MEMPELAJARI DISTRIBUSI TEKNIK NUKLIR
E.L. Sisworo*. dan H. Rasjid*
AKAR
M.I. Dannawijaya**.
TANAMAN
W.H. Sisworo*.
TEH DENGAN
N. Abdullah*.
ABSTRAK - ABSTRACT MEMPELAJARI DISTRIBUSI AKAR TANAMAN TEH DENGAN TEKNIK NUKLIR. Suatu percobaan lapangan telah dilaksanakan di BPTK Gambung untuk mempelajari distribusi akar tanaman teh dengan menggunakan 32p. Larutan KH232P04 disuntikkan ke dalam 16 lubang sekdiling satu tanaman teh yang akan ditditi distribusi akamya. Satu tanaman teh akan menerima 32p dengan aktivitas total 2,4 mCi/64 mi. Distribusi akar dipelajari untuk jarak 15, 30, dan 45 em serta pada kedalaman 10 dan 20 em. Dalam percobaan ini tdah digunakan 24 tanaman teh. Hasil percobaan menunjukkan bahwa untukjarak, distribusi akar tertinggi ditemukan pada jarak 45 em walaupun ini tidak berbeda nyata dengan distribusi akar pada jarak 30 em, namun berbeda nyata untuk hal yang sarna pada jarak 15 em. Untuk kedalaman, ternyata distribusi akar tertinggi ditemukan pada kedalaman 10 em, yang berbeda nyata dengan distribusi akar pada kedalaman 20 em. Data untuk interaksi antara jarak dan kedalaman menunjukkan bahwa distribusi akar tertinggi ditemukan pada jarak 45 em dengan kedalaman 10 em. D"'ngan menempatkan 32p pada lubang yang lebih banyak di sekeliling tanaman teh yang akan diamati distribusi akarnya, temyata dapat menurunkan koefisien keragaman (KK) ke taraf yang cukup rendah. STUDY ON ROOT DISTRIBUTION OF TEA PLANTS BY NUCLEAR TECHNIQUE. A field experiment to study root distribution of tea plant with 32p has been conducted at the Research Institute for Tea and Cinchona. Gambung, West Java. KHl2P04 solution was injected in 16 holes in a circle around the tea plant which was chosen for this study. Each tea plant received 32p at a total activity of 2.4 mCi/64 ml. Root distribution was studied at 15, 30, and 45 em distance from the bush with two different depth of 10 and 20 em. Twenty four tea plants were used in the experiment. Results showed that, the highest root distribution was found at 45 em distance from the bush, although it did not significantly differ from the 30 em distance, but significantly different from the 15 distance. It seemed that at 10 em depth showed the highest root distribution which significantly differed from the 20 em depth. Data for interaction between distance and depth showed that the highest root distribution was found at 45 em distance and 10 em depth. By placing 32p in able much more holes around the plant could reduce the coefficient of variation (CV) to a proportionable low values.
PENDAHULUAN Tingkah laku akar sebagai salah satu organ tanaman merupakan hal yang menarik untuk dipelajari. Umumnya sistem perakaran lebih sulit dipelajari karena letaknya tertutup dan faktor yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan akar di lapangan berbeda pada setiap lapisan tanah dan musim (1). Walaupun *
**
Pusat Aplikasi Isotop dan Radiasi, BATAN Balai Penditian Teh dan Kina, Gambung
279
demikian mempelajari
pertumbuhan,
perkembangan,
dan pola perakaran adalah
penting, karM~ ~~rturnbuhan bagian atas tanaman antara lain ditentukan pula olch pertumbuhan bagian-bagian bawah tanaman, yaitu akar. Menurut CHUURMAN dan GOEDEWAGEN (1971) yang dikutip oleh DREW (2), berbagai metode telah dikembangkan untuk mempelajari distribusi dan keaktifan suatu sistem perakaran. Kebanyakan metode ini dikembangkan untuk mempelajari zone-zone utama dalam tanah dari mana tanaman menyerap unsur hara, dan beralihnya zone-zone sesuai dengan perubahan musim, kondisi tanah dan berbagai tindakan budidaya yang menyebabkan akar tidak mampu menembus suatu lapisan tanah, dan adanya perbedaa.n perkembangan akar antara varietas. Faktor tanah yang mempengaruhi perkembangan akar, yang menarik untuk dipelajari antara lain adalah struktur, aerasi, suhu tanah, serta persediaan nutrisi dan air. Berbagai faktor yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan akar banyak dipelajari orang dengan menggunakan berbagai metode. Metode yang umum digunakan untuk mempelajari sistem perakaran tanaman dapat dikategorikan dalam 2 golongan, yaitu metode konvensional dan metode teknik nuklir. Metode konvensional yang umum digunakan ialah :
I.
Mempelajari pertumbuhan dan perkembangan akar seeara langsung di tanah. Di tanah dibuatkan semaeam prom dan kemudian pertumbuhan dan perkembangan akar suatu tanaman dilihat pada prom tanah tersebut.
2.
Di tanah dibuatkan semaeam din ding kaea, pertumbuhan akar diamati seeara terus-menerus.
3.
Sejumlah tanah yang diketahui voli.Imenya dicuei untuk memperoleh akar tanaman yang ada di dalam tanah tersebut, kemudian ditentukan bobot kering atau panjang akar, sehingga pertumbuhan dan perkembangan akar dapat dinyatakan dalam persen.
dan perkembangan
Metode teknik nuklir untuk mengukur pertumbuhan dan perkembangan akar didasarkan pada eaeahan sampel dan tanaman yang diberi senyawa bertanda tunggal atau ganda. Senyawa bertanda yang sering digunakan adalah 32p (3,4) dan 86Rb (5). Pemilihan senyawa bertanda bergantung kepada eara pemberian senyawa, perlakuan yang diterapkan kepada tanaman. jenis tanaman yang diteliti, peralatan caeah yang tersedia, dan harga senyawa bertanda itu sendiri. Pada dasamya senyawa bertanda dapat diberikan pada bagian atas tanaman atau pada akar tanaman. Pada eara pertama yang akan dicaeah adalah akar tanaman dan pada eara kedua yang dieacah adalah bagian atas tanaman. Dari beberapa hasil pereobaan terlihat bahwa pad a umumnya kedua metode ini tidal< menunjukkan perbedaan dalam hal distribusi perakaran, tetapi dalam hallain metode teknik nuklir mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan dengan metode konvensional. Pada tanaman pertanian yang berbentuk pohon atau semak, misalnya kelapa, kopi, teh, dan lain-lain, penentuan distribusi akar di lapangan menjadi penting bila dihubungkan dengan pemupukan. Penempatan dan jumlah pupuk dapat ditentukan dengan lebih tepat bila daerah perakaran tanaman sudah diketahui. 280
Atas dasar pertimbangan ini, dilakukan percobaan untuk menentukan distribusi akar tanaman teh di lapangan dengan menggunakan telcnik nuklir.
BAHAN DAN METODE Distribusi akar tanaman teh dalam percobaan ini ditentukan pada tiga jarak, yaitu 15, 30, dan 45 em dari batang dengan dua kedalamim 10 dan 20 em. Setiap satu jarak dengan satu kedalaman diulang empat kali sehingga jumlah seluruh tanaman yang diamati adalah 24 buah. Umur tanaman yang digunakan adalah 5 tahun dan merupakan tanaman yang sudah produktif. Isotop 32p dalam bentuk larutan KH232P04 bebas pengemban (carrier free) disuntikkan ke dalam 16 lubang di sekeliling tanaman teh yang dipilih untuk studi ini. Ke dalam setiap lubang disuntikkan 4 mllarutan KH232P04 sehingga setiap tanaman teh menerima 64 ml KH232P04 dengan aktivitas total 2,4 mCi/64 ml. Panen daun dilakukan dengan pemetikan daun tiga kali berturut-turut pad a tiap tanaman teh yang menerima 32p dan delapan tanaman teh di sekitarnya. Panen I, II, dan III dilakukan berturut-turut satu, dua, dan tiga minggu setelah pemberian 32p. Persiapan contoh tanaman untuk pencacahan dan hasil cacahan yang dinyatakan dalam disintegrasi per menit (dpm), dilakukan seperti yang telah dikemukakan dalam tulisan SISWORO dan RASJID (6). Pencacahan dilakukan dengan alat Liquid Scintillation Counter tife Tri Carb 300 CD, buatan Packard. Skema pemberian 2p di lapangan tertera pad a Gambar 1.
Gambar 1. Skema dan penampang pcmbcrian 32p di lapangan. o = tcmpat isotop dinsuntikkan. x = tanarnan tch
281
tabung gdaa..-. -.
'-'
• -.
-. -. ~
~
botoI
-tpipa
plastik
penyuntik
Garnbar 2. Alat penyuntik. jarurn stainless steel, diameter 0,5 ern, pajang 40 ern.
Distribusi akar dinyatakan dalam persentase memakai dasar bahwa pada jarak 15 em dari lubang dan dengan kedalaman 10 em, dianggap sebagai 100%. Dalam penelitian ini, dipakai nilai dpm yang diperoleh dari panen III yang dikonversikan menjadi persentase distribusi akar. Analisis statistik dilakukan berdasarkan pereobaan faktorial yang menggunakan raneangan aeak kelompok memakai 4 kali ulangan.
HASIL DAN PEMBAHASAN Dari data aktivitas 32p, ternyata bahwa panen III menunjukkan nilai tertinggi (Lampiran I). Keadaan ini diperkirakan karena pada saat itu, 3 2p sudahdiserap oleh tanaman dalam jumlah optimal. Karena nilai yang tertinggi diperoleh pada panen III, maka distribusi akar tanaman teh ditentukan dari panen III ini pula. Nilai dpm yang'diperoleh eukup tinggi, sehingga 'kemungkinan pengaruh·yang disebabkan kesalahan persiapan eontoh tanaman at au kesalahan karena alat peneaeah. Selain itu, data pada Lampiran 1 juga menunjukkan bahwa rata-rata persentase distribusi akar untuk panen II dan III sudah menunjukkan pola d~tribusi yang sejalan dengan pola d~tribusi pada panen I. Hal yang terakhir ini juga merupakan salah satu alasan untuk menggunakan ~ai dpm p'¥1en III untuk distribusi akar tanaman teh. Pada Tabel 1 diperlihatkan bahwa terdapat perbedaan yang sangat nyata pada distribusi akar (P
Tabel 1. Daftar sidik ragam distribusi akar
Sumber
('Yo)
tanaman teh pada berbagai jarak dan kedalaman.
3 21 1%46,36 d.b 4,54 8,68 8,630** 7,169** 2,038tn 5,42 68,534** 3,68 20,026** 2,90 ,56 F-tabel 3,29 (5) F-hitung
5%
** tn
nyata ~~ P
KK
23,20'Yo
Tabd 2. Distribusi akar rata·rata
Kderangan
('Yo)
tanaman teh pada berbagai jarak dan kedalaman.
Nilai yang diikuti hUlUf yang sarna saling tidak berbeda.
Dari Tabel 2 dapat dilihat perbedaan yang nyata (BNT 5%) pad a distribusi akar antar jarak 15 em dan 30 em, begitu pula antara 15 em dan 45 em. Distribusi akar tertinggi ditemukan pada jarak 45 em dan ini tidak berbeda nyata dengan distribusi akar pada jarak 30 em. Distribusi tertinggi ternyata ditemukan pada kedalaman 10 em dan berbeda nyata dengan distribusi akar pada kedalaman 20 em (BNT 5%). 283
Dari data interaksi terlihat bahwa nilai distribusi akar tertinggi ditemukan pada jarak 45 em dengan kedalaman 10 em (1-45 x K-IO) dan nilai ini berbeda nyata dengan semua nilai interaksi lainnya, keeuali untuk jarak 30 em den~an kedalaman 10 em (1-30 x K-IO) (BNT 5%). Nilai distribusi akar kedua interaksi ini (1-45 x K-lO, 1-30 x K-IO) ternyata jauh melebihi nilai interaksi lainnya. Distribusi akar pada kedalaman 20 em tidak menunjukkan perbedaan yang nyata antara ketiga jarak yang diamati. Hal ini dapat diartikan bahwa pada kedalaman 20 em tidak ditemukan lagi perbedaan an tara distribusi akar pada berbagai jarak. Keadaan ini menunjukkan bahwa pad a jarak yang makin jauh dari batang, distribusi akar makin meningkat. Sebaliknya distribusi akar makin berkurang pada lapisan tanah yang makin dalam. Distribusi akar tertinggi ditemukan pada jarak terjauh dari batang dan kedalaman yang terdangkal (1-45 x K-lO) walaupun ini tidak berbeda nya ta dengan distribusi akar pad a jarak kedua teIjauh dan kedalaman yang terdangkal (1-30 x K-I 0). Pada pereobaan terdahuu ditemukan juga distrbusi akar yang makin berkurang pad a lapisan tanah yang makin dalam. Kedalaman yang diamati pada pereobaan ini adalah 5, 10, dan 15 em. Pada pereobaan yang sarna ditemukan pula distribusi akar yang makin rendah pada jarak yang makin jauh dari batang. larak yang diamati 20,40. dan 60 em (7). Keterangan yang dapat mengungkapkan keadaan ini seeara memuaskan belum ditemukan, mungkin karena isotop 32p yang diberikan pada pereobaan terdahulu terbatas pada empat lubang saja di keliJing satu tanaman teh, sehingga diduga kurang menggambarkan keadaan distribusi akar yang sebenarnya atau mungkin pula karena klon tanaman teh yang dipakai tidak sarna atau sebab lain yang belum terungkapkan. Untuk 8 tanaman teh yang mengelilingi tanaman yang diperlukan, ditemukan pula aktivitas 32p yang eukup tinggi dan bila dlkonversikan ke dalam persentase akar aktif pola distribusi akar, umumnya menyerupai semak teh yang diperJukan (Lampiran 3,4). Hal lain yang perJu dikemukakan adaJah penurunan KK ke tingkat yang eukup rendah dibandingkan dengan pereobaan terdahulu. Pada pereobaan terdahulu di mana 32p ditempatkan KK yang diperoleh berkisar antara 70 - 12Q%.Nilai KK yang tinggi seperti ini juga diketemukan pada banyak penelitian yang dilakukan beberapa negara yang dikordinasi oleh IAEA (I). Pada pereobaan ini dengan menempatkan 32p di 16 lubang di keliling satu tanaman teh jadi empat kali lebih banyak daripada pereobaan terdahulu, KK dapat meneapai 13 - 23%, suatu nilai yang cukup rendah.
KESIMPULAN Hasil pereobaan menunjukkan bahwa distribusi akar tertinggi ditemukan pada jarak 45 em dari lubang, walaupun tidak menunjukkan perbedaan yang nyata terhadap distribusi akar pada jarak 30 em. Sedang untuk kedalaman, distribusi akar tertinggi ditemukan pada kedalaman IQ em. Untuk interaksi, distribusi akar tertinggi ditemukan pada jarak 45 em dari lubang dengan kedalaman 10 em (1-45 x K-IO) namun ini tidak berbeda nyata 284
dengan distribusi akar pada jarak 30 cm dengan kedalaman 10 cm (1-30 x K-10). Secara umum dapat dikatakan bahwa makin jauh jarak dari batang, distribusi akar makin meningkat, dan sebaliknya distribusi akar makin berkurang pada lapisan tanah yang makin dalam. Distribusi akar tertinggi dalam percobaan ini ditemukan pada jarak terjauh dan kedalaman yang terendah (J -45 x K-10). Ternyata dengan menyuntikkan 32p di lubang yang banyak di keliling satu tanaman teh, mampu menurunkan KK sampai tingkat yang cukup rendah.
UCAP AN TERIMA KASIH Terima kasih disampaikan kepada seluruh Staf BPTK Gambung yang ikut membantu terlaksananya percobaan lapangan ini dan kepada Ny. Ninuk dan Ny. Halimah dari Laboratorium Tanah dan Nutrisi Tanaman PAIR, BATAN, yang melakukan pekerjaan persiapan tanaman contoh sampai pencacahan aktivitas 32p.
DAFT AR PUST AKA 1.
IAEA, Root Activity Patterns of Some Three Crops (Technical Reports Series No. 170),IAEA, Vienna (1975).
2.
DREW, M.C., Use of isotope techniques for determination of root activity patterns of cropping systems, Majalah BATAN XIV 1 (1981) 59.
3.
RACS, GJ., RENNIE, D.A., and HUTCHEON, W.L., The 32p injection method for studying the root system of wheat, Can. J. Soil Sci. 44 (164) 100. SUBBIAH, B.V., KATYAL, J.C., NARASINHAM, RL.,and DAKSHlNAMURTY, C., Preliminary investigations on root distribution of high yielding wheat varieties, Int. J. Appl. Radiat. Isot. 19 (1968) 385.
4.
5.
RUSSEL, R.S., and ELLIS, F .B., Estimation of the distribution of plant roots in soil, Nature 217 (1968) 582.
6.
SISWORO, E.L., dan RASJID, H., Mempelajari pertumbuhan dan perkembangan sistem perakaran tanaman dengan teknik isotop, Majalah BATAN X 3 (1977)41.
7.
SISWORO, E.L., DARMAWIJAYA, M.I., SISWORO, W.H., ABDULLAH, N., dan RASJID, H., The use of nuclear technique for the determination of root distribution in the field, Atom Indonesia 10 1 (1984) 1.
285
I
N 15, 30,45 :=contoh = kedalaman IV III Dpm daun padatanaman berbagai 294,29 164,29 110,00III 802,86 552,86 II IV 160,00131 102,86 jarak dan teh batang teh 248,58 187,14 80,00 82,86 147,14 satu I waktu 250,00 412,86 531,43450,00 300,00 202,86 125,71 185,71 245,71 652,86 60,00 91,00 55,99 52,88 74,29 57,14 61,43 104,29 157,14 104,29 47,14 62,86 81 128,86 110,00 105,86 214,29 191 188,57 562,86 183,86 ,43 54,28 54,28 74,2868,57 74,29 117,14 60,00 75,71 67,14 55,71 85,72 sa tu,43 minggu setelah pemberian panen II 32p panen. 161,43 98,57 181,43 114,29 411,42 252,86 288,57 557,14 ~2,86 72,88 0'\ 188,57 72,86 50,00 55,71 171,43 I Panen III IV =Panen 10,20 I, II, III, Ulangan •. Panen II 15 15
I~
20
Ii
't:I
~ pemberian 15,30,45 ==;,31 kedalaman II III. IV III IV 100,00 136,85 149,35 20 100,00 165,14 jarak satu dari setdah tanaman panen81,14 teh III. 32p Iminggu 100,00 145,45 212,57 110,54 135,86 110,52 139,48 110,54 170,13 159,22 11 164,94 85,72 120,00 5,43 101,30 74,03 102,63 135,86 97,38 97,42 111 134,23 ,20 136,86 167,65 123,69 133,58 120,86 105,27 K.K = = 101,30 142,85 113,17 72,73 97,42 146,75 173,05 13,06% 94,81 225,98 126,33 20,46% 164,57 100,00 42,85 70,00 75,43 120,14 81,86 76,57 96,82 103,90 99,68 140,91 75,33 66,24 133,76 57,15 97,53 261,14 ,26% 180,00 119,48 98,28 K.K 117,15 222,86 225,14 321,14 221,14 50,28 217,15 234,71 102,63 157,90 103 92,11 215,81 134,27 117,72 73,54 68,57 96,10 89,61 93,51 74,28 101,14 75,43 akar tanaman tehbatang pada berbagai jarak danrata-rata kedalaman (%). 'tIDistribusi23 a Panen I Panen IO 10,20 I, II, III, 15 15 Panen II IV = Ulangan 15 ::I
~.
N
00
~
~
N
00
132,86 80,00 10 1,43 65,71 IV III IV IN 118,57 52,86 52.88 71,43 48,57 95,71 48,57 45,71 40,00 44,29 71,43 108,57 57,14 51,43 58,5750,00 11 1II 50,00 05,71 58,57 84,29 64,28 45,71 51,43 61,43 54,29 55,71 57,14 48,57 50,00 75,71 58,57 41,43 57,14 67,40 87,14 41,42 67,14 57,14 55,71 51 45,71 ,43dpm berasal dari rata-rata dari 8 pohon (I20 60,00 88,57 58,57 62,68 54,29 41,43 51,43 64,29 68,57 117,14 48,57 67,14 44,71 54,28 ilai gram). 80,00 100,00 ~ 1,43 81,43 58,57 15 15 15
'!
I[ ."
t-<
a
."
~. '!'"
Lampiran 4. Distribusi akar tanaman sekdiling tanaman teh yang diberi 32p.
'
.
\0 00 ,.;
"
20 75,54125,3~ 91,11 100,00 III IV II III IV 173,38' 10 100,00 121,71 127,80 113,87 139,74 125,32 79,87 86,69 80,26 94,32 75,54 80,95 78,00 100,90 130,58 104,65 77,25"87,69 104,92 131,55 72,75122,12152,70121,83 89,39 122,12 178,78 K:K 126,73 108,67 123,23 = .71,12 138,70 152,64 112,21 III 121,31 147,26 78,82 126,96 85,81 llO,~,)4' 85,53 80,00 82,57 112,40 109,60 102,80 187,14 106,04 88,07 118,32 61 88,90 104,47 ,43 83,32 68,01 84,42 77,80 73,92 110,19 128,06 88,87 106,82 77,03 68,91 87,52 88,80 K.K = -rata 86,9§ 103,56 122,33' 112,79 113,14 115,26 102,80 K.K= 95,40 97,50 95,17 147,26 ..,45 16,42% 72,88 124,37 122,33 109~7 90,84'91,26 12,1 ~% rata-ra rata ta 15 15 15
22,15%
DISKUSI
HAMISSA :
What is the most active zone of the tea bush roots at which we may apply the P material to obtain the highest efficiency? ELSJE L. SISWORO :
The most active zone of the bush roots according to the data obtained from this work would be at 45 cm distance and at 10 cm depth. This zone (45 x 10 cm) has already been recommended by Dr. M.lsa Darmawijaya to other tea plantations as lone for placing fertilizers .. SUC) RAHA YU :
I. 2. 3.
Jarak tempat menyuntik lebih besar dari kanon, sarna, atau lebih kecil? Kedalaman menyuntik lebih tinggi daripada ujung akar lebih efflsien. Umur teh berapa tahun? ELSJE L. S~WORO
I.
3.
290
:
Tempat penyuntikkan isotop sam,ei jarak 45 cm masih dalam kanoti pahon teh yang diperlakukan dengan 3 -Po Namun adalah sulit untuk menentukan kanofi dari individu semak teh di lapangan, jadi yang dapat ditentukan adalah kanofi dari populasi semak teh dalam suatu kisaran tertentu. Apakah penyuntikan isotop tepat di ujung akar atau tidak agar terserap dengan lebih baik tidak menjadi persoalan lagi bagi tanaman tahunan. Banyak peneliti telah menemukan bahwa bagi tanaman tahunan maupun setahun akar tua artinya bukan ujung-ujung akar (roottips) mampu menyerap nutrisi dan air sarna baiknya dengan ujung akar. --. Teh yang digunakan dalam pekeljaan ini ditanam pada tahun 1981/1982.
