RESPON KONDUKTANSI STOMATA DAN POTENSIAL AIR DAUN ANAKAN BAYUR (Pterospermllm javal1iclIlJI Jungh.), DAMAR (Shorea javal1ica Koord. & Valeton.), DUKU (LansitltlJ dOlJlestUlltI1 Corr.), KARET (Hevea brasiliensis Muell.Arg) DAN PULAI (Alstol1ia scholaris (L.) R. Br.) TERHADAP KONDISI STRES AIR
.'
ENDRI MARTINI E01496081
PROGRAM STUDI PEMBINAAN RUTAN JURUSAN MANAJEMEN RUTAN FAKULTASKERUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2001
"Sesungguhnya dalam penciptaan langit dan bumi, silih bergantinya malam dan siang, bahtera yang bedayar di laut membawa apa yang berguna bagi manusia, dan apa yang Allah turunkan dari langit berupa air, lalu dengan air itu Dia hidupkan bumi sesudah mati (kering)-nya dan dia sebarkan di bumi itu segala jenis hewan, dan pengisaran angin dan awan yang dikendalikan antara langit dan bumi; sungguh (terdapat) tanda-tanda (keesaan dan kebesaran Allah) bagi kaum yang memikirkan (AI Baqarah:164)."
Untuk
MAMAH DAN BAPAK "Terima kasih telah membuat Lembaran Putih menjadi penuh dengan tulisan."
ltu
CATATAN TAHUN
2001
Tahun 2001... Saat ini hampir separuh hutan Indonesia telah parak poranda. Dari hari ke hari, nafsu setan yang rnerasuki jiwa manusia semakin rnembutakan manusia akan pentingnya fungsi hutan.
Kondisi krisis moneter dan goncangnya kestabilan politik Indonesia menyebabkan perekonomian Indonesia semakin terpuruk, walaupun sebagian orang sepertinya tidak peduli dengan keterpurukan tersebut. Hal ini serna kin memacu nafsu manusia untuk mengeksploitasi hutan Indonesia yang sungguh kaya dengan jenis-jenis kayu komersil dunIa, tanpa memikirkan konsekuensi yang akan ditanggung oleh setiap insan di dunia ini.
Hujan yang turun terus-menerus di awal tahun ini diikuti dengan musibah banjir dan tanah longsor di berbagai tempat telah banyak menelan korban. Eksploitasi hutan tanpa batas merupakan salah satu penyebab semua ini, tapi tetap sedikit sekali manusia yang menyadari hal itu, walau Tuhan telah memperingatkan dengan bencana alam yang sungguh mengerikan.
Tahun 2001... Walaupun masih terlihat hamparan hijau di ben tang an khatulistiwa, entah apa yang akan terjadi 10 tahun, 50 tahun at au 100 tahun mendatang. Mungkin saat Saudara rnernbaca catatan ini, kondisi hutan Indonesia sudah berubah. Entah apakah rnenjadi lebih baik ataukah bertambah buruk ... Aku hanya berharap semoga hutan Indonesia dengan megabiodiversity-nya tidak berubah menjadi padang pasir yang hanya ditumbuhi oleh xerophyt_ ya _ SEMOGA. __ _
End?-i Martini
@ -JuQi 2001-
ABSTRACT
ENDRI MARTINI. E01496081. Stomata Conductance and Leaf Water Potential Response of forest tropical seedlings to Water Stress Condition. (Under Supervisory of PRIJANTO PAMOENGKAS and GREGOIRE VINCENT) \Vater is one of the most important factors that can influence the plant growth under agroforest ecosystem. In most cases, agroforests was built in an open area that has big potential to caused water stress. Increased light level, higher temperature, and lower relative humidity imply higher
evaporative demand (and potentially higher water losses), leading to higher chances of water stress. Water stress is a natural phenomenon which happened when the availability of soil water become lower and can cause the decrease of leaf water potential on plant grown there.
The objective of this study is to assess how different tree seedlings will respond to water stress. The susceptibility of plants to low water potential varies among species, in particular for relations between gas exchange and leaf water potential. Bayur (PterospemJutn javallicutn Jungh.), Damar (Shoreo jovollico Koord. & Valeton.), Duku (Lansit"" domestict(1J/ Carr.), Karet (Hevea brasilieJlsis Muell. Arg.)
and Pulai (Als/ol1ia scholaris (L.) R. Br.) are the five considered species that were used in this study, which have an economical interest and are commonly cultivated in mUlti-species complex agroforest in Indonesia Growth response parameters (i.e. height, diametre, number of leaves, leaf area, root shoot ratio and shoot water content), stomatal morphological response parameters (i.e. the number of stomata and the size of stomata), and the plant physiological response parameters (i.e. stomatal conductance, leaf water potential at morning, soil water content and the leaf water status) were measured. The water status data (i.e. osmotic potential, relative water content at zero turgor, and maksimum bulk modulus elasticity) were estimated with the PV -curve methode with Plateau Effect Correction. Light intensity, temperature and relative humidity of the glass house were also measured with the data logger, and this environmental factors were used specially for the supporting data in detennining the protocol for stomatal conductance measurement. Stomata conductance and leaf water potentials were decreasing with the depletion of soil water content, though the response of stomata conductance to soil water depletion has different pattern with the response of stomata conductance to the decreased of leaf water potential. Amongst the five species that were observed, only Damar that showed the more progressive stomata conductance, this is such an advantage for Damar because it can controlled the rate of transpiration without causing a drastic decreased in photosynthetic rate. And Damar also has much higher (i.e. less negative) leaf water potential at threshold point on leaf water potential-soil water content relationship, compared to the others species.
This research explained how the level of plant tolerance to light stress cannot be the basic state to assess species stomata conductance and leaf water potential acclimation in plant under water stressed condition. The climatic condition on the site where the research took place caused stomata
conductance and leaf water potential response in Bayur (light-demander) and Karet (light-tolerance) on the stressed plants were lower than those on the unstressed plants, and this is only happened under a
very low soil water content (i.e. 10-20%). While on Damar (light-demander), Duku (shade-tolerance) and Pulai (light-tolerance) the response of stomata conductance and leaf water potential were lower on the unstressed plants than the stressed plants, under a very low soil water content.
Stomata conductance could not yet be the best indicator to assess tropical plant tolerance level to water stress condition.
Strategic characteristics of stomata opening adjustment on water stress
condition could not yet be categorized by plant successional status, because each tropical plant has a
very unique and complex physiological (e.g. osmotic, adjustment at full and zero turgor) and morphological (e.g. number of stomata, size of stomata, total leaf area, root shoot ratio, aud maximum tissue elasticity) characteristics. Maybe the root characteristic, plant translocation acclimation process on water stress condition, and the value of slope on leaf water potential-soil water content curve after plant reach the threshold point could show much clear plant tolerance level on water stress condition than stomata conductance acclimation response.
RlNGKASAN
ENDRI MARTINI. E01496081. Respon Konduktansi Stomata dan Potensial Air Daun Anakan Bayur (Pte>vspenrulln jamniam Jungh.), Damar (Shorea jarnnica Koord. & Valeton.), Duku (Lansium danestiam Corr.), Karet (Hemt brasiliensis Muell.Arg) dan Pulai (Alstonia sdxJlaris (L.) R. Br.) terhadap Kondisi Stres Air. (Di bawah bimbingan PRlJANTO PAMOENGKAS DAN GREGOIRE VINCENT.) Bayur, Damar, Karet, Pulai dan Duku termasukjellis tumbuhan yang banyak terdapat di hutan Iropis dan memiliki potensi yang cukup tinggi untuk dikembangkan pada agr%rest di Indonesia. Kelima jenis tumbuhan tersebut merupakan kombinasi jenis-jenis yang taleran dan intoleran terhadap
naungan dan mungkin juga terhadap stres air.
Penerapan agrojoreSl1y cenderung dilakukan di
kawasan terbuka yang memiliki potensi menyebabkan stres air yang cukup tinggi pada tumbuhan yang ditanam di areal terse but dibandingkan kawasan berhutan. Hal iui mengakibatkan stres air menjadi
salah satu pembatas penentuan pola tanam serta sistem pengelolaan struktur tegakan agr%rest. Stomata melalui konduktansinya, pada proses pertukaran gas, memiliki peranan dalam penentuan
karakteristik respon tanaman pada kondisi sires air. Karakteristik potensial air daun tumbuhan juga dapat menjelaskan kemampuan tanaman dalam mentoleransi stres air. Informasi tentang karakteristik respon konduktansi stomata dan potensial air daun anakan tanaman hutan tropis (Bayur, Damar, Duku,
Pulai dan Karer) pada kondisi sires air diharapkan akan berguna dalam pengkomposisian jenis pada agroforesl. Penelitian ini secara umum bertujuan untuk mempelajari perbedaan karakteristik respon konduktansi stomata dan potensial air daun anakan tanaman hutan tropis pada kondisi stres air, dan hubungannya dengan penentuan tingkat toleransi suatu jenis tanaman terhadap kondisi stres air. Sedangkan secara khusus, penelitian ini bertujuan mengetahui perbedaan aklimasi respon konduktansi stomata anakan Bayur, Damar, Duku, Karet dan Pulai pada kondisi stres air berdasarkan status suksesi dan toleransi stres cahaya masing-masing jenis tanaman.
Pengambilan data dilakukan di rumah kaca SEAMEO-BIOTROP Tajur, Bogor dan Laboratorium ICRAF Sindangbarang Bogor, dari mulai April sampai dengan Desember 2000. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah anakan tanaman Shorea javanica, Alstonia scholaris,
Pterospenmwl javanz'cum,
Hevea brasiliensis dari Klon GT-I dan Lansium domesticum, umur
tanaman berkisar antara 6-12 bulan yang ditanam dalam pot berukuran 30-50 liter dengan media tanam
campuran ranah dan kompos (3 :2). Peralatan yang digunakan adalah pot plastik berukuran 30-50 liter (30 liter untuk tanaman Bayur, Pulai, Damar, dan Duku; 50 liter untuk tanaman Karet), alat pengukur porensial air daun (Pressure
Cha>nbel~,
IRGA (InFa Red Gas Analyser)·PP System GRAS-I,
datalager CR IOX-Campbel, SWC-Thetaprabe type ML2X, individual PAR sensor, RH-T probe, alat
pengukur diameter tanaman Uangka sorong), alat pengukur tinggi tanaman (meteran), perlengkapan
laboratorium. (gelas ukur 100 ruL, timbangan, mikroskop (dengan grid lells), gelas preparat, oven, kantung plastik hitam, cutter, label, kawat berlapis plastik), Parameter yang diamati adalah parameter respon pertumbuhan (tinggi, diameter, jumlah daun, luas daun, rasio akar pucuk dan kandungan air pucuk), respon perubahan morfologi stomata Uumlah dan ukuran stomata), dan respon fisiologi tumbuhan (konduktansi stomata, potensial air daun pada
pagi hari, kandungan air tanah dan status air daun), Untuk data status air daun (potensial osmotik, kandungan air relatifpada turgor nol, dan elastisitas maksimumjaringan) diperoleh dari hasil estimasi
kurva tekanan-volume (kurva-PV) dengan koreksi Efek Plateau, Pengukuran intensitas cahaya, suhu dan kelembaban dilakukan pada lokasi penelitian, sebagai data pendukung dalam penentuan metode pengukuran konduktansi stomata. Konduktansi stomata dan potensial air daun kelima jenis anakan tanaman yang diamati
(8ayur, Damar, Duku, Karet dan Pulai) cenderung menurun dengan semakin menurunnya ketersediaan air tanah, walaupun respon konduktansi stomata terhadap penurunan kandungan air tanah dan terhadap penurunan potensial air daun memiliki pola yang berbeda. Penurunan konduktansi stomata pada kondisi stres air dilah.llkan tanaman untuk mencegah kehilangan air yang berlebih dari dalam tububnya serta untuk memelihara status air tanaman yang akan berpengaruh terhadap kelangsungan proses metabolisme dalam tubuh tanaman pada kondisi stres air. Sedangkan penurunan potensial air daun dilakukan tumbuhan diantaranya untuk meningkatkan daya serap air tumbuhan. Setiap jenis tanaman memiliki karakteristik respon konduktansi stomata yang khusus pada kondisi stres air. Di antara kelima jenis tanaman yang diamati hanya Damar yang menunjukkan respon konduktansi stomata lebih progresif dibandingkan keempat jenis tanaman lainnya, hal ini menguntungkan bagi Damar karena mengakibatkan Damar mampu mengendalikan laju transpirasi tanpa menyebabkan penurunan laju fotosintesis yang drastis.
Selain memiliki respon konduktansi stomata yang progresif, Damar juga
memiliki nilai potensial air daun pada titik ambang batas hubungan potensial air daun-kandungan air tanah yang lebih tinggi dibanding nilai potensial air daun keempatjenis tanaman lainnya. Penelitian kali ini menerangkan bahwa ternyata tingkat toleransi suatu jenis tumbuhan terhadap stres cahaya tidak dapat dijadikan sebagai dasar untuk menentukan aklimasi respon konduktansi stomata dan potensial air daun suatu jenis tumbuhan pada kondisi stres air. Hal ini terlihat
pada hasil penelitian yang menunjukkan bahwa pada kondisi klimatik lokasi penelitian konduktansi stomata dan potensial air daun Bayur (light-demander) dan Karet (light-toleran) Sires Air lebih rendah dibandingkan Bayur dan Karet Tak Sires pada ketersediaan air tanah yang cukup rendah (10-20%), sedangkan pada Duku (shade-toleran), Damar (light-demander) dan Pulai (light-toleran) memiliki respon konduktansi stomata yang lebih tinggi pada tanaman stres air dibandingkan tanaman tak stres pada ketersediaan air tanah yang rendah.
Konduktansi stomata belum tentu merupakan iniikator terbaik untuk menentukan tingkat toleransi tanaman hutan tropis terhadap kondisi stres air. Karakteristik strategi pengaturan pembukaan stomata terhadap kondisi stres air belum tentu dikategorikan berdasarkan status suksesi suatu
tumbuhan. Hal ini karena setiap tumbuhan, khususnya tumbuhan tropis, merniliki karakteristik fisiologi (pengaturan potensial osmotik pada turgor penuh dan turgor no I) dan morfologi (jumlah stomata per luas bidang pandang, ukuran stomata, total luas daun, nisbah akar pucuk, dan elastisitas
maksimum jaringan) yang kompleks dan unik. Mungkin karakteristik akar, aklimasi proses translokasi tumbuhan pada kondisi stres air, dan besar nilai kemiringan kurva hubungan antara potensial air daunkandungan air tanah setelah mencapai titik ambang batas lebih dapat menunjukkan tingkat toleransi tumbuhan terhadap kondisi stres air dibandingkan dengan aklimasi respon konduktansi stomata.
RESPON KONDUKTANSI STOMATA DAN POTENSIAL AIR DAUN ANAKAN BAYUR (Pterosper1l1t1111javalliculll Jungh.), DAMAR (Shoreajavallica Koord. & Valeton.), DUKU (Lansitl1l1 dOlllestictllJl Corr.), KARET (Hevea brasiliensis Muell.Arg) DAN PULAl (Alstonia scholmis (L.) R. Br.) TERHADAP KONDISI STRES AIR
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan pada Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor
ENDRI MARTINI E01496081
PROGRAM STUDl PEMBINAAN RUTAN JURUSAN MANAJEMEN RUTAN FAKULTASKERUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2001
