Protobiont(2015) Vol. 4 (1) : 46-51
Potensi Alelopati Ekstrak Serasah Daun Mangga (Mangifera indica (L.)) Terhadap Pertumbuhan Gulma Rumput Grinting (Cynodon dactylon (L.)) Press Elvrina Yulifrianti1, Riza Linda1, Irwan Lovadi1 1
Program Studi Biologi, Fakultas MIPA, Universitas Tanjungpura, Jl. Prof. Dr. H. Hadari Nawawi, Pontianak, email korespondensi:
[email protected] Abstract
The leaf litter of mango (Mangifera indica) conduced of phenol compound residues which can be used to inhibit the growth of other plants as a bioherbicide. This study aims to determine the concentration of leaf litter mango extract to inhibit the growth of grinting weeds (Cynodon dactylon). This study was conducted at the gauze house of Biology Departement and Chemistry Laboratory, Faculty of Mathematics and Natural Sciences, University of Tanjungpura Pontianak. The research began in April to August 2014, it used a complete randomized design with five repetitions. The treatments consisted of control, concentration of the extract as much as 25%, 35%, 45%, and 55%. The results of this research showed that the extract concentration of 35% is the lowest concentration that can inhibit seed germination and growth of the weeds. Kata kunci: Allelopaty, Mangifera indica, Cynodon dactylon, Leaf Litter PENDAHULUAN Cynodon dactylon (rumput grinting) banyak ditemukan di daerah tropika (Jayadi, 1991). C. dactylon mampu bertahan dalam kondisi lingkungan ekstrim dibandingkan dengan rumput jenis lain karena memiliki biji yang kecil dan mudah menyebar dengan cepat (Gilliland, et al., 1971) C.dactylon mampu bertahan hidup di lahan yang tandus dalam musim kemarau sehingga C. dactylon menjadi gulma yang sangat merugikan pada lahan pertanian maupun perkebunan. Gulma dapat menurunkan produktivitas tanaman budidaya sehingga perlu adanya pengendalian. Prinsip pengendalian gulma dapat dilakukan secara preventif, kultur teknik, mekanik, biologi (bioherbisida), kimia (herbisida sintetik) dan terpadu. Penggunaan herbisida sintetik masih menjadi pilihan utama karena efektivitasnya segera terlihat. Namun, penggunaan herbisida sintetik cenderung menimbulkan dampak negatif bagi lingkungan. Penggunaan herbisida sintetik jika dilakukan terus menerus dapat merusak lingkungan, meningkatkan resistensi gulma terhadap herbisida dan mengganggu kesehatan manusia sehingga diperlukan pengendalian alternatif.
Pengendalian alternatif dapat dilakukan dengan menggunakan senyawa kimia yang berasal dari tumbuhan.. Salah satu tumbuhan yang dapat dimanfaatkan sebagai pengendali gulma yaitu tumbuhan mangga (Mangifera indica L.). Daun mangga dapat dimanfaatkan sebagai pengendali gulma karena menghasilkan senyawa alelokimia yang dapat menghambat pertumbuhan gulma (Padmanaban dan Daniel, 2003). Senyawa alelokimia merupakan senyawa yang dikeluarkan oleh tumbuhan berupa metabolit sekunder golongan terpenoid, fenol, alkaloid, asam lemak, steroid dan poliasetilen (Rice, 1984). Berdasarkan hasil penelitian El-Rokiek et al, 2010, ekstrak daun mangga dapat mengahambat pertumbuhan rumput teki (Cyperus rotundus L.) pada konsentrasi 25% karena ekstrak daun mangga mengandung senyawa alelopati golongan fenol antara lain ferulic, coumaric, benzoic, vanelic, chlorogenic, caffeic, hydroxybenzoic, dan cinnamic. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui konsentrasi ekstrak daun mangga (M. indica) yang dapat digunakan untuk menghambat perkecambahan dan pertumbuhan gulma rumput grinting (C. dactylon).
46
Protobiont(2015) Vol. 4 (1) : 46-51
BAHAN DAN METODE Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian dilakukan selama 3 bulan yaitu dari bulan April sampai dengan bulan Juni 2014. Penelitian dilakukan di Rumah Kasa Jurusan Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Tanjungpura, Pontianak. Bahan Penelitian Bahan-bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah serasah daun mangga (M. indica), benih biji gulma rumput grinting (C. dactylon), metanol pa (CH3OH), tanah dan akuades. Rancangan Percobaan Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL). Konsentrasi yang digunakan adalah konsentrasi 0%, 25%, 35%, 45% dan 55%. Masing-masing perlakuan diulang sebanyak 5 kali sehingga diperoleh 25 unit percobaan. Prosedur Kerja Pengambilan Serasah Daun Mangga, dan Biji Rumput Grinting Serasah daun mangga yang digunakan sebanyak 5 kg berat basah. Biji gulma rumput grinting yang digunakan yaitu berwarna hijau agak kekuningan. Serasah daun mangga dan biji rumput grinting diambil dari lingkungan di jalan Sungai Raya Pontianak. Preparasi Sampel Serasah daun mangga dicuci dengan air hingga bersih, kemudian dipotong kecil-kecil dan dikeringanginkan tanpa terkena cahaya matahari secara langsung selama ± 2 minggu. Sampel yang sudah kering di dry blender sampai menjadi bubuk sehingga diperoleh berat kering (Nursal et al., 2006). Ekstraksi Sampel Ekstraksi sampel serasah daun mangga dilakukan dengan metode maserasi. Sebanyak 1 kg serbuk serasah daun mangga direndam dengan metanol pa selama 4x24 jam dan dilakukan pengadukan setiap hari. Semua meserat dari hasil penyaringan dikumpulkan menjadi satu dan diuapkan dengan Rotary evaporator pada suhu 48 0C dengan kecepatan 90 rpm sampai semua metanol menguap sehingga diperoleh ekstrak kental. Ekstrak kental dimasukkan ke dalam wadah steril,
selanjutnya disimpan di dalam desikator silika gel (Olayele, 2007). Uji Perkecambahan Biji Gulma Rumput Grinting Penelitian dilakukan pada saat gulma rumput grinting belum tumbuh (pra-tumbuh). Media tanam berupa tanah gambut dimasukkan ke dalam polibag ukuran 10x15 cm. Benih gulma sebanyak 20 biji disemai pada setiap polibag, disemprot dengan 5 mL larutan yang disesuaikan dengan perlakuan. Perlakuan ekstrak dilakukan pada saat tanam. Penelitian diakhiri pada hari ke-10 setelah tanam. Uji Pertumbuhan Biji Gulma Rumput Grinting Media tanam berupa tanah gambut dimasukkan ke dalam polibag ukuran 10x15 cm. Benih gulma sebanyak 3 biji disemai pada setiap polibag. Setelah 10 hari, dipilih 1 gulma yang memiliki ukuran yang sama pada masing-masing polibag. Perlakuan dengan penyemprotan 5 mL ekstrak serasah daun mangga yang disesuaikan dengan perlakuan diberikan pada hari ke-10 dan ke-20 setelah tanam. Penelitian diakhiri pada hari ke-30 setelah tanam. Pengukuran Parameter Lingkungan Pengukuran suhu udara, suhu tanah dan kelembaban tanah dilakukan pada saat tanam. Pengukuran parameter kesuburan tanah seperti unsur N, P, K dan pH tanah dilakukan sebelum tanam. Parameter Pengamatan Parameter Pengamatan Perkecambahan Parameter perkecambahan yang diamati meliputi persentase perkecambahan (%), serta panjang kecambah (cm) rumput grinting. Pengambilan data dilakukan pada hari ke-10 setelah tanam. Parameter Pengamatan Pertumbuhan Parameter pertumbuhan yang diamati meliputi tinggi tanaman (cm), panjang akar (cm), berat kering (gram) serta berat basah (gram). Pengukuran dilakukan pada akhir pengamatan yaitu pada hari ke-30. Analisis Data Data yang diperoleh dianalisis dengan KruskalWallis karena tidak memenuhi asumsi parametrik (ANOVA). Analisis data statistik dilakukan dengan menggunakan program SPSS 18. Jika terjadi perbedaan yang signifikan Uji Nemenyi test digunakan sebagai uji lanjut (Zar, 2010). 47
Protobiont(2015) Vol. 4 (1) : 46-51
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Pengaruh Ekstrak Serasah Daun Mangga Terhadap Perkecambahan Biji Gulma Rumput Grinting Hasil Rerata Panjang Kecambah dan Persentase Perkecambahan Gulma Rumput Grinting dengan Pemberian Ekstrak Serasah Daun Mangga dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1. Rerata Panjang Kecambah dan Persentase Perkecambahan Gulma Rumput Grinting Konsentrasi Persentase Rerata Panjang No ekstrak Perkecambahan Kecambah (cm) (%) (%) 1 0 (Kontrol) 100 a 2,16 a 2
25
86 ab
2,01 ab
3
35
58 bc
1,29 bc
4
45
4 cd
0,05 cd
d
Tabel 2. Rerata Tinggi Tanaman, Panjang Akar, Berat Basah dan Berat Kering Gulma Rumput Grinting dengan Pemberian Ekstrak Serasah Daun Mangga Tinggi Panjang Berat Berat Konsentrasi No tanaman akar basah kering ekstrak (%) (cm) (cm) (gram) (gram) 1
0 (Kontrol)
4,04a
2,24a
0,1964a
0,0570a
2
25
3,58ab
2,06ab
0,1758ab
0,0516ab
3
35
2,42bc
1,88bc
0,1546bc
0,0098bc
4
45
0,42cd
0,30cd
0,0594cd
0,0024cd
5
55
0d
0d
0d
0d
Keterangan: Angka-angka pada kolom yang diikuti huruf yang tidak sama menunjukkan pengaruh berbeda nyata
Perlakuan dengan ekstrak serasah daun mangga yang terbaik terhadap seluruh parameter pengamatan ditunjukkan pada konsentrasi 35%. Pembahasan
d
5 55 0 0 Keterangan: Angka-angka pada kolom yang diikuti huruf yang tidak sama menunjukkan pengaruh berbeda nyata
Perlakuan dengan ekstrak serasah daun mangga (Mangifera indica) berpengaruh nyata terhadap persentase perkecambahan biji gulma rumput grinting (Cynodon dactylon) (χ2 = 22,495, p = 0,0001; Uji Kruskal-Wallis), dan panjang kecambah gulma rumput grinting (χ2 = 21,336, p = 0,0001; Uji Kruskal-Wallis). Berdasarkan hasil Uji Nemenyi, konsentrasi ekstrak 45% dan konsentrasi ekstrak 55% untuk parameter persentase perkecambahan dan panjang
kecambah rumput grinting memberikan hasil berbeda nyata dengan kontrol (Tabel 1). Pengaruh Ekstrak Serasah Daun Mangga Terhadap Pertumbuhan Biji Gulma Rumput Grinting Hasil Rerata Tinggi Tanaman, Panjang Akar, Berat Basah dan Berat Kering Gulma Rumput Grinting dengan Pemberian Ekstrak Serasah Daun Mangga dapat dilihat pada Tabel 2. Perlakuan dengan ekstrak serasah daun mangga berpengaruh nyata terhadap tinggi gulma rumput grinting (χ2 = 22,011 , p = 0,0001; Uji KruskalWallis), panjang akar gulma rumput grinting (χ2 = 21, 014, p = 0,0001; Uji Krusskal-Wallis), berat basah gulma rumput grinting (χ2 = 22,135, p = 0,0001; Uji Kruskal-Wallis), dan berat kering gulma rumput grinting (χ2 = 19, 341, p = 0,001; Uji Kruskal-Wallis).
Persentase perkecambahan biji gulma rumput grinting mengalami penurunan setelah diberi perlakuan dengan ekstrak serasah daun mangga (M. indica) (Tabel 1). Semakin tinggi konsentrasi ekstrak yang diberikan, nilai persentase perkecambahan dan panjang kecambah gulma rumput grinting akan semakin rendah. Hal ini dikarenakan ekstrak serasah daun mangga mengandung senyawa alelopati yang dapat menghambat perkecambahan. Menurut El-Rokiek (2010) daun mangga mengandung senyawa metabolit sekunder golongan fenol yaitu ferulik 5,98%, koumarik 15,49%, benzoik 10,32%, vanelik 11,82%, khlorogenik 7,85%, caffeik 36,74%, gallik 3,78%, hidrobenzoik 2,87%, dan cinamik 5,15%. Senyawa fenol merupakan salah satu senyawa alelopati yang bersifat menghambat perkecambahan. Konsentrasi ekstrak 35% merupakan konsentrasi terendah yang mampu menghambat perkecambahan gulma yang ditunjukkan dengan menurunnya rerata panjang kecambah menjadi 1,29 cm (Tabel 1). Senyawa alelopati yang terdapat di dalam ekstrak serasah daun mangga dapat menurunkan panjang kecambah rumput grinting. Semakin terhambatnya perkecambahan pada konsentrasi tertentu menunjukkan besarnya kemampuan ekstrak serasah daun mangga dalam menghambat perkecambahan gulma. Menurut Tanor dan Sumayku (2009) salah satu faktor 48
Protobiont(2015) Vol. 4 (1) : 46-51
lingkungan yang sangat berpengaruh terhadap perkecambahan adalah adanya senyawa alelopati yang bersifat menghambat pertumbuhan. Menurut Trenggono (1990) pengaruh senyawa alelokimia terjadi pada saat proses pengangkutan air pada biji. Air yang telah bercampur dengan ekstrak yang mengandung alelokimia akan mengganggu kerja hormon asam giberelin (GA) sehingga GA tidak dapat menginduksi enzim α-amilase yang mengakibatkan proses perkecambahan terganggu. Penghambatan pertumbuhan tinggi gulma rumput grinting oleh senyawa alelopati yang terdapat pada ekstrak serasah daun mangga dapat terjadi melalui penghambatan aktivitas pembelahan dan pemanjangan sel-sel. Fitter dan Hay (1991). Prawinata et al., (1981) mengemukakan bahwa senyawa terpenoid, flavonoid dan fenol adalah alelokimia yang bersifat menghambat pembelahan sel. Hal ini berdasarkan pernyataan Wattimena (1987); Kabede, 1994 dalam Khotib 2002, bahwa senyawa fenol menghambat tahap metafase pada mitosis. Gangguan pada tahapan metafase menyebabkan proses mitosis terhambat, sehingga mengakibatkan penghambatan pembelahan dan pemanjangan sel. Hambatan ini menyebakan tidak bertambahnya jumlah dan ukuran sel, sehingga pertumbuhan memanjang atau pertumbuhan tinggi tanaman terhambat. Gardner, dkk., (1991) menyatakan bahwa pemanjangan ruas batang dipengaruhi oleh aktivitas hormon giberelin. Giberelin berperan dalam memacu pembelahan sel, pembesaran sel dan pemanjangan batang. Einhellig, (1995) dalam Izah (2009) menyatakan bahwa mekanisme alelopati dalam menghambat pertumbuhan tanaman salah satunya dengan cara menghambat aktivitas fitohormon. Senyawa alelopati pada ekstrak serasah daun mangga diduga menghambat aktivitas giberelin. Hal ini menyebabkan pembelahan sel pada bagian meristem interkalar terganggu, sehingga pemanjangan ruas batang atau daun rumput grinting terhambat. Konsentrasi 25% pada parameter panjang akar menunjukkan hasil yang tidak berbeda nyata dengan kontrol (Tabel 2). Hal ini dikarenakan pada konsentrasi 25% senyawa alelopati yang terkandung di dalam ekstrak masih rendah, sehingga kurang baik digunakan karena memiliki pengaruh yang sama dengan kontrol. Konsentrasi 35% merupakan konsentrasi efektif yang mampu
menghambat panjang akar tanaman gulma rumput grinting. Tetelay (2003) menyatakan bahwa hambatan alelopati dapat berbentuk penghambatan pertumbuhan tanaman melalui gangguan sistem perakaran. Gangguan perakaran dapat dilihat dari ukuran panjang akar (Tabel 2). Keberadaan senyawa fenol menyebabkan gangguan pada transportasi auksin dari pucuk ke akar dan gangguan sintesis sitokinin di bagian akar. Sitokinin diketahui berfungsi untuk pembelahan dan diferensiasi sel akar dan auksin merupakan senyawa yang memacu perpanjangan akar (Gardner et al., 1991). Senyawa alelopati yang diserap oleh akar tersebut menghambat pertumbuhan terutama pada bagian akar yang terkena langsung dengan ekstrak tersebut. Sastroutomo (1990) menyatakan bahwa alelokimia dapat diserap oleh tumbuhan di sekitarnya dalam bentuk uap, embun dan dapat pula masuk ke dalam tanah yang kemudian diserap oleh akar. Perlakuan ekstrak dalam konsentrasi rendah yaitu konsentrasi 25% dan 35% yang masuk ke dalam jaringan daun telah dapat menghambat aktivitas fisiologis. Namun pada konsentrasi yang lebih tinggi yaitu 45% dan 55%, penghambatan berat basah menjadi lebih tinggi. Rice (1974) menyatakan bahwa semakin tinggi konsentrasi ekstrak maka semakin tinggi juga pengaruh penghambatannya terhadap aktivitas fisiologis tanaman. Senyawa alelokimia pada ekstrak serasah daun mangga sudah mampu memberikan pengaruh dalam menurunkan berat basah gulma rumput grinting pada konsentrasi yang tinggi. Senyawa fenol yang terdapat pada ekstrak serasah daun mangga dapat menghambat pertumbuhan rumput grinting. Penurunan berat basah menunjukkan bahwa proses pertumbuhan mengalami penghambatan. Hal in terjadi karena terganggunya proses penyerapan air dan terhambatnya proses fotosintesis. Hal ini berdasarkan Alfandi dan Dukat (2007) yang menyatakan bahwa berat basah merupakan total kandungan air dan hasil fotosintesis di dalam tubuh tumbuhan. Hambatan penyerapan air dan proses fotosintesis menyebabkan total kandungan air dan hasil fotosintesis berkurang pada tanaman. 49
Protobiont(2015) Vol. 4 (1) : 46-51
Hambatan penyerapan air menyebabkan kadar air menjadi rendah akibatnya terjadi penutupan stomata, sehingga proses fotosintesis terhambat dan akan berpengaruh menghambat pertumbuhan tanaman sasaran. Hambatan proses fisiologis ini pada penelitian menyebabkan penghambatan tinggi tanaman rumput grinting (Tabel 2). Pertumbuhan organ yang baik menyebabkan semakin banyak organ tersebut menyerap air dan menyimpan hasil fotosintesis sehingga meningkatkan berat basah. Pemberian ekstrak juga berpengaruh nyata terhadap berat kering gulma rumput grinting. Pengaruh pemberian konsentrasi ekstrak 25% tidak berbeda nyata dengan kontrol, tetapi pada konsentrasi 35%, 45%, dan 55% berbeda nyata dengan kontrol (Tabel 2). Hal ini menunjukkan bahwa ekstrak 35% sudah memiliki pengaruh berbeda nyata dengan kontrol terhadap berat kering. Konsentrasi 45% merupakan konsentrasi terendah yang memiliki kemampuan tidak berbeda nyata dengan konsentrasi yang lebih tinggi dalam menurunkan berat kering. Senyawa alelokimia yang terdapat di dalam ekstrak serasah daun mangga diduga menghambat proses fotosintesis melalui penghambatan aktivitas enzim-enzim yang diperlukan dalam fotosintesis sehingga pertumbuhan tanaman menjadi terhambat dan berat kering tanaman menjadi berkurang. Hal ini sesuai dengan hasil penelitian El-Rokiek (2010) dan hasil penelitian Saleem, et al., (2013) bahwa ekstrak daun mangga dapat menekan berat kering gulma rumput kenari (Phalaris minor Retz.).
DAFTAR PUSTAKA Alfandi & Dukat, 2007, „Respon pertumbuhan dan produksi tiga kultivar kacang hijau (Vigna radiata L.) terhadap kompetisi dengan gulma pada dua jenis tanah‟, vol. 6, no. 1, hal. 26-29, diakses 10 februari 2014 Einhellig FA, 1995, Allelopathy: Current Status & Future Goals. Dalam Inderjit, Dakhsini KMM, Einhellig FA (Eds). Allelopathy. Organism, Processes and Applications. Washington DC: American Chemical Society El-Rokiek, G, Kowthar, R, El-Masry, Rafet & K. Nadia, Messiha, 2010.„The Allelopathic Effect of Mango Leaves on the Growth & Propagative Capacity of Purple Nutsedge
(Cyperus rotundus L.)‟, Journal American Research, vol. 6, no. 3, hal 151-159 Fitter, AH & Hay, RKM, 1991, Fisiologi lingkungan tanaman, Gajah Mada Press, Yogyakarta Gardner, FP, Pearce, RB, & Mitchel, RL, 1991, Fisiologi tanaman budidaya, penerjemah herawati, S, Penerbit UI Press, Jakarta Gilliand, HB, RE, Holttum, & NL, Bor, 1971, A Revised Flora of Malaya vol. III, Grasses of Malaya, HM, Burkill (ed), Auspies of The Botanic Garden, Singapore Izah, L, 2009, Pengaruh ekstrak beberapa jenis gulma terhadap perkecambahan biji jagung (Zea mays, L.), Skripsi, Universitas Islam Negeri Malang, Malang Jayadi, S, 1991, Tanaman makanan ternak tropika, Institut Pertanian Bogor, Bogor Khotib, M, 2002, Potensi alelokimia daun jati untuk mengendalikan Echinochloa crusgalli, Skripsi, Institut Pertanian Bogor, Bogor Nursal, WS & Juwita, WS, 2006, „Bioaktifitas Ekstrak Jahe (Zingiber officinale Roxb.) dalam Menghambat Pertumbuhan Koloni Bakteri Escheria coli dan Bacillus subtilis’, Biogenesis, vol. 2, no. 2, hal. 64-66, diakses 17 Februari 2014,
Olayele, MT, 2007, „Cytotoxicity and Antibacterial Activity of Methanolic Ekstract of Hisbiscus sabdariffa‟, Journal of Medicinal Plants Research, vol. 1, no. 1, hal 9-13, diakses 23 Februari 2014, Padmanaban, B, & M Daniel. 2003. Biology and bionomics of palm white grub, Leucopholis burmeisteri. Indian Entom. vol. 65 no. 4, hal. 444-452 Prawinata, WS, Haran & Tjondronegro, P, 1981, Dasar-Dasar Fisiologi Tumbuhan, Institut Pertanian Bogor, Bogor Rice, EL, 1974, Alleopathy, Academic Press, London Rice,EL, 1984. Allelopathy 2, Academic Press, London Saleem. K, Perveen. S, Latif. F, Akhtar.KP & Arhsad.HMI, 2013, “Identification of phenolics in mango leaves extact and their allelopathic effect on canary grass and wheat”, Pak. Journal. Bot, vol.25 no.5, hal. 1527-1535 Sastroutomo, 1990, Ekologi gulma, Gramedia Pustaka Utama, Jakarta Tanor, MN, & Sumayku, BRA, 2009, „Potensi Eugenol Tanaman Cengkeh terhadap Perkecambahan Benih Jagung‟, Soil Environment, vol. 1, no. 7, hal. 35-44 Tetelay, F, 2003, „Pengaruh allelopathy Acacia mangium Wild terhadap perkecambahan benih kacang hijau (Phaseolus radiatus. L) dan jagung (Zea mays)‟, Jurnal Ilmu Tanah dan Lingkungan, vol. 4, no. 1, hal. 41-49 50
Protobiont(2015) Vol. 4 (1) : 46-51
Trenggono, RM, 1990, Biologi Benih, Pertanian Bogor Press, Bogor.
Institut
Wattimena, GA, 1987, Zat Pengatur Tumbuh, Departemen Pendidikan & Kebudayaan, Dikti, Pusat Antar Universitas Bioteknologi, IPB Zar, JH, 2010, Biostatistical Analysis, Departement Of Biological Sciences Northern Illinois University, New Jersey.
51
