14
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Kondisi Umum Penanaman bayam dilakukan sebanyak tiga kali penanaman. Pertumbuhan tanaman bayam baik pada ketiga perlakuan interval pemberian hara.Tanaman dibudidayakan dalam bedengan aeroponik (Gambar 5).
Gambar 5. Bedengan Tanaman Suhu green house berkisar antara 240C-400C dan kelembaban udara berkisar antara 67%-83%. Larutan pada bak untuk bedengan dengan interval waktu pemberian larutan nutrisi satu menit sekali memilki pH berkisar antara 3.97–5.3 dan EC berkisar antara 1.84-2.3. Larutan pada bak untuk bedengan dengan pemberian larutan nutrisi nonstop memiliki pH berkisar antara 3.52-5.1 dan EC berkisar antara 2.03-4.6. Larutan pada bak untuk pemberian larutan nutrisi setengah menit memiliki pH berkisar antara 3.43-4.9 dan EC berkisar antara 1.994.81. Suhu larutan pada pukul 07.00-15.00 WIB pada bak larutan untuk pemberian nutrisi dengan interval waktu satu menit hidup dan satu menit mati berkisar antara 250C-280C. Suhu pada bak nutrisi dengan pemberian nutrisi nonstop berkisar antara 260C-290C. Suhu pada bak nutrisi dengan interval pemberian nutrisi setengah menit hidup dan setengah menit mati berkisar antara 250C-290C. Hal ini menunjukkan ketiga larutan nutrisi tersebut memiliki
15 kandungan oksigen berkisar antara 7.51 ppm-8.25 ppm (Nicklos dalam Jones, 2005). Interval pemberian larutan nutrisi satu menit hidup dan satu menit mati mengakibatkan akar cokelat pada tanaman bayam. Akar cokelat ini muncul pada hari ke-7 atau hari ke-8 setelah pemindahan tanaman dari pembibitan ke bedengan pembesaran (Gambar 6).
Gambar 6. Akar Bayam pada Awal Kemunculan Akar Cokelat
Bagian Akar Tanaman Bayam yang Berwarna Cokelat Bagian akar yang berwarna cokelat dilihat menggunakan mikroskop optik. Akar cokelat sebelum dilihat penampang melintangnya terlihat warna cokelat terdapat pada bagian dalam akar (Gambar 7a). Setelah dilakukan pemotongan secara melintang terlihat bagian yang berwarna cokelat adalah bagian korteks dan epidermis (Gambar 7a). Pengamatan ini menunjukkan bahwa jaringan akar pada akar cokelat pada bayam tidak mengalami kematian dilihat dari akar cokelat masih memiliki struktur jaringan yang baik (Gambar 8a) dan sama dengan struktur jaringan pada akar yang berwarna putih (Gambar 8b).
16
(b)
(a)
Gambar 7. Akar dengan Perbesaran 10x a) Akar Bayam yang Berwarna Cokelat b) Akar Bayam yang Berwarna Putih
(a)
(b)
Gambar 8. Penampang Melintang Akar Perbesaran 10x a) Akar Bayam yang Berwarna Cokelat b) Akar Bayam yang Berwarna Putih Bagian
akar yang berwarna
cokelat
setalah dilihat penampang
melintangnya adalah bagian korteks dan bagian endodermis (Gambar 8a) dibandingkan dengan akar yang berwarna putih (Gambar 8b). Akar cokelat ini merupakan akar yang masih aktif membelah yang ditunjukkan dengan akar yang terus mengalami pemanjangan. Akar juga masih aktif dalam melakukan penyerapan nutrisi yang diberikan hal ini dibuktikan dengan tanaman yang tetap tumbuh baik. Masih berfungsinya akar cokelat dapat dilihat dari hasil panen dan
17 panjang akar tanaman bayam dari tiga perlakuan yang diberikan (Gambar 9 dan 10).
Gambar 9. Hasil panen ketiga perlakuan a) nonstop, b) setengah menit, c) satu menit
Gambar 10. Perbedaan panjang akar ketiga perlakuan a) nonstop, b) satu menit, c) setengah menit
18 Ringkasan Hasil Sidik Ragam Tinggi Tanaman Perlakuan interval pemberian larutan nutrisi tidak berpengaruh nyata terhadap tinggi tanaman (Tabel 2). Tabel 2. Tinggi Tanaman (cm) pada 5-15 HST Umur (HST) 5 8 10 12 15
Nonstop 2.792 4.668a 6.077a 8.820a 13.434
Interval Pemberian Larutan Nutrisi Setengah menit Satu menit 2.124 2.235 3.395b 3.395b 4.406b 4.225b 5.927b 5.366b 10.116 8.986
Keterangan: angka yang diikuti oleh huruf yang berbeda pada baris yang sama menunjukkan berbeda nyata menurut DMRT 5%.
Jumlah Daun Perlakuan interval pemberian larutan nutrisi berpengaruh nyata terhadap jumlah daun tanaman. Semakin lama interval waktu pemberian larutan nutrisi jumlah daun semakin sedikit (Tabel 3). Tabel 3. Jumlah Daun 5 -15 HST Umur (HST) 5 8 10 12 15
Non Stop 4.36a 6.33 7.36 8.63a 9.00a
Interval Pemberian Larutan Nutrisi Setengah menit Satu menit 4.26ab 4.60b 5.90 5.67 6.90 6.33 8.53a 6.53b 9.10a 7.36b
Keterangan: angka yang diikuti oleh huruf yang berbeda pada baris yang sama menunjukkan berbeda nyata menurut DMRT 5%.
Peubah Panen Perlakuan interval pemberian larutan nutrisi tidak berpengaruh nyata terhadap bobot basah/tanaman, bobot basah tajuk, bobot basah akar, dan bobot tanaman/m2. Perlakuan interval pemberian larutan nutrisi berpengaruh nyata terhadap panjang akar. Perlakuan non stop dan satu menit memiliki akar yang lebih panjang dari perlakuan setengah menit (Tabel 4).
19 Tabel 4. Peubah panen Peubah panen
Interval Pemberian Larutan Nutrisi Non stop Setengah menit Satu menit ----------------------------------------g---------------------------------Bobot/Tanaman 7.45 5.3 4.23 Bobot Tajuk 8.40 6.30 5.28 Bobot Akar 1.68 1.74 1.53 Bobot/m2 1 811 1 293 1 027 Panjang Akar
--------------------------------------cm---------------------------------14.47a 10.46b 16.88a
Keterangan: angka yang diikuti oleh huruf yang berbeda pada baris yang sama menunjukkan berbeda nyata menurut DMRT 5%.
Pembahasan
Penelitian ini menggunakan sistem aeroponik dengan interval pemberian larutan nutrisi satu menit, setengah menit, dan nonstop. Pemberian larutan dengan interval waktu satu menit mengakibatkan akar menjadi cokelat. Penyebab munculnya akar cokelat pada tanaman bayam belum diketahui secara pasti, oleh karena itu dilakukan pemeriksaan terhadap akar. Kemungkinan akar cokelat terjadi karena beberapa faktor yaitu serangan hama dan penyakit tanaman dan keadaan lingkungan di dalam bedengan (daerah perakaran) yang kurang baik. Hasil pemeriksaan yang dilakukan di klinik tanaman IPB tidak menunjukkan adanya serangan hama dan penyakit pada akar. Interval pemberian larutan nutrisi yang terlalu lama (satu menit) mengakibatkan suplai air berkurang pada daerah perakaran tanaman. Kekeringan pada daerah perakaran ini mengakibatkan munculnya warna cokelat pada akar. Kekeringan pada daerah perakaran ini dibuktikan dari bentuk akar bayam yang berwarna cokelat memiliki akar terpanjang dan jumlah akar yang sedikit pada daerah ujung akar (Gambar 9). Kondisi perakaran yang mengalami kekeringan diduga mengakibatkan terbentuknya senyawa fenolik yang menyebabkan akar berwarna cokelat. Pembentukan senyawa fenolik ini merupakan adaptasi tanaman untuk melindungi diri dari kecaman lingkungan (hasil konsultasi pribadi dengan Dr.Hamim, Dosen Fisiolgi Tumbuhan IPB).
20 Pembentukan senyawa fenolik merupakan pertahanan kimia tanaman yang tebentuk akibat faktor genetik dan lingkungan. Senyawa fenol memegang peranan penting sebagai tanda adanya kerusakan atau infeksi pada jaringan tanaman, berperan dalam menghambat enzim hidrolisis, menghambat pertumbuhan mikroba, dan membantu dalam proses perbaikan jaringan (Beckman dan Mueller, 1970; Se`ne et al.,2001). Jika sel mengalami kerusakan, sitoplasma dan vakuola akan bercampur dengan fenol dan dapat teroksidasi oleh udara. Oksidasi fenol akan menghambat aktivitas enzim dan mengakibatkan jaringan berwarna cokelat (Ozyigit et al., 2007). Senyawa fenol dapat diketahui melalui uji senyawa fenolik menggunakan uji kualitatif. Uji kualitatif dilakukan menggunakan senyawa FeCl3 5%. Berikut merupakan hasil uji kualitatif (Gambar 11).
a
c
b
d
Gambar 11. Hasil Uji Kualitatif Senyawa Fenolik Larutan senyawa fenol sebagai pembanding (Gambar 11a) setelah ditetesi dengan FeCl3 5% akan mengalami perubahan warna menjadi biru atau ungu (Gambar 11b). Ekstrak akar bayam (Gambar 11c) setelah ditetesi FeCl3 5% tidak mengalami perubahan warna (Gambar 11d). Hasil uji kualitatif senyawa fenolik pada akar yang berwarna cokelat menunjukkan tidak ada perubahan warna yang bahwa akar tanaman tidak mengeluarkan senyawa fenolik. Akar yang berwarna cokelat juga diduga akibat tanaman mengalami kondisi kekurangan oksigen. Kondisi ini disebabkan karena jeda pemberian
21 larutan nutrisi yang terlalu lama dan penurunan kadar oksigen akibat peningkatan suhu larutan nutrisi (Nicklos dalam Jones 2005). Oksigen merupakan gas yang esensial untuk proses-proses metabolik, termasuk transport dan penyerapan aktif. Penyerapan air oleh akar meningkat dengan meningkatnya oksigen (Gardner et al.,1991). Tanaman pada umumnya memperoleh oksigen dari larutan tanah dalam bentuk terlarut bersama air (Drew, 1991; Sorrel et al., 1993). Energi akar untuk melakukan penyerapan berasal dari kegiatan respirasi yang memerlukan oksigen. Tanpa penambahan oksigen untuk mendukung respirasi, penyerapan air dan ion akan terhenti dan akar akan mati (Jones, 2005). Penyerapan oksigen dalam bentuk terlarut dalam air dibuktikan dengan budidaya tanaman menggunakan sistem DFT (Deep Flow Technique). Pada sistem ini seluruh akar tanaman terendam dalam larutan nutrisi yang mengalir. Pertumbuhan tanaman menggunankan sistem ini tetap baik yang menunjukkan bahwa tanaman memperoleh oksigen yang cukup. Pendugaan kekurangan oksigen ini berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Walter, et al.,(2004) yang melakukan penelitian
mengenai kemampuan
beberapa sayuran terhadap kekurangan oksigen dan aerasi menggunakan H2O2 secara hidroponik. Hasil penelitian menunjukkan akar beberapa sayuran seperti timun, zucchini, dan kacang (Cucumis sativus L., Cucurbita pepo L. convar. giromontiina, Phaseolus vulgaris L. ssp. vulgarisvar. vulgaris) yang diberi perlakuan H2O2 dengan konsentrasi 0.4 mM dan perlakuan tanpa aerasi (kondisi kekurangan oksigen) menyebabkan akar tanaman berwarna cokelat. Sedangkan tanaman yang diberi perlakuan tekanan udara memiliki akar yang berwarna putih. Pendugaan kekurangan oksigen diperkuat dengan hasil analisis jaringan akar tanaman bayam yang menunjukkan konsentrasi fosfor lebih rendah pada akar yang berwarna cokelat dibandingkan dengan akar yang berwarna putih (Tabel 5). Berdasarkan penelitian Delaune et al., (1999) penyerapan unsur fosfor akan berkurang pada tanaman yang mengalami kondisi kekurangan oksigen.
22 Tabel 5. Hasil analisis jaringan akar tanaman bayam Akar putih Akar cokelat
N 3.56% 4.07%
P 1.06% 0.13%
K 1.51% 0.46%
Ca 1.71% 2.40%
Mg 0.32% 0.36%
Keterangan : Akar putih yang dianalisis adalah akar dengan pemberian nutrisi secara non-stop. Akar cokelat yang dianalisis adalah akar dengan pemberian nutrisi satu menit sekali.
Kekurangan oksigen diduga juga mengakibatkan adanya penimbunan ionion dalam jaringan tanaman. Penimbunan ion-ion tergantung dari energi yang berasal dari respirasi akar (Fisher and Dunham, 1992) dan bergantung pada ketersediaan oksigen. Berdasarkan hasil analisis jaringan akar (Tabel. 5) unsur kalsium pada akar cokelat memiliki konsentrasi yang lebih tinggi dibandingkan dengan akar yang berwarna putih. Kalsium diduga terakumulasi dalam jaringan akar dalam bentuk kristal oksalat. Kebanyakan tanaman mengakumulasi kristal oksalat sebagai respon dari kelebihan kalsium (Marty, 1999). Kalsium merupakan unsur yang sangat dibutuhkan dalam pembentukan dinding sel dan bersifat mobil dalam jaringan tanaman. Kalsium sering mengendap dalam vakuola dalam bentuk kristal oksalat dan pada beberapa spesies sebagai karbonat, fosfat, atau sulfat tak larut. Vakuola merupakan bagian dari endomembran (Salisbury dan Ross, 1995). Kristal kalsium okasalat terdapat hampir di semua tanaman dan berada pada jaringan tanaman. Berdasarkan penelitian Scadhel dan Walter (1980) kristal kalsium oksalat ditemukan di jaringan akar tanaman kentang. Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Sutherland dan Sprent (1984) kristal oksalat terdapat pada korteks akar tanaman Phaseolus vulgaris. Hasil pengamatan melintang akar (Gambar 3) menunjukkan bahwa warna cokelat terjadi di daerah korteks akar. Akar cokelat pada tanaman bayam tidak mempengaruhi pertumbuhan dan produksi bayam. Hal ini dibuktikan dari hasil pengujian ketiga perlakuan yang diberikan. Ketiga perlakuan tidak menunjukkan pengaruh yang berbeda nyata terhadap tinggi tanaman (Tabel 2) dan peubah panen yang dihitung dari bobot/tanaman, bobot tajuk tanaman, bobot akar tanaman, dan bobot tanaman/ m2 (Tabel 4). Perlakuan hanya menunjukkan pengaruh yang berbeda nyata terhadap jumlah daun (Tabel 2) dan panjang akar tanaman (Tabel 4). Jumlah daun dengan perlakuan nonstop dan setengah menit memiliki jumlah daun yang lebih banyak
23 dibandingkan dengan perlakuan satu menit. Panjang akar dengan perlakuan satu menit dan nonstop memiliki akar yang lebih panjang dibandingkan dengan akar perlakuan setengah menit. Hasil pengamatan menunjukkan perlakuan dengan interval pemberian larutan nutrisi setengah menit dan nonstop mampu mengurangi jumlah akar yang berwarna cokelat. Perlakuan nonstop dan setengah menit menyebabkan akar tanaman berwarna cokelat sebanyak 1-3 jelly cup dari 15 jelly cup contoh sedangkan perlakuan satu menit menyebabkan 15 jelly cup tanaman contoh memiliki akar yang berwarna cokelat. Perlakuan nonstop dan setengah menit memberikan perbedaan yang nyata dari perlakuan satu menit. Hal ini menunjukkan bahwa pemberian larutan nutrisi dengan waktu pemberian nonstop dan setengah menit mampu mengatasi akar cokelat pada tanaman bayam.
