pencekaman Air Konsentrasi Osmolit Sorbitol (ml/Liter air) NP

BNJ0,05So (0) S1 (10 ml) S2 (15 ml) S3 (20 ml)

(W1) Tanpa Cekaman(W2) Dicekam 0-85 hari(W3) Dicekam 0-15 hari(W4) Dicekam 16-30 hari(W5) Dicekam 31-65 hari(W6) Dicekam 66-85 hari

21,42 cx20,67 bx23,50 bx18,17 cy19,50 bx20,25 bx

30,42 bx22,83 by22,83 by25,50 by22,79 by20,33 by

24,50 cx24,50 abx

20,50 by28,33 abx

23,50 by28,10 ax

33,67 axy28,33 az

34,83 ax30,67 ax28,83 az33,17 ax

4,40

NP BNJ 0,05 4,14Pengamatan Tinggi Tanaman Umur 35 Hari Setelah Tanam (HST)(W1) Tanpa Cekaman(W2) Dicekam 0-85 hari(W3) Dicekam 0-15 hari(W4) Dicekam 16-30 hari(W5) Dicekam 31-65 hari(W6) Dicekam 66-85 hari

40,42 bx43,95 ax38,11 bx42,33 bx38,45 bx41,15 bx

40,97 b42,65 ax42,79 bx49,63 ax48,38 ax38,75 by

45,71 abx44,48 ax40,61 by43,75 bx

42,92 abx49,00 ax

53,26 ax49,23 ax53,58 ax52,80 ax43,65 aby

50,10 ax

8,89

NP NNJ 0,05 8,36

Pengamatan Tinggi Tanaman Umur 50 Hari Setelah Tanam (HST)(W1) Tanpa Cekaman(W2) Dicekam 0-85 hari(W3) Dicekam 0-15 hari(W4) Dicekam 16-30 hari(W5) Dicekam 31-65 hari(W6) Dicekam 66-85 hari

75,00 by55,36 bx63,90 bcy76,62 ax64,19 by68,75 bx

64,75 by75,33 ax

74,28 bcxyz75,92 axy64,25 bz65,92 bcy

80,97 ax83,71 ax70,63 byz72,65 axz79,93 axz77,90 abxz

87,45 ax83,15 axyz

89,19 ax77,17 az80,49 ax88,32 ax

10,28

NP BNJ 0,05 9,67Pengamatan Tinggi Tanaman Umur 65 Hari Setelah Tanam (HST)(W1) Tanpa Cekaman(W2) Dicekam 0-85 hari(W3) Dicekam 0-15 hari(W4) Dicekam 16-30 hari(W5) Dicekam 31-65 hari(W6) Dicekam 66-85 hari

79,83 bcy67,60 bx76,67 cy87,67 ax75,83 by78,33 bx

76,00 cz92,85 axy86,83 byz88,00 axyz98,33 ax78,67 bz

88,00 bx82,83 by86,59 bx89,65 ax77,83 by95,00 ax

99,10 ax95,50 ax103,67 ax89,67 ay92,50 ay89,83 ay

10,64

NP BNJ 0,05 10,00

Berat Kering Tanaman. Produksi bahankering tanaman merupakan ukuran tingkatefisiensi tanaman dalam memanfaatkanmasukan nutrisi, air maupun enegi matahari.Hasil penelitian menunjukkan bahwa waktu

pencekaman air dan pemberian osmolitsarbitol serta interaksi antara keduanyaberpengaruh sangat nyata terhadap Beratkering akar umur 35,50,65,dan 80 HST.




Tabel 4. Pengaruh Waktu Pencekaman Air dan Konsentrasi Osmolit Sorbitol terhadap Berat Kering Tanaman (gr)Tanaman Kedelai pada Berbagai Umur Pengamatan

Pengamatan Berat Kering Total Tanaman (gr) Umur 35 Hari Setelah Tanam (HST)Waktu Pencekaman Air Konsentrasi Osmolit Sorbitol (ml/Liter air) NP BNJ

0,05So (0) S1 (10 ml) S2 (15 ml) S3 (20 ml)


1,84 cx0,81 cz1,94 bx1,40 dy1,88 cx1,96 cx

1,35 dw1,26 bz1,81 bcz1,73 czv2,82 ax2,95 abx

2,48 by1,72 av1,71 cyv2,46 ay2,90 ax2,80 bx

3,13 ax1,63 av2,68 ay1,96 bz2,51 by2,99 ax

0,18

NP BNJ 0,05 0,17Pengamatan Berat Kering Total Tanaman (gr) Umur 50 Hari Setelah Tanam (HST)(W1) Tanpa Cekaman(W2) Dicekam 0-85 hari(W3) Dicekam 0-15 hari(W4) Dicekam 16-30 hari(W5) Dicekam 31-65 hari(W6) Dicekam 66-85 hari

3,85 cy3,44 by7,01 bx3,76 cy6,04 bx6,92 bx

7,43 bx6,35 ay7,66 ax8,61 bx5,16 by

6,87 by

8,47 bx6,13 az9,08 ax8,98 bx6,35 bz7,53 by

11,87 ax6,58 az7,42 az11,48 ax10,59 ay10,08 ay

2,01

NP NNJ 0,05 1,14Pengamatan Berat Kering Total Tanaman (gr) Umur 65 Hari Setelah Tanam (HST)(W1) Tanpa Cekaman(W2) Dicekam 0-85 hari(W3) Dicekam 0-15 hari(W4) Dicekam 16-30 hari(W5) Dicekam 31-65 hari(W6) Dicekam 66-85 hari

10,55 cy7,85 cz12,18 bx8,96 dyz9,33 cy9,43 cy

13,38 bx9,34 by13,15 bx12,44 bx9,53 cy13,31 bx

9,98 cy10,87 ay13,85 bx14,69 bx11,80 by12,40 by

15,87 ay9,60 az18,45 ax18,11 ax15,97 ay15,55 ay

1,28

NP BNJ 0,05 1,14Pengamatan Berat Kering TotalTanaman (gr) Umur 80 Hari Setelah Tanam (HST)(W1) Tanpa Cekaman(W2) Dicekam 0-85 hari(W3) Dicekam 0-15 hari(W4) Dicekam 16-30 hari(W5) Dicekam 31-65 hari(W6) Dicekam 66-85 hari

15,72 by12,23 bz15,26 by19,29 ax14,47 by17,25 bx

16,00 by13,09 byz18,47 ax19,56 ax14,60 bz19,30 bx

19,70 aby16,12 ayz17,01 by18,56 ay18,47 ay27,27 ax

24,60 ax16,17 az22,12 axy19,87 ay19,60 ay24,45 ax

2,95

NP BNJ 0,05 2,64Keterangan: Nilai rata-rata yang diikuti oleh huruf a,b,c berbeda nyata pada setiap baris dan x,y,z pada setiap kolom

Kandungan Klorofil. Hasil penelitianmenunjukkan bahwa waktu pencekaman airdan pemberian osmolit sarbitol dan interaksi

antara keduanya berpengaruh sangat nyataterhadap Kandungan klorofil.

Tabel 5. Pengaruh waktu pencekaman air dan konsentrasi osmolit sorbitol terhadap kandungan klorofil (g/g)Waktu pencekaman air pada umur Konsentrasi Osmolit Sarbitol (ml/liter air) NP. BNJ 0,05

0(S0)

10(S1)

15(S2)

20(S3)

W1(tidak dicekam) 3,00 cxy 3,54 bx 3,66 bx 4,83 ax 0,43W2 (dicekam 0-85 hari) 2,33 cz 3,21 bx 3,68 bx 4,36 ayW3 (dicekan 0-15 hari) 3,35 awx 3,40 axy 3,67 ax 3,47 azW4 (dicekan 16-30 hari) 2,72 cy 2,94 cyz 3,59 bxy 4,67 axyW5 (dicekan 31-65 hari) 2,82 ay 3,05 ay 3,06 ay 3,81 azW6 (dicekan 66-85 hari) 3,68 cw 2,60 cz 3,19 by 3,60 azNP. BNJ 0,05 0,39




Kerapatan Stomata. Stomata merupakanorgan tanaman sebagai pintu keluarmasuknyauap air ataupun gas ke dalamjaringan tanaman. Aktivitas membuka danmenutupnya stomata sangat sangatberhubungan erat dengan situasi air di dalam

sel tersebut. Hasil penelitian menunjukkanbahwa waktu pencekaman air dan pemberianosmolit sarbitol serta interaksi antara keduanyaberpengaruh sangat nyata terhadap kerapatanstomata.

Tabel 6. Pengaruh waktu pencekaman air & konsentrasi osmolit sarbitol terhadap kerapatan stomataWaktu pencekaman air pada umur Konsentrasi Osmolit Sarbitol (ml/liter air) NP. BNJ 0,05

0(S0)

10(S1)

15(S2)

20(S3)

W1(tidak dicekam) 42,12 ax 44,15 axy 48,10 ax 52,75 ax 8,06W2 (dicekam 0-85 hari) 22,17 bz 27,96 aby 29,87 abz 32,75 ayW3 (dicekan 0-15 hari) 27,25 byz 24,15 bz 25,00 bz 38,92 ayW4 (dicekan 16-30 hari) 26,75 az 21,83 az 22,09 az 34,69 ayW5 (dicekan 31-65 hari) 31,17 bxy 33,78 aby 35,78 aby 40,42 ayW6 (dicekan 66-85 hari) 33,85 bxy 48,19 ax 51,00 a x 49,50 axNP. BNJ 0,05 7,58

Keterangan: Nilai rata-rata yang diikuti oleh huruf a,b,c berbeda nyata pada setiap baris dan x,y,z pada setiap kolom

Konsentrasi 10 ml/l (S1) Konsentrasi 15 ml/l (S2)

Konsentrasi 20 ml/l (S3) Tanpa Sorbitol (S0)Gambar 1. Kondisi stomata akibat penyemprotan Osmolit Sorbitol pada Konsentrasi yang Berbeda




Kandungan Asam Absisat (ABA).Asam absisat merupakan salah satu hormonyang dibentuk oleh tanaman sendiri akibatkondisi lingkungan, utamanya air yang kurangmenguntungkan. Bagi tanaman sendirihormon itu mempunyai peranan sebagai

penghambat. Berdasarkan hasil analisisternyata waktu pencekaman air berpengaruhterhadap kandungan ABA di dalam dauntanaman kacang hijau, sedangkan sedangkanpenyemprotan osmolit sorbitol daninteraksinya tidak berpengaruh nyata.

Tabel 7. Pengaruh Waktu Pencekaman Air terhadap Kandungan ABA (µg/g) pada Berbagai Waktu PengamatanWaktu pencekaman air Rata-rata kandungan ABA (µg/g)

35 HST 50 HST 65 HST 80 HSTW1 (tidak dicekam)W2 (dicekam 0-85 hari)W3 (dicekam 0-15 hari)W4 (dicekam 16-30 hari)W5 (dicekam 31-65 hari)W6 (dicekam 66-85 hari)

0,09 b0,25 a0,09 b0,08 b0,21 a0,09 b

0,11 b0,36 a0,10 b0,08 b0,34 a0,10 b

0,12 bc0,50 a0,10 c0,10 c0,48 a0,25 b

0,13 c0,62 a0,12 c0,12 c0,10 c0,32 b

NP. BNJ 0,05 0,05 0,06 0,14 0,12

Jumlah Polong, Bobot Polong danBobot Biji per Tanaman. Hasil penelitianmenunjukkan bahwa waktu pencekaman airdan pemberian osmolit sarbitol serta interaksi

antara keduanya berpengaruh sangat nyataterhadap jumlah polong, bobot polong, danbobot biji per tanaman.

Tabel 8. Pengaruh Waktu Pencekaman Air dan Konsentrasi Osmolit Sorbitol Terhadap Komponen Hasil JumlahPolong, Bobot polong dan Bobot biji/tanaman

Pengamatan Jumlah Polong Tanaman KedelaiWaktu Pencekaman Air Konsentrasi Osmolit Sorbitol (ml/Liter air) NP

BNJ0,05So (0) S1 (10 ml) S2 (15 ml) S3 (20 ml)


21,17 bxy 15,50bz22,17 bxy19,34 ayz

19,00 ayz24,33 cx

23,32 bwx17,17 abz23,49 abx21,16 axy18,51 abyz26,17 cw

24,50 by20,84 ay

22,50 by21,67 ay14,83 bz31,50 ax

37,50 ax21,83 az

26,50 ay26,52 ay18,00 abz28,82 ay

3,97

NP BNJ 0,05 3,74Pengamatan Bobot Polong (gr) Tanaman Kedelai(W1) Tanpa Cekaman(W2) Dicekam 0-85 hari(W3) Dicekam 0-15 hari(W4) Dicekam 16-30 hari(W5) Dicekam 31-65 hari(W6) Dicekam 66-85 hari

5,64 bxy3,95 by6,70 ax5,05 axy4,92 axy6,79 bx

7,82 ax4,15 bz7,05 ax6,68 axy4,60 ayz7,20 bx

7,78 ax4,85 abyz7,00 axy5,74 axyz

4,46 az7,55 bx

11,28 ax5,21 az6,98 ayz

6,58 ayz6,66 ay

8,26 ay

2,25

NP NNJ 0,05 2,12Pengamatan Bobot Biji / Tanaman (gr) Kedelai(W1) Tanpa Cekaman(W2) Dicekam 0-85 hari(W3) Dicekam 0-15 hari(W4) Dicekam 16-30 hari(W5) Dicekam 31-65 hari(W6) Dicekam 66-85 hari

3,84 bxy2,28 ay4,77 ax3,30 axy3,45 axy

4,74 ax

5,15 bx2,70 ay5,11 ax4,60 axy

3,16 axy4,82 ax

5,45 bxy2,95 az5,00 axy3,72 ay3,22 ay5,21 axy

8,19 ax 3,87ayz6,65 ax4,23 ay4,53 ay5,80 ay

1,99

NP BNJ 0,05 1,87




PEMBAHASANHasil penelitian telah ditemukan bahwa

tanaman yang tercekam kekurangan air selamakehidupannya mempunyai pertumbuhan yangpaling rendah dibandingkan dengan yang lain.Hal ini disebabkan karena air yang diperlukanuntuk aktivitas metabolisme tidak mencukupi,sehingga proses perkembangan sel terganggudan akibatnya pertumbuhan danperkembangan tanaman. Kekurangan air padastadia vegetatif dan pada saat menjelangberbunga sampai pembentukan polongmenunjukkan hasil yang paling rendah. Biladibandingkan dengan tanaman yangmemperoleh pengairan normal, kekurangan airpada setiap stadia pertumbuhan berakibatturunnya hasil tanaman. Sedangkan tanamanyang mengalami cekaman kekurangan airselama stadia generatif lebih baik karenatanaman yang tercekam selama stadiageneratif tersebut sebenarnya pada saattanaman berada pada stadia vegetatifmemperoleh pengairan normal.

Stadia pertumbuhan yang paling pekaterhadap kekeringan adalah stadia vegetatifdan stadia pembentukan bunga dan polong,terbukti dari rendahnya hasil pengukuranperkembangan organ-organ vegetatif dan hasilbiji. Apabila tanaman pada saat pertumbuhanmaupun pembentukan polong terjadikekurangan air dapat mempengaruhi nantirendahnya hasil biji yang diperoleh (Panday, etal. 1984). Boyer (1996) mengungkapkanbahwa pengaturan osmotik yang kuat dapatmeningkatkan daya adaptasi tanaman sehinggamendukung keberhasilan tanaman padakondisi persediaan air terbatas. Ternyatapenyemprotan osmolit sorbitol pada tanamanyang mengalami kekurangan air mampumeningkatkan ketahanan pertumbuhantanaman, terbukti adanya interaksi antarawaktu pencekaman dengan konsentrasipenyemprotan osmolit sorbitol, baik dalam haltinggi tanaman (untuk semua waktupengamatan).

Rendahnya kandungan air berakibatpotensial air semakin tinggi dan ini berdampakpada penurunan produksi bahan kering dan

pertumbuhan bagian tanaman turun sebesar34% (Berry et al, 1992).

Hasil analisis terlihat bahwapenyemprotan osmolit sorbitol pada tanamanyang mengalami cekaman kekurangan airmampu meningkatkan daya tahan tanamanterhadap kekurangan air. Interaksi antarawaktu pencekaman air dan konsentrasisorbitol berpengaruh terhadap tinggi tanaman,kandungan klorofil, kandungan ABA danproduksi bahan kering tanaman Penyemprotanosmolit sorbitol pada tanaman yang tidaktercekam tidak bermanfaat, hal ini disebabkantanaman yang selalu kecukupan air selamahidupnya kandungan air daun relatif cukuptinggi, dan stomata dapat membuka sempurna.Disisi lain sorbitol merupakan salah satuosmolit yang mempunyai peranan sebagaipengendali kelembapan sel, sehingga turgorsel dapat dipertahankan. Tanaman yang selalukecukupan air selama hidupnya perananpenyemprotan osmolit sorbitol untukmempertahankan kelembapan sel tidakberfungsi karena turgor sel sudah cukup tinggi.Sorbitol juga mempunyai fungsi menurunkanaktivitas asam absisat di dalam daun. Asamabsisat di dalam daun umumnya meningkatbila kandungan air di dalam daun turun.Sebaliknya pada tanaman kedelai yang beradadalam kondisi tercekam kekurangan air, makakandungan air di dalam daun turun danakibatnya kandungan asam absisat yangsemakin meningkat.

Menurut Taiz dan Zeiger (1991) sorbitoldi dalam daun sebagai osmolit yang berfungsimenjaga keseimbangan potensial air di dalamdaun, serta berperan untuk menurunkanaktivitas asam absisat. Peranan sorbitol dalammenonaktifkan asam absisat adalah mengubahasam absisat menjadi ester asam absisat yangtidak berpengaruh terhadap aktivitas tanaman(Moore, 1979). Penyemprotan osmolit sorbitolyang dilakukan pada tanaman kedelai yangtercekam kekurangan air memperlihatkanterjadinya peningkatan produksi bahan keringtanaman, Hal ini disebabkan karena padatanaman yang tercekam kekurangan air,kandungan air yang ada di dalam daun rendah




dan akibatnya di dalam daun tersebut terjadiakumulasi asam absisat. Asam absisat sendirimerupakan kelompok hormon tumbuh yangmempunyai peranan sebagai penghambatpertumbuhan tanaman. Apabila kandunganasam absisat di dalam daun tinggi berakibatturgor sel menjadi turun, sehingga stomatamenutup. Jika stomata terus menutup makaproses fotosintesis terganggu danpertumbuhan maupun hasil tanaman menjadirendah. Oleh karenanya penyemprotanosmolit sorbitol dilakukan dalam upaya untukmembuka stomata, melalui upayamenurunkan pengaruh asam absisat terhadapturgor sel (Salisbury dan Ross,1995).Terjadinya proses pembukaan stomataini memberikan kesempatan untukberlangsungnya proses difusi CO2, sehin ggaproses fotosintesis dapat berlangsung.

Pada pengukuran kandungan klorofilternyata penyemprotan sorbitol dapatmeningkatkan kandungan klorofil di dalamdaun. Adanya dampak positif dari sorbitolterhadap pertumbuhan tanaman kedelaidisebabkan adanya sifat-sifat yang dimilikisorbitol dapat dimanfaatkan oleh tanaman.Sorbitol pada tanaman berfungsi sebagaistabilisator kelembapan di dalam sel sertaturgor sel (Budimulyo dan Tjahyono, 1993;Grant dan Rees, 1981).

Penyemprotan osmolit sorbitol padatanaman kedelai yang tercekam kekurangan airmemperlihatkan pengaruhnya padakonsentrasi di atas 10 ml. Penyemprotansebanyak 15 dan 20 ml/ltr pada stadia vegetatifutamanya tinggi tanaman, dan kandunganklorofil mampu meningkatkan bahan keringtanaman dibanding yang tidak disemprotsorbitol atau yang disemprot dengankonsentrasi hanya 10 ml/ltr. Terjadinyapeningkatan ini dikarenakan sorbitol yangdisemprotkan pada tanaman yang kekuranganair mampu berperan sebagai penghambataktivitas asam absisat di dalam sel penjaga(Salisbury dan Ross, 1995). Keberadaan ABAdi dalam stomata merupakan penyebabmenutupnya stomata, dimana bila kandunganABA yang tinggi stomata lebih cepat menutup

(Turner, 1998). Asam absisat menyebabkanmenutupnya stomata dengan cara menghambatpompa proton. Pompa ini biasanyamengangkut proton keluar dari sel penjagasehingga menyebabkan terjadinya aliranmasuk lebih cepat dan penimbunan K+.Keberadaan ABA yang bekerja di ruang bebaspada permukaan luar membran plasma akanmenghambat masuknya K+. Akibatnya K+dan air di dalam sel penjaga merembes keluardan turgor menjadi turun.

KESIMPULANBerdasarkan hasil penelitian yang telah

dilakukan, maka ditarik kesimpulan sebagaiberikut:1. Stadia pertumbuhan tanaman kedelai yang

paling kritis terhadap kekurangan airadalah vegetatif aktif (W4) terbukti daripenurunan hasil beberapa parameter yangdiamati, baik itu variabel pertumbuhan,seperti tinggi tanaman, kandungan klorofi,maupun variabel produksi hampirsemuanya stadia vegetatif aktif inimemperlihatkan hasil yang rendahdibanding stadia pertumbuhan lain.

2. Penyemprotan osmolit sorbitol dengankonsentrasi 20 ml/liter yang disemprotkanpada tanaman yang tercekam kekuranganair mampu meningkatkan ketahanantanaman kacang kedelai

3. Penyemprotan osmolit sorbitol memangmemperlihatkan hubungan antarakemampuan osmolit sorbitol tersebutdalam mengendalikan aktifitas fisiologistanaman pada berbagai stadiapertumbuahan dan produksi tanamankedelai.

DAFTAR PUSTAKAAriffin. 2001. Respon Tanaman Kacang Hijau

(Vigna radiata L.) terhadap KekuranganAir dan Upaya Meningkatkan KetahananTanaman pada Kondisi kekeringan.[Tesis]. Surabaya: Program Pasca SarjanaUnair. hal 10 – 32.

Assmann SM, and Ken–ichiro S. 1999. TheMultisensory Guard Cell. Stomatal




Responses to Blue Light and AbscisidAcid. Plant physiol 119: 809 – 816.

Badan Pusat Statistik (BPS). 2013. BeritaResmi Statistik. Produksi Padi, Jagung,dan Kedelai (Angka Ramalan Ii Tahun2013). Badan Pusat Statistik. No. 73/11/Th. XVI, 1 November 2013.

Berry WL, Goldstein G, Dreschel TW,Wheeler RM, Sager JC, Knot WM. 1992.Water Relations, Gas Exchange, andNutrien Response to A Long TermConstant Water Deficit. Soil Sci 153:442-450.

Bohnert SJ. 1996. Advances In DroughtTolerance In Plant. Adv. N Agron 56 :187-213.

Boyer SJ. 1996. Advances In DroughtTolerance In Plants. Adv. In Agron. 56 :187-213.

Bray E. 1988. Drought and ABA-InducedChanges in Polypeptide and mRNA

Accumulation in Tomato Leaves. PlantPhysiol 88:1210-1214.

Fagi AM dan Tangkuman F. 1995Pengelolaan Air untuk PertanamanKedelai dalam Kedelai. Bogor: PusatPenelitian dan PengembanganTanaman Pangan. hal.135-151.

Moore TC. 1979. Biochemistry andPhysiologi of Plant Hormonen. NewYork.: Springer-Verlag. pp181-207.

Panday RK, Herrera WT, Villegas AN,Pendleton JW, 1984. Droght Responseof Grain Legumes Under IrrigationGradient. Agron. J. 76:557-560.

Salisbury FB, and Ross C. 1969. PlantPhysiology. California: WadsworthPub.Co. Inc. pp657-663.

Turner CN. 1986. Crop Water Depict. Adecade of Progress. Adv. In Agron 39:1 –39.

upaya peningkatan ketahanan tanaman kacang kedelai

Documents