BAB. III. PENGARUH KONSENTRASI BESI DALAM LARUTAN HARA TERHADAP GEJALA KERACUNAN BESI DAN PERTUMBUHAN TANAMAN PADI Abstrak Keracunan besi pada padi merupakan kendala utama dalam produksi padi yang dapat menurunkan hasil padi, yang disebabkan oleh tingginya kadar besi larut dalam tanah. Penelitian bertujuan untuk : 1) mempelajari pengaruh konsentrasi Fe dalam media larutan hara terhadap gejala keracunan besi dan pertumbuhan tanaman, 2) mendapatkan konsentrasi Fe dalam media larutan hara yang mengakibatkan keracunan Fe dengan kriteria berat, sedang dan ringan. Penelitian dilaksanakan di rumah kaca Institut Pertanian Bogor bulan Mei-Juli 2010. Media percobaan menggunakan larutan hara Yoshida. Penelitian merupakan percobaan faktorial dua faktor yaitu : konsentrasi Fe dalam media larutan (kontrol, 50, 100, 200, 400, 600 ppm Fe) dan genotipe padi (IR 64, Margasari). Hasil penelitian menunjukkan semakin tinggi konsentrasi besi dalam larutan hara dan semakin lama waktu cekaman Fe semakin berat gejala keracunan besi pada padi. Keracunan besi menyebabkan terhambatnya pertumbuhan tanaman padi. Kadar besi pada dalam jaringan tanaman varietas IR 64 lebih tinggi dibandingkan varietas Margasari. Konsentrasi Fe dalam larutan yang menyebabkan gejala keracunan Fe pada varietas IR 64 dapat dikelompokkan dengan kriteria ringan (skor 3) = 52 ppm Fe, sedang (skor = 5) = 143 ppm Fe, agak berat (skor = 7) = 234 ppm Fe, dan gejala keracunan Fe berat (skor 9) = 325 ppm Fe. Kata kunci : Gejala keracunan besi, konsentrasi besi, padi Abstract Iron toxicity in rice is a major constraint in rice production which can reduce rice yield that caused by high levels of soluble Fe. The experiment was conducted in a greenhouse, Bogor Agricultural University in May-July 2010. Medium that used in the experiment was Yoshidas nutrient solution. The experiment was arranged in a factorial design with two factors: the Fe concentration in the medium solution (control, 50, 100, 200, 400, 600 ppm Fe) and rice genotypes (IR 64, Margasari). The objectives of experiment were : 1) to study the effect of Fe concentration in the solution to iron toxicity symptoms and plant growth, 2) to obtain the Fe concentration in the solution that causing iron toxicity symptoms with the criteria namely severe, moderate and slightly. The results showed the higher Fe concentration in the solution the higher scoring of iron toxicity symptoms and Fe levels in the plant, and the stunted growth of rice plants. Iron toxicity cause delayed of rice growth. Iron content in plant tissue of IR 64 variety higher than Margasari variety. Iron concentration in the solution cause Fe toxicity symptoms such as slightly (scoring 3) 52 ppm Fe, moderate (scoring = 5) = 143 ppm Fe, rather heavy (scoring = 7) = 234 ppm Fe , and severe (scoring 9) 325 ppm Fe. Key words : Iron toxicity symptoms, iron concentration, rice
20
Pendahuluan Keracunan besi pada padi sawah merupakan kendala utama dalam produksi padi di daerah tropis dan subtropis yang disebabkan tingginya kadar besi larut dalam
tanah.
Berdasarkan hasil penelitian Audebert dan Sahrawat (2000),
keracunan besi pada tanaman padi yang terserang berat mengakibatkan pertumbuhan sangat jelek, anakan tidak tumbuh sehingga hasil yang didapatkan sangat rendah dan bahkan dapat mengakibatkan kegagalan panen. Gejala keracunan besi beragam diantara genotipe padi,
dan umumnya
adalah adanya bercak coklat keunguan dari daun yang diikuti dengan pengeringan. Gejala visual yang khas berhubungan dengan proses keracunan besi, terutama terjadinya akumulasi dari polyphenol teroksidasi
yang disebut bronzing atau
yellowing pada padi. Karena mobilitas Fe yang rendah dalam tanaman, gejala yang khas dimulai dengan bercak berwarna coklat kemerahan dari ujung daun tua. Bercak berwarna tembaga kemudian meluas keseluruh daun, perkembangan gejala selanjutnya ujung daun menjadi kuning-jingga kemudian kering dari bagian atas (Peng dan Yamauchi 1993). Gejala keracunan besi pada padi hanya terjadi pada kondisi spesifik yaitu dalam
kondisi
tergenang.
Kondisi
reduksi
di
lahan
sawah
tergenang
memperlihatkan gejala keracunan besi melalui pelarutan semua bentuk Fe menjadi bentuk terlarut (Fe+2) yang melibatkan mikroba pelarut (Beckers dan Ash 2005; Audebert 2006). Jumlah besi ferro yang tinggi di dalam larutan tanah juga dapat mengakibatkan terjadinya ketidak seimbangan hara mineral yang mempengaruhi pertumbuhan tanaman (Audebert 2006). Hasil-hasil penelitian untuk melihat toleransi tanaman terhadap gejala keracunan besi telah banyak dilakukan pada larutan hara di rumah kaca dengan metode yang berbeda-beda terutama konsentrasi Fe dalam larutan hara dan lamanya tanaman diberi cekaman Fe serta adanya perbedaan genotipe padi yang digunakan. Dorlodot et al. (2005), menggunakan konsentrasi Fe 125-500 ppm Fe (FeSO4), pH 4.5, lama stres 4 minggu, sedangkan Kpongor (2003) menggunakan konsentrasi Fe 1000-3000 ppm Fe (FeSO ), pH = 5.0, lama stres Fe sampai 4 hari. Hasil penelitian Dorlodot et al. (2005) menunjukkan bahwa konsentrasi 250
21
ppm Fe atau lebih dapat digunakan untuk membedakan toleransi tanaman padi, karena terlihat jelas gejala keracunan Fe (bronzing), penurunan pertumbuhan dan ketahanan tanaman dalam waktu stres selama 4 minggu. Menurut Kpongor (2003), konsentrasi 2000 ppm Fe dalam waktu stres Fe 3 hari dapat digunakan untuk melihat perbedaan varietas toleran dan peka pada media agar+larutan hara. Berdasarkan hal tersebut diatas untuk mendapatkan konsentrasi besi dalam larutan hara yang dapat membedakan sifat kepekaan atau toleransi terhadap keracunan besi dari gejala yang ditunjukkan tanaman perlu dilakukan dengan menggunakan genotipe padi yang biasa digunakan atau banyak digunakan di Indonesia. Penelitian ini bertujuan untuk : 1) mempelajari pengaruh konsentrasi Fe dalam media larutan terhadap gejala keracunan besi dan pertumbuhan tanaman, 2) mendapatkan konsentrasi Fe dalam media larutan yang mengakibatkan keracunan Fe dengan kriteria berat, sedang dan ringan. Metode Penelitian Penelitian dilaksanakan di rumah kaca University Farm Cikabayan, dan di laboratorium Research Group of Crop Improvement (RGCI), Institut Pertanian Bogor mulai bulan Mei sampai dengan Juli 2010. Media percobaan menggunakan larutan hara Yoshida yang dimodifikasi konsentrasi Fe dan pH dalam larutannya (Dorlodot et al., 2005; Asch et al. 2005). Konsentrasi hara makro dan mikro media larutan yang digunakan adalah sebagai berikut : 40 ppm N (NH4NO3), 10 ppm P (NaH2 PO4·2H2O), 40 ppm K (K2SO4), 40 ppm Ca (CaCl2), 40 ppm Mg (MgSO4·7H2O),
0.5
ppm
Mn
(MnCl2·4H2O),
0.05
ppm
Mo
((NH4)6·Mo7O24·4H2O), 0.2 ppm B (H3BO3), 0.01 ppm Zn (ZnSO4·7H2O), 0.01 ppm Cu (CuSO4·5H2O), 2 ppm Fe (FeSO4. 7H2O). Untuk mendapatkan
kisaran konsentrasi Fe dalam larutan yang
menyebabkan gejala keracunan besi yang ringan-sangat berat
telah dilakukan
penelitian pendahuluan. Padi IR.64 dan Margasari diberi cekaman Fe pada kisaran konsentrasi yang luas (0-1000 ppm Fe). Hasil penelitian setelah 2 minggu diberi cekaman Fe menunjukkan perlakuan konsentrasi Fe > 600 ppm menyebabkan
22
tanaman padi IR 64 dan Margasari mati, sehingga untuk perlakuan Fe dalam penelitian ini maksimum pada level 600 ppm. Penelitian merupakan percobaan faktorial dua faktor yaitu Faktor 1 adalah Konsentrasi Fe dalam media larutan hara : 1) kontrol (2 ppm Fe), 2) 50 ppm Fe, 3) 100 ppm Fe, 4) 200 ppm Fe, 5) 400 ppm Fe, 6) 600 ppm Fe. Faktor 2 adalah Genotipe padi : 1) IR 64 (peka), 2) Margasari (moderat). Setiap perlakuan (satuan percobaan) di ulang 3 kali yang disusun dalam Rancangan Acak Kelompok (RAK). Media tumbuh menggunakan pot plastik (PVC) yang mempunyai volume ± 1200 ml (diameter 7.5 cm dan panjang 23 cm), pot plastik diisi dengan larutan sebanyak 1000 ml yang mengandung hara dan Fe sesuai perlakuan, permukaan pot ditutup untuk meminimalkan masuknya oksigen dan evaporasi pada media larutan. Padi disemai dalam bak pasir yang diberi larutan hara Yoshida (1/2 konsentrasi, pH 5.0). Padi umur semai 14 hari dipindahkan dalam kultur larutan, setelah aklimatisasi selama satu minggu pada larutan hara Yoshida dengan konsentrasi Fe 2 ppm pada pH 4.5. Setelah satu minggu diberi Fe sesuai dengan perlakuan pada pH 4.0. Kekurangan volume larutan ditambah setiap hari dengan larutan yang sama. Kultur larutan diperbaharui setiap seminggu sekali (Gambar 3.1).
(a)
(b)
(c)
Gambar 3.1. Pelaksanaan kegiatan penelian di rumah kaca : (a) persemaian padi di bak pasir, (b) bibit padi umur 14 hari yang dipindahkan dalam pot plastik (PVC) dan diaklimatisasi selama 7 hari, (c) tanaman padi yang telah diberi perlakuan Fe dan ditumbuhkan selama 4 minggu
23
Pengamatan skor keracunan besi dilakukan seminggu sekali sampai umur tanaman 4 minggu, berdasarkan gejala keracunan pada tanaman dan daun menurut standar IRRI-INGER (1996), Asch et al. (2005) dan Aung (2006) yang dimodifikasi (Tabel 3.1). Tabel 3.1. Skor gejala keracunan besi pada tanaman padi Skor keracunan Fe
Daun keracunan Fe (%)
Tingkat cekaman
1
0
2
1-9
3
10-29
Ringan
5
30-49
Sedang
7
50-69
Agak berat
9
70-89
Berat
10
90-100
Tidak ada Sangat ringan
Sangat berat
Sumber : IRRI-INGER (1996), Asch et al. (2005); Aung (2006)
Pengamatan gejala keracunan besi dilakukan pada umur tanaman 1-4 minggu pada daun padi yang telah berkembang penuh. Selain gejala keracunan besi dilakukan juga pengamatan terhadap panjang akar, bobot akar, bobot tajuk, jumlah anakan, dan kadar Fe tajuk setelah tanaman berumur 4 minggu setelah tanam. Hasil dan Pembahasan Skor Keracunan Fe dan Kadar Fe Tanaman Hasil analisis ragam menunjukkan varietas berbeda nyata pada skor gejala keracunan Fe umur 2 minggu dan kadar Fe tanaman, sedangkan skor keracunan Fe tanaman umur 1, 3 dan 4 minggu tidak nyata dipengaruhi oleh varietas. Konsentrasi Fe dalam larutan hara berpengaruh nyata terhadap skor gejala keracunan Fe 1-4 minggu dan kadar Fe tanaman. Tidak terjadi interaksi antara varietas dengan konsentrasi Fe dalam larutan hara terhadap skor keracunan besi. Interaksi antara varietas dan konsentrasi Fe dalam larutan hara hanya terjadi pada kadar Fe dalam jaringan tanaman (Tabel 3.2).
24
Tabel 3.2. Analisis ragam pengaruh konsentrasi Fe (0-600 ppm Fe) dan varietas padi (IR 64 dan Margasari) terhadap skor keracunan Fe dan kadar Fe tanaman Skor Sumber Keragaman keracunan Fe (Minggu-1) Varietas (V) tn Konsentrasi Fe (K) ** K*V tn
Parameter pengamatan Skor Skor Skor Kadar Fe keracunan Fe keracunan Fe keracunan Fe tanaman (Minggu-2) (Minggu-3) (Minggu-4) ** tn tn ** ** ** ** ** tn tn tn **
Keterangan : tn = tidak nyata, ** = berpengaruh sangat nyata
Pengamatan skor gejala keracunan besi menunjukkan semakin tinggi konsentrasi besi dalam larutan semakin tinggi tingkat keracunan Fe pada tanaman (Gambar 3.2). 2 ppm Fe 100 ppm Fe 400 ppm Fe
50 ppm Fe 200 ppm Fe 600 ppm Fe
2 ppm Fe 100 ppm Fe 400 ppm Fe
11 Skor keracuan Fe
Skor keracunan Fe
11
50 ppm Fe 200 ppm Fe 600 ppm Fe
9 7 5 3
9 7 5 3 1
1 1
2
3
4
Waktu pengamatan (minggu)
IR. 64
1
2
3
4
Waktu pengamatan (minggu)
Margasari
Gambar 3.2. Pengaruh konsentrasi Fe dalam larutan terhadap skor keracunan Fe varietas IR 64 dan Margasari
Tingkat
keracunan Fe varietas Margasari lebih rendah dibandingkan
varietas IR 64 terutama pada konsentrasi 200 dan 400 ppm Fe pada pengamatan minggu kedua.
Kedua varietas pada konsentrasi
600 ppm Fe mengalami
keracunan besi
yang berat (skor 9-10) pada pengamatan minggu ketiga dan
keempat. Skor gejala keracunan besi yang diamati selama 4 minggu setelah diberi perlakuan Fe pada varietas IR 64 (Gambar 3.2) menunjukkan pada konsentrasi rendah (0-100 ppm) tidak terjadi peningkatan keracunan besi secara tajam sampai 4 minggu. Sedangkan pada konsentrasi yang lebih tinggi (200-600 ppm) pada
25
minggu ke 2 terjadi peningkatan yang tajam mendekati skor 9-10, namun pada minggu berikutnya terjadi pelandaian terutama pada konsentrasi 400 dan 600 ppm Fe. Pada varietas Margasari peningkatan skor gejala keracunan besi secara tajam terjadi pada minggu ke 3 terutama pada konsentrasi besi lebih tinggi (200-600 100 ppm Fe dalam larutan hara menunjukkan gejala
ppm). Pada konsentrasi
keracunan besi yang lebih tinggi dibandingkan kontrol terutama pada minggu kedua sampai minggu ke empat (Gambar 3.2). Untuk mengetahui konsentrasi besi yang menyebabkan gejala keracunan besi pada tanaman pada kategori ringan, sedang, dan berat
dilakukan analisis
regresi. Analisis regresi dilakukan pada pengamatan gejala keracunan besi 4 minggu setelah perlakuan Fe. Untuk varietas IR 64 diperoleh persamaan regresi Y = 0.022X + 1.849, dimana konsentrasi Fe dalam larutan yang menyebabkan 3) adalah
gejala keracunan Fe yang ringan (skor
52 ppm Fe,
gejala
keracunan Fe sedang (skor = 5) = 143 ppm Fe, keracunan Fe agak berat (skor = 7) = 234 ppm Fe, dan gejala keracunan Fe yang berat (skor
9) adalah
325 ppm
Fe (Gambar 3.3).
Skor keracunan Fe
IR. 64 11
Y= 0.022X + 1.849 R² = 0.904**
9 7 5 3 1 0
100
200
300
400
Konsentrasi Fe larutan (ppm) Gambar 3.3. Hubungan konsentrasi Fe dalam larutan dengan skor keracunan Fe umur 4 minggu pada varietas IR 64
Pada varietas Margasari diperoleh persamaan regresi Y = 0.020X + 1.843, dimana konsentrasi Fe dalam larutan yang menyebabkan gejala keracunan Fe yang ringan (skor
3) adalah
58 ppm Fe, gejala keracunan Fe sedang (skor
= 5) = 158 ppm Fe, keracunan Fe agak berat (skor = 7) = 258 ppm Fe, dan gejala keracunan Fe yang berat (skor
9) adalah
358 ppm Fe (Gambar 3.4).
26
Skor keracunan Fe
Margasari 11
y = 0.020x + 1.841 R² = 0.915**
9 7 5 3 1 0
100
200
300
400
Konsentrasi Fe larutan (ppm) Gambar 3.4. Hubungan konsentrasi Fe dalam larutan dengan skor keracunan Fe umur 4 minggu pada varietas Margasari
Berdasarkan persamaan regresi Gambar 5 dan 6 konsentrasi besi dalam larutan
yang menyebabkan gejala keracunan besi yang sama pada varietas
Margasari lebih tinggi dibandingkan varietas IR 64. Peningkatan konsentrasi besi 45.5 ppm meningkatkan gejala skor keracunan besi 1 poin pada varietas IR 64, sedangkan pada varietas Margasari peningkatan konsentrasi besi 50 ppm meningkatkan skor gejala keracunan besi 1 poin. Diketahuinya
berapa konsentrasi
Fe dalam larutan yang dapat
menyebabkan keracunan besi yang ringan-berat pada padi dari hasil penelitian ini dapat digunakan sebagai dasar untuk seleksi varietas padi yang toleran atau agak toleran secara cepat sebelum ditanam di lapang. Menurut Ash et al. ( 2005), untuk menghindari adanya keragaman kondisi di lapang, seleksi genotipe toleran Fe dapat dilakukan pada kondisi yang terkontrol di rumah kaca menggunakan metode larutan hara. Hasil analisis kadar Fe jaringan tanaman padi menunjukkan semakin tinggi kadar Fe dalam larutan semakin tinggi kadar Fe dalam jaringan tanaman padi, hal ini sejalan dengan pengamatan skor keracunan besi pada tanaman yang semakin meningkat. Kadar Fe dalam jaringan tanaman padi varietas IR.64 lebih tinggi dibandingkan varietas Margasari terutama pada konsentrasi Fe dalam larutan 200-600 ppm Fe. Serapan Fe varietas IR.64 pada perlakuan konsentrasi 200-400 ppm Fe berkisar antara 7232-21517 ppm, sedangkan varietas Margasari berkisar antara 5616-13464 ppm (Gambar 3.5).
Kadar Fe tanaman (ppm)
27
22,000 20,000 18,000 16,000 14,000 12,000 10,000 8,000 6,000 4,000 2,000 0
21517
14683
7232
13464
7802 5616
IR64 Margasari
1718 212 1561 608 837 261
2
50
100
200
400
600
Konsentrasi Fe dlm larutan (ppm)
Gambar 3.5. Kadar Fe jaringan tanaman padi varietas IR 64 dan Margasari yang diberi perlakuan Fe
Keracunan besi pada padi disebabkan tingginya kadar Fe dalam jaringan tanaman, yang berbeda-beda tergantung varietas atau kepekaan tanaman. Menurut Sahrawat (2000) batas kritis kadar Fe dalam tanaman yang menyebabkan keracunan besi berkisar antara 300-500 ppm, sedangkan hasil penelitian Nozoe et al. (2008) batas kritis keracunan besi berkisar antara 500-2000 ppm Fe. Mekanisme keracunan besi dimulai dari meningkatnya permeabilitas sel-sel akar terhadap ion Fe2+ seiring dengan meningkatnya proses
reduksi Fe di daerah
perakaran tanaman, sehingga penyerapan ion ferro meningkat pesat. Reduksi Fe3+ yang terjadi di daerah perakaran secara terus menerus menyebabkan rusaknya oksidasi Fe sehingga influks Fe2+ tidak terkendali masuk dalam perakaran padi (Makarim et al. 1989). Hasil-hasil penelitian menunjukkan kadar Fe dalam larutan yang menyebabkan keracunan Fe pada tanaman sangat beragam. Menurut Ash et al. (2005), kadar Fe dalam larutan yang menyebabkan keracunan bervariasi sangat luas berkisar antara 10-500 ppm Fe. Hasil penelitian Majerus et al. (2007) dan Mehraban et al. (2008) menunjukkan kadar Fe dalam larutan hara 250-500 ppm dengan pH 4.5-6.0 meningkatkan secara nyata kadar Fe dalam jaringan tanaman dan menunjukkan gejala keracunan Fe pada tanaman yang peka. Hasil penelitian Dorlodot et al. (2005) pada konsentrasi Fe dalam larutan hara > 250 ppm menunjukkan gejala keracunan besi dan menurunnya pertumbuhan tanaman.
28
Keracunan besi selain disebabkan tingginya kadar Fe larut dipengaruhi juga oleh pH larutan. Konsentrasi Fe dalam tanah yang menyebabkan keracunan besi bervariasi dengan pH dalam larutan tanah (Sahrawat 2004).
Batas kritis
konsentrasi Fe dalam larutan tanah yang menyebabkan keracunan besi adalah sekitar 100 ppm pada pH 3.7 dan 300 ppm atau lebih tinggi pada pH 5.0 (Sahrawat et al. 1996). Pertumbuhan Tanaman Hasil analisis ragam pertumbuhan tanaman menunjukkan varietas hanya berpengaruh nyata terhadap tinggi tanaman dan jumlah anakan, sedangkan terhadap
bobot kering tajuk, bobot kering akar, dan panjang akar tidak
berpengaruh nyata.
Konsentrasi Fe berpengaruh terhadap semua parameter
pertumbuhan tanaman (Tabel 3.3). Tabel 3.3. Analisis ragam pengaruh konsentrasi Fe pertumbuhan tanaman Sumber Keragaman Varietas (V) Konsentrasi Fe (K) K*V
Tinggi tanaman ** ** tn
dan varietas padi
Parameter pengamatan Jumlah BK BK Akar Anakan Tajuk * tn tn ** ** ** tn tn tn
terhadap
Panjang akar tn ** tn
Keterangan : tn = tidak nyata, * = berpengaruh nyata, ** = berpengaruh sangat nyata
Pengamatan agronomis tanaman menunjukkan tinggi, jumlah anakan dan bobot kering tanaman (tajuk) sangat dipengaruhi oleh konsentrasi Fe dalam larutan, semakin tinggi konsentrasi Fe semakin terhambat pertumbuhan tanaman baik pada varietas IR 64 maupun Margasari. Kadar Fe dalam larutan hara
50-
200 ppm Fe menyebabkan terhambatnya pertumbuhan tanaman varietas Margasari dan IR.64, yang ditunjukkan oleh menurunnya tinggi, jumlah anakan dan bobot kering tanaman, bahkan pada konsentrasi 600 ppm Fe menyebabkan tanaman padi mati padi umur 4 minggu. Varietas IR 64 mempunyai tinggi tanaman berkisar antara 26.7-51 cm, sedang varietas Margasari tinggi berkisar antara
33-50 cm. Rata-rata tinggi
varietas Margasari lebih tinggi (41.5 cm) dibandingkan IR.64 (35.5 cm). Tinggi tanaman dipengaruhi oleh konsentrasi Fe pada konsentrasi
50
ppm, pada
29
konsentrasi 50-600 ppm Fe tinggi tanaman berkisar antara 33.0-47.3 cm lebih rendah dari kontrol (50.0 cm) (Tabel 3.4). Jumlah anakan
tanaman yang terbentuk dipengaruhi oleh perbedaan
varietas, dimana varietas Margasari mempunyai anakan lebih banyak (3.7) dibandingkan varietas IR 64 (3.1). konsentrasi
Pembentukan anakan terhambat pada
100 ppm Fe, pada konsentrasi 100-600 ppm Fe jumlah anakan
berkisar antara 2.0-3.3 lebih rendah dari kontrol (6.0) (Tabel 3.4). Tabel 3.4. Pengaruh konsentrasi Fe dalam larutan dan varietas padi terhadap tinggi dan jumlah anakan tanaman Konsentrasi Fe (ppm) Kontrol 50 100 200 400 600 Rata-rata
Tinggi (cm) IR 64 51.0 40.3 38.3 28.0 28.7 26.7 35.5 b
Margasari 50.0 47.3 47.3 38.0 33.3 33.0 41.5 a
Rata-rata 50.5 a 43.8 b 42.8 b 33.0 c 31.0 c 29.9 c
Jumlah anakan IR 64 6.0 4.3 2.3 2.0 2.0 2.0 3.1b
Margasari 6.0 6.0 4.3 2.3 2.0 2.0 3.7 a
Rata-rata 6.0 a 5.2 a 3.3 b 2.0 c 2.0 c 2.0 c
Keterangan : angka yang diikuti huruf yang sama pada kolom atau baris yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata uji DMRT pada = 5%
Konsentrasi Fe dalam larutan mempengaruhi bobot kering tajuk tanaman, semakin tinggi konsentrasi Fe semakin rendah bobot kering tajuk tanaman padi. Perbedaan varietas tidak mempengaruhi bobot kering tajuk tanaman, rata-rata bobot kering tajuk varietas IR 64 dan Margasari 1.20 g (Tabel 3.5). Tabel 3.5. Pengaruh konsentrasi Fe dalam larutan dan varietas padi terhadap bobot kering tajuk (g) Konsentrasi Fe (ppm) Kontrol 50 100 200 400 600 Rata-rata
Varietas IR 64 2.69 1.68 1.29 0.81 0.39 0.34 1.20 a
Margasari 2.18 1.40 1.33 1.27 0.54 0.45 1.20 a
Rata-rata 2.44 a 1.54 b 1.31 bc 1.04 c 0.47 d 0.39 d
Keterangan : angka yang diikuti huruf yang sama pada kolom atau baris yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata uji DMRT pada = 5%
30
Konsentrasi Fe dalam larutan hara
50 ppm Fe mempengaruhi bobot
kering tajuk tanaman padi, pada konsentrasi 50-600 ppm Fe bobot kering tajuk berkisar antara 0.39-1.54 g lebih rendah dari kontrol (2.44 g). Pada konsentrasi 400 ppm Fe menyebabkan pertumbuhan tanaman sangat terhambat, sehingga bobot kering tajuk tanaman lebih rendah dari perlakuan konsentrasi < 400 ppm Fe (Tabel 3.5). Bobot kering akar seperti halnya bobot tajuk tanaman sangat dipengaruhi oleh perlakuan konsentrasi Fe, semakin tinggi konsentrasi Fe semakin terhambat pembentukan akar tanaman. Konsentrasi 50 ppm Fe sudah mempengaruhi bobot akar tanaman. Perlakuan konsentrasi 50-600 ppm Fe menurunkan bobot akar dari 0.51 g (kontrol) menjadi 0.07-0.35 g (Tabel 1.6). Panjang akar seperti halnya bobot akar dipengaruhi oleh perlakuan Fe. Berbeda dengan bobot akar, panjang akar mulai terpengaruh pada konsentrasi
200 ppm Fe. Pada konsentrasi 200-
600 ppm Fe panjang akar berkisar antara 10.2-12.4 cm lebih pendek dari perlakuan kontrol (14.3 cm) (Tabel 3.6). Tabel 3.6. Pengaruh konsentrasi Fe dalam larutan dan varietas padi terhadap bobot kering dan panjang akar Konsentrasi Fe (ppm) Kontrol 50 100 200 400 600 Rata-rata
Bobot akar (g) IR 64 0.56 0.37 0.28 0.14 0.09 0.07 0.25 a
Margasari 0.47 0.33 0.26 0.23 0.12 0.07 0.24 a
Ratarata 0.51 a 0.35 b 0.27 bc 0.19 cd 0.11 de 0.07 e
Panjang akar (cm) IR 64 14.1 13.5 13.7 10.9 11.5 9.6 12.3 a
Margasari 14.4 12.5 12.4 13.9 12.5 10.7 12.7 a
Ratarata 14.3 a 13.0 ab 13.2 ab 12.4 b 12.0 b 10.2 c
Keterangan : angka yang diikuti huruf yang sama pada kolom atau baris yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata uji DMRT pada = 5%
Hasil penelitian yang telah dilakukan menunjukkan tanaman mulai keracunan besi pada umur tanaman 2 minggu setelah perlakuan Fe.
Menurut
Audebert (2006), besi ferro yang diserap tanaman dan terkonsentrasi pada daun mengakibatkan perubahan warna pada daun,
mengurangi jumlah anakan dan
secara nyata mengurangi hasil. Penurunan hasil padi karena keracunan besi juga disebabkan karena terganggunya proses metabolisme di dalam tanaman yang
31
berakibat terjadinya perubahan karakter agronomi maupun fisiologi dari tanaman padi. Gejala
keracunan besi pada tanaman ditunjukkan dengan menurunnya
tinggi tanaman, berkurangnya anakan, berkurangnya klorofil tanaman (Fageria et al., 2008). Tanaman yang keracunan besi akarnya menjadi sedikit, kasar, pendek dan tumpul, berwarna coklat gelap (Sahrawat, 2004; Fageria et al., 2008). Dengan meningkatnya stres keracunan besi daun tanaman menjadi coklat keunguan, diikuti dengan pengeringan daun dan tanaman terlihat seperti terbakar (hangus) (Sahrawat, 2004). Korelasi Antara Gejala Keracunan Fe dan Pertumbuhan Tanaman Hasil analisis korelasi menunjukkan skor gejala keracunan besi berkorelasi nyata dengan kadar Fe tanaman dan berkorelasi negatif nyata dengan pertumbuhan tanaman. Kadar Fe dalam jaringan tanaman juga berkorelasi negatif nyata dengan pertumbuhan tanaman. Nilai korelasi antara skor keracunan besi dengan pertumbuhan tanaman semakin meningkat mulai pengamatan minggu ke 2 sampai minggu ke 4, kecuali dengan panjang akar korelasi semakin menurun dengan waktu pengamatan skor Fe (Tabel 3.7). Tabel 3.7.
Korelasi antara skor keracunan Fe dengan kadar Fe tanaman pertumbuhan tanaman Variabel
Kadar Fe tanaman
Tinggi
Jumlah Anakan
Bobot Tajuk
Bobot Akar
dan
Panjang akar
Skor keracunan Fe Minggu-1
0.910**
-0.687** -0.630** -0.759** -0.738** -0.691**
Skor keracunan Fe Minggu-2
0.936**
-0.798** -0.759** -0.859** -0.823** -0.681**
Skor keracunan Fe Minggu-3
0.887**
-0.781** -0.816** -0.873** -0.844** -0.596**
Skor keracunan Fe Minggu-4
0.844**
-0.815** -0.815** -0.840** -0.851** -0.590**
Kadar Fe tanaman
1.000
-0.771** -0.654** -0.778** -0.754** -0.692**
Keterangan : ** = berkorelasi sangat nyata
Hasil
analisis korelasi ini menunjukkan semakin tinggi skor gejala
keracunan besi ataupun kadar Fe tanaman semakin terhambat pertumbuhannya. Tingkat keracunan besi pada tanaman sendiri disebabkan tingginya kadar besi dalam tanaman, yang ditunjukkan dari persamaan regresi kadar Fe tanaman dengan tingkat keracunan besi. Tingkat keracunan besi dan kadar Fe dalam tanaman
32
berhubungan dengan konsentrasi Fe dalam larutan hara. Semakin tinggi kadar Fe dalam larutan semakin meningkat gejala keracunan besi dan kadar Fe pada tanaman (Gambar 3.1-3.3).
Keracunan besi pada tanaman menyebabkan
terhambatnya pertumbuhan tanaman (Tabel 3.4-3.6). Hasil-hasil penelitian lain juga menunjukkan semakin tinggi konsentrasi Fe dalam larutan semakin tinggi kemungkinan keracunan besi pada tanaman. Keracunan besi pada padi
dapat menurunkan hasil padi 12-100 %
(Sahrawat 2000; Sahrawat et al. 2004; Sahrawat 2010). Hasil-hasil penelitian menunjukkan skor gejala keracunan besi maupun kadar
besi dalam tanaman
berkorelasi negatif dengan pertumbuhan tanaman dan hasil padi. Hasil penelitian Mehraban et al. (2008) menunjukkan banyaknya kadar besi pada tanaman berkorelasi negatif dengan pertumbuhan tanaman. Sedangkan hasil penelitian Audebert (2006) dan Suhartini dan Makarim (2009) menunjukkan skor gejala keracunan besi berkorelasi negatif dengan hasil padi. Tingkat keracunan besi dan hasil gabah selain dipengaruhi oleh kondisi lingkungan juga tergantung kepekaan atau toleransi varietas yang ditanam. Hasil penelitian Sahrawat (2000), dan Sahrawat dan Audebert (2000) hasil padi yang tinggi bersesuaian secara fisiologi dengan sifat toleransi terhadap keracunan besi. Selain itu hasil penelitian Suhartini dan Makarim (2009) pada lahan sawah bermasalah keracunan Fe, menggunakan varietas yang peka seperti IR.64 memperlihatkan gejala keracunan besi yang berat dengan hasil gabah yang sangat rendah (0.8 t/ha), sedangkan varietas untuk lahan pasang surut yang agak toleran besi seperti Dendang dan Banyu Asin memberikan hasil gabah 2.6 t/ha dan 2.1 t/ha. Hasil penelitian Sutami et al. (2003) di lahan pasang surut bergambut menunjukkan varietas Dendang dan Banyu Asin memberikan hasil gabah yang lebih tinggi yaitu 3.60 t/ha dan 3.61 t/ha. Kesimpulan 1. Semakin tinggi konsentrasi besi dalam larutan hara dan semakin lama waktu cekaman Fe semakin tinggi gejala keracunan besi pada padi. Keracunan besi menyebabkan
terhambatnya pertumbuhan tanaman padi.
33
2. Kadar besi pada dalam jaringan tanaman varietas IR 64
lebih tinggi
dibandingkan varietas Margasari. 3. Konsentrasi Fe dalam larutan yang menyebabkan gejala keracunan Fe pada varietas IR 64 dapat dikelompokkan dengan kriteria ringan (skor
3) =
52
ppm Fe, sedang (skor = 5) = 143 ppm Fe, agak berat (skor = 7) = 234 ppm Fe, dan gejala keracunan Fe berat (skor
9) =
325 ppm Fe.
Daftar Pustaka Asch F, Becker M, Kpongor DS. 2005. A quick and efficient screen for tolerance to iron toxicity in lowland rice, J. Plant Nutr. Soil Sci. 168: 764–773. Audebert A, Sahrawat KL. 2000. Mechanisms for iron toxicity tolerance in lowland rice. J. Plant Nutr. 23:1877-1885. Audebert A. 2006. Iron partitioning as a mechanism for iron toxicity tolerance in lowland rice. In : Audebert. A.. L.T. Narteh. D. Millar, B. Beks (Eds). Iron Toxicity in Rice-Based System in West Africa. Africa Rice Center (WARDA). pp: 34-46. Aung T. 2006. Physiological mechanisms of iron toxicity tolerance in lowland rice. Thesis Institute of Crop Science and Resource Conservation (INRES). Department of Plant Nutrition. 76p. Becker M, Asch F. 2005. Iron toxicity in rice-condition and management concept. J. Plant Nutr. Soil Sci. 168:558-573. Dorlodot S, Lutts S, Bertin P. 2005. Effect of ferrous iron toxicity on the growth and mineral competition of and interspecific rice. J. Plant Nutr. 28:1-20. Fageria, NK, Santos AB, Barbosa FMP, Guimaraes CM. 2008. Iron Toxicity in Lowland Rice. J. Plant Nutr. 31: 1676–1697. IRRI-INGER. 1996. Standar Evaluation System for Rice. Ed. 4 th. International Rice Research Institute-International Network Genetic Evaluation Research. Manila, Phillippines. 52p. Majerus V, Bertin P, Lutts S. 2007. Effects of iron toxicity on osmotic potential, osmolytes and polyamines concentrations in the African rice (Oryza glaberrima Steud.). Plant Science. 173: 96–105. Makarim AK, Sudarman O, Supriadi H. 1989. Status hara tanaman padi berkeracunan Fe di daerah Batumarta, Sumatera Selatan. Penelitian Pertanian. 9:166-170. Nozoe T, Agbisiti R, Fukuta Y, Rodriguez R, Yanagihara S. 2008. Characteristics of iron tolerant rice lines developed at IRRI under field conditions. JARQ. 42:187-192. Mehraban P, Zadeh AA, Sadeghipour HR. 2008. Iron toxicity in rice (Oryza sativa L.) under different potassium nutritiom. Asian J. of Plant Sci. 1-9.
34
Peng XX, Yamauchi M. 1993. Ethylene production in rice bronzing leaves induced by ferrous iron. Plant Soil. 149:227–234. Sahrawat K, Mulbah CK, Diatta S, DeLaune RD, Patrick WH, Singh BN, Jones MP. 1996. The role of tolerant genotypes and plant nutrients in the management of iron toxicity in lowland rice. J. Agric. Sci. 126:143–149. Sahrawat KL. 2000. Elemental composition of the rice plant as affected by iron toxicity under field conditions. Comm. Soil Sci. Plant Anal. 31:2819-2827. Sahrawat KL. 2004. Iron toxicity in wetland rice and the role of other nutrients. J. of Plant Nutrition. 27:1471–1504. Sahrawat K.L. 2010. Reducing iron toxicity in lowland rice with tolerant genotipes and plant nutrition. Plant Stress. 4:70-75. Suhartini T. 2004. Perbaikan varietas padi untuk lahan keracunan Fe. Bul. Plasma Nutfah. 10:1-11. Suhartini T, Makarim AK. 2009. Teknik seleksi genotipe padi toleran keracunan besi. J. Penelitian Pertanian Tanaman Pangan. 28:125-130. Sutami, Azzahra F, Imberan M. 2003. Penampilan dua belas galur padi terpilih dan hasil persilangan dan introduksi di lahan pasang surut bergambut. Bul. Agronomi. 31:89-93.
