ASPEK ALLELOPATI PADA EKOSISTEM PERTANIAN

ASPEK ALLELOPATI PADA EKOSISTEM PERTANIAN

Oleh Ratna Rosanty Lahay NIP 131836670

DEPARTEMEN BUDIDAYA PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Medan 2009

Ratna Rosanty Lahay : Aspek Allelopati Pada Ekosistem Pertanian, 2009 USU Repository © 2008

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkatNya yang telah memperkenankan penulis menyelesaikan tulisan ini sebagai suatu karya tulis hasil studi literatur. Tulisan ini dengan judul “Aspek Allelopati pada Ekosistem Pertanian”. Salah satu sifat dari ekosistem adalah interaksi biotik antar populasi, baik yang bersifat positif, netral maupun negatif. Allelopati merupakan contoh dari interaksi negatif. Selama ini allelopati selalu dikaitkan dengan gangguan gulma terhadap tanaman budidaya, padahal interaksi allelopati dapat terjadi juga antara tanaman sejenis, antara tanaman tak sejenis serta yang lebih ekstrim lagi adalah allelopati tanaman budidaya terhadap gulma. Penulis menyadari bahwa tulisan singkat ini cukup terbatas dalam penyajiannya.

Namun

demikian penulis berharap kiranya tulisan ini dapat bermanfaat sebagai sumber informasi pelengkap bagi pembaca.

Medan, Juli 2009 Penulis


DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR ....................................................................................

i

DAFTAR ISI ..................................................................................................

ii

DAFTAR TABEL ...........................................................................................

iii

PENDAHULUAN ..........................................................................................

1

ALLELOPATI GULMA TERHADAP TANAMAN BUDIDAYA ..............

2

ALLELOPATI TERHADAP TANAMAN SEJENIS .....................................

4

ALLELOPATI TERHADAP TANAMAN TAK SEJENIS ...........................

7

ALLELOPATI TANAMAN BUDIDAYA TERHADAP GULMA ..............

9

KESIMPULAN ..............................................................................................

12

DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................

13


DAFTAR TABEL Nomor

Halaman

1. Persentase kecambah, kecambah normal, panjang daun dan panjang akar relatif padi gogo akibat pemberian ekstrak beberapa jenis gulma .........................................................................

2

2. Persentase anakan, bobot kering jerami, gabah hampa dan hasil gabah relatif padi gogo akibat pemberian ekstrak beberapa jenis gulma ..................................................................................................

3

3. Pengaruh eksudat akar cabe merah pada perkecambahan dan pertumbuhan cabe merah ....................................................................

4

4. Pengaruh kacang beludru terhadap pertumbuhan selada dan kacang merah pada percobaan sistem stairstep ...............................................

5

5. Pertumbuhan tanaman setelah pemasukan daun kacang beludru ke dalam tanah ....................................................................................

8

6. Pertumbuhan tanaman setelah pemasukan daun kacang beludru ke dalam tanah ....................................................................................

10

7. Pengaruh L-DOPA pada pertumbuhan radikula beberapa jenis gulma

11


PENDAHULUAN

Istilah allelopati dipopulerkan oleh Molisch pada tahun 1937 sebagai pengaruh negatif satu jenis tumbuhan terhadap perkecambahan, pertumbuhan dan pembuahan jenis tumbuhan lainnya yaitu dengan adanya pelepasan senyawa kimia. Terdapat dua jenis allelopati yaitu : 1) allelopati sebenarnya, yaitu pelepasan senyawa beracun dari tumbuhan ke lingkungan sekitarnya dalam bentuk senyawa asli yang dihasilkan, 2) allelopati fungsional, yaitu pelepasan senyawa-senyawa kimia oleh tumbuhan ke lingkungan sekitarnya yang kemudian bersifat sebagai racun setelah mengalami perubahan yang disebabkan oleh mikroba tanah (Sastroutomo, 1990). Senyawa-senyawa kimia yang mempunyai potensi allelopati dapat ditemukan di semua jaringan tumbuh-tumbuhan termasuk daun, batang, akar, rizoma, bunga, buah dan biji. Senyawa kimia tersebut dibebaskan melalui pencucian, eksudasi akar, volatilisasi dan dekomposisi bahan. Senyawa allelopati berpengaruh negatif terhadap penyerapan unsur hara, pembelahan sel, penghambatan pertumbuhan, penghambatan aktivitas fotosintesis, berpengaruh terhadap respirasi, sintesis protein, perubahan ketegangan membran, serta penghambatan aktivitas enzim (Duke, 1985). Allelopati mempunyai spektrum kerja yang luas.

Menurut Rice (1984), ada

empat hubungan yang saling mempengaruhi yaitu : gulma terhadap tanaman budidaya, antar tanaman sejenis, antar tanaman tidak sejenis dan tanaman budidaya terhadap gulma. Tulisan di bawah ini akan mengulas beberapa hasil penelitian yang mencakup keempat hubungan tersebut dengan harapan akan diperoleh masukan yang berarti dan berguna.


ALLELOPATI GULMA TERHADAP TANAMAN BUDIDAYA

Arjulis (1992) telah melakukan penelitian tentang pengaruh allelopati beberapa jenis gulma terhadap padi gogo di rumah kaca Sitiung, Laboratorium Sukarami pada musim hujan 1988/1989. Jenis gulma yang dipergunakan untuk perlakuan adalah gulma yang dominan di Sitiung. Hasil penelitiannya menunjukkan bahwa ekstrak D. ciliaris dan C. dactylon mengurangi daya kecambah benih padi gogo. Ekstrak E. indica, P. scrobiculatum, C. dactylon mengakibatkan pertumbuhan kecambah tidak normal. Ekstrak semua gulma yang diuji (kecuali S. glauca) meningkatkan kecambah abnormal. Kenyataan ini menunjukkan metabolit sekunder yang terkandung dalam ekstrak gulma bersifat menghambat pertumbuhan tanaman (Tabel 1).

Tabel 1. Persentase kecambah, kecambah normal, panjang daun dan panjang akar relatif padi gogo akibat pemberian ekstrak beberapa jenis gulma Ekstrak

Daya

Kecambah

Panjang

kecambah

abnormal

daun

E. indica

100.0 tn

210.4 sn

100.0 tn

82.4 n

P. scrobiculatum

100.0 tn

171.1 sn

100.0 tn

88.2 tn

95.9 sn

105.2 tn

100.0 tn

92.2 tn

B. alata

100.0 tn

118.5 n

93.1 tn

92.9 t

A. compressus

100.0 tn

120.7 n

97.1 tn

83.1 n

S. glauca

100.0 tn

80.0 n

108.8 tn

92.2 tn

131.9 sn

105.9 tn

80.4 n

100.0

100.0

D. ciliaris

C. dactylon Akuades (kontrol)

98.6 sn 100.0


Panjang akar

100.0

Terhadap pertumbuhan dan hasil maka ekstrak B. alata dan C. dactylon meningkatkan bobot jerami, tetapi gabah hampa tidak dipengaruhi. Sedangkan ekstrak A. compressus, P. scrobioculatum. E. indica dan C. dactylon menurunkan hasil padi gogo berturut-turut sebesar 42, 34, 32 dan 30 % (Tabel 2).

Tabel 2. Persentase anakan, bobot kering jerami, gabah hampa dan hasil gabah relatif padi gogo akibat pemberian ekstrak beberapa jenis gulma Ekstrak

Anakan aktif

Bobot jerami

Gabah hampa

Hasil gabah

E. indica

71.4 n

96.3 tn

111.0 tn

66.7 sn

P. scrobiculatum

91.9 tn

89.4 tn

106.7 tn

65.3 sn

D. ciliaris

84.3 tn

97.3 tn

64.3 tn

84.7 tn

B. alata

101.4 tn

138.7 sn

105.1 tn

79.2 n

A. compressus

72.9 n

92.8 tn

107.5 tn

58.3 sn

S. glauca

82.4 tn

108.8 tn

82.7 tn

93.5 tn

C. dactylon

82.4 tn

128.1 sn

114.2 tn

69.9 sn

Akuades (kontrol)

100.0

100.0

100.0

100.0

Dari penelitian oleh Arjulis tersebut terlihat bahwa gulma dapat mempengaruhi perkecambahan, pertumbuhan dan hasil tanaman melalui pengaruh allelopati yang ditimbulkannya. Derajat gangguan yang diakibatkannya tergantung jenis gulma. Oleh karena itu pada pengendalian gulma harus diperhatikan mana jenis-jenis gulma yang kuat menghambat

tanaman

budidaya

melalui

allelopati

yang

mengesampingkan sifat kompetisi dari masing-masing gulma.


dihasilkannya

tanpa

ALLELOPATI TERHADAP TANAMAN SEJENIS

Penelitian tentang potensi allelopati pada cabe merah telah dilakukan oleh Tsuchiya, Lee dan Hoshina (1994) setelah memperhatikan bahwa hasil dan kualitas cabe merah di Korea menurun bila lahan terus menerus ditanami cabe merah. Ketiga peneliti mengasumsikan bahwa allelopati mungkin salah satu penyebab dari penurunan itu disamping penyakit late blight, antraknosa dan mosaik. Dengan menggunakan sistem trapping diperoleh bahwa bila eksudat akar cabe merah digunakan sebagai donor, maka perkecambahan dan pertumbuhan tanaman cabe merah akan berkurang (Tabel 3) dibandingkan kontrol. Berdasarkan analisis ekstrak mempergunakan HPLC (High Performance Liquid Chromatography) didapatkan bahwa akar tanaman cabe mengandung paling banyak senyawa asam fenolik seperti asam phidroksibensoik dan asam vanilik.

Tabel 3. Pengaruh eksudat akar cabe merah pada perkecambahan dan pertumbuhan cabe merah

Tanaman donor

Laju perkecambahan (%)

Tinggi tanaman (cm)

Jumlah daun

Luas daun (cm2)

BK Tajuk

BK akar

(mg)

(mg)

Cabe merah

96.7

26.9

13.5

176

523

123

Tidak ada

90.0

33.8

14.8

303

818

159


Dari hasil peenelitian tersebut di atas terlihat bahwa allelopati dapat saja mengganggu

pertumbuhan

tanaman

cabe

merah

melalui

pengurangan

laju

perkecambahan, tinggi tanaman, jumlah daun, luas daun serta bobot kering akar dan tajuk. Hasil penelitian Fuji et al. (1991) juga menunjukkan hal yang sama (Tabel 4). Dengan menggunakan sistem stairstep diperoleh bahwa tanaman selada dan kacang merah sebagai tanaman penerima akan berkurang luas daun dan bobot kering akar dan tajuknya bila menerima atau diberi perlakuan eksudat akar dari tanaman donor yang sejenis. Dengan perlakuan eksudat akar dari tanaman sejenis, luas daun, bobot kering tajuk dan akar pada kacang merah berkurang 3, 4 dan 21%. Sedangkan pada selada, luas daun dan bobot kering tajuk berkurang 11 dan 4 % dibanding kontrol, sebaliknya bobot kering akar bertambah 1 %.

Tabel 4. Pengaruh kacang beludru terhadap pertumbuhan selada dan kacang merah pada percobaan sistem stairstep Tanaman penerima Selada

Tanaman donor Selada

Luas daun (cm2) 30.4 (89)

BK Tajuk (g) 53.9 (96)

Kc. Beludru

21.5 (63)

39.3 (70)

5.7 (48)

Tidak ada

34.2 (100)

56.3 (100)

11.9 (100)

Kacang

Kacang Merah

87.9 (97)

343 (96)

148 (79)

merah

Kacang Beludru

81.4 (90)

344 (96)

153 (81)

Tidak ada

90.3 (100)

358 (100)

188 (100)

Keterangan: Garis bawah menunjukkan penghambatan yang kuat Angka di dalam kurung adalah persentase dibandingkan kontrol


BK Akar (g) 12.0 (101)

Fenomena penghambatan oleh allelopati pada tanaman sejenis memberi hikmah bahwa dalam melakukan teknik budidaya, peranan allelopati perlu diperhatikan terutama dalam : 1) mengatur populasi pertanaman monokultur agar tidak ada kompetisi (termasuk allelopati), 2) menganekaragamkan pergiliran tanaman serta 3) mengusahakan agar kalaupun akan menggunakan mulsa dari tanaman sejenis yang ditanam pada pertanaman sebelumnya maka mulsa harus sudah terdekomposisi lanjut.


ALLELOPATI TERHADAP TANAMAN TAK SEJENIS

Pergiliran tanaman dan tumpangsari serta penggunaan mulsa dari pertanaman sebelumnya sudah biasa dilakukan petani.

Tetapi dengan memperhatikan dua hasil

penelitian yang dilakukan di Jepang ini, seharusnya perlu diperhatikan dan dijadikan bahan pertimbangan dalam melakukan ketiga tindak teknik budidaya di atas. Dengan memberikan potongan daun dari kacang beludru (Mucuna pruriens (L.) DC var. utilis ke dalam tanah yang ditanami berbagai tanaman budidaya, Fuji et al. (1992) memperoleh hasil bahwa daun segar kacang beludru dapat menurunkan tinggi dan bobot kering tajuk serta akar dari tanaman jagung, buncis dan mentimun. Tetapi bila daun kacang beludru kering oven yang dipakai maka tanggap tanaman budidaya untuk masing-masing peubah amat beragam (Tabel 5). Sebelumnya, pada tahun 1991 Fuji dan kawan-kawannya melakukan percobaan dengan sistem stairstep tentang pengaruh kacang beludru terhadap pertumbuhan selada dan kacang merah. Hasil penelitian menunjukkan bahwa luas daun, bobot kering akar dan tajuk tanaman selada berturut-turut berkurang 37, 30 dan 52 % bila memperoleh donor dari kacang beludru.

Sedang pada kacang merah berkurang masing-masing

sebesar 10, 4 dan 19 % (lihat kembali Tabel 4). Terlihat bahwa pengaruh penghambatan allelopati oleh kacang beludru terhadap selada adalah lebih besar dibandingkan terhadap kacang tanah.


Tabel 5. Pertumbuhan tanaman setelah pemasukan daun kacang beludru ke dalam tanah

Kondisi Daun

Tanaman budidaya kering Padi gogo

oven (60oC)

Daun segar

Tinggi (%) 101

BK Tajuk (%) 71

BK Akar (%) 83

Jagung

110

104

103

Sorgum

91

77

91

Kedelai

98

97

107

Buncis

160

101

88

Kacang Tanah

105

95

134

Terung

86

91

95

Mentimun

82

83

102

Jagung

85

88

69

Buncis

32

27

25

Mentimun

96

86

57

Dengan memperhatikan bahwa suatu tanaman akan menghambat pertumbuhan tanaman jenis lainnya melalui allelopati kimia yang dikeluarkannya, maka perlu menjadi pertimbangan bila kan melakukan ; 1) pemilihan jenis-jenis tanaman bila akan melakukan tumpangsari, 2) pemilihan jenis-jenis tanaman yang akan digilir-tanamkan serta 3) mengusahakan mulsa yang berasal dari tanaman tak sejenis agar sudah terdekomposisi lanjut.


ALLELOPATI TANAMAN BUDIDAYA TERHADAP GULMA

Selama ini allelopati selalu dikaitkan dengan gangguan gulma terhadap tanaman budidaya, jarang orang berpikir sebaliknya. Padahal terdapat beberapa jenis tanaman yang dapat mengendalikan gulma melalui senyawa allelokimia yang dikandungnya. Yang sudah mencapai tahapan komersial adalah pembuatan bioherbisida dari tanaman Chrysanthemum cineriaefolium yang mengandung pyrethrin yang dapat membasmi gulma. Masih banyak tanaman lain yang mengandung senyawa allelokimia ini, satu di antaranya adalah jagung walaupun kadarnya rendah (Martin, Mc Coy and Dick, 1990). Fuji et al. (1992) telah melakukan penelitian tentang diskriminasi dan identifikasi L-DOPA pada kacang beludru (Mucuna pruriens) dan kemungkinannya sebagai calon bahan allelopati untuk pengendalian gulma.

Kacang beludru merupakan tanaman

leguminosa tropika yang dimanfaatkan sebagai tanaman penutup tanah dan tanaman pakan ternak. Kacang beludru dapat menghambat dan mencekik (smother) pertumbuhan dari gulma-gulma ganas seperti teki (Cyperus spp) dan alang-alang (Imperata cylindrica). Beberapa seri penelitian telah dilakukan dengan bioassay untuk men-screening allelopati yang terkandung pada berbagai tanaman budidaya. Hasil dari penelitian menunjukkan bahwa kacang beludru adalah tanaman yang paling menjanjikan sebagai calon bahan pembuatan bioherbisida, dibandingkan tanaman budidaya lainnya seperti tomat, terung, padi gogo. Tabel 6 memperlihatkan populasi gulma di musim semi pada lahan yang terus-menerus ditanami.

Plot yang ditanami kacang beludru menunjukkan populasi

gulma dominan Cerastium glomeratum yang lebih rendah dibandingkan plot lain yang ditanami padi gogo, terung, tomat atau diberakan saja.


Tabel 6. Pertumbuhan tanaman setelah pemasukan daun kacang beludru ke dalam tanah Perlakuan a)

Spesies Gulma yang ada b)

Padi gogo

3 th.t

Populasi Gulma (g BK/m2) 5.11 (49.4)c)

Terung

3 th.t

16.82 (40.1)

1,2,3,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14

Tomat

3 th.t

4.92 (64.9)

1,5,6,9,12,13,17

Kacang beludru

2 th.t

0.00 (0.0)

Tidak tumbuh

Kacang beludru

1 th.t, 1 th.b

3.05 (74.8)

1,10,12,13,16,18

Bera

3 th.b

0.97 (37.3)

1,2,6,10,12,13,15,16

Tanaman

1,3,5,6,7,8,9,19,11

a)

3 th.t : ditanami terus untuk 3 tahun; 2 th.t : ditanami terus untuk 2 tahun; 1 th.t, 1th.b : ditanami untuk 1 tahun, diikuti bera selama 1 tahun; 3 th.b : diberakan selama 3 tahun tanpa pemupukan. b)

Spesies gulma yang hadir : 1. Cerastium glomeratum, 2. Cerastium vulgatum, 3. Erigenon annuus, 4. Erigenon philadelphicus, 5. Stellaria alsine, 6. Alopececurus geniculatus, 7. Vicia angustifolia, 8. Cardamine flexuosa, 9. Rorippa atrovirens, 10. Taraxacum officinale, 11. Artemisia princes, 12. Erigeron Canadensis, 13. Gnaphalium affine, 14. Imperata cylindrical, 15. Poa annua, 16. Oxaliscorniculata, 17. Capsella bursa-pastoris, 18. Sonchus asper. c)

angka di dalam kurung menunjukkan persentase Cerastium glomeratum, spesies yang dominan.

Analisis bahan efektif dengan menggunakan cara HPLC menunjukkan bahwa kacang beludru mengandung konsentrasi L-DOPA (L-3,4-dihidroksifenilalanin) yang tinggi (6-9%). Konsentrasi tersebut cukup untuk mengurangi pertumbuhan tanaman tetangganya. Bila kacang beludru dapat memproduksi 20 – 30 ton daun dan batang segar per tahun, kira-kira 200- 300 kg L-DOPA dapat ditambahkan ke tanah setiap tahunnya. Beberapa pengaruh L-DOPA pada pertumbuhan radikula gulma disarikan pada Tabel 7. L-DOPA menekan pertumbuhan radikula Cerastium glomeratum pada tingkat 50 % penghambatan disbanding control pada 500 ppm. L-DOPA menghambat secara kuat pertumbuhan dari famili Caryophylaceae seperti Cerastium glomeratum, Spergula Ratna Rosanty Lahay : Aspek Allelopati Pada Ekosistem Pertanian, 2009 USU Repository © 2008

arvensis, juga kuat menghambat pertumbuhan Linum usitassium, menghambat moderat pada famili Compositae seperti Solidago altissima, Taraxacum officinale serta hanya sedikit menghambat pada famili Graminae seperti Miscanthus sinensis, Setaria faberi.

Tabel 7. Pengaruh L-DOPA pada pertumbuhan radikula beberapa jenis gulma

EC 50 (mM)

Nama gulma Ceratium glomeratum (Ca)

0.10

Spergula arvensis (Ca)

0.20

Linum usitassium (Li)

0.20

Solidago altissima (Co)

0.46

Taraxacum officinale (Co)

1.30

Amaranthus lividus (Am)

0.76

Miscanthus sinensis(Gr)

0.86

Setaria faberi (Gr)

1.60

Berdasarkan hasil penelitian Fujii et al. tersebut maka kacang beludru dapat dimanfaatkan sebagai

bioherbisida.

Diharapkan masih banyak lagi tanaman atau

tumbuhan lain yang mempunyai potensi sebagai Chrysanthemum cineriaefolium dan Mucuna pruriens.


bioherbisida sebagaimana

KESIMPULAN

Dengan memahami keempat macam hubungan yang melibatkan aspek allelopati tersebut dapat diperoleh masukan bagaimana seharusnya melakukan pengendalian gulma, mengatur populasi tanam, melakukan pergiliran tanaman, memilih jenis tanaman yang ditumpangsarikan, memberikan mulsa, mengelola lahan gambut serta kemungkinan pembuatan bioherbisida


DAFTAR PUSTAKA

Arjulis, R. 1992. Pengaruh Allelopati Beberapa Jenis Gulma terhadap Padi Gogo. Pemberitaan Penelitian Sukarami No. 17 : 3-5. Duke, S.O. 1985. Weed Physiokogy. Vol.I. Reproduction and Ecophysiology. CRC Press, Inc., Boca Raton Florida. Fuji, Y., T. Shibuya and T. Yasuda. 1991. Discrimination of Allelopathy of Velvetbean (Mucuna pruriens) with Stairstep Experimental Rotary Greenhouse Experiments. Japan J. Soil. Plant Nutr., 62 : 258-264. Fuji, Y., T. Shibuya and T. Yasuda. 1992. Allelopathy of Velvetbean : Its Discrimination and Identification of L-DOPA as A Candidate of Allelopathy Substances. JARQ 25 : 238-247. Martin, V.L., E.L.McCoy and W.A. Dick. 1990. Allelopathy of Crop Residues Influences Corn Seed Germination and Early Growth. Agron. J. 82 : 555-560 Rice, E.L. 1984. Allelopathy. Academic Press, Inc., New York. Sastroutomo, S.S. 1990. Ekologi Gulma. Gramedia Pustaka Utama. Tsuchiya, K., J.W.Lee and T. Hoshina. 1994. Allelopathyc Potential of Red Pepper (Capsicum annuum L.). JARQ 28 : 1-11.


ASPEK ALLELOPATI PADA EKOSISTEM PERTANIAN

Recommend Documents