Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Brawijaya, Malang, Indonesia 3

PO49

Studi Kerapatan Stomata Pada Tanaman Kacang Tanah (Arachis hypogaea l.) Varietas Peka dan Toleran Terhadap Serangan Jamur Karat Daun (Puccinia arachidis speg.) Hilmiyyah Yulianti 1, Dian Siswanto 2 dan Joko Purnomo 3 1,2

Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Brawijaya, Malang, Indonesia 3 Balai Penelitian Tanaman Kacang-kacangan dan Umbi-umbian, Malang, Indonesia

Abstrak Komoditas kacang tanah (Arachis hypogaea L.) merupakan tanaman pangan berbentuk polong -polongan terpenting kedua setelah kedelai di Indonesia. Produksi kacang tanah dapat turun hingga 57 % akibat serangan jamur karat daun yang disebabkan oleh jamur Puccinia arachidis Speg. dengan penetrasi melalui stomata pada bagian abaksial daun. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perbedaan kerapatan stomata pada tanaman kacang tanah varietas peka dan toleran terhadap penyakit karat daun (Puccinia arachidis Speg.) serta mengetahui rata-rata luas daun dan luas kerusakan daun yang terjadi akibat serangan jamur karat daun. Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan 4 varietas lokal yang peka, 3 varietas non-lokal asal India yang toleran dan 3 varietas lokal yang toleran karat daun. Bagian abaksial daun diolesi dengan kutex dan dikelupas setelah kering, kemudian diamati dengan mikroskop perbesaran 400x untuk menghitung jumlah stomata. Sedangkan untuk menghitung luas daun dan luas kerusakan daun, dilakukan pembuatan pola dengan millimeter block sesuai bentuk daun dan kerusakan yang terjadi, kemudian ditimbang dengan neraca analitik dan dihitung luasnya. Hasil penelitian pada tanaman kacang tanah yang berumur 11, 12, dan 13 minggu menunjukkan bahwa varietas peka mempunyai daun yang lebih luas dan mengalami kerusakan daun yang lebih parah daripada varietas toleran. Varietas peka pada umur 11 minggu mempunyai mempunyai kerapatan stomata yang lebih kecil, yaitu berkisar 2 antara 1.280-1.330 buah/mm dan berbeda secara nyata (α 0,05) dengan kerapatan stomata varietas toleran. 2 Varietas non-lokal toleran mempunyai stomata 2.100-2.130 buah/mm , sedangkan varietas lokal toleran 2 mempunyai stomata yang berkisar antara 1.550-1.670 buah/mm . Ketika kacang tanah berumur 12 dan 13 minggu, rata-rata kerapatan stomata menunjukkan hasil yang tidak signifikan dan menjadi sulit untuk menentukan tingkat ketahanan suatu varietas terhadap penyakit karat daun. Sehingga dapat disimpulkan bahwa pada umur 11 minggu, kerapatan stomata dapat digunakan sebagai penciri ketahanan suatu varietas kacang tanah. Kata kunci: Arachis hypogaea L., kerapatan stomata, Puccinia arachidis Speg.

Pendahuluan Komoditas kacang tanah (Arachis hypogaea L.) mempunyai nilai ekonomis yang cukup tinggi dan potensi yang besar untuk dikembangkan. Komoditas ini merupakan sumber protein maupun lemak nabati yang penting, dan merupakan tanaman pangan yang berbentuk polong-polongan atau legum kedua terpenting setelah kedelai di Indonesia (Mustikawati dan Arief, 2008). Penyakit masih menjadi kendala utama dalam mengembangkan komoditas kacang tanah di Indonesia. Tiga penyakit penting kacang tanah yang hampir selalu dijumpai di lapangan yaitu karat daun yang disebabkan oleh jamur Puccinia arachidis Speg., bilur daun oleh Peanut Stripe Virus (PStV), dan bercak daun oleh jamur Cercospora spp. Serangan tunggal secara berturut-turut oleh penyakit karat daun dapat menurunkan hasil kacang tanah hingga 57 %, PStV 52.9%, dan bercak daun 50 % (Sudarsono et al. 1997). Penyakit karat daun pada kacang tanah yang disebabkan oleh jamur Puccinia arachidis Speg. menunjukkan gejala pada daun berupa bercak-bercak coklat muda sampai cokelat (warna karat) yang dapat mengakibatkan daun gugur sebelum waktunya. Jamur ini menyerang daun kacang tanah dengan penetrasi melalui stomata pada bagian bawah daun. Serangan pada taraf intensitas tinggi dapat menyebabkan kematian cabang atau bahkan seluruh semak (Mustikawati dan Arief, 2008). Menurut Baswarsiati (1994) dalam Mustikawati dan Arief (2008), penilaian stomata dan bulu daun dapat digunakan untuk mengetahui ketahanan beberapa varietas tanaman anggur terhadap serangan patogen. Salah satu faktor yang berpengaruh pada patogen untuk dapat masuk dan menginfeksi tanaman bukan terletak pada ukuran stomata, tetapi pada banyaknya stomata, lebar lubang stomata saat membuka, dan lama stomata membuka. Menurut Mustikawati dan Arief (2008), berbagai varietas kacang tanah mempunyai tingkat ketahanan yang berbeda terhadap serangan jamur karat. Varietas kacang tanah digolongkan menjadi varietas peka, agak peka, toleran, dan agak toleran terhadap serangan jamur karat daun berdasarkan pada tingkat ketahanan varietas tersebut terhadap serangan yang terjadi ketika berbagai varietas tersebut ditumbuhkan pada kondisi yang sama. Merujuk pada salah satu faktor yang 7th BASIC SCIENCE NATIONAL SEMINAR PROCEEDING MALANG 20 FEBRUARI 2010

mempengaruhi infeksi jamur patogen pada tanaman anggur, maka perlu dilakukan penelitian mengenai kerapatan stomata dengan tingkat ketahanan suatu varietas kacang tanah sehingga infeksi jamur karat daun ini dapat dideteksi lebih awal dan dapat meningkatkan produksi dari komoditas kacang tanah di Indonesia. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perbedaan kerapatan stomata pada tanaman kacang tanah varietas peka dan toleran terhadap penyakit karat daun (Puccinia arachidis Speg.) serta untuk mengetahui rata-rata luas daun dari berbagai varietas kacang tanah dan luas kerusakan daun yang terjadi akibat serangan jamur karat daun.

Metode Penelitian Penelitian ini dilaksanakan pada 6 Juli 2009 sampai dengan 6 Agustus 2009, bertempat di Laboratorium Mikologi dan rumah kaca Balai Penelitian Tanaman Kacang-kacangan dan Umbi-umbian (BALITKABI), Malang. Penelitian dilaksanakan dengan interval pengambilan data setiap minggu selama 3 minggu berturut-turut, yaitu saat kacang tanah berumur 11, 12, dan 13 minggu, dengan menggunakan 4 varietas lokal yang peka (K-ST-03, MU-21, IP-110, dan MLT-10), 3 varietas non-lokal asal India yang toleran (IFDR-99029, IFDR-99033, dan IFDR-94053) dan 3 varietas lokal yang toleran karat daun (MC7-65, MC7-128, dan MC7-133), dan dilakukan 6 ulangan untuk masing-masing perlakuan. Peubah yang diamati adalah kerapatan stomata, luas daun, dan luas kerusakan daun. Daun tanaman yang digunakan adalah daun pada cabang ketiga dari masing-masing tanaman. Bagian abaksial daun diolesi dengan kutex menggunakan kuas, yaitu pada jarak ±0,5 cm dari bagian dasar daun. Setelah kering, olesan kutex tersebut dikelupas sehingga diperoleh cetakan stomata. Kemudian cetakan stomata tersebut diletakkan di gelas objek lalu ditutup dengan gelas penutup untuk kemudian di amati dengan mikroskop dengan perbesaran 40x10 kali, dan dihitung jumlah stomata untuk tiap bidang pandang. Lalu, dihitung kerapatan stomata dengan rumus yang merujuk pada Palit (2008). Data kerapatan stomata yang diperoleh selanjutnya dikonversi pada kerapatan stomata untuk luasan per mm2 (persamaan 1). jumlah stomata Kerapatan stomata = Luas bidang pandang (mm2) (1)

Luas daun dan luas kerusakan daun diukur dengan metode grafimetrik, yaitu dibuat pola dengan millimeter block sesuai bentuk daun dan bentuk kerusakan yang terjadi akibat penyakit karat. Kemudian pola bentuk daun dan kerusakan daun tersebut digunting lalu ditimbang dengan neraca analitik. Berat dari kertas berpola bentuk daun dan kerusakan daun tersebut digunakan untuk menghitung luas kerusakan daun yang terjadi dengan menggunakan rumus penghitungan luas dengan metode grafimetrik (persamaan 2 dan 3) (Pratama, 2009). Berat dari kertas berpola kerusakan daun x 1 cm2 2 Luas kerusakan daun (cm ) = (2) 2 Berat dari kertas millimeter block seluas 1 cm Luas daun (cm2 ) =

Berat dari kertas berpola kerusakan daun

x 1 cm2 (3)

Berat dari kertas millimeter block seluas 1 cm2 Rancangan percobaan yang digunakan adalah rancangan acak lengkap. Selanjutnya data yang diperoleh dianalisis varian uji beda Least Significant Difference (LSD) Test taraf 5% (α 0,05) dan Range Test dengan program MSTATC.

Hasil dan Pembahasan Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, diperoleh hasil rata-rata kerapatan stomata pada berbagai varietas tanaman kacang tanah yang berumur 11, 12, dan 13 minggu seperti yang terdapat pada gambar 1 sebagai berikut:

7th BASIC SCIENCE NATIONAL SEMINAR PROCEEDING MALANG 20 FEBRUARI 2010

(a)

(b)

(c) Gambar 1. Rata-rata kerapatan stomata dari berbagai verietas kacang tanah pada umur 1. 11 minggu, (b) 12 minggu, dan (c) 13 minggu

(a) (b) (c) Gambar 2. Stomata kacang tanah varietas (a) lokal yang peka (MLT-10), (b) non-lokal yang toleran (IFDR-94053), dan (c) lokal yang toleran (MC7-128) terhadap serangan jamur karat daun (400 kali) Hasil penelitian menunjukkan bahwa ketika tanaman kacang tanah berumur 11 minggu, varietas peka mempunyai kerapatan stomata yang lebih kecil dan secara nyata berbeda dengan kerapatan stomata varietas toleran pada derajat kepercayaan 95% (Gambar 1a). Varietas peka pada umur 11 minggu mempunyai stomata yang berkisar antara 1.280-1.330 buah/mm2, varietas non-lokal toleran mempunyai stomata 2.100-2.130 buah/mm2, sedangkan varietas lokal toleran mempunyai stomata yang berkisar antara 1.550-1.670 buah/mm2. Hal tersebut menunjukkan bahwa semakin sedikit jumlah stomata maka varietas tersebut semakin peka terhadap jamur karat. Varietas non-lokal yang toleran mempunyai tingkat

7th BASIC SCIENCE NATIONAL SEMINAR PROCEEDING MALANG 20 FEBRUARI 2010

ketahanan yang lebih tinggi terhadap jamur karat daun dibandingkan varietas lokal yang toleran. Ketika kacang tanah berumur 12 dan 13 minggu (gambar 1b dan 1c), rata-rata kerapatan stomata menunjukkan hasil yang tidak signifikan dan menjadi sulit untuk menentukan tingkat ketahanan suatu varietas terhadap penyakit karat daun. Gambar stomata pada ketiga varietas kacang tanah yang digunakan dapat terdapat pada gambar 2. Pada umur ±11 minggu, kerapatan stomata dapat digunakan sebagai penciri ketahanan suatu varietas kacang tanah. Tabel 1. Rata-rata luas kerusakan dan luas daun dari berbagai verietas kacang tanah umur 11, 12, dan 13 minggu V a r i e t a s K - S T - 0 M U - 2 I P - 1 1 M L T - 1 IFDR-9902 IFDR-9903 IFDR-9405 M C 7 - 6 M C 7 - 1 2 M C 7 - 1 3

3 1 0 0 9 3 3 5 8 3

Rata-rata Luas Kerusakan Daun (cm2) 11 12 13 minggu minggu minggu 2 3.2 4.4 2.7 3.7 3.7 2.2 3.7 4.5 3.2 4.3 6.4 0.5 1.2 1.3 1.2 1 1.6 0.3 1.2 1.5 0.7 1.6 2.1 0.5 1.5 1.6 0.6 1.5 1.9

Rata-rata Luas 11 minggu 11.4 12.1 11.7 12 6.6 7.6 9.8 5.2 4.3 5.6

Daun (cm2)

12 minggu 11.4 14.5 13.9 11.8 6.6 5.8 7.5 4.8 4.7 5.2

13 minggu 13.3 15.2 15.3 16 7.6 9.5 9.5 6.5 5 6

Hasil penelitian pada tanaman kacang tanah yang berumur 11, 12, dan 13 minggu menunjukkan bahwa kerusakan daun yang terjadi pada varietas peka lebih luas dan berbeda secara nyata dibandingkan varietas toleran. Varietas MLT-10 merupakan varietas yang paling peka terhadap penyakit karat daun karena mengalami tingkat kerusakan daun terparah. Sedangkan varietas IFDR-94053 merupakan varietas paling tahan terhadap penyakit karat mengingat varietas ini mengalami kerusakan daun yang paling kecil. Selain itu, hasil penelitian pada umur 11, 12, dan 13 minggu juga menunjukkan bahwa varietas peka mempunyai daun yang lebih luas dan berbeda secara nyata dengan varietas toleran. Kerapatan stomata yang lebih kecil pada varietas peka menunjukkan bahwa terdapat sel-sel epidermis yang lebih banyak sehingga urediospora jamur karat akan lebih mudah untuk melakukan penetrasi ke dalam jaringan daun secara enzimatis (Sudhagar et al., 2003 ). Pada varietas toleran, jamur karat akan lebih sulit untuk melakukan penetrasi secara enzimatis menembus jaringan epidermis karena varietas yang toleran mempunyai daun yang secara morfologi lebih tebal dan kaku sehingga lebih tahan terhadap jamur karat daun (Sudjono, 1989). Faktor lain yang berpengaruh adalah keberadaan bulu daun yang rapat pada varietas toleran sehingga menghambat penetrasi jamur karat (Cummins dan Hiratsuka, 2003). Daun yang lebih luas juga meningkatkan kerentanan varietas peka terhadap infeksi jamur karat. Oleh karena itu, meskipun varietas peka mempunyai kerapatan stomata yang lebih kecil dibandingkan varietas toleran, namun varietas peka tersebut lebih rentan terhadap serangan karat daun dan mengalami kerusakan daun yang lebih parah.

Kesimpulan Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa kerapatan stomata pada tanaman kacang tanah varietas peka lebih kecil dan berbeda secara nyata (α 0,05) dengan varietas toleran terhadap penyakit karat (Puccinia arachidis Speg.). Kerapatan stomata ini masih dapat dijadikan penciri terhadap ketahanan suatu varietas dengan batasan umur maksimal 11 minggu. Varietas peka mempunyai daun yang lebih luas dan mengalami kerusakan daun yang lebih parah daripada varietas toleran.

Ucapan Terima Kasih Penulis mengucapkan terimakasih dan puji syukur kepada Allah SWT. yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya, para dosen pembimbing penelitian ini, laboran Laboratorium Mikologi BALITKABI, bapak dan ibu yang senantiasa memberi dukungan moril dan materiil, kakak dan adik yang selalu memberi semangat, segenap sahabat dan teman-teman mahasiswa angkatan 2007, Jurusan Biologi, FMIPA, Brawijaya, Malang, beserta semua pihak lain yang telah membantu pelaksanaan penelitian dan penyusunan makalah ini.

7th BASIC SCIENCE NATIONAL SEMINAR PROCEEDING MALANG 20 FEBRUARI 2010

Daftar pustaka [1] Cummins, G.B. & Hiratsuka, Y (2003), Illustrated Genera of Rust Fungi 3th Edition, APS Press Minnesota, USA. [2] Mustikawati, Dewi R. & R.W. Arief (2008), Serangan Penyakit Karat Daun Pada Tanaman Kacang Tanah, Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi-II 2008, Universitas Lampung, 17-18. [3] Pratama, Tomi Anugrah (2009), Transpirasi dan Evaporasi, Jurusan Biologi , Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam , Universitas Andalas, Padang. [4] Sudarsono., W. Winarto; & S. Ilyas (1997), Pengaruh Infeksi Dua isolat PStV terhadap Hasil dan Kualitas Benih Kacang Tanah CV. Banteng dan Cómodo, Prosiding Kongres XIV Nasional Dan Seminar Ilmiah, PFI Vol. II. Universitas Sriwijaya Palembang, Editor: Kususma S.S.H., 145-149. [5] Sudhagar, R., Sassikumar D. and Muralidharan V (2003), Metabolic Changes Induced by Puccinia arachidis Speg. in Groundnut (Arachis hypogaeo L.), J. Phytopatology, 21, 1-4. [6] Sudjono, M.S (1985), Kajian Penyakit Karat Pada Tanaman Pangan, Kongres Nasional VIII FPI Cibubur, Jakarta, 70-72.

7th BASIC SCIENCE NATIONAL SEMINAR PROCEEDING MALANG 20 FEBRUARI 2010